Пуск однофазного электродвигателя

Характерная черта однофазных электродвигателей – эти аппараты не способны запускаться без сторонней поддержки (второстепенной обмотки) по причине наличия только одной основной обмотки статора. Поэтому на практике используются разные способы пуска однофазных электродвигателей, благодаря которым удаётся вводить аппараты этого типа в нормальный режим эксплуатации. Рассмотрим существующие и часто применяемые варианты пуска однофазных двигателей, которые могут использоваться при необходимости.

Пуск двигателя вспомогательной фазой

Структурное построение электрической основы двигателя, в данном случае, отмечается наличием на статорном кольце двух обмоток (основной и второстепенной), геометрически смещённых на 90°.

Когда происходит включение однофазного мотора, ток (Т1) пересекает основную обмотку. Поскольку исполнение катушек статора разное, в контуре второстепенной обмотки циркулирует ток (Т2), более слабый и заметно сдвинутый на ф/2.

Магнитные поля, генерируемые токами (Т1) и (Т2), сдвинуты по фазе одно относительно другого. Это смещение способствует образованию магнитного поля вращения, достаточно сильного, чтобы однофазный электродвигатель мог запуститься (без нагрузки).

Схема пуска однофазного мотора
Схема пуска однофазного мотора: 1 — второстепенная фаза; 2 — основная фаза; 3 — центробежная муфта сцепления; L1, L2 — линия питающего напряжения

Как только вал двигателя достигнет 80% номинального значения скорости вращения, вспомогательная фаза отключается центробежной муфтой сцепления или остаётся поддерживаемой в рабочем состоянии.

Таким образом, статор однофазного электродвигателя фактически остаётся двухфазным, как в режиме запуска, так и в рабочем режиме.

Соединения фазы допустимо инвертировать, получая таким способом изменение направления вращения. Поскольку значение начального крутящего момента низкое, рекомендуется поднимать этот параметр, увеличением смещения между полями катушек.

Пуск вспомогательной фазой с добавленным сопротивлением

Резистор, включенный с фазой вспомогательного толка последовательно, способствует увеличению импеданса этой фазы и увеличению разницы между токами (Т1) и (Т2).

Рабочий режим однофазного электродвигателя после завершения пуска, в данном случае, ничем не отличается от первого схемного варианта.

Схема пуска с резисторами
Схема пуска однофазного электродвигателя с резисторами: 1 — основная обмотка; 2 — резистор 1; 3 — второстепенная обмотка; 4 — резистор 2; 5 — центробежная муфта сцепления; 6 — мотор

На основе этого решения возможна к применению также несколько иная схема, где сопротивление заменяется индуктивностью.

Существенной разницы между этими двумя решениями не наблюдается. Однако индуктивностью проще выстраивать смещение между токами Т1 и Т2.

Пуск вспомогательной фазой с конденсатором

Конденсаторная схема считается наиболее распространенной. Отличительная особенность – конденсатор, установленный на второстепенной обмотке.

Для постоянного конденсатора рабочее значение составляет около 8 мкФ с расчётом на однофазный электродвигатель до 200 Вт мощности. В режиме пуска однофазного электродвигателя такой мощности потребуется дополнительный конденсатор ёмкостью не менее 16 мкФ.

Включение дополнительной ёмкости в цепь потребуется только при пуске, после чего этот конденсатор выключается из схемы.

Поскольку конденсатор формирует фазовый сдвиг, противоположный одной индуктивности, в режиме пуска и последующей работы двигатель функционирует подобно двухфазному мотору с вращающимся полем.

Схема пуск мотора с конденсатором
Схема — пуск мотора с конденсатором: 1 — вспомогательная фаза; 2 — основная фаза; 3 — центробежная муфта сцепления; 4 — конденсатор; L1, L2 — линия питающего напряжения

Коэффициент крутящего момента и мощности достигает высоких значений. Стартовый момент (СМ) примерно в три раза превышает номинальный крутящий момент (КМ), а максимальный крутящий момент (КМ max) достигает значения  2 (КМ).

После выхода из режима пуска рекомендуется поддерживать фазовый токовый сдвиг, независимо от уменьшения общего значения ёмкости, поскольку импеданс статора увеличивается.

Конструкции однофазных электродвигателей мощностью до 100 Вт нередко выполняются с полюсами статора, расщеплёнными медными кольцами. Каждый полюс имеет специальные выемки под короткозамкнутые проводящие кольца.

Схема с расщеплёнными полюсами
Схема с расщеплёнными полюсами: 1 — ротор; 2 — статор; 3 — магнитное поле статора; 4 — магнитное поле кольца; L1, L2 — линия питающего напряжения

Наведённый в кольцах электрический ток вызывает искажение вращающегося магнитного поля, благодаря чему осуществляется процесс пуска однофазного электродвигателя. Эффективность таких схем невысокая, но вполне достаточная для электродвигателей до 100 Вт мощности.

Пуск электродвигателя на три фазы в однофазном режиме

Трехфазный электродвигатель (230/400 В) допустимо использовать на однофазном питании 220-230В, при условии оснащения стартовым конденсатором и дополнительным конденсатором для рабочего режима.

Следует отметить: такой подход снижает рабочую мощность электродвигателя (снижение порядка 0,7), пусковой момент и тепловой резерв. Как правило, под такую схему пуска подходят только маломощные 4-полюсные электродвигатели мощностью не более 4 кВт.

Пример подключения мотора в бытовом случае


При помощи материалов: Schneider-electric


Один комментарий к “Пуск однофазного электродвигателя”

  1. Thanks for all your efforts on this blog. Kate take interest in working on research and it’s really easy to see why. Almost all learn all concerning the lively means you present effective ideas via the blog and as well strongly encourage participation from other people about this subject and my child is in fact starting to learn so much. Enjoy the remaining portion of the new year. You’re the one doing a good job.

Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *