Як інвертувати електродвигун | Блог компанії ПРК
У роботі з силовими установками іноді виникає необхідність змінити напрямок обертання ротора. Але, як можна змінити напрям обертання двигуна постійного струму, або ж змінного струму, не володіючи глибокими знаннями в галузі електротехніки і механіки? Достатньо мати базові навики, і уважно прочитати цю статтю до кінця.
Почнемо з розподілу силових установок на три типи: змінного струму (АС), постійного струму (DC), універсальні агрегати, які іноді називають електродвигунами послідовного збудження. Останній тип установок можна живити від постійного, так і змінного напруги.
Найпростіше інвертувати однофазні асинхронні електродвигуни, або установки що працюють від постійного струму (DC). Робота даних агрегатів будується на протиставленні магнітних полів, «боротьба» яких і змушує ротор обертатися. В цьому конкретному випадку зміна напрямку обертання двигуна здійснюється за рахунок зміни полярності електромагнітів. Наочне використання магнітної інверсії можна зустріти в іграшки на радіокеруванні, коли один тумблер або кнопка, змушують рухатися машинку вперед або назад.
Куди складніше змусити обертатися у зворотний бік трифазні асинхронні електродвигуни, які найчастіше використовуються на виробництві у складі ліній, складних систем і механізмів.
Реверс трифазних установок
У трифазних агрегатах напрямок обертання безпосередньо пов’язано з порядком подачі фаз, незалежно від схем з’єднання статорних обмоток трикутник/зірочка). Якщо при подачі фаз А, В і С на клеми 1,2 і 3 ротор обертається за годинниковою стрілкою, зміна послідовності клем на 2, 1, 3 призведе до того, що обертання змінить свій напрямок на протилежне. Знаючи цю особливість досить підвести всі фази до пускателю, здатному перемикати порядок задіяння клем. Ефективний спосіб, при якому не потрібно відкручувати кришку кожен раз, коли виникає необхідність у реверсі.
Ми розібралися з тим, як поміняти полярність електродвигуна, в загальних рисах. Тепер зануримося в нюанси. Отже, для синхронних трифазних машин, що працюють від технічної мережі 380 Вольт, застосовують магнітні пускачі, особливістю яких є розміщення всіх трьох контактів на одній рамі. Це розташування дозволяє замикати всі контакти одночасно, за допомогою втягуючої котушки – соленоїда. Котушка працює як на 220, так і на 380 Ст.
Для реверсивного пуску застосовують два пускача. Щоб уникнути короткого замикання при натискання двох кнопок «Пуск» одночасно, напруга на котушки подається через додаткові клеми протилежних пускачів. Завдяки даній схемі, якщо основна група замкнута, додаткова залишається вільною.
Пульт пускача має три кнопки: стоп і два пуску. Розведення в ньому виглядає так:
одна фаза йде на «Стоп». Від неї з перемичками відходять два контакти на клавіші «Пуск»;
також з кнопки «Стоп» йдуть два дроти на додаткові клеми пускача, при замиканні яких здійснюється блокування роботи двигуна;
вже з кнопок «Пуск», роблять по одному відведення на додаткові клеми, які при натисканні будь-якої з кнопок розмикаються.
З трифазним підключенням розібралися, переходимо до однофазному.
Підключення реверсу однофазного і колекторного електродвигуна
Щоб забезпечити реверс однофазного двигуна потрібно друга обмотка на статорі з включеним в ланцюг фазозміщаючим елементом, в якості якого найчастіше застосовують паперовий конденсатор. Реверсу піддаються тільки ті агрегати, у яких обидві обмотки рівнозначні за кількістю витків і діаметру дроту. Вся суть реверсування в цьому випадку буде зводитися до того, що конденсатор підключається то до однієї, то до іншої обмотці статора.У колекторних моторах схема інвертування збігається з тією, що використовується при реверсі двигуна постійного струму з послідовним збудженням. Одну щітку підкидають до обмотки статора, в той час як напруга подається на іншу щітку і інший провід статорної обмотки.
Зміна порядку фаз в колекторних агрегатах виконується двома способами:
Зміною місць монтажу щіток. Спосіб безперспективний, так як призводить до швидкого зносу сполучуваних частин.
