Schéma připojení motoru k síti 220 voltů

Princip činnosti

Princip elektromotoru demonstruje nejjednodušší zážitek, který nám všichni ukázali ve škole - otáčení rámu s proudem v oblasti permanentního magnetu.

Rám s proudem je analog rotoru, pevný magnet je stator. Je-li na snímač aplikován proud, otočí se kolmo ke směru magnetického pole a v této poloze se ztuhne. Pokud natáčíte magnet, Rám se bude otáčet stejnou rychlostí, tj. synchronně s magnetem. Máme synchronní elektromotor. Máme však magnet - je to stator a je z definice nehybný. Jak se rotuje magnetické pole stacionárního statoru?

Začneme tím, že permanentní magnet nahradíme proudovou cívkou. To je navíjení našeho statoru. Jak je známo ze stejné fyziky školy, cívka s proudem vytváří magnetické pole. Druhý je úměrný velikosti proudu a polarita závisí na směru proudu ve svitku. Pokud použijeme střídavý proud na cívku, získáme střídavé pole.

Magnetické pole je vektorové množství. Střídavý proud v napájecí síti má sinusový tvar.

Pomáhá nám velmi jasná analogie s hodinami. Které vektory se neustále otáčejí před našimi očima? To jsou hodinové ruce. Představte si, že v rohu místnosti jsou hodiny. Druhá ruka se otáčí, přičemž se jedná o jednu otáčku za minutu. Šipka je vektor délky jednotky.

Stín, který šíp se hodí na stěnu, se mění jako sinus s délkou 1 minuty a stín na podlaze je jako kosinus. Nebo sine, posunuté ve fázi o 90 stupňů. Ale vektor se rovná součtu jeho projekcí. Jinými slovy, šipka se rovná vektorovému součtu jeho stínů.

Dvoufázový synchronní motor

Na stator umístíme dvě vinutí v úhlu 90 stupňů, tj. Vzájemně kolmo. Dáváme jim sinusový střídavý proud. Fázi proudů posuneme o 90 stupňů. Máme dva vektory vzájemně kolmé, měnící se sinusové zákony s fázovým posunem o 90 stupňů. Celkový vektor se bude otáčet ve směru hodinových ručiček a provede jednu plnou otáčku po dobu střídavého proudu.

Máme dvoufázový synchronní elektromotor. Kde mohu dostat proudy posunuté ve fázi pro napájení vinutí? Pravděpodobně ne všichni ví, že nejprve distribuční sítě AC byly dvoufázové. A až později, ne bez boje, ustoupil do třífázové fáze. Pokud není ztracen, může být náš dvoufázový elektromotor připojen přímo k oběma fázím.

Ale třífázové sítě, u kterých byly vyvinuty třífázové elektromotory, byly poraženy. A dvoufázové elektromotory našly uplatnění v jednofázových sítích ve formě kondenzátorových motorů.

Třífázový synchronní motor

Moderní distribuční sítě AC se vyrábějí ve třífázovém schématu.

• V síti jsou okamžitě přeneseny tři sinusoidy s fázovým posuvem třetina období nebo 120 stupňů vzájemně vůči sobě.
• Trojfázový motor se liší od dvoufázového motoru tím, že na statoru nemá dvě, ale tři vinutí, otáčející se o 120 stupňů.
• Tři cívky připojené k třech fázím vytvářejí celkově rotující magnetické pole, které otáčí rotor.

Třífázový asynchronní motor

Proud na rotor synchronního motoru je přiváděn ze zdroje energie. Ale z téže fyziky školy víme, že proud v cívce může být vytvořen střídavým magnetickým polem. Jednoduše zavřete konce cívky na rotoru. Můžete dokonce nechat jen jednu otočku, jako v rámu. A nechte proud indukovat rotační magnetické pole statoru.

