Что означает однофазный двигатель

В статье пойдет речь об однофазных асинхронных электродвигателях, имеющих два вывода питания и питающее напряжение 220 или 380 В при номинальной частоте 50 Гц. Как правило, такие агрегаты имеют в своей схеме пусковой либо фазосдвигающий конденсатор.

По способу подключения питания на входные клеммы различают однофазные и трехфазные частотники. При этом однофазные частотные преобразователи питаются фазным напряжением 220 В, трехфазные – линейным 380 В. Однако на выходе ПЧ обычно вырабатывается трехфазное напряжение со сдвигом фаз 120°, величина которого ограничена напряжением питания на входе.

Однофазный и трехфазный преобразователи SIEMENS Micromaster 420

В контексте однофазных двигателей преобразователи частоты можно условно разделить на три группы:

1. Преобразователи, специально предназначенные для однофазных двигателей.
2. Преобразователи с опциональной возможностью подключения однофазных двигателей, при этом необходимо использовать соответствующие настройки и схему подключения.
3. Преобразователи без возможности подключения однофазного двигателя.

Мы рассмотрим частотники из второй группы.

Обратите внимание! Не стоит путать преобразователи с однофазным питанием по входу с частотниками, имеющими однофазный выход. Возможны комбинации, когда преобразователь с однофазным питанием имеет на выходе 3 фазы с напряжением 220 В, либо когда ПЧ с трехфазным питанием выдает на однофазный двигатель напряжение 220 или 380 В.

Устройство однофазного двигателя

По сути, имеет 2 фазы, однако, работу осуществляет лишь один из них, по этой причине двигатель именуют однофазным. Как и все без исключения электромашины, однофазный двигатель складывается из 2 элементов: неподвижной (статор) и мобильной (ротор). Предполагает собой асинхронный электромотор, неподвижной частью которого является одна основная работающая обмотка, подключаемая к источнику переменного тока. К мощным граням двигателя этого вида можно причислить несложность системы, представляющую собой ротор с замкнутой обмоткой. К минусам — низкие значения отправного момента и КПД.

Главный недостаток однофазного тока — невозможность генерации им магнитного поля, исполняющего вращение. По этой причине однофазный электромотор не запустится сам при подсоединении к сети.

В теории электромашин функционирует принцип: чтобы появилось магнитное поле, крутящее ротор, в статоре должно быть 2 обмотки (фазы). Необходимо, кроме того, смещение одной обмотки на определённый ракурс относительно другой.

В период работы совершается обтекание обмоток неустойчивыми электрическими полями:

1. В неподвижном месте однофазного двигателя находится так именуемая отправная электрообмотка. Она смещена на 90 градусов по отношению к основной рабочей.
2. Сдвиг токов можно приобрести, включив в цепь фазосдвигающий элемент. Для этого могут применяться активные резисторы, катушки индукции и конденсаторы.
3. В качестве основы для статоров и роторов применяется электротехническая сталь — 2212.

Неверно называть монофазными такие электродвигатели, которые по собственному строению считаются 2- и 3-фазными, однако, подсоединяются к однофазному источнику посредством методик согласования (конденсаторные электромоторы). Эти две фазы таких приборов считаются рабочими и включены все время.

Классификация

Первоначально все электродвигатели, независимо от их типа, подразделяют по:

• Особенностям конструкции (исполнению): асинхронные и коллекторные;
• Способу установки;
• Классу защиты.

Однофазные электродвигатели, подключаемые в сеть переменного тока с напряжением 220В разделяют на следующие основные типы:

• CSIR, для пуска задействуется конденсатор. Работает через обмотку индуктивности;
• CSCR. Запускается и работает через конденсатор;
• RSIR. Для запуска используется реостат;
• PSC. Присутствует постоянное разделение емкости.

Такие электромоторы также называют индукционными. Их существенный недостаток – недостаточное число оборотов (скорость), обусловленное малой мощностью.

Изобретение однофазных коллекторных двигателей, способных выдерживать существенную нагрузку, давать высокий крутящийся момент при запуске, регулировать скорость вращения и количество оборотов, нашло широкое применение и использование в качестве электропривода к стиральной машине, пылесосу и различному электроинструменту, которым необходима хорошая мощность для нормальной работы.

Высокий шум, искрение при соприкосновении графитных щеток с кольцами коллектора, постоянная чистка токосъемника – существенные их недостатки.

Ко всему прочему, необходимо периодически проверять степень прилегаемости контактов для нормальной работы двигателя, чистить и заменять неисправные.

Преимущества и недостатки однофазного асинхронного двигателя

Все преимущества асинхронного электродвигателя переменного тока следуют из его конструкции и принципа работы.

Если сравнивать данный вид двигателя с остальными активно используемыми в промышленности и быту агрегатами, становится понятно, что его конструкция максимально проста. Это положительно сказывается не только на обслуживании, но и на изначальной стоимости узла. Асинхронному электродвигателю принадлежит пальма первенства в сочетании цены и производительности, особенно, если речь идет о бытовой эксплуатации.

Профилактические работы при обслуживании однофазного двигателя переменного тока сводятся к очистке от пыли и подтяжке контактов подключения. При условии корректной, бережной транспортировки, правильной установки, эксплуатации с учетом нагрузок и мощности агрегата, первую замену системы подшипников можно производить только спустя 15-20 лет.

Из принципа работы агрегата вытекают и его недостатки, которые в некоторых случаях выступают ограничителями в использовании двигателя для тех или иных задач.

Частота сети и количество полюсов обмотки определяют скорость вращения двигателя. Это будет ограничением, если рабочий процесс требует изменения скорости. Решить проблему в некоторой степени можно использованием многоскоростных асинхронных двигателей, принцип работы которых дает возможность переключать обмотки.

Асинхронные электродвигатели переменного тока практически не используются во влажных и сырых помещениях. Из-за особенностей конструкции они не выпускаются на напряжение менее 220 В. Единственное решение, нивелирующее данный недостаток — установка пневматических и гидравлических приводов.

Часто перегрев двигателя переменного тока происходит даже при минимальном отклонении напряжения питания. Понижение значения неизбежно ведет к снижению частоты вращения.

Наш интернет-магазин в своем каталоге собрал различные модели, у нас можно выгодно купить однофазные электродвигатели в Украине от производителя, в том числе представлены популярные агрегаты АИ1Е 1500 об/мин и АИ1Е 80 C2У2Л 3000 об/мин.

Какой генератор выбрать

Выбор оборудования по количеству фаз зависит от типа его последующего применения. Если потребитель использует преимущественно однофазные приборы, то в таком случае достаточно однофазного генератора. Выбрав его, не будет необходимости задумываться о возможном перекосе фаз. Там, где чаще всего используется трехфазное оборудование, например, на предприятиях, рационально использовать генератор с тремя фазами.

Практически всегда три фазы используются в медицинских учреждениях, оснащенных высокотехнологичными устройствами. Здесь генераторы используют в качестве резервных источников электроэнергии.

Бывают и сложные ситуации. Например, в частных домах иногда по умолчанию уже стоит трехфазная электропроводка. Если владелец не пользуется трехфазными приборами, то ему нецелесообразно покупать трехфазный генератор.

Однако, обойтись без 3-фазного генератора не удастся, если в доме есть хотя бы один прибор, требующий напряжения 380 В. Обычно это мощные электроприборы, обогревательная система или плита. Производители стараются разнообразить ассортимент продукции, выпуская трехфазные модели приборов в модифицированном виде с одной фазой.

Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?

Если на статоре двигателя поместить одну обмотку, то при протекании переменного синусоидального тока в ней образуется пульсирующее магнитное поле. Но это поле не сможет заставить ротор вращаться. Чтобы запустить двигатель надо:

• на статоре разместить дополнительную обмотку под углом около 90° относительно рабочей обмотки;
• последовательно с дополнительной обмоткой включить фазосдвигающий элемент, например, конденсатор.

В этом случае в двигателе возникнет круговое магнитное поле, а в короткозамкнутом роторе возникнут токи.
Взаимодействие токов и поля статора приведет к вращению ротора. Стоит напомнить, что для регулировки пусковых токов — контроль и ограничение их величины — используют частотный преобразователь для асинхронных двигателей.

Заключение

Маломощные однофазные электродвигатели выпускаются в разной модификации и для разного назначения. Перед приобретением необходимо точно знать некоторые характеристики. Подробно с устройством данного типа двигателей можно ознакомиться, скачав книгу Алиева И. И. Асинхронные двигатели в трехфазном и однофазном режимах.

Российские производители предлагают некоторые серии устройств, имеющие мощность от 18 до 600 Вт, частоту вращения 3000 и 1500 об/мин. Все они предназначены для подключения в сеть с напряжением 127, 220 или 380 Вольт и частотой 50 Гц.