Электродвигатель постоянного тока: схема подключения, принцип работы

Широко распространенные сейчас в быту и на производстве электродвигатели постоянного тока имеют много достоинств, но отличаются высокими пусковыми токами. Существует несколько распространенных вариантов подключения таких электромоторов.

Благодаря отличным тяговым возможностям электрических двигателей постоянного тока собранное на их основе электрооборудование получило широкое распространение, как в быту, так и на производстве. Такие моторы часто можно встретить в современных детских игрушках, вентиляторах, электроинструментах и автономных промышленных электроустановках. Они являются неотъемлемой частью систем управления и электрификации автомобилей. В качестве источника питания обычно используются батарейки или разноемкостные аккумуляторы.

Двигатель постоянного тока также имеет много других достоинств, среди которых:

простая регулировка частоты вращения;
возможность мягкого пуска и плавного увеличения оборотов;
способность разгоняться до скорости свыше трех тысяч оборотов в минуту.

Несмотря на все эти преимущества, электромотор постоянного тока имеет более сложную конструкцию, чем асинхронный силовой агрегат переменного тока на 380 или 220 вольт, что подразумевает некоторые сложности в его эксплуатации. Кроме того, здесь есть опасность возникновения пусковых токов значительной величины, поэтому существуют разные способы подключения двигателей постоянного тока, каждый из которых имеет свои особенности и нюансы. Чтобы лучше их понять, рассмотрим более детально конструкцию, принцип работы и подключение двигателя постоянного тока.

Схема подключения электродвигателя постоянного тока

Если попробовать отобразить устройство электродвигателя постоянного тока схематически, то у нас получится изображение с двумя цилиндрами, помещенными один в другой. Больший из цилиндров является полым и неподвижным и называется статор или же станина. Внутри станины помещается якорь – меньший из цилиндров, являющийся подвижным. При этом между цилиндрами внутри, в обязательном порядке, должно быть воздушное пространство и они не должны вплотную соприкасаться. Это необходимо, поскольку именно в воздушном зазоре формируется магнитное поле.

Трехфазные и однофазные двигатели

Для безопасности лучше ограничиться его величиной Вольт. Вал за счет инерционности не поддается полю.

Вроде делает возможным применение, где коллекторные моторы пасуют.

Она смещена на 90 градусов по отношению к рабочей обмотке. Катушки абсолютно идентичные, одинаковые. При включении треугольником двигатель развивает не только большую мощность, но и большие пусковые токи. Для запуска электромашины этого типа, может быть использован пусковой резистор.

Скорость вращения вала регулируется амплитудой питающего напряжения. Очень часто применяется комбинация кнопочного или релейного пускателя, а также постоянно включенного рабочего конденсатора.

При подсоединении однофазном он возвещает третий выход. Ниже перечислены дефекты, которые сигнализируют о возможных проблемах с двигателем, их причиной могла стать неправильная эксплуатация или перегрузка: Сломанная опора или монтажные щели. Схемы для подключения электрического мотора отображены на рисунке. Подключение однофазного двигателя.

Устройство электродвигателя постоянного тока

Любой электродвигатель состоит из двух основных частей станины (статора) и якоря. На внутренней поверхности статора располагаются полюсы, которые изготавливаются из тонких листов электротехнической стали, изолируются друг от друга при помощи лака и заканчиваются расширениями – наконечниками. Эти наконечники предназначены для равномерного распределения магнитной индукции в воздушном зазоре. Уже непосредственно на самих полюсах располагаются несколько обмоток возбуждения. При этом некоторые из обмоток изготавливаются с большим количеством витков тонкого провода, в то время как конструкция других предполагает малое число витков толстого провода.

Якорь представляет собой зубчатый цилиндр, который устанавливается на валу внутри статора и состоит из пакетов тонких листов электротехнической стали изолированных друг от друга. Стоит отметить, что между каждым отдельным пакетом находятся специальные каналы, предназначенные для вентиляции. В то же время отдельные пазы якоря соединяются между собой проводниками, выполненными из меди. Также необходимым условием при изготовлении якоря является наличие двухслойной обмотки.

Виды двигателей и их устройство

Электрические двигатели переменного тока имеют различное устройство, благодаря которому можно создавать машины с одинаковой частотой вращения ротора относительно магнитного поля статора, и такие машины, где ротор «отстает» от вращающегося поля. По данному принципу эти двигатели разделяют на соответствующие типы: синхронные и асинхронные.

Асинхронные

Основу конструкции асинхронного электродвигателя составляет пара важнейших функциональных частей:

Статор – блок цилиндрической формы, сделанный из листов стали с пазанми для укладки токопроводящих обмоток, оси которых располагаются под углом 120˚ относительно друг друга. Полюса обмоток уходят на клеммную коробку, где подключаются разными способами, в зависимости от необходимых параметров работы электродвигателя.
Ротор. В конструкции асинхронных электродвигателей используются роторы двух видов:
Фазный. На роторах данного типа устанавливается трехфазная обмотка, похожая на обмотку статора. Чаще всего концы её проводников идут в клеммную площадку, где соединяются «звездой», а свободные концы подключаются к контактным кольцам. Фазный ротор позволяет с помощью щеток добавить в цепь обмотки добавочный резистор, позволяющий изменять сопротивление для уменьшения пусковых токов.

Помимо описанных ключевых элементов асинхронного электродвигателя, в его конструкцию также входит вентилятор для охлаждения обмоток, клеммная коробка и вал, передающий генерируемое вращение на рабочие механизмы оборудования, работа которого обеспечивается данным двигателем.

Работа асинхронных электрических двигателей основывается на законе электромагнитной индукции, утверждающем, что электродвижущая сила может возникнуть лишь в условиях разности скоростей вращения ротора и магнитного поля статора. Таким образом, если бы эти скорости были равны, ЭДС не могла бы появиться, но воздействие на вал таких «тормозящих» факторов, как нагрузка и трение подшипников, всегда создает достаточные для работы условия.

Синхронные

Конструкция синхронных электродвигателей переменного тока несколько отлична от устройства асинхронных аналогов. В этих машинах ротор крутится вокруг своей оси со скоростью, равной скорости вращения магнитного поля статора. Ротор или якорь этих устройств тоже оснащается обмотками, которые одними концами подключены друг к другу, а другими – к вращающемуся коллектору. Контактные площадки на коллекторе смонтированы так, что в определенный момент времени возможна подача питания через графитовые щетки лишь на два противоположных контакта.

Принцип работы синхронных электродвигателей:

При взаимодействии магнитного потока в обмотке статора с током ротора возникает вращающий момент.
Направление движения магнитного потока изменяется одновременно с направлением переменного тока, благодаря чему сохраняется вращение выходного вала в одну сторону.
Настройка нужной частоты вращения осуществляется регулировкой входящего напряжения. Чаще всего, в быстроходном оборудовании, например, перфораторах и пылесосах, эту функцию выполняет реостат.

Чаще всего причинами выхода синхронных электродвигателей из строя является:

износ графитовых щеток или ослабление прижимной пружины;
износ подшипников вала;
загрязнение коллектора (чистится наждачной бумагой или спиртом).

Трехфазный генератор переменного тока

Принцип действия электродвигателя постоянного тока

В основе принципа работы любого современного электродвигателя постоянного тока лежит принцип магнитной индукции, а также «Правило левой руки». В том случае, если по верхней части обмотки якоря пропустить ток в одном направлении, а по нижней в другом, то он начнет вращаться. Это обусловлено тем, что по правилу левой руки, проводники, которые уложены непосредственно в пазах якоря, будут выталкиваться из магнитного поля, которое создается станиной.

Таким образом, верхняя часть будет выталкиваться влево, а нижняя – вправо, что приведет к вращению самого якоря, поскольку вся энергия от проводников будет передаваться и ему. Однако, в тот момент, когда проводники провернутся и части якоря поменяются местами расположения, его вращение остановится. Чтобы этого не случилось, в электродвигателе применяется коллектор, предназначенный для коммутирования обмотки якоря.

Классические варианты подключения

Большинство эл. моторов для современных электроприводах работают от переменной трехфазной линии (каждая из трех фаз подается отдельным проводником). Соответственно, клеммная коробка содержит выводы (входной и выходной) трех обмоток. Между собой и с сетью они могут соединяться по двух классическим схемам: «звезда» и «треугольник».

Схема подключения Звездой и Треугольником

Для первой характерной особенностью является замыкание концевых выводов каждой катушки в одну точку (на практике это одну нейтраль). На входные вывода между тем подается напряжение сети. Подобная схема характеризуется более мягким ходом, но к сожалению, не позволяет развить полную мощность.

Второй вариант с треугольником характеризуется последовательным соединением выводов обмоток: конец первой соединяется с началом второй и т. д. Такой вариант пуска гарантирует достижение паспортной мощности, но во время включения возможно возникновение больших по значению токов, которые могут термически повредить обмоточные выводы.

Если снять крышку клеммной коробки, то оба варианта подключения будут выглядеть следующим образом:

Конструкция электродвигателей и подключение

Представляет собой асинхронный электромотор , на неподвижной составляющей которого имеется одна рабочая обмотка, подключаемая к источнику однофазного переменного тока. Прозваниваем обмотки.

Подключение на вольт В отличие от трехфазного, двухфазный мотор изначально предназначен для включения в однофазную сеть. Прозваниваем обмотки.

Третий номинал занимает промежуточное положение. Ниже перечислены дефекты, которые сигнализируют о возможных проблемах с двигателем, их причиной могла стать неправильная эксплуатация или перегрузка: Сломанная опора или монтажные щели.

Более длительное время нахождения под нагрузкой, может привести к перегреву, возгоранию изоляции и поломке механизма. Как известно из той же школьной физики, катушка с током создает магнитное поле. Для этого могут использоваться активные резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы. Данные насосы используются в качестве дозирующих насосов на пищевом производстве.

Читайте дополнительно: Выключатель 2 х клавишный скрытой проводки

Подключение асинхронного двигателя

Последнее пропорционально величине тока, а полярность зависит от направления тока в катушке. После набора оборотов кнопка пуск отпускается, пускатель КМ1 отключается, отключая Cдоп. Это особенно важно при запитывании центробежных электронасосов, имеющих строго определённое направление вращения рабочего колеса Как подключить поплавковый выключатель к трёхфазному насосу Из всего вышеописанного становится понятно, что для управления трёхфазным электродвигателем насоса в автоматическом режиме с использованием поплавкового выключателя НЕЛЬЗЯ просто разрывать одну фазу, как это делается с монофазными двигателями в однофазной сети. Но вектор равен сумме своих проекций.

Подключение на вольт В отличие от трехфазного, двухфазный мотор изначально предназначен для включения в однофазную сеть. Способы подключения электродвигателей Способы подключения электродвигателей Вначале рассмотрим разницу между устройствами и вольт. При мощности, достигающей больше чем 3 ватт, двигатель подключать не рекомендуется, так как это может стать причиной замыкания и поломкой автомата УЗО.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ В ОДНОФАЗНУЮ СЕТЬ

Мы обязательно Вам ответим. Такая схема подключения однофазного электродвигателя с конденсатором отличается оптимальными пусковыми свойствами.

Если у двигателя отсутствуют специальные пусковые механизмы, то при старте результирующий момент будет равен нулю, а значит — двигатель не будет вращаться. В статичной обмотке статоре осуществляется вращение ротора. Для этого соединяем любые две последовательно, подаем на них переменное напряжение. Подключение коллекторного двигателя Такие электродвигатели используются практически во всех бытовых электроприборах. Подключение электродвигателя на 220В треугольником и звездой Демонстрация работы Какой вид лучше

Способы подключения

Ротор начнет догонять поле статора.

Вместо крышки вентилятора устанавливается вентилятор принудительного охлаждения см. Тепловое реле отключает обе фазы обмотки, если они нагреваются выше допустимого. Это происходит автоматически — без вмешательства пользователя.

На ней указывается модель, тип, схема подключения, напряжение, а также другие параметры. Чтобы включить трёхфазный электродвигатель, нужно одновременно подать напряжение на все 3 фазы.

Приходится применять изыски раскрутки. Если после этого двигатель окажется горячим, то: Возможно, подшипники загрязнились, зажались или просто износились. Три фазы подключаются к противоположным концам обмоток.

Поэтому однофазный электромотор не запустится сам по себе при подключении к сети. Применяются для регулируемых электроприводов с эксплуатационными показателями высокого качества, такими как готовность к перезагрузке и вращательная равномерность.

Принцип действия и схема запуска

По сути, у вас имеется в розетке ноль и фаза. Конденсаторный контакт следует присоединить к нулю, при этом другой — к следующему выходу двигателя. Тень, которую стрелка отбрасывает на стену, меняется как синус с периодом в 1 минуту, а тень, отбрасываемая на пол — как косинус. Подключение двигателя к сети производится через электромагнитный пускатель.

Их можно встретить в стиральных машинках, кофемолках, мясорубках, шуруповертах, обогревателях и прочих приборах. Правда, трехфазный двигатель проще? Вместо крышки вентилятора устанавливается вентилятор принудительного охлаждения см.

С включенным конденсатором на обмотке запуска. Например, если ток равен 1. Обычно у рабочей обмотки асинхронных двигателей сопротивление не более 13 Ом. Как подключить магнитный пускатель. Схема подключения.