Зміною положення перемички. Реалізується за допомогою двох магнітних пускачів або одного багатопозиційного перемикача.
Ми розглянули реверс електродвигуна змінного струму в різних варіаціях технічного виконання. Залишається додати кілька слів про безпеку. Всі роботи проводяться при повному знеструмленні агрегатів, в діелектричних рукавичках і ботах. Перед початком робіт на пускових тумблерах потрібно повісити попереджувальну табличку: «Не включати, працюють люди».
Схемы подключения трёхфазного двигателя в однофазную сеть: конденсаторное, резисторное, через преобразователь
В личном хозяйстве часто требуется подключить какой-либо станок или приспособление для облегчения деятельности. Это может быть и корморезка, и самодельная дробилка, и циркулярка, и бетономешалка, и многое другое. На всех устройствах обычно используют асинхронные 3 фазные двигатели. Они самые распространённые. Остаётся лишь выбрать метод включения этого мотора в однофазную сеть 220 В.
- Стандартное подключение
- Соединение обмоток
- Электрический двигатель в домашней сети
- Конденсаторное включение
- Резисторное включение электродвигателя
- Через преобразователь частоты
- Применение однофазных двигателей в быту
Стандартное подключение
Все трехфазные асинхронные двигатели подсоединяют в сеть на 380 В. При этом они выдают максимальную мощность и наибольшие обороты. Но не у каждого хозяина есть возможность провести к себе на участок все три фазы. Это связано с финансовыми затратами по установке специальных счётчиков и различных щитов учёта электроэнергии. К тому же само оформление документов занимает довольно много времени.
По стандартной схеме, чтобы подключить трехфазный двигатель к 380 В, производят соединение трёх фаз со штатными клеммами мотора через пускатели, с помощью которых осуществляется запуск. В распределительной коробке двигателя обычно свободны три контакта, к которым и цепляют три фазы. Совершенно нет никакой разницы, какую фазу подсоединить к конкретному проводу. Правда, есть один нюанс – при смене проводов подключения, не трогая третий провод, получают вращение электродвигателя в другую сторону, что иногда необходимо в хозяйственной деятельности.
Соединение обмоток
Схемы соединения обмоток в двигателе только две – «звезда» или «треугольник». И оттого, как они соединены, зависят рабочие характеристики мотора. При любом соединении мощность не теряется. Зато при чрезмерной нагрузке двигатели со «звездой» медленнее скидывают свои обороты, чем их собратья с «треугольником». Отсюда делают вывод, что моторы со «звездой» требуют меньше пускового тока и, следовательно, менее нагружают электросеть при запуске.
Двигатели с соединением обмоток по «треугольнику» выдают свою мощность до конца даже при большой нагрузке, совершенно не теряя оборотов. Зато потом резко останавливаются, и для их следующего запуска требуется огромный пусковой ток, что чрезмерно перегружает электрическую сеть.
В промышленности используют обе схемы соединения. Двигатели со «звездой» применяют там, где требуется их систематическое включение и выключение, например, на каких-либо линиях производства, переработки, сборки и так далее. Моторы, у которых обмотки соединены по «треугольнику», нужны для работы на постоянных режимах нагрузки, например, выгрузной конвейер из шахты и другое.
В личных подсобных хозяйствах чаще всего используют двигатели, у которых соединение обмоток сделано по принципу «звезда». По такой схеме двигатели легко запускаются, а это не нагружает электрическую сеть частного дома.
Электрический двигатель в домашней сети
Обычное штатное напряжение домашней розетки 220 В. Оно считается однофазным, и на него рассчитаны все электрические бытовые приборы, начиная от телевизора и заканчивая последней моделью кофемолки.
А вот при необходимости включения трехфазного двигателя в однофазную сеть возникает несколько проблем. А именно:
- без дополнительных устройств запуск невозможен;
- при работе двигателя пропадает 30 – 40 % мощности. Это вынужденная потеря, так как в работе задействованы только две обмотки статора вместо трёх.
Всё-таки асинхронные трехфазные двигатели мощностью до 2,2 кВт с успехом подсоединяют к обычной домашней розетке. Для этого есть три проверенных способа.
- Конденсаторное включение электродвигателя.
- Резисторное включение.
- Включение через частотный преобразователь.
Все три метода подключения имеют свои плюсы и минусы, поэтому выбирают наиболее удобный применительно к конкретным условиям. А также всё зависит от финансовых возможностей хозяина.
Конденсаторное включение
Это наиболее распространённый способ. И заключается в введении некоторого количества ёмкостей, чтобы произошёл сдвиг фазы третьей незадействованной обмотки статора. Это намного облегчает запуск мотора. О том, как подключить 3х фазный двигатель на 220 вольт, подробно видно на схеме. Здесь сразу представлены два вида соединений обмоток статора.
- С1- С4, С2-С5, С3-С6 – обозначения обмоток статора;
- Ср – рабочий конденсатор;
- Сп – пусковой конденсатор;
- КН — кнопка для запуска.
Конечно, если двигатель без применения конденсаторов хорошенько раскрутить вручную до 1 тыс. об/мин., а потом включить в сеть на 220 В, то, скорее всего, он будет работать. Но этим никто и никогда не занимался. Обычно искали или покупали ёмкости для запуска.
Ёмкость рабочего конденсатора рассчитывают по формуле С=67×Р, где Р – мощность двигателя в кВт, а С – ёмкость конденсатора в мкФ. На практике пользуются ещё более простой формулой – 7 мкФ на каждые 100 Вт мощности. Например, для мотора 2,2 кВт нужен конденсатор ёмкостью 154 мкФ. Конденсаторы таких больших ёмкостей встречаются довольно редко, поэтому их набирают несколько и соединяют параллельно. При этом необходимо учитывать напряжение, на которое они рассчитаны. Оно должно быть больше 220 вольт примерно в полтора раза.
Обычно используют конденсаторы таких типов, как БГТ, КБП, МБГЧ, МБГО и им подобные. Это наиболее безопасные бумажные ёмкости, способные выдерживать значительную перегрузку при запуске двигателя. К тому же они слабо подвержены нагреву. Но при отсутствии их применяют и электролитические конденсаторы. В таком случае корпуса этих ёмкостей соединяют и хорошенько изолируют, так как они после высыхания электролита способны взрываться при нагрузке. Правда, довольно редко.
При запуске двигателя мощностью до 2,2 кВт используют только рабочий конденсатор. Его вполне хватает, чтобы разогнать мотор до штатных оборотов. При большей же мощности необходимо применять и пусковой конденсатор. Его ёмкость больше рабочего в 2,5 – 3 раза, то есть, для мотора в 2,2 кВт это будет 300 – 450 мкФ. В качестве пусковых ёмкостей часто применяют именно электролитические, так как в этом случае они работают кратковременно и нужны только для запуска. После набора мотором своих полных оборотов пусковые конденсаторы отключают кнопкой КН, что показано на схеме.
Чтобы изменить направление вращения электродвигателя, необходимо сделать переключения. Для этого нужно обратиться к схеме, где обмотки соединены «звездой»:
- вместо С1-С2 подключить в однофазную сеть С1-С3;
- рабочий конденсатор Ср включить между С2 и С3;
- кнопку с пусковым конденсатором тоже переключить на С2-С3.
В схеме соединения «треугольником» проводят аналогичные действия.
Существует специальная электрическая схема переключения вращения двигателя, которая на практике используется довольно редко. Обычно настраивают вращение в какую-нибудь одну сторону. Мотор нужен для привода конкретного устройства или агрегата, и чтобы поменять вращение рабочего органа, используют обыкновенный редуктор. Это можно увидеть на примере токарного или другого станка. В личном подсобном хозяйстве, например, для изменения хода ленты, где калибруют картофель, также употребляют редуктор. Это намного упрощает определённую задачу и обеспечивает хорошую технику безопасности.
Резисторное включение электродвигателя
При отсутствии конденсаторов для включения трехфазного мотора в однофазную сеть иногда используют резисторы. Это мощные керамические или стеклованные сопротивления. Вполне сгодится вольфрамовая проволока толщиной до 1 мм. При подключении её скручивают в пружину и укладывают в керамическую трубку.
Размер сопротивления вычисляется по формуле R = (0,87× U )/ I , где U – напряжение однофазной сети 220 В, а I – величина тока в амперах А.
Схема подключения с резисторами используется только для двигателей мощностью до 1 кВт, так как в сопротивлении происходит большая потеря энергии.
