Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Aby zrozumieć, jak podłączyć określony typ silnika elektrycznego, konieczne jest zrozumienie zasad jego działania i cech konstrukcyjnych. Istnieje wiele różnych typów silników elektrycznych. Przez podłączenie do zasilania AC są one trójfazowe, dwufazowe lub jednofazowe. Zgodnie z metodą zasilania, uzwojenia wirnika są podzielone na synchroniczne i asynchroniczne.

Zasada działania

Zasada działania silnika elektrycznego pokazuje najprostsze doświadczenie, które wszyscy pokazaliśmy w szkole - obrót ramy z prądem w polu magnesu stałego.

Ramka z prądem jest analogiem wirnika, nieruchomym magnesem - stojanem. Jeśli prąd zostanie dostarczony do ramy, obróci się on prostopadle do kierunku pola magnetycznego i zamarznie w tej pozycji. Jeśli obrócisz magnes, ramka obróci się z taką samą prędkością, to znaczy synchronicznie z magnesem. Mamy silnik synchroniczny. Ale mamy magnes - to jest stojan, a z definicji jest nieruchomy. Jak obrócić pole magnetyczne stojana stacjonarnego?

Na początek zastąp magnes stały cewką prądu. To jest uzwojenie naszego stojana. Jak wiadomo z tej samej fizyki szkolnej, cewka z prądem tworzy pole magnetyczne. Ta ostatnia jest proporcjonalna do wielkości prądu, a biegunowość zależy od kierunku prądu w cewce. Jeśli zastosujemy prąd zmienny do cewki, otrzymamy zmienne pole.

Pole magnetyczne jest wielkością wektorową. Prąd przemienny w sieci ma kształt sinusoidalny.

Pomożemy bardzo wyraźną analogię z zegarem. Jakie wektory stale obracają się przed naszymi oczami? To są wskazówki godzinowe . Wyobraź sobie, że zegar wisi w rogu pokoju. Druga wskazówka obraca się, wykonując jeden pełny obrót na minutę. Strzałka jest wektorem długości jednostki.

Cień, który strzała rzuca na ścianę, zmienia się jak sinus z czasem 1 minuty, a cień rzucany na podłogę jak cosinus. Lub sinus, przesunięty w fazie o 90 stopni. Ale wektor jest równy sumie jego rzutów. Innymi słowy, strzałka jest równa sumie wektorów jej cieni.

Dwufazowy silnik synchroniczny

Umieść dwa uzwojenia na stojanie pod kątem 90 stopni, to znaczy wzajemnie prostopadle. Daj im sinusoidalny prąd przemienny. Fazy prądów są przesunięte o 90 stopni . Mamy dwa wektory wzajemnie prostopadłe, zmieniające się zgodnie z prawem sinusoidalnym z przesunięciem fazowym o 90 stopni. Całkowity wektor będzie się obracał zgodnie z ruchem wskazówek zegara, wykonując jeden pełny obrót na okres częstotliwości prądu zmiennego.

Mamy silnik synchroniczny dwufazowy. Skąd wziąć prąd przesunięty w fazie, aby zasilić uzwojenia? Prawdopodobnie nie wszyscy wiedzą, że na początku sieci rozdzielcze prądu przemiennego były dwufazowe. I dopiero później, nie bez walki, ustąpił trójfazowy. Gdyby się nie poddali, nasz dwufazowy silnik elektryczny mógłby zostać podłączony bezpośrednio do dwóch faz.

Wygrały jednak sieci trójfazowe, dla których opracowano trójfazowe silniki elektryczne. Dwufazowe silniki elektryczne znalazły zastosowanie w sieciach jednofazowych w postaci silników kondensatorowych.

Trójfazowy silnik synchroniczny

Nowoczesne sieci dystrybucji prądu przemiennego są wykonywane w układzie trójfazowym.

  • Trzy sinusoidy z przesunięciem fazowym o jedną trzecią okresu lub 120 stopni względem siebie są jednocześnie przesyłane przez sieć.
  • Silnik trójfazowy różni się od silnika dwufazowego tym, że ma nie dwa, ale trzy uzwojenia na stojanie, obrócony o 120 stopni.
  • Trzy cewki połączone z trzema fazami tworzą całkowite wirujące pole magnetyczne, które obraca wirnik.

Trójfazowy silnik asynchroniczny

Prąd w wirniku silnika synchronicznego jest zasilany ze źródła zasilania. Wiemy jednak z tej samej fizyki szkoły, że prąd w cewce może być wytwarzany przez zmienne pole magnetyczne. Możesz po prostu zamknąć końce cewki na wirniku. Możesz nawet opuścić tylko jeden obrót, jak w ramce. I pozwól prądowi wywołać wirujące pole magnetyczne stojana.

  1. W momencie uruchomienia wirnik jest nieruchomy, a pole stojana obraca się.
  2. Zmienia się pole w obwodzie wirnika, wywołując prąd elektryczny.
  3. Wirnik zacznie wyprzedzać pole stojana. Ale nigdy się nie dogoni, ponieważ w tym przypadku prąd w nim przestanie być indukowany.
  4. W silniku asynchronicznym wirnik zawsze obraca się wolniej niż pole magnetyczne.
  5. Różnica prędkości nazywa się poślizgiem. Podłączenie silnika asynchronicznego nie wymaga zasilania prądem uzwojenia wirnika.

Synchroniczne i asynchroniczne silniki elektryczne mają swoje zalety i wady, ale faktem jest, że większość silników stosowanych obecnie w przemyśle to asynchroniczne silniki trójfazowe.

Jednofazowy silnik asynchroniczny

Jeśli zostawimy zwarcie na wirniku i jedną cewkę na stojanie, otrzymamy niesamowity projekt - asynchroniczny silnik jednofazowy.

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że taki silnik nie powinien działać. Przecież w wirniku nie ma prądu, a pole magnetyczne stojana nie obraca się. Ale jeśli wepchniesz rotor ręką w dowolnym kierunku, silnik będzie działał! I będzie się obracać w kierunku, w którym pchał się podczas rozruchu.

Można wyjaśnić działanie tego silnika, przedstawiając stacjonarne przemienne pole magnetyczne stojana jako sumę dwóch pól wirujących ku sobie. Podczas gdy wirnik jest nieruchomy, pola te równoważą się, więc jednofazowy silnik asynchroniczny nie może uruchomić się niezależnie. Jeśli wirnik zostanie wprawiony w ruch przez zewnętrzną siłę, obróci się po drodze jednym wektorem i w kierunku drugiego.

Mijający wektor pociągnie wirnik za sobą, wektor licznika wyhamuje.

Można wykazać, że ze względu na różnicę między prędkością licznika a prędkością ogona wpływ przechodzącego wektora będzie silniejszy, a silnik będzie pracował w trybie asynchronicznym.

Program integracji

Możliwe jest podłączenie obciążeń do sieci trójfazowej według dwóch schematów - gwiazdy i trójkąta. Gdy gwiazda jest połączona, początki uzwojeń są ze sobą połączone, a końce są połączone z fazami. Gdy trójkąt jest włączony, koniec jednego uzwojenia jest połączony z początkiem drugiego.

W obwodzie gwiazdowym napięcie uzwojenia wynosi 220 V. Po włączeniu przez trójkąt, pod liniowym 380 V.

Gdy trójkąt jest włączony, silnik rozwija nie tylko większą moc, ale także duże prądy rozruchowe. Dlatego czasami stosowany jest schemat łączony - zaczynając od gwiazdy, a następnie przełączając się na trójkąt.

Kierunek obrotu jest określony przez kolejność połączeń fazowych. Aby zmienić kierunek, wystarczy zamienić dowolne dwie fazy.

Jednofazowe połączenie sieciowe

Silnik trójfazowy może być podłączony do sieci jednofazowej, aczkolwiek z utratą mocy, jeśli jedno z uzwojeń jest podłączone za pomocą kondensatora z przesunięciem fazowym. Jednak z tym włączeniem silnik traci większość swoich parametrów, więc ten tryb nie jest zalecany.

Połączenie 220 V

W przeciwieństwie do trójfazowego silnika dwufazowego pierwotnie był przeznaczony do włączenia do sieci jednofazowej. Aby uzyskać przesunięcie fazowe między uzwojeniami, włączony jest kondensator roboczy, dlatego silniki dwufazowe nazywane są również silnikami kondensatorowymi.

Pojemność kondensatora roboczego obliczana jest według wzorów dla nominalnego trybu pracy. Ale jeśli tryb różni się od nominalnego, na przykład podczas rozruchu, równowaga uzwojeń jest zakłócona . Aby zapewnić tryb rozruchu w momencie startu i przyspieszenia równolegle do pracownika, podłączany jest dodatkowy kondensator rozruchowy, który musi być wyłączony, gdy wyjście osiągnie prędkość znamionową.

Jak włączyć jednofazowy silnik asynchroniczny

Jeśli automatyczny start nie jest potrzebny, asynchroniczny silnik jednofazowy ma najprostszy obwód przełączający. Cechą tego typu jest niemożność automatycznego uruchomienia.

Do automatycznego rozruchu używane jest drugie uzwojenie rozruchowe jak w dwufazowym silniku elektrycznym. Uzwojenie początkowe jest podłączone przez kondensator rozruchowy tylko do rozruchu, a następnie musi zostać odłączone ręcznie lub automatycznie.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Instrumenty