1. V okamžiku startu je rotor stacionární a pole statoru se otáčí.
2. Pole v obrysu rotoru se mění a vyvolává elektrický proud.
3. Rotor se začne dotýkat pole statoru. Ale nikdy nedosáhne, protože v tomto případě přestane být proud v něm přerušován.
4. U asynchronního motoru se rotor vždy otáčí pomaleji než magnetické pole.
5. Rychlostní rozdíl se nazývá skluz. Připojení asynchronního motoru nevyžaduje přívod proudu do vinutí rotoru.

Synchronní a asynchronní elektromotory mají své výhody a nevýhody, ale skutečnost je, že většina motorů používaných v průmyslu dnes jsou asynchronní třífázové motory.

Jednofázový asynchronní motor

Pokud necháme zkratovanou cívku na rotoru a jednu cívku na statoru, získáme úžasný design - asynchronní jednofázový motor.

Na první pohled se zdá, že takový motor by neměl fungovat. Koneckonců v rotoru není žádný proud, a magnetické pole statoru se neotáčí. Pokud je však rotor zatlačen ručně v libovolném směru, motor pracuje! A to se bude otáčet tímto směrem, ve kterém byl po startu tlačen.

Je možné vysvětlit provoz tohoto motoru vložením stacionárního střídavého magnetického pole statoru jako součtu dvou polí rotujících k sobě. Zatímco je rotor nehybný, vzájemně se vyrovnávají, takže jednofázový asynchronní motor nemůže začít samostatně. Pokud se rotor pohybuje vnější silou, rotuje se paralelně s jedním vektorem a splní druhý.

Přibližovací vektor vytáhne rotor za ním, vektor čítače se brzdí.

Lze prokázat, že kvůli rozdílu mezi počtem a rychlostí průjezdu bude vliv přidruženého vektoru silnější a motor bude pracovat v asynchronním režimu.

Schéma připojení

Je možné připojit zatížení k třífázové síti ve dvou schématech - hvězdě a trojúhelníku. Když je hvězda připojena, vinutí jsou navzájem propojena a konce jsou připojeny k fázím. Když je trojúhelník zapnutý, konec jednoho vinutí je spojen se začátkem druhého.

V plánu hvězda vinutí se ukáže být pod fázovým napětím 220 V. s vložením trojúhelníku - pod lineární 380 V.

Když je trojúhelník zapnutý, motor rozvíjí nejen větší výkon, ale i velké rozběhové proudy. Proto se někdy používá kombinovaná schéma - začněte hvězdou a pak přepněte na trojúhelník.

Směr otáčení je určen podle pořadí fázového připojení. Chcete-li změnit směr, jednoduše vyměňte libovolné dvě fáze.

Připojení k jednofázové síti

Trojfázový motor může být připojen k jednofázové síti, i když se jedná o ztrátu napájení připojte jedno z vinutí přes fázově posunutý kondenzátor. Při tomto zapnutí však motor značně ztrácí své parametry, takže tento režim se nedoporučuje.

Připojení pro 220 V

Na rozdíl od třífázového motoru je dvoufázový motor zpočátku navržen pro zařazení do jednofázové sítě. Aby se dosáhlo fázového posunu mezi vinutími, zapne se pracovní kondenzátor, takže se dvoufázové motory také nazývají kondenzátorové motory.

Kapacita pracovního kondenzátoru se vypočítá podle vzorce pro jmenovitý provozní režim. Pokud se však režim liší od jmenovitého režimu, při startu je zhoršená rovnováha vinutí. Aby byl zajištěn startovací režim pro čas startu a zrychlení, je paralelně připojen další pracovní startovací kondenzátor, který musí být vypnut při dosažení jmenovitých otáček.

Jak zapnout jednofázový asynchronní motor

Pokud není zapotřebí automatické spouštění, asynchronní jednofázový motor má nejjednodušší spínací obvod. Funkcí tohoto typu je nemožnost automatického spuštění.

Pro automatické spouštění se používá druhé spouštěcí vinutí jako u dvoufázového elektromotoru. Počáteční vinutí je připojeno přes spouštěcí kondenzátor pouze pro start a poté musí být vypnuto ručně nebo automaticky.