Через преобразователь частоты
Запуск 3-фазного мотора от сети на 220 В с помощью этого устройства сейчас является самым перспективным. Оттого оно употребляется в новейших проектах по управлению электроприводами. Дело в том, что при изменении напряжения и частоты сети меняется количество оборотов мотора, а в результате — и направление вращения.
Преобразователь представляет собой две электронные части, которые находятся в одном корпусе. Это управляющий модуль и силовой. Первый отвечает непосредственно за пуск и регулировки, а второй питает мотор электроэнергией.
Использование преобразователя для пуска трехфазного двигателя от домашней сети позволяет резко уменьшить пусковой ток и, следовательно, нагрузку. Практически пуск мотора можно производить постепенно, наращивая его обороты от 0 до 1000 – 1500 об/мин.
Пока такой прибор имеет очень высокую стоимость, что ограничивает его применение в домашнем хозяйстве. Кроме того, из-за плохих показателей качества самой электросети устройство постоянно находится в стадии усовершенствования. Это заставляет многих хозяев пользоваться старыми проверенными способами подключения трехфазных двигателей в однофазную сеть.
Применение однофазных двигателей в быту
Кроме трехфазных моторов широкое распространение получили и однофазные асинхронные двигатели. Они повсюду применяются в мощных насосах, в стиральных машинах, в тепловых и вентиляционных системах, а также пользуются популярностью у частных предпринимателей, которые решили открыть собственную пилораму.
Такие двигатели включают в обычную сеть на 220 В. Внутри этих моторов находятся две обмотки – одна из них пусковая, а другая рабочая. При создании сдвига фаз между ними получается вращающееся магнитное поле – это основное условие для запуска этих двигателей. Сдвигают фазы, как и в случае с трехфазными моторами, путём добавления ёмкостей. Схема подключения однофазного двигателя очень похожа на схему с трехфазным мотором.
Расчёт конденсаторов производят по такой же формуле или учитывают, что на каждый киловатт мощности мотора нужно 75 мкФ ёмкости. Это для рабочего конденсатора, а для пускового — в три раза больше. Кроме того, конденсаторы должны выдерживать напряжение не менее 300 В. При малой мощности двигателя вполне обходятся одной рабочей ёмкостью.
Как изменить направление вращения двигателя постоянного тока
1 марта 2023 г.
Итак, вы приобрели двигатель постоянного тока, потратили время на его установку и при запуске заметили, что выходной вал вращается в неправильном направлении. для вашего приложения. Вы неправильно установили? Можете ли вы изменить направление вашего нового двигателя, или вам придется заменить его еще раз?
Являются ли двигатели постоянного тока реверсивными?
Являются ли двигатели постоянного тока реверсивными? Да! Двигатели постоянного тока могут работать как по часовой, так и против часовой стрелки. Этим изменением направления можно легко управлять, просто инвертируя полярность приложенного напряжения. Мы обсудим это позже.
Зачем менять направление вращения двигателя постоянного тока?
Изменение полярности магнитного поля вашего двигателя постоянного тока можно использовать для замедления, остановки или изменения направления силы вращения двигателя. Но зачем кому-то это делать?
Электродвигатель гаражных ворот создает усилие в одном направлении, чтобы открыть дверь, а затем должен изменить направление, чтобы снова закрыть дверь. Подъемник должен двигаться как вверх, так и вниз. Ваша посудомоечная машина накачивает воду в чашу, а затем снова выливает ее в конце цикла. Некоторые вентиляционные вентиляторы движутся в обоих направлениях, либо нагнетая воздух в здание, либо выталкивая его из здания.
Могут даже возникнуть ситуации, когда вы захотите быстро остановить двигатель постоянного тока, но у вас не установлен электрический или механический тормоз. Изменение полярности напряжения питания создает силу в противоположном направлении, помогая двигателю быстро остановиться.
Как видите, существует множество практических ситуаций, когда можно изменить направление вращения типичного двигателя постоянного тока. Но как эти приложения делают его таким простым?
Как изменить направление вращения двигателя постоянного тока
Ваш двигатель постоянного тока можно настроить на вращение в любом направлении, просто изменив полярность подаваемого напряжения. Изменение потока тока меняет направление силы вращения, в результате чего вал двигателя начинает вращаться в противоположном направлении.
