8. Principiul de funcționare și inversarea (schimbarea direcției de rotație) a unui motor asincron trifazat.
În figură este prezentat un circuit electromagnetic al unui IM cu o înfășurare a rotorului scurtcircuitată în secțiune, incluzând un stator (1), în canelurile căruia există înfășurări statorice trifazate (2), reprezentate printr-o singură spire. Începuturile înfășurărilor de fază sunt A, B, C, iar capetele sunt respectiv X, Y, Z. În rotorul cilindric (3) al motorului, există tije (4) de înfășurări scurtcircuitate, închise la capetele rotorului prin plăci.
Când se aplică o tensiune trifazată înfășurărilor statorului de fază, curenții statorici iA, iB, iC curg în rotațiile înfășurării statorului, creând un câmp magnetic rotativ cu viteza de rotație n1. Acest câmp traversează tijele înfășurării rotorului scurtcircuitat și EMF este indusă în ele, a cărei direcție este determinată de regula mâinii drepte. CEM în barele rotorului creează curenții rotorului i2 și câmpul magnetic al rotorului, care se rotește cu frecvența câmpului magnetic al statorului. Câmpul magnetic AM rezultat este egal cu suma câmpurilor magnetice ale statorului și ale rotorului. Conductorii cu curent i2, localizați în câmpul magnetic rezultat, sunt acționați de forțe electromagnetice, a căror direcție este determinată de regula din stânga. Amplificarea totală Fres aplicată tuturor conductoarelor rotorului formează momentul electromagnetic rotativ M al motorului cu inducție.
Momentul electromagnetic rotativ M, depășind momentul de rezistență Mc pe arbore, forțează rotorul să se rotească cu o frecvență n2. Rotorul se rotește cu accelerație dacă momentul M este mai mare decât momentul de rezistență Ms sau la o frecvență constantă dacă momentele sunt egale.
Viteza rotorului n2 este întotdeauna mai mică decât viteza câmpului magnetic al mașinii n1, deoarece numai în acest caz există un cuplu electromagnetic rotativ. Dacă viteza rotorului este egală cu viteza de rotație a statorului MF, atunci cuplul EM este zero (tijele rotorului nu traversează motorul MF, iar curentul este zero). Diferența dintre frecvențele de rotație ale statorului și rotorului MF în unități relative se numește alunecarea motorului:
s \u003d n 1− n 2.n 1
Alunecarea este măsurată în unități relative sau procente în raport cu n1. În modul de funcționare aproape de alunecarea nominală a motorului este de 0,01-0,06. Viteza rotorului n 2 \u003d n 1 (1− s).
Astfel, o caracteristică caracteristică a unei mașini asincrone este prezența alunecării - inegalitatea vitezelor de rotație a câmpului magnetic al motorului și rotorului. Prin urmare, mașina este numită asincronă.
Când o mașină asincronă funcționează în modul motor, viteza rotorului este mai mică decât viteza de rotație a MP și 0< s < 1. в этом режиме обмотка статора питается от сети, а вал ротора передает механический момент на исполнительный орган механизма. Электрическая энергия преобразуется в механическую.
Dacă rotorul IM este inhibat (s \u003d 1), acesta este un mod de scurtcircuit. Dacă turația rotorului coincide cu turația de rotație a MP, atunci cuplul motorului nu apare. Acesta este modul ideal de așteptare.
Pentru a schimba direcția de rotație a rotorului (inversați motorul), trebuie să modificați direcția de rotație a MP. Pentru a inversa motorul, este necesar să schimbați secvența de fază a tensiunii aplicate, adică să comutați două faze.
9. Circuitul echivalent și caracteristicile mecanice ale unui motor asincron trifazat.
Rн \u003d R "----- |
||||||||
Rн \u003d R "----- |
||||||||
E \u003d E " | ||||||||
În circuit, o mașină asincronă cu cuplare electromagnetică a circuitelor stator și rotor este înlocuită de un circuit echivalent redus echivalent. În acest caz, parametrii înfășurării rotorului R2 și x2 sunt reduși la înfășurarea statorului, cu condiția ca E1 \u003d E2 ". E2", R2 ", x2" să fie parametrii reduși ai rotorului.
inclus în înfășurarea unui rotor staționar, adică mașina are o sarcină activă.
