Вентильный двигатель: принцип работы и схема

Принцип работы

Принцип работы асинхронного электродвигателя

Его ротор представляет собой обмотку с короткозамкнутыми витками , по виду напоминающую беличью клетку прутья которой — стержни с торцов соединенные кольцами.

Вращающееся электромагнитное поле статора наводит в роторе ЭДС, в стержнях ротора начинает течь ток, в результате чего возникает магнитное поле, которое и заставляет вращаться ротор вслед за магнитным полем, создаваемым статором. Именно то, что поле статора движется относительно ротора является условием возникновения электромагнитного поля в роторе. Если ротор заставить вращаться с той же скоростью, что и магнитное поле, создаваемое статором, то ЭДС в роторе наводится не будет! Таким образом скорость вращения ротора асинхронного двигателя всегда меньше скорости вращения поля.

Синхронный же двигатель не требует возбуждения ЭДС ротора от магнитного поля, создаваемого статором, магнитное поле здесь уже присутствует без его участия. Поэтому ротор синхронного электродвигателе вращается строго с частотой поля, создаваемого обмотками статора. Если установить частоту вращения синхронного двигателя равной 3000 об/мин, то это значит, что и магнитное поле двигателя, создаваемого обмотками статора равна 3000 об/мин. Частота вращения асинхронного двигателя в тех же условиях будет 2910 об/мин.

Вентильные двигатели переменного тока

Такие устройства получают свое питание от сетей переменного тока. Скорость вращения ротора и движения первой гармоники магнитной силы статора полностью совпадают. Данный подтип двигателей можно использовать при высоких мощностях. К этой группе относятся шаговые и реактивные вентильные аппараты. Отличительной особенностью шаговых устройств является дискретное угловое смещение ротора при его работе. Питание обмоток формируется при помощи полупроводниковых компонентов. Управление вентильным двигателем осуществляется при последовательном смещении ротора, которое и создает переключение его питания с одних обмоток на другие. Это устройство можно разделить на одно-, трех- и многофазные, первые из которых могут содержать пусковую обмотку или фазосдвигающую цепь, а также запускаться вручную.

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:
- Короткозамкнутый. Называется так, потому что изготавливается из нескольких алюминиевых или медных стержней, накоротко замкнутых с помощью торцевых колец. Эта конструкция, представляющая собой токоповодящую обмотку ротора, называется в электромеханике «беличьей клеткой».
- 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

Контактная разность потенциалов p-n перехода

Между областями с различными типами проводимости возникает собственное электрическое поле напряженностью E_соб,
показанное на рисунке 1, а. Оно создаётся двумя областями объемных зарядов с контактной разностью потенциалов
U_к. Её изменение в зависимости от положения относительно p-n контакта показано на рисунке 1, г.
За пределами области объемного заряда области полупроводника n- и р-типа остаются электрически нейтральными.

Потенциальная энергия электрона и электрический потенциал связаны соотношением W = −qU. Поэтому
образование нескомпенсированных объемных зарядов вызывает понижение энергетических уровней
n-области и повышение энергетических уровней р-области полупроводника. Смещение энергетических зон прекратится, когда
уровни Ферми n- области W_{ф_n} и р-области W_{ф_p} совпадут. Эта ситуация
показана на графике энергетических зон p-n перехода, приведенном на рисунке 2.

Совпадение уровней Ферми n- и p- областей соответствует установлению динамического равновесия между этими областями
полупроводника и возникновению между ними потенциального барьера U_k:

Подстановка в это выражение результатов логарифмирования формул (1) из статей и позволяет получить следующее равенство:

Из этого выражения видно, что контактная разность потенциалов U_k зависит от отношения концентраций
носителей зарядов в р- и n-областях p-n перехода.

Если ввести параметр φ_т = kT/q, то концентрацию неосновных носителей в зависимости
от концентрации основных носителей можно записать в следующем виде:

Параметр φ_т получил название температурный потенциал. Он имеет большое значение при работе
с полупроводниковыми электронными приборами и часто используется в расчетах параметров биполярных транзисторов. При комнатной
температуре (Т = 300°К) температурный потенциал φ_т ≈ 26
mВ.

Выражения (6) и (7) пригодятся нам при определении вольтамперной характеристики
p-n перехода.

Особенности асинхронных агрегатов

В асинхронных двигателях ротор не вращается в противоположном направлении. Его нельзя назвать обратным синхронному агрегату с точки зрения взаимодействия магнитных потоков ротора и статора. И синхронный, и асинхронный двигатель предполагают следование одного поля за другим. Другое дело, что во втором случае ротор, к примеру, может быть «догоняющим». Он следует за генерацией индукционного момента.

В стандартной конструкции статор генерирует электромагнитное поле, заставляя через определенное время вращаться и ротор. Принципиальным отличием между двумя типами двигателей является и то, что индуктор не является генератором возбуждения магнитного поля ротора. Поэтому вентильный электродвигатель асинхронного типа может автономно заставлять вращаться ротор с определенной частотой от обмотки статора. Это вовсе не значит, что два механизма работают отдельно, но их функции не так тесно взаимосвязаны, как в случае с синхронными двигателями. Это же касается и скорости. Например, если в синхронном агрегате будет частота вращения на 3000 об./мин для индуктора и ротора, то асинхронный принцип работы для того же ротора может снизить эту величину до 2910 об./мин.

Типы двигателей постоянного тока

Двигатель постоянного тока, является наиболее часто используемым приводом для создания непрерывного движения, скорость вращения которого легко регулируется, что делает их идеальными для использования в устройствах, таких как регулирование скорости, управление сервоприводом и / или требуется позиционирование. Двигатель постоянного тока состоит из двух частей: «Статор», который является неподвижной частью, и «Ротор», который является вращающейся частью. В результате доступно три типа двигателей постоянного тока.

Коллекторный двигатель — этот тип двигателя создает магнитное поле в намотанном роторе (вращающаяся деталь), пропуская электрический ток через узел коммутатора и угольной щетки, отсюда и термин «щеточный». Магнитное поле статоров (неподвижная часть) создается с помощью обмотки статора или постоянных магнитов. Обычно моторы с щеткой постоянного тока дешевые, маленькие и легко управляемые.
Бесколлекторный двигатель — этот тип двигателя создает магнитное поле в роторе, используя постоянные магниты, прикрепленные к нему, и коммутация достигается с помощью электроники. Они, как правило, меньше, но дороже, чем обычные двигатели постоянного тока щеточного типа, потому что они используют переключатели «эффекта Холла» в статоре для получения требуемой последовательности вращения поля статора, но они имеют лучшие характеристики крутящего момента / скорости, более эффективны и имеют более длительный срок эксплуатации. чем эквивалентные коллекторные типы.
Серводвигатель — этот тип двигателя в основном представляет собой коллекторный двигатель постоянного тока с некоторой формой управления позиционной обратной связью, подключенной к валу ротора. Они подключены к контроллеру типа ШИМ и управляются им, и в основном используются в системах позиционного управления и радиоуправляемых моделях.

Обычные двигатели постоянного тока имеют почти линейные характеристики, скорость вращения которых определяется приложенным напряжением постоянного тока, а их выходной крутящий момент определяется током, протекающим через обмотки двигателя. Скорость вращения любого двигателя постоянного тока может варьироваться от нескольких оборотов в минуту (об / мин) до многих тысяч оборотов в минуту, что делает их пригодными для применения в электронике, автомобилестроении или робототехнике. При подключении их к коробкам передач или зубчатым передачам их выходная скорость может быть уменьшена, в то же время увеличивая крутящий момент двигателя на высокой скорости.

Климатические исполнения электродвигателей

Климатическое исполнение — это характеристика для технических изделий, обозначающая вид климатического исполнения для каждого конкретного оборудования. Это относится к широкому спектру изделий и связано с тем, что оборудование работает в различных климатических условиях. Что бы обеспечить его продолжительную и стабильную работу необходимо изготовить агрегаты соответствующим образом. При этом учитывается температура окружающей среды, ее перепады, влажность воздуха и так далее. Если техника устанавливается в помещении, то учитывается наличие или отсутствие искусственной вентиляции. Изготовленные изделия должны соответствовать установленным нормам и стандартам соответствующего климатического исполнения, выдерживать условия эксплуатации, хранения и транспортировки в обозначенных климатических зонах. В России все товары электротехнического назначения маркируются согласно государственному стандарту – ГОСТ 15150. Эта маркировка представляет собой набор из букв и цифр, которые обозначают температурные режимы и условия эксплуатации в помещениях и на открытом воздухе, характерные для каждого их устройств. Все требования, представленные в этом стандарте, являются обязательными, за исключением рекомендованных и допустимых. Они распространяются на все электрические машины. В зависимости от условий использования агрегатов это оборудование изготавливается в нужном климатическом исполнении. Эта конструктивная особенность позволит электродвигателю корректно работать в климатических условиях, где агрегат будет установлен.

Исполнение электродвигателей

Электродвигатели изготавливаются и применяются согласно климатическим условиям той или иной местности и маркируются следующим образом: электродвигатели У1, У2, У3, Т1, Т2, Т3 и УХЛ.

Буквенный элемент характеризует климатическую зону:

У –с умеренным температурным режимом от -45 до +40 Со;
ХЛ –с холодным температурным режимом от -60 до +40 Со;
УХЛ –с умеренно-холодным температурным режимом -60 до +40 Со;
Т –в тропиках от +1 до +50 Со;
М –в морской зоне от –40 до +40 С°;
О – для всех климатических районов, исключение составляет морской;
ОМ – общеклиматическое морское исполнение от –40 до +40 С°;
В – всеклиматическое исполнение от –60 до +50 С°;

Цифровой элемент характеризует категорию размещения:

1 —на открытом воздухе;
2 —под навесом или в условиях закрытого пространства, где созданы аналогичные условия с открытым воздухом, но без воздействия атмосферных явлений: осадков, ветров, излучения и т.д;
3 —в закрытых помещениях, где отсутствует искусственно-созданная регулировка климата;
4 —в закрытом помещении с искусственно-созданной регуляцией климата: система вентиляции и отопление;
5 —в помещениях, где отсутствует искусственно-созданная регулировка климата, но имеется повешенная влажность воздуха.

Такая буквенно-цифровая маркировка описывает тип защитного покрытия оборудования, климатическое исполнение и его категорию размещения. Например, электродвигатель У1, У2 и У3 означает, что данный тип двигателя применяется в зоне с климатом с умеренным температурным режимом на открытом воздухе, под навесом или для закрытых помещений, где отсутствует искусственно-созданная регулировка климата; электродвигатель Т1, Т2 и Т3 применяется в тропическом климате на открытом воздухе, под навесом или для закрытых помещений, где отсутствует искусственно-созданная регулировка климата. Самыми распространенными климатическими исполнениями являются У1, У2 и У3, причем У2 и У3 в большей степени. Такие электродвигатели Вы всегда можете найти в наличии у нас на складе.

При использовании электродвигателей в районах с пониженными температурными режимами, материалы для их изготовления должны отвечать определенным требованиям и быть устойчивыми к очень низким температурам до -70 Со. При этом покрытие электродвигателя должно выдерживать такие температуры и не трескаться, мотор должен работать без перебоев в предусмотренном конструкцией режиме работы. Нередко бывает, что в наличии может не быть интересующего климатического исполнения. В этой ситуации можно прибегнуть к установке агрегата с другой, близкой по условиям климатикой, но при этом следует учесть все факторы, о которых Вам подскажут только профессионалы.

Двигатели однофазного типа

Для приводов небольшой мощности подходит однофазный вентильный электродвигатель. Принцип работы устройств основан на повышении индуктивности магнитного поля. Для этого применяется бесщеточный коллектор. Бендиксы в устройствах отсутствуют

Также важно отметить, что статоры могут использоваться только с большой проводимостью. Однако в первую очередь для сборки потребуется качественный ротор

Устанавливать его следует вблизи вала.

Следующим шагом необходимо наварить кольцо. Диск при этом обязан располагаться на другой стороне вала. Для охлаждения двигателя вентильного типа подойдет вентилятор. У некоторых модификаций для усиления индукции применяются втягивающие реле.

Устройство ДВС

Конструктивно двигатели делят, с учетом устройства и компоновки техники, на которой они установлены. Но сохраняются неизменными принципы, одинаковые для конструкции любого ДВС.

Двигатель комплектуется такими конструктивными узлами:

блоком цилиндров – основной частью корпуса с проемами для рабочих камер, рубашкой охлаждения (для моторов, охлаждаемых жидкостью), крепежными отверстиями для установки головок и картера, посадочными местами для коленчатого вала и прочими конструктивными элементами;
кривошипно-шатунной группой – с коленчатым валом, к которому крепятся шатуны, приводящие в действие поршни, двигающиеся внутри цилиндров; инерция вращения поддерживается маховиком;
газораспределительным механизмом – системой, подающей в камеры сгорания топливо-воздушную смесь, с отводом выхлопа; включает распределительный вал, клапана, приводимые в действие коромыслами, ремнем или цепью, соединенными с коленвалом;
топливной системой – подает горючее в камеры сгорания, после обогащения воздухом; включает бак, систему трубок для подвода питающей жидкости, карбюратора или инжектора (с учетом особенностей конструктивного устройства), форсунок, насоса, фильтрующего элемента;
смазочной системой – с подачей смазки к трущимся деталям; включает масляный насос, приводящийся коленчатым валом, систему патрубков и полостей, фильтр и поддон; предусмотрено устройство «сухого» или «мокрого» картера;
системой зажигания – для поджигания топливно-воздушной смеси; используется только на бензиновых двигателях, поскольку на дизельных моторах топливо с воздухом воспламеняется самостоятельно, при определенном давлении;
системой охлаждения – может быть воздушной или жидкостной, для снижения температуры корпуса мотора, чтобы предупредить износ и выход из строя элементов;
электросистемой – источником электроэнергии, необходимой для работы мотора; включает аккумуляторную батарею, генераторный блок, стартер и проводку с датчиками;
системой выхлопа – для удаления продуктов сгорания в атмосферу, с доочисткой этой смеси, снижением шума от работы двигателя, фильтрующим элементом.

Конструкция узлов совершенствуется, по мере появления новых материалов и конструктивных решений.

С учетом особенностей конструктивного устройства различных элементов двигателей, важно учитывать такие моменты:

цилиндры могут выполняться отдельно, с запрессовкой в корпус блока, или совместно с корпусом; моноблочные системы не предусматривают восстановления, в связи с тем, что нельзя заменить гильзу;
корпуса двигателей изготавливают из сплавов чугуна или алюминия, устойчивых к перепадам температуры и высокому давлению;
головка блока цилиндров выполняется с ним совместно или в виде отдельной детали; при раздельном исполнении возможно использование разных материалов для головки и блока цилиндров;
работа кривошипно-шатунного механизма может уравновешиваться балансирными валами, расположенными по сторонам от коленвала и нивелирующими влияние инерционных сил; в результате снижается вибрация и шум, исключаются перегрузки двигателя;
негативное влияние пружин при быстрой работе двигателя с механическим газораспределительным механизмом снижается за счет десмодромной системы управления мотором – со сложной конфигурацией кулачков;
зависание клапанов исключается легкими материалами для изготовления этих деталей и пружинных элементов, пневматическим приводом;
альтернатива традиционной конструкции ГРМ – гильзовый способ, разработанный Найтом; предусматривает использование взамен клапанов скользящих гильз, работающих бесшумно и долговечно; этот способ перестали использовать по причинам большого расхода смазочной жидкости, с разработкой верхнеклапанной конструкции;
ранние модели двигателей комплектовались не стартерами, а генераторами переменного тока (магнето), приводимыми в действие коленчатым валом; это требовало прокручивания вала двигателя для запуска;
вредное воздействие на экологию выхлопных газов частично снижается каталитическим нейтрализатором, окисляющим и химически преобразовывающим выхлоп;
электронные системы дополнительно улучшают работу двигателя; изменение фаз газораспределения изменяет нагрузку на мотор, с учетом включенной передачи, снижая потребление горючего; дезактивация цилиндров регулирует объем камер сжатия, отключая ненужные цилиндры; регулировка степени сжатия изменяет объем камер сгорания, с учетом режимов работы мотора.

Эти и другие особенности конструктивно улучшили работу двигателей внутреннего сгорания.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно вентильный агрегат представляет собой разновидность синхронного двигателя.

В его состав входят:

Ротор, как правило, из магнитного материала, реагирующий на воздействие электромагнитного поля.
Статор, включающий в себя фазы обмоток, намотанные в катушки станину и диэлектрическую прокладку.
Измерительные датчики (чаще всего Холла), позволяющие определить положение вращения вала.
Микропроцессорный блок, формирующий импульсы, их форму, задающие частоту вращения ротора, сравнивающий показания датчиков и подаваемого переменного тока на фазные обмотки.

Пример конструкции вентильного двигателя приведен на рисунке ниже:

Рис. 1. Конструкция вентильного двигателя

Принцип работы вентильного двигателя заключается в четком позиционировании постоянных магнитов на роторе по отношению к формируемому пику электромагнитного импульса на фазных электрических обмотках. При движении магнитов датчики воспринимают информацию об их положении в пространстве и меняют пропускную способность реактивных вентильных преобразователей, что позволяет валу вращаться дальше. Таким образом, управление вращением осуществляется без использования скользящего контакта, поэтому данная категория электрических машин относится к категории бесколлекторных электродвигателей.

Статор

Рис. 2. Конструкция статора вентильного двигателя

Конструктивно статор мало чем отличается от классических моделей синхронных и асинхронных двигателей. Это металлический цельнолитой или наборной магнитопровод, в пазах которого укладываются фазные провода. Количество обмоток якоря определяется числом подключаемых фаз и периодичностью их чередования. Чем чаще уложены обмотки статора, тем точнее контролируется вращение вентильного электродвигателя.

Полюса статора также могут характеризоваться смещением на строго определенный угол, как и его обмотки. По количеству фаз коммутации вентильные двигатели бывают двух-, трех-, четырех- и шестифазными.

Ротор

В зависимости от конструкции ротора бесконтактные двигатели могут иметь внутрироторное и внешнероторное исполнение.

Рис. 3. Внешнероторные и внутрироторные модели

Количество пар полюсов также может отличаться, но уже без каких-либо привязок к обмоткам, как правило, этот параметр варьируется от двух до шестнадцати с парным шагом.

В более старых моделях для бесколлекторных двигателей использовались постоянные магниты из ферритовых сплавов. Которые отличались доступностью и относительно более низкой себестоимостью, но имели слишком низкие показатели индукции. Однако с постепенным развитием технологий, на смену им пришли магнитные элементы из редкоземельных металлов. Этот вариант обладает более точным позиционированием, но и стоит он дороже.

Рис. 4. Вентильный двигатель с внешним ротором

Датчик положения ротора

В синхронных электродвигателях датчик необходим для осуществления обратной связи с положением вала механического устройства. В зависимости от принципа действия могут применяться датчики:

Фотоэлектрического принципа действия;
Трансформаторного;
Индуктивного;
На эффекте Холла.

Рис. 5. Датчик положения ротора

Наиболее распространенными вариантами для практической реализации стали фотоэлектрические датчики и датчики с эффектом Холла. Они обладают большей точностью и меньше запаздывают при передаче данных в канале связи. Датчики привязываются к определенным маркерам на валу и реагируют на их прохождение.

Система управления

В состав блока управления, как правило, входит микроконтроллер и электронный ключ для подключения к двух- или трехфазным обмоткам двигателя. Микроконтроллер или микропроцессор необходим для обработки получаемых с датчиков сигналов и последующего преобразования синусоидальной коммутации в более удобную форму сигнала. Электрические преобразователи выполняется на базе полупроводниковых транзисторов, соединенных по мостовой схеме. Они производят широтно-импульсную модуляцию питающего напряжения в соответствии с заданным режимом работы.

Рис. 6. Электронный ключ вентильного двигателя

Конструкция и принцип работы

Конструктивно вентильный агрегат представляет собой разновидность синхронного двигателя.

В его состав входят:

Ротор, как правило, из магнитного материала, реагирующий на воздействие электромагнитного поля.
Статор, включающий в себя фазы обмоток, намотанные в катушки станину и диэлектрическую прокладку.
Измерительные датчики (чаще всего Холла), позволяющие определить положение вращения вала.
Микропроцессорный блок, формирующий импульсы, их форму, задающие частоту вращения ротора, сравнивающий показания датчиков и подаваемого переменного тока на фазные обмотки.

Пример конструкции вентильного двигателя приведен на рисунке ниже:

Рис. 1. Конструкция вентильного двигателя

Статор

Рис. 2. Конструкция статора вентильного двигателя Конструктивно статор мало чем отличается от классических моделей синхронных и асинхронных двигателей. Это металлический цельнолитой или наборной магнитопровод, в пазах которого укладываются фазные провода. Количество обмоток якоря определяется числом подключаемых фаз и периодичностью их чередования. Чем чаще уложены обмотки статора, тем точнее контролируется вращение вентильного электродвигателя.

Ротор

Рис. 3. Внешнероторные и внутрироторные модели

Рис. 4. Вентильный двигатель с внешним ротором

Датчик положения ротора

Фотоэлектрического принципа действия;
Трансформаторного;
Индуктивного;
На эффекте Холла.

Рис. 5. Датчик положения ротора Наиболее распространенными вариантами для практической реализации стали фотоэлектрические датчики и датчики с эффектом Холла. Они обладают большей точностью и меньше запаздывают при передаче данных в канале связи. Датчики привязываются к определенным маркерам на валу и реагируют на их прохождение.

Система управления

Рис. 6. Электронный ключ вентильного двигателя

Технические характеристики

При выборе конкретной модели важно определить ее соответствие месту установки, поэтому важно обращать внимание на следующие характеристики вентильных двигателей:

номинальное напряжение – определяет питающую величину, которая должна подаваться на вентильный двигатель для получения номинального усилия;
потребляемая мощность – характеристика электродвигателя, показывающая величину мощности, расходуемую на работу устройства;
КПД – показывает соотношение полезной работы, совершаемой вентильным двигателем к израсходованной мощности;
мощность на валу – полезная работа электрической машины, совершаемая за счет тягового усилия;
номинальная частота – определяет количество оборотов в минуту, которые вентильный двигатель может совершать в номинальном режиме работы;
диапазон регулировки частоты – показывает, в каких пределах можно изменять частоту оборотов вала для конкретной модели;
номинальный крутящий момент – определяет усилие, создаваемое на валу вентильного двигателя при оптимальных параметрах работы, также в параметрах может регламентироваться пусковой и максимальный момент;
коэффициент нагрузки – показывает, насколько снижается эффективность электрической машины, в зависимости от подъема над уровнем моря;
габаритные размеры и масса вентильного двигателя.