Вы можете изменить направление вращения двигателя постоянного тока двумя способами. Вы можете изменить полярность цепи на питании или в обмотках возбуждения. Или можно поменять полярность в обмотке якоря.
Небольшое предостережение: ваш двигатель, скорее всего, оснащен угольными щетками со скошенными краями. Этот скошенный край помогает щетке легко проходить по коллектору.
Изменение направления вращения двигателя приведет к тому, что угольные щетки будут прижаты к коллектору, что приведет к большему трению, чем в другом направлении. Это может привести к более быстрому износу угольных щеток и, если их не обслуживать должным образом, может привести к повреждению важных сегментов коллектора, которые не являются взаимозаменяемыми. Техническое описание вашего двигателя предоставит вам спецификации по эксплуатации вашего двигателя в номинальных и уникальных условиях.
Управление двигателем постоянного тока
Вы можете управлять двигателем постоянного тока тремя способами:
Ручное управлениеРучное изменение направления выводов якоря изменит полярность цепи вашего двигателя. В техническом паспорте двигателя будет указано направление двигателя на заводе, и он предоставит вам схемы, на которых показано, какие клеммы какие (положительные «+» или отрицательные «-»).
Использование переключателяУстановка тумблера или ползункового переключателя в цепь позволяет пользователю контролировать полярность двигателя. Щелчок переключателя изменит направление выходного вала двигателя.
Использование схемы Н-мостаУстановка переключателя DPDT. Переключатель DPDT (двухполюсный, двухпозиционный) — это четыре переключателя в одном, которые образуют схему Н-моста. Это позволяет вам управлять вашим двигателем по-разному, в зависимости от того, какие переключатели открыты или закрыты в любой момент. Следовательно, их также можно использовать для управления скоростью, а не только для запуска и остановки.
Вы должны дать двигателю замедлиться и остановиться перед переключением направления, так как быстрая смена полярности на высоких скоростях может привести к повреждению цепи двигателя, особенно если это делается регулярно.
Резюме
Можно ли изменить направление вращения двигателя постоянного тока? Да просто на самом деле. Изменение полярности цепи изменит направление силы двигателя. Вы обнаружите, что эта техника применяется по-разному во многих приложениях, многие из которых вы найдете у себя дома и даже на кухне.
Ознакомьтесь с нашими вариантами управления двигателем постоянного тока, чтобы воспользоваться всеми возможностями вашего электродвигателя.
Ищете двигатель на замену?
Есть вопросы? Свяжитесь с нашими экспертами.
Свяжитесь с нашей командой экспертов по электронной почте или телефону.
1-800-890-7593
[email protected]
Теги:
- #Indistrial
- #Motor
- #VFD
- #Controls
- #VFD
- #CONTROLS
- #VFD
- #CONTROLS
- #VFD
- #CONTROLS
- 4.
- .
- #VFD . Свяжитесь с нами
- двигатель
- электрический
- вольт
Похожие статьи
electric — Как реверсировать однофазный двигатель 240 мощностью 7,5 л.с.
спросил
Изменено 2 года, 11 месяцев назад
Просмотрено 1к раз
\$\начало группы\$
Попытка использовать электродвигатель WEG на 240 В от компрессора IR для питания другого насоса компрессора. Электродвигатель подключен для вращения по часовой стрелке, а мне нужно против часовой стрелки. Двигатель имеет 2 пусковых конденсатора последовательно и 1 рабочий конденсатор. Заглянув внутрь двигателя, я увидел, что от обмоток отходит 4 провода, но я не уверен, можно ли изменить направление вращения.
Не могу понять, как поменять полярность на пусковой обмотке.Спасибо
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Если от обмоток двигателя идут четыре провода, не считая выключателя, отключающего пусковой конденсатор, нужно просто поменять местами два, подключенных к противоположным концам одной и той же установленной обмотки.
Если переключатель находится внутри двигателя с обмотками, то два из четырех проводов соединяют пусковой и пусковой конденсаторы с противоположными сторонами переключателя, а две обмотки имеют общую точку соединения, которая недоступна. В этом случае двигатель нельзя реверсировать.
Поскольку у двигателя есть клеммная колодка с подвижными перемычками, но только два провода питания и два провода двигателя, я подозреваю, что двигатель не реверсивный.