Mărimea acestei rezistențe este determinată de alunecare și, prin urmare, de sarcina mecanică pe arborele motorului. Dacă momentul de rezistență pe arborele motorului este Мс \u003d 0, atunci alunecați s \u003d 0; în acest caz, valoarea R n \u003d ∞ și I2 "\u003d 0, care corespunde lucrării
motorul la ralanti.
În modul fără sarcină, curentul statorului este egal cu curentul de magnetizare I 1 \u003d I 0. Circuitul magnetic al mașinii este reprezentat de un circuit de magnetizare cu parametrii x0, R0 - rezistențele inductive și active ale magnetizării înfășurării statorului. Dacă momentul de rezistență pe arborele motorului depășește cuplul său, atunci rotorul se oprește. În acest caz, valoarea lui Rн \u003d 0, care corespunde modului de scurtcircuit.
Primul circuit se numește circuit echivalent al tensiunii arteriale în formă de T. Poate fi convertit într-o formă mai simplă. În acest scop, circuitul de magnetizare Z 0 \u003d R 0 + jx 0
scoateți la cleme obișnuite. Astfel încât, în acest caz, curentul de magnetizare I 0 nu își schimbă valoarea, rezistențele R1 și x1 sunt conectate în serie în acest circuit. În circuitul echivalent în formă de L obținut, rezistențele circuitelor statorului și rotorului sunt conectate în serie. Ele formează un circuit de lucru, paralel cu care este conectat circuitul de magnetizare.
Valoarea curentului în circuitul de lucru al circuitului echivalent:
I "2 \u003d | Unde faza U1 |
|||||||||||||||
„1 - s 2 | √ (R 1 + | R "2 | ||||||||||||||
√ (R 1+ R 2+ R 2 | ) + (x 1 + x 2) | ) + (x 1 + x 2) |
||||||||||||||
tensiunea principala.
Momentul electromagnetic al AM este creat de interacțiunea curentului din înfășurarea rotorului cu MF rotativ al mașinii. Momentul electromagnetic M este determinat prin puterea electromagnetică:
P uh | 2 πn 1 | Frecvența unghiulară de rotație a statorului MP. |
|||||||||||||
P e2 | m1 I2 "2 R" 2 | Adică, cuplul EM este proporțional cu puterea electrică |
|||||||||||||
ω 1s | |||||||||||||||
ω 1s | |||||||||||||||
pierderi în înfășurarea rotorului. | |||||||||||||||
2 R 2 " |
|||||||||||||||
2 ω 1 [(R 1 + | ) + (x 1 + X 2 ") 2] |
||||||||||||||
Luând în ecuație numărul de faze motorii m1 \u003d 3; x1 + x2 "\u003d xk, îl cercetăm pentru un extrem. Pentru a face acest lucru, echivalăm derivata dM / ds cu zero și obținem două puncte extreme. În aceste puncte, momentul Mk și slip sk sunt numite critice și, respectiv, egale:
± R "2 | ||||||||||
√ R1 2 + sк 2 | Unde „+” pentru s\u003e 0, „-” pentru s< 0. |
|||||||||
M la \u003d | 3U 1 2 | |||||||||
2 ω 1 (R 1 ± √ | ||||||||||
R1 2 + Xk 2 | ||||||||||
Dependența cuplului EM de alunecarea M (s) sau de viteza rotorului M (n2) se numește caracteristica mecanică a IM.
Dacă împărțim M cu Mk, obținem o formă convenabilă de scriere a ecuației caracteristicilor mecanice ale tensiunii arteriale:
2 Mk (1 + ask) | ||||||||||||||||
2ntrebare | R2 " |
|||||||||||||||
2 Mk | 3 Uph 2 | R2 " | ||||||||||||||
2 ω 1x k | ||||||||||||||||
Figura: 1 Schema de conectare a unui motor asincron monofazat cu condensator de pornire.
Să luăm ca bază motorul asincron monofazat deja conectat, cu direcția de rotație în sensul acelor de ceasornic (Fig. 1).
figura 1
- punctele A, B indică în mod convențional începutul și sfârșitul înfășurării de pornire; pentru claritate, firele maro și verde sunt conectate la aceste puncte, respectiv.
