Как подключить однофазный двигатель

Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Поэтому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В этой статье рассмотрим, как правильно сделать подключение однофазного двигателя.

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатки коллекторных двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

• один с рабочей обмотки — рабочий;
• с пусковой обмотки;
• общий.

С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.

Со всеми этими

Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

подключение однофазного двигателя

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно). К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку.

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

• рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
• пусковой — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

Как все может выглядеть на практике

Советские электродвигатели переменного тока для магнитофонов и ЭПУ

Большинство из представленных двигателей однофазные, асинхронные, с реактивным сдвигом фазы. Электродвигатели такого типа имеют фазосдвигающую обмотку, последовательно с которой подключается фазосдвигающий конденсатор емкостью 0.5 …5 мкФ. В некоторых случаях дополнительно (последовательно с конденсатором) включается резистор сопротивлением 200 … 500 Ом. Разделяются двигатели на две условные группы – имеющие цилиндрический статор с неявно выраженными полюсами и имеющие прямоугольный статор с явно выраженными полюсами.

Слева — двигатель с цилиндтическим статором и неявно выраженными полюсами, справа — с прямоугольным статоом и явно выраженными полюсами

Большинство роторов короткозамкнутые, с заливкой пазов алюминием. Исключение – КДП-6-4, имеющий мягкую механическую характеристику и заливку сплавом с большим удельным сопротивлением. Все двигатели за исключением КД-6-4 и АТД-1,6/10-2У4 предназначены для работы выступающим концом вала вверх, КД-6-4 может работать в горизонтальном положении, а АТД-1,6/10-2У4 – только валом вниз. Особо стоит отметить двухскоростной двигатель ДМ-2, который в зависимости от схемы включения может изменять скорость вращения в 2 раза и вращаться в обе стороны. Схема его включения приведена в конце статьи.

Технические данные электродвигателей переменного тока

АД-5 127 1440 6 3,5 АДТ-1.6/10.2У4 127 и 220 2710** 1.6 0,51 АДТ-6-У-4 127 и 220 2830 6 1,75 АКД4-2 220 2680 4 1,2 КД-3.5А (КД-3,5) 127 1400 6 2,5 КД-6-4 220 1400 6 2,95 КДП-6-4 70/127* 850 — 4/15 ЭДГ-2К 220 2800 5 0,8 ЭДГ-2П 127 2600 5 2,4 ЭДГ-4 127 2800 2 0,45 ЭДГ-6 127 2750*** — 0,35 ЭДГ-60 127 1400 — — АД-2 127 1480 5 5,0 ДАГ-1 110/220 1200 2 0,8 ДАП-1 127/220 2800 1 0,3 ДВА-У3 220 1430 30 20,0 ДВА-У4 220 610 6 11,0 ДВД-1Р 220 1500/750 20/10 13,0/9,0 ДВС-У1 (ДВС-У1М) 220 1500 2 10,0 ДВС-010/5-4 220 1500 15 10,0 ДМ-2 180 960/460 14 10,0 ДПА-010/5-4 220 890 13 30,0 ДПА-У1 220 890 13 30,0 ДПА-У2 220 760 8 30,0 ЭДГ-1 127 2800 2 0,8 ЭДГ-1М 220 2800 2 1,2 ЭДГ-2 110 2800 5 0,8 ЭДГ-2ПК 220 2600 — 1,8 ЭПУ 110 2500 2 0,8

* В числителе приведены данные при работе в режимах «Запись» и «Воспроизведение», в знаменателе — в режиме «Перемотка».
** При нагрузке моментом 0,3 Н*см частота вращения вала 2820 об/мин.
*** Отклонение частоты вращения вала ±100 об/мин.
.

Технические данные электродвигателей переменного тока (продолжение)

P потр., Вт

Емкость кон- денсатора, мкФ

R резистора, Ом

АД-5 35 2 510 1,3 87(диам.)х77,5 АДТ-1.6/10.2У4 — — — 1 88х66х56 АДТ-6-У-4 — — — 1,7 100х80х78 АКД4-2 35 1 — — — КД-3.5А (КД-3,5) — 2 270 1,1 65х65х77 КД-6-4 — 0,5 510 1,1 100х100х57 КДП-6-4 16/15 4 — 1,26 100х100х65 ЭДГ-2К 20,5 1 — 0,8 74х74х89 ЭДГ-2П 40 4 — 0,8 74х74х84,3 ЭДГ-4 13 0,5 — 0,6 74х74х67.5 ЭДГ-6 12 1.2 — — — ЭДГ-60 12 — — — — АД-2 36 2,5 510 1,5 100(диам.)х70 ДАГ-1 14 — — 1,4 70(диам.)х100 ДАП-1 20 — — 0,4 65х05х40 ДВА-У3 90 2,5 510 4,2 110(диам.)х132 ДВА-У4 37 1,25 510 4,2 110(диам.)х132 ДВД-1Р 118/105 3,0 300 7,0 145(диам.)х200 ДВС-У1 (ДВС-У1М) 78 2,5 510 4,2 110(диам.)х132 ДВС-010/5-4 100 3,0 510 6,7 126(диам.)х255 ДМ-2 50/95 5,0 — 3,0 103(диам.)х80 ДПА-010/5-4 100 2,75 250 5,8 126(диам.)х210 ДПА-У1 100 2,75 250 4,2 110(диам.)х132 ДПА-У2 67 1,5 250 3,0 110(диам.)х132 ЭДГ-1 13 0,5 — 0,6 4х74х67,5 ЭДГ-1М 35 1,0 510 0,85 4х74х67,5 ЭДГ-2 20,5 3,0 — 0,8 74х74х89 ЭДГ-2ПК 28 1,0 — 0,8 74х74х85 ЭПУ 15 1,5 — 0,45 64х64х60

Схема включения обмоток двухскоростного двигателя ДМ-2

а) частота вращения ротора 960 об/мин. и левое вращение; б) частота вращения ротора 460 об/мин; в) частота вращения ротора 960 об/мин. и правое вращение; расцветка проводов: 1 – белый; 2 – голубой; 3 – зеленый; 4 – белый; 5 – фиолетовый; 6 – красный.