الکتروموتورهای تک فاز 220V به طور گسترده در انواع تجهیزات صنعتی و خانگی استفاده می شود: پمپ، ماشین لباسشویی، یخچال، دریل و ماشین ابزار.
انواع
دو نوع محبوب از این دستگاه ها وجود دارد:
- گردآورنده.
- ناهمزمان.
دومی در طراحی ساده‌تر است، اما دارای معایبی است که از جمله آنها می‌توان به مشکلات در تغییر فرکانس و جهت چرخش روتور اشاره کرد.
دستگاه موتور القایی
قدرت این موتور به ویژگی های طراحی بستگی دارد و می تواند از 5 تا 10 کیلو وات متغیر باشد. روتور آن یک سیم پیچ اتصال کوتاه است - میله های آلومینیومی یا مسی که در انتها بسته می شوند.
به عنوان یک قاعده، یک موتور ناهمزمان تک فاز مجهز به دو سیم پیچی است که ۹۰ درجه نسبت به یکدیگر جابجا می شوند. در این حالت ، قسمت اصلی (کار) بخش قابل توجهی از شیارها را اشغال می کند ، و قسمت کمکی (شروع) - بقیه. اسم شماموتور الکتریکی ناهمزمان تک فاز فقط به این دلیل دریافت شد که فقط یک سیم پیچ در حال کار دارد.
اصل کار
جریان متناوب که از سیم پیچ اصلی می گذرد، میدان مغناطیسی ایجاد می کند که به طور متناوب تغییر می کند. از دو دایره با دامنه یکسان تشکیل شده است که چرخش آنها به سمت یکدیگر رخ می دهد.
مطابق با قانون القای الکترومغناطیسی، شار مغناطیسی که در پیچ های بسته روتور تغییر می کند، جریان القایی را تشکیل می دهد که با میدانی که آن را ایجاد می کند، تعامل دارد. اگر روتور در وضعیت ساکن باشد، گشتاورهای نیروهای وارد بر آن یکسان است، در نتیجه ثابت می ماند.
هنگامی که روتور می چرخد، برابری گشتاور نیروها نقض می شود، زیرا لغزش پیچ های آن نسبت به میدان های مغناطیسی دوار متفاوت می شود. بنابراین، نیروی آمپر وارد بر چرخش روتور از میدان مغناطیسی مستقیم به طور قابل توجهی بیشتر از سمت میدان معکوس خواهد بود.
در پیچ های روتور، جریان القایی تنها می تواند در نتیجه تقاطع آنها با خطوط نیرو میدان مغناطیسی ایجاد شود. چرخش آنها باید با سرعت کمی کمتر از فرکانس چرخش میدان انجام شود. در واقع، نام موتور الکتریکی تک فاز ناهمزمان از اینجا آمده است.
به دلیل افزایش بار مکانیکی، سرعت چرخش کاهش می یابد، جریان القایی در چرخش روتور افزایش می یابد. همچنین قدرت مکانیکی موتور و برق AC مصرفی آن را افزایش می دهد.
نمودار اتصال و راه اندازی
البته به صورت دستیچرخاندن روتور هر بار که موتور را راه اندازی می کنید ناخوشایند است. بنابراین برای تامین گشتاور راه اندازی اولیه از سیم پیچ راه اندازی استفاده می شود. از آنجایی که با سیم پیچ کاری زاویه راست تشکیل می دهد، برای تشکیل یک میدان مغناطیسی دوار، جریان باید نسبت به جریان موجود در سیم پیچ کاری 90 درجه در فاز جابجا شود.
این را می توان با گنجاندن یک عنصر تغییر فاز در مدار به دست آورد. یک چوک یا مقاومت نمی تواند یک تغییر فاز 90 درجه ایجاد کند، بنابراین استفاده از خازن به عنوان عنصر تغییر فاز مناسب تر است. این مدار موتور تک فاز دارای خواص راه اندازی عالی است.
اگر یک خازن به عنوان عنصر تغییر فاز عمل کند، موتور الکتریکی را می توان از نظر ساختاری نشان داد:
- با خازن فعال.
- با خازن راه اندازی.
- با خازن اجرا و راه اندازی.
دومین گزینه رایج ترین است. در این مورد، اتصال کوتاه سیم پیچ راه اندازی با یک خازن ارائه می شود. این فقط در هنگام راه اندازی اتفاق می افتد، سپس آنها خاموش می شوند. این گزینه را می توان با استفاده از رله زمان یا با بستن مدار با فشار دادن دکمه استارت اجرا کرد.
چنین طرحی برای اتصال یک موتور الکتریکی تک فاز با جریان شروع نسبتاً کم مشخص می شود. اما در حالت اسمی به دلیل بیضی بودن میدان استاتور (در جهت قطب ها قوی تر است) پارامترها کم هستند.
طرح با یک خازن کار متصل دائمی در داخلدر حالت اسمی، بهتر عمل می کند، در حالی که ویژگی های شروع متوسط هستند. گزینه با خازن کار و شروع، در مقایسه با دو مورد قبلی، متوسط است.