- punctele C, B desemnează în mod convențional începutul și sfârșitul înfășurării de lucru; pentru claritate, firele roșii și albastre sunt conectate la aceste puncte, respectiv.
- săgețile indică direcția de rotație a rotorului motorului cu inducție
Sarcină.
Modificați direcția de rotație a unui motor asincron monofazat în direcția opusă - în sens invers acelor de ceasornic. Pentru a face acest lucru, este suficient să reconectați unul dintre înfășurările unui motor asincron monofazat - fie funcțional, fie pornit.
Opțiunea numărul 1
Schimbăm direcția de rotație a unui motor asincron monofazat reconectând înfășurarea de lucru.
Fig. 2 Cu această conexiune a înfășurării de lucru, relativ la Fig. 1, motorul cu inducție monofazat se va roti în direcția opusă.
Opțiunea numărul 2
Schimbăm direcția de rotație a unui motor asincron monofazat reconectând înfășurarea de pornire.
Fig. 3 Cu această conexiune a înfășurării de pornire, relativ la Fig. 1, motorul cu inducție monofazat se va roti în direcția opusă.
Notă importantă.
Această metodă de modificare a direcției de rotație a unui motor asincron monofazat este posibilă numai dacă motorul are ramuri separate ale înfășurării de pornire și de lucru.
Fig. 4 Cu această conexiune a înfășurărilor motorului, inversarea este imposibilă.
În fig. 4 prezintă o versiune destul de comună a unui motor cu inducție monofazat, în care capetele înfășurărilor B și C, respectiv firele verzi și roșii, sunt conectate în interiorul carcasei. Un astfel de motor are trei conductoare, în loc de patru ca în Fig. 4 sârmă maro, violet, albastru.
UPD 03/09/2014În cele din urmă, a fost posibil să se verifice în practică, nu foarte corect, dar s-a folosit încă metoda de schimbare a direcției de rotație a unui motor cu inducție. Pentru un motor asincron monofazat, care are doar trei conductoare, este posibil să faceți rotorul să se rotească în direcția opusă, este suficient să schimbați înfășurările de lucru și de pornire. Principiul unei astfel de includeri este prezentat în Fig. 5
Figura: Inversare a motorului asincron nestandard
Bună ziua, dragi cititori și vizitatori ai site-ului „Note ale unui electrician”.
În ultimul articol, am vorbit despre, am făcut cunoștință cu schema conexiunii sale la rețeaua electrică cu o tensiune de 220 (V), desemnarea și marcarea terminalelor.
În același articol, am promis să vă spun în viitorul apropiat cum îi puteți organiza inversarea, adică controlați direcția de rotație a motorului de la distanță și nu folosiți jumperi în cutia de borne.
Asadar, haideti sa începem.
În principiu, nu este nimic complicat. Principiul circuitului de control este similar, cu excepția unor detalii. De fapt, nu am avut de-a face cu circuitul invers al motoarelor monofazate până acum, iar acest circuit a fost implementat de mine în practică pentru prima dată.
Esența schemei este schimbarea direcției de rotație a arborelui unui motor condensator monofazat de la distanță folosind butoane (stație cu butoane). Amintiți-vă, în articolul precedent, am schimbat manual poziția a două jumperi pe blocul de borne al motorului pentru a schimba direcția înfășurării de lucru (U1-U2). Acum trebuie să eliminați aceste jumperi, deoarece rolul lor în această schemă va fi îndeplinit de contactele deschise în mod normal (n.d.) ale contactorilor.
Pregătirea echipamentului pentru inversarea unui motor monofazat
Mai întâi, enumerăm toate echipamentele electrice pe care trebuie să le achiziționăm pentru a organiza reversul motorului condensatorului AIRE 80S2:
1. Întrerupător
Folosim bipolari 16 (A), cu caracteristica "C" din IEK.
Acest buton are 3 butoane:
- buton înainte (negru)
- buton înapoi (negru)
- buton de oprire (roșu)
Să analizăm postarea cu buton.
Putem vedea că fiecare buton are 2 contacte:
- contact normal deschis (1-2), care se închide când apăsați butonul
- contact normal închis (3-4), care este închis până când butonul este apăsat
Vă rugăm să rețineți că în fotografie, butonul exterior din stânga este cu susul în jos. Dacă conectați singur circuitul invers al unui motor monofazat, atunci aveți grijă, butoanele din stâlpul butonului pot fi inversate. Urmați etichetarea contactelor (1-2) și (3-4).
3. Contactori
De asemenea, trebuie să achiziționați doi contactori. În exemplul meu, folosesc contactoare de dimensiuni mici KMI-11210 de la IEK, care sunt instalate pe o șină DIN. Aceste contactoare au 4 contacte normal deschise (NO) și sunt capabile să comute sarcini de până la 3 (kW) la 230 (V) tensiune alternativă. Aici sunt potrivite pentru noi, tk. motorul nostru monofazat testat AIRE 80S2 are o putere de 2,2 (kW).
În loc de contactoare, puteți achiziționa, prin exemplul căruia am descris structura și principiul lor de funcționare.
Bobinele acestui contactor sunt proiectate pentru o tensiune alternativă de 220 (V), care va trebui luată în considerare la asamblarea unui circuit de comandă inversă a motorului monofazat.
Iată, de fapt, lucrarea mea.
Am spus deja în ultimul articol că unul dintre cititorii site-ului „Note ale unui electrician” pe nume Vladimir mi-a cerut să-l ajut cu o putere de 2,2 (kW) și să întocmesc (să inventez) un circuit invers pentru el. Conform schițelor mele (inclusiv schițe de asamblare), Vladimir a asamblat schema de mai sus în. Puțin mai târziu, mi-a scris prin poștă că a testat schema, totul funcționează, fără reclamații.
Dacă aveți întrebări cu privire la materialele site-ului, puneți-le în comentarii sau la. În termen de 12-24 de ore, și poate mai repede, totul depinde de angajarea mea, vă voi răspunde.
Acum vă voi spune cum funcționează acest circuit.
Principiul de funcționare a circuitului invers al unui motor monofazat
În primul rând, pornim mașina de alimentare.
1. Rotire înainte
Când apăsați butonul „înainte”, bobina contactorului K1 primește energie prin următorul circuit: fază - N.C. contactul (3-4) al butonului de oprire - n.z. contactul (3-4) al butonului „înapoi” - nr. contactul (1-2) al butonului presat înainte - bobina contactorului K1 (A1-A2) - zero.
Contactorul K1 este ridicat și închide toate contactele sale deschise în mod normal (n.o.):
- 1L1-2T1 (bobină auto-apucătoare K1)
- 5L3-6T3 (simulează jumperul U1-W2)
- 13NO-14NO (simulează jumperul V1-U2)
Nu trebuie să țineți apăsat butonul înainte, deoarece bobina contactorului K1 stă pe „auto-prindere” prin propriul său N.O. contact (1L1-2T1).
Motorul monofazat începe să se rotească în direcția înainte.
2. Rotirea inversă
Când apăsați butonul „înapoi”, bobina contactorului K2 primește energie prin următorul circuit: fază - NC. contactul (3-4) al butonului „oprire” - n.z. contactul (3-4) al butonului înainte - nr. contactul (1-2) al butonului „înapoi” apăsat - bobina contactorului K2 (A1-A2) - zero.
Contactorul K2 preia și închide următoarele contacte normal deschise (n.o.):
- 1L1-2T1 (bobină auto-apucătoare K2)
- 3L2-4T2 (fază la motor în circuitul de alimentare)
- 5L3-6T3 (imită jumperul W2-U2)
- 13NO-14NO (imită jumperul U1-V1)
Nu trebuie să țineți apăsat butonul „înapoi” cu degetul. bobina contactorului K2 stă pe „auto-prindere” prin propriul său N.O. contact (1L1-2T1).
Motorul monofazat începe să se rotească în direcția opusă.
Pentru a opri motorul, apăsați butonul de oprire.
3. Blocare
Circuitul invers prezentat al unui motor condensator monofazat are un buton de blocare, adică dacă, cu motorul pornit în direcția înainte, apăsați greșit butonul „înapoi”, atunci contactorul K1 va fi deconectat mai întâi, iar apoi contactorul K2 va fi activat. Si invers. Astfel, avem blocarea simultană a doi contactori K1 și K2.
Puteți aplica alte tipuri de încuietori, dar m-am limitat la acesta.
P.S. Aceasta încheie articolul meu. Dacă ți-a plăcut articolul meu, îți voi fi foarte recunoscător dacă îl distribui pe rețelele de socializare. Și, de asemenea, nu uitați să vă abonați la noile mele articole - va fi mai interesant în continuare.
Figura: 1 Schema de conectare a unui motor asincron monofazat cu condensator de pornire.
Să luăm ca bază motorul asincron monofazat deja conectat, cu direcția de rotație în sensul acelor de ceasornic (Fig. 1).
figura 1
- punctele A, B indică în mod convențional începutul și sfârșitul înfășurării de pornire; pentru claritate, firele maro și verde sunt conectate la aceste puncte, respectiv.
- punctele C, B desemnează în mod convențional începutul și sfârșitul înfășurării de lucru; pentru claritate, firele roșii și albastre sunt conectate la aceste puncte, respectiv.
- săgețile indică direcția de rotație a rotorului motorului cu inducție
Sarcină.
Modificați direcția de rotație a unui motor asincron monofazat în direcția opusă - în sens invers acelor de ceasornic. Pentru a face acest lucru, este suficient să reconectați unul dintre înfășurările unui motor asincron monofazat - fie funcțional, fie pornit.
Opțiunea numărul 1
Schimbăm direcția de rotație a unui motor asincron monofazat reconectând înfășurarea de lucru.
Fig. 2 Cu această conexiune a înfășurării de lucru, relativ la Fig. 1, motorul cu inducție monofazat se va roti în direcția opusă.
Opțiunea numărul 2
Schimbăm direcția de rotație a unui motor asincron monofazat reconectând înfășurarea de pornire.
Fig. 3 Cu această conexiune a înfășurării de pornire, relativ la Fig. 1, motorul cu inducție monofazat se va roti în direcția opusă.
Notă importantă.
Această metodă de modificare a direcției de rotație a unui motor asincron monofazat este posibilă numai dacă motorul are ramuri separate ale înfășurării de pornire și de lucru.
Fig. 4 Cu această conexiune a înfășurărilor motorului, inversarea este imposibilă.
În fig. 4 prezintă o versiune destul de comună a unui motor cu inducție monofazat, în care capetele înfășurărilor B și C, respectiv firele verzi și roșii, sunt conectate în interiorul carcasei. Un astfel de motor are trei conductoare, în loc de patru ca în Fig. 4 sârmă maro, violet, albastru.
UPD 03/09/2014În cele din urmă, a fost posibil să se verifice în practică, nu foarte corect, dar s-a folosit încă metoda de schimbare a direcției de rotație a unui motor cu inducție. Pentru un motor asincron monofazat, care are doar trei conductoare, este posibil să faceți rotorul să se rotească în direcția opusă, este suficient să schimbați înfășurările de lucru și de pornire. Principiul unei astfel de includeri este prezentat în Fig. 5
Figura: Inversare a motorului asincron nestandard
Înainte de a alege o diagramă de conectare pentru un motor asincron monofazat, este important să stabiliți dacă să inversați. Dacă pentru lucrări depline trebuie adesea să schimbați direcția de rotație a rotorului, atunci este recomandabil să organizați inversarea utilizând un stâlp cu buton. Dacă rotația într-o singură direcție este suficientă pentru dvs., atunci aceasta va face fără posibilitatea comutării. Dar dacă, după ce vă conectați, decideți că direcția trebuie schimbată?
Să presupunem că un motor asincron monofazat, deja conectat utilizând o capacitate de pornire-încărcare, rotește inițial arborele în sensul acelor de ceasornic, ca în imaginea de mai jos.
Să clarificăm punctele importante:
- Punctul A marchează începutul înfășurării inițiale, iar punctul B marchează sfârșitul acestuia. Un fir maro este conectat la terminalul A inițial și un fir verde la terminalul final.
- Punctul C marchează începutul înfășurării de lucru, iar punctul D marchează sfârșitul acestuia. Un fir roșu este conectat la contactul inițial și un fir albastru la contactul final.
- Direcția de rotație a rotorului este indicată de săgeți.
Ne-am stabilit sarcina - să inversăm un motor monofazat fără a-i deschide carcasa, astfel încât rotorul să înceapă să se rotească în cealaltă direcție (în acest exemplu, împotriva mișcării mâinii ceasului). Poate fi rezolvat în trei moduri. Să le luăm în considerare mai detaliat.
Opțiunea 1: reconectarea înfășurării de lucru
Pentru a schimba direcția de rotație a motorului, puteți schimba numai începutul și sfârșitul înfășurării de lucru (permanent), așa cum se arată în figură. S-ar putea să credeți că pentru aceasta trebuie să deschideți carcasa, să scoateți înfășurarea și să o întoarceți. Acest lucru nu este necesar, deoarece este suficient să lucrați cu contacte din exterior:
- Ar trebui să existe patru fire care ies din carcasă. 2 dintre ele corespund la începutul înfășurărilor de lucru și de pornire și 2 - la capetele lor. Determinați ce pereche aparține numai înfășurării de lucru.
- Veți vedea că două linii sunt conectate la această pereche: fază și zero. Cu motorul oprit, inversați-l comutând faza de la contactul de înfășurare inițial la cel final și zero - de la final la cel inițial. Sau vice versa.
Ca rezultat, obținem o diagramă în care punctele C și D sunt schimbate. Acum rotorul motorului de inducție se va roti în direcția opusă.
Opțiunea 2: reconectarea înfășurării de pornire
A doua modalitate de a organiza inversarea unui motor asincron de 220 volți este să schimbați începutul și sfârșitul înfășurării de pornire. Acest lucru se face prin analogie cu prima opțiune:
- Din cele patru fire care ies din cutia motorului, aflați care dintre ele corespund firelor înfășurării de pornire.
- Inițial, capătul B al înfășurării de pornire a fost conectat la începutul înfășurării de lucru C, iar începutul lui A a fost conectat la condensatorul de încărcare de pornire. Puteți inversa un motor monofazat conectând un condensator la terminalul B și începutul lui C cu începutul lui A.
După acțiunile descrise mai sus, obținem o diagramă, ca în figura de mai sus: punctele A și B și-au schimbat locul, ceea ce înseamnă că rotorul a început să se întoarcă în direcția opusă.
Opțiunea 3: schimbarea înfășurării de pornire la cea de lucru și invers
Este posibil să se organizeze inversarea unui motor monofazat de 220V în modurile descrise mai sus, numai cu condiția ca ramurile de la ambele înfășurări cu toate începuturile și capetele să iasă din carcasă: A, B, C și D. Dar adesea există motoare în care producătorul a lăsat intenționat doar 3 contacte. Cu aceasta a asigurat dispozitivul de diferite „produse de casă”. Dar totuși există o cale de ieșire.
Figura de mai sus prezintă o diagramă a unui astfel de motor "problemă". Are doar trei fire care ies din carcasă. Acestea sunt marcate cu culori maro, albastru și violet. Liniile verzi și roșii corespunzătoare capătului B al începutului și începutul C al înfășurării de lucru sunt interconectate intern. Nu putem obține acces la ele fără a dezasambla motorul. Prin urmare, nu este posibil să se schimbe rotația rotorului cu una dintre primele două opțiuni.
În acest caz, procedați după cum urmează:
- Scoateți condensatorul de la borna inițială A;
- Conectați-l la terminalul D;
- Din firele A și D, precum și din faze, pornesc ramurile (o puteți inversa folosind o cheie).
Uitați-vă la imaginea de mai sus. Acum, dacă conectați o fază la ramificația D, atunci rotorul se rotește într-o singură direcție. Dacă firul de fază este aruncat în ramura A, atunci direcția de rotație poate fi schimbată în direcția opusă. Reversul se poate face prin deconectarea manuală și conectarea firelor. Folosirea unei chei vă va facilita munca.
Important! Ultima versiune a schemei de conexiune reversibilă pentru un motor monofazat asincron este incorectă. Poate fi utilizat numai dacă sunt îndeplinite următoarele condiții:
- Lungimea înfășurărilor de pornire și de lucru este aceeași;
- Aria secțiunii lor transversale corespunde una cu cealaltă;
- Aceste fire sunt realizate din același material.
Toate aceste cantități afectează rezistența. Ar trebui să fie constantă pentru înfășurări. Dacă dintr-o dată lungimea sau grosimea firelor diferă între ele, atunci după ce organizați inversul, se dovedește că rezistența înfășurării de lucru va fi aceeași ca înainte cu cea de pornire și invers. Acesta poate fi și motivul pentru care motorul nu poate porni.