Как определить пусковую обмотку двигателя стиральной машины

Для начала найдем парные вывода их должно быть две пары, как это сделать. Сейчас для этих целей множество приборов тестеры, омметры и т.п. Берем любой вывод обмотки и подключаем к нему любой из двух щупов прибора, а вторым щупом ищем ему пару.

Если прибор показал вам какое-то значение, например сопротивление 11 Ом то это и есть второй вывод обмотки, запишем показания прибора, отмечаем пару.

Следовательно, оставшиеся два вывода будут второй парой, но нам необходимо определить какая из них пусковая и рабочая обмотка, делаем замер, прибор показал 30 Ом. Теперь ясно, где пусковая и рабочая обмотка, у пусковой обмотки сопротивление должно быть больше, чем у рабочей обмотки.

На рисунке изображено: ОВ

– рабочая, обмотка возбуждения, основного вращающего магнитного поля.

ПО

– пусковая обмотка необходима для создания начального крутящегося момента в определенном направлении.SB — кнопка для кратковременного включения пусковой обмотки к сети 220В.

Для того чтобы изменить направление вращение вала двигателя достаточно поменять вывода пусковой обмотки местами и направление при запуске изменится.

Во время экспериментов с двигателем не забудьте закрепить его, чтобы он во время пуска не ускакал и не собрал все провода в кучу.

Реле времени задает временной режим с выдержкой на отключение электродвигателя. Токовое реле служит для запуска двигателя, для кратковременного включения пусковой обмотки к сети 220В.

Реле выполнено в пластиковом корпусе, имеется три контактных вывода X1, X2, X3. На крышке показана правильная установка реле, большая стрелка с надписью «верх», реле должно располагаться так чтобы стрелка всегда указывала вверх.

Для чего это необходимо, вы поймете, если поспорите устройство и принцип работы реле.

Подключение реле:

Подаем напряжение 220В на вывод «Х3» токового реле, фазу или ноль без разницы, а второй сетевой провод 220В напрямую подключаем к рабочей обмотке двигателя.

Вывод «Х1» — «ОВ» подключается ко второму свободному выводу, рабочей обмотке. Вывод «Х2» — «ПО» подключается к выводу пусковой обмотке.

При запуске двигателя, пусковой ток больше, чем рабочий. При прохождении пускового тока через катушку — токового реле в катушке наводится магнитное поле, которое втягивает — подвижный стальной сердечник, он приподнимается и поднимает подвижный контакт — .

Замыкается электрическая цепочка, которая подключает пусковую обмотку электродвигателя. Двигатель запускается и развивает номинальные обороты.

Поскольку двигатель вошел в рабочий режим ток в реле уменьшился, ослабло магнитное поле в катушке реле, которое удерживало стальной сердечник – в верхнем положении. Сердечник под своим весом падает в низ и тянет за собой — контакт, пусковая обмотка — ПО

отключается от сети 220В.

Витки из нихрома — выполняют тепловую защиту двигателя. При перегрузе, заклинивание или междувиткового замыкания обмоток двигателя, нихром разогревается и своим теплом подогревает — биметаллическую пластину, она при нагревании деформируется, прогибается и размыкает контакт — , отключает двигатель от сети 220В на время остывания биметаллической пластинки.

После остывания пластины контакт снова замкнется, и реле будет пытаться снова включить двигатель.

На рисунке приведен пример, схема запуска двигателя от стиральной машины при помощи конденсатора.

Заключение

, для полной уверенности, что все сделали правильно, внимательно проверяем монтаж собранной схемы и тестируем ее, включаем двигатель на 1 мин. отключаем от сети и проверяем нагрев двигателя.

Почему через минуту, для того, чтобы определить в каком именно месте начинает, греется двигатель в подшипниках или в статоре. Если подождать дольше, то тепло распределится по корпусу и будет не понятен очаг перегрева.