موتور کلکتور
یک موتور الکتریکی از نوع کلکتور تک فاز را در نظر بگیرید. این تجهیزات همه کاره می تواند با برق DC یا AC تغذیه شود. اغلب در ابزارهای الکتریکی، ماشین‌های لباسشویی و خیاطی، چرخ‌های گوشت استفاده می‌شود - در مواردی که معکوس لازم است، چرخش آن در فرکانس بیش از 3000 دور در دقیقه یا تنظیم فرکانس.
سیم پیچ های روتور و استاتور موتور الکتریکی به صورت سری به هم متصل می شوند. جریان از طریق برس هایی در تماس با صفحات جمع کننده تامین می شود که انتهای سیم پیچ های روتور به آنها متصل می شود.
برعکس با تغییر قطبیت اتصال روتور یا استاتور به شبکه الکتریکی انجام می شود و سرعت چرخش با تغییر جریان در سیم پیچ ها تنظیم می شود.
عیوب
موتور برق تک فاز کلکتور دارای معایب زیر است:
- تداخل رادیویی، کارکرد دشوار، سطح نویز قابل توجه.
- پیچیدگی تجهیزات، تقریبا غیرممکن است که خودتان آن را تعمیر کنید.
- هزینه بالا.
اتصال
برای اینکه یک موتور در شبکه تک فاز به درستی وصل شود، الزامات خاصی باید برآورده شود. همانطور که قبلا ذکر شد، تعدادی موتور وجود دارد که قادر به انجام این کار هستندکار از یک شبکه تک فاز.
قبل از اتصال، مهم است که مطمئن شوید فرکانس و ولتاژ شبکه نشان داده شده روی کیس با پارامترهای اصلی شبکه الکتریکی مطابقت دارد. تمام کارهای اتصال باید فقط با یک مدار بدون برق انجام شود. همچنین باید از خازن های شارژ شده اجتناب شود.
نحوه اتصال موتور تک فاز
برای اتصال موتور لازم است استاتور و آرمیچر (روتور) را به صورت سری وصل کنید. پایانه های 2 و 3 متصل هستند و دو مورد دیگر باید به مدار 220 ولت وصل شوند.
با توجه به اینکه موتورهای الکتریکی تک فاز ۲۲۰ ولت در مدار جریان متناوب کار می کنند، یک شار متناوب مغناطیسی در سیستم های مغناطیسی رخ می دهد که باعث ایجاد جریان های گردابی می شود. به همین دلیل است که سیستم مغناطیسی استاتور و روتور از ورق های فولادی الکتریکی ساخته شده است.
اتصال بدون واحد کنترل با الکترونیک می تواند منجر به این واقعیت شود که در زمان شروع یک جریان هجومی قابل توجهی ایجاد می شود و جرقه در کلکتور رخ می دهد. معکوس کردن جهت چرخش آرمیچر با تغییر دنباله اتصال در زمانی که آرمیچر یا لیدهای روتور معکوس می شوند انجام می شود. عیب اصلی این موتورها وجود برس است که پس از هر بار کار طولانی تجهیزات باید تعویض شوند.
چنین مشکلاتی در موتورهای آسنکرون وجود ندارد، زیرا آنها کلکتور ندارند. میدان مغناطیسی روتور بدون اتصالات الکتریکی به دلیل میدان مغناطیسی خارجی استاتور تشکیل می شود.
اتصال از طریق استارت مغناطیسی
بیایید در نظر بگیریم که چگونه می توانید یک موتور الکتریکی تک فاز را از طریق یک استارت مغناطیسی وصل کنید.
1. بنابراین، قبل از هر چیز، لازم است یک استارت جریان مغناطیسی را به گونه ای انتخاب کنید که سیستم تماس آن بتواند بار یک موتور الکتریکی را تحمل کند.
2. به عنوان مثال، استارت‌ها با یک مقدار از 1 به 7 تقسیم می‌شوند و هر چه این نشانگر بزرگتر باشد، سیستم تماس این دستگاه‌ها جریان بیشتری را تحمل می‌کند.
- 10A – 1.
- 25A - 2.
- 40A - 3.
- 63A - 4.
- 80A – 5.
- 125A - 6.
- 200A – 7.
3. پس از مشخص شدن سایز استارت باید به کویل کنترلی توجه کرد. می تواند روی 36B، 380B و 220B باشد. توصیه می شود در آخرین گزینه توقف کنید.
4. سپس مدار استارت مغناطیسی مونتاژ می شود و بخش برق وصل می شود. 220 ولت ورودی به کنتاکت های باز است، یک موتور الکتریکی به خروجی کنتاکت های برق استارت متصل است.
5. دکمه های "Stop - Start" متصل هستند. برق آنها از ورودی کنتاکت های برق استارت تامین می شود. به عنوان مثال، فاز به دکمه "توقف" کنتاکت بسته متصل می شود، سپس از آن به دکمه شروع کنتاکت باز و از تماس دکمه "شروع" به یکی از کنتاکت های مغناطیسی می رود. سیم پیچ استارت.
6. "صفر" به خروجی دوم استارت متصل است. برای ثابت کردن وضعیت روشن استارت مغناطیسی، لازم است دکمه شروع کنتاکت بسته را به بلوک شنت کنید.مخاطبین استارتی که برق را از دکمه "Stop" به سیم پیچ تامین می کند.
