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
* 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
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.
Как подключить асинхронный двигатель на 127 В к сети 220 В
В различной радиоэлектронной аппаратуре и бытовых приборах, оставшихся с советских времён, можно обнаружить асинхронные электродвигатели: в приводах магнитофонов, проигрывателей, электрических печатных машинках и других.
Например двухфазные асинхронные редукторные электродвигатели РД-09 на 127 В широко использовали в промышленных самопишущих измерительных приборах, они были рассчитаны на непрерывную круглосуточную работу и отличались высокой надежностью. Модификации этих двигателей различались передаточным числом встроенного редуктора и частота вращения вала составляла от нескольких оборотов в секунду до всего лишь 2 в минуту. Момент на валу РД-09 вполне достаточен, например, для закрывания и открывания штор.
А двигатель ЗДГ-2, напротив, имеет высокие рабочие обороты (около 3000 об/мин) при низком уровне шума и его можно использовать для изготовления вентиляторов или, например, небольших насосов. То есть двигатели вполне можно применить в любых самодельных конструкциях, вот только рассчитаны они на питание напряжением 127 В, 50 Гц.
В статье будут приведены варианты схем подключения двигателей РД-09 и ЭДГ-2 к сети 220 В без применения дополнительных элементов. По таким же схемам можно подключать и другие аналогичные двигатели
Двигатели РД-09 имеют две обмотки, на одну подаётся напряжением 127 В напрямую, а на другую — через фазосдвигающий конденсатор С1. При необходимости можно менять направление вращения вала с помощью переключателя S1:
К сети 220 В двигатель можно подключить по схеме, показанной на следующем рисунке:
Емкость дополнительного гасящего конденсатора С2 подбирается так, чтобы напряжение на обмотке «3-4» стало равным номинальному 127 В (измерятся при работе двигателя под нагрузкой).
Но можно обойтись и без дополнительного конденсатора, если изменить схему подключения конденсатора С1:
При этом ёмкость С1 подбирается так же, как и в предыдущем случае ёмкость С2.
Пример для другого двигателя , широко распространенного в свое время в бытовой звуковоспроизводящей аппаратуре — ЭДГ-2 . Вот схемы включения этого двигателя в сеть 127 В и 220 В:
Обмотки у этого двигателя не одинаковы, поэтому ёмкость фазосдвигающего конденсатора зависит от того, к какой из обмоток он будет подключен. Двигатель ЭДГ-2 реверсируют не переключением фазосдвигающего конденсатора, а меняя местами выводы одной из обмоток.
В схемах нужно применять конденсаторы, предназначенные для работы в цепях переменного тока 220 В (например, советские МБГЧ на напряжение не менее 250 В при наличии таковых). Современные же конденсаторы типа К73-17 или аналогичные зарубежные следует брать на напряжения не менее 400 В. Нельзя использовать оксидные и керамические конденсаторы.
По таким же схемам можно подключить к сети 220 В и другие асинхронные двигатели с рабочим напряжением 127 В. Но следует помнить, что подбирать ёмкость фазосдвигающего или гасящего конденсатора следует при рабочей механической нагрузке на вал двигателя и при этом убедиться в надежности его пуска и отсутствии перегрева обмоток.
* Благодарю за уделённое время. Если статья была полезной, прошу Вас поставить «палец-вверх» и/или подписаться на канал, так как статьи по «электрическо-электронной»- тематике будут регулярными при наличии интереса к ним.
Двигатель эдг 6 схема подключения
28.2. Асинхронные двигатели малой мощности для бытовых приборов
28.2.1. Основные типы асинхронных двигателей для бытовых приборов
Асинхронные конденсаторные двигатели.
Эти двигатели находят наибольшее применение в бытовых приборах, так как не требуют дополнительных элементов, необходимых для включения в сеть, и имеют высокие энергетические показатели.
На рис. 28.1 показаны основные схемы включения обмоток. Наиболее распространенной является параллельная схема соединения обмоток (рис. 28.1, а). Емкость рабочего конденсатора Ср выбирают из условий обеспечения требуемых характеристик двигателей. Для получения наилучших энерге-
тических показателей в рабочей точке емкость выбирается такой, чтобы сдвиг фаз токов в главной и вспомогательной обмотках в номинальном режиме был близок к 90°. Для улучшения пусковых характеристик сдвиг фаз токов в обмотках 90° обеспечивается не в рабочей точке, а смещается в сторону скольжения s = 1. При этом улучшаются пусковые характеристики, но в рабочем режиме снижается КПД и увеличивается скольжение. Одним из недостатков параллельной схемы соединения обмоток является, применение конденсаторов на большие рабочие напряжения (450 — 500 В при работе двигателя от сети 220 В), что увеличивает опасность поражения электрическим током.
Надежность изоляции двигателя и безопасной его эксплуатации повышается при применении последовательной схемы соеди-
Рис. 28.1. Основные схемы включения обмоток однофазных асинхронных двигателей
нения обмоток (рис. 28.1, б). Однако несмотря на эти и ряд других преимуществ производство двигателей с последовательным соединением обмоток ограничено из-за отсутствия конденсаторов больших емкостей и малых рабочих напряжений.
В конденсаторных двигателях мощностью выше 50 Вт, когда это позволяют габариты статора, целесообразно применять трехфазные обмотки, включаемые в однофазную сеть. На рис. 28.1, в, г показаны схемы включения в однофазную сеть трехфазных обмоток, соединенных звездой и треугольником. Направление вращения ротора такого двигателя зависит от того, к какой обмотке подключен конденсатор.
В последнее время в СССР разработан нормальный ряд конденсаторных двигателей серии КД мощностью 60, 90, 120 и 180 Вт с трехфазными обмотками, соединенными по схеме рис. 28.1, в. Для создания кругового вращающегося поля в зазоре такой машины необходимо применение конденсаторов относительно больших номинальных емкостей, но низких рабочих напряжений (Up «
Асинхронные двигателя с пусковыми элементами. В качестве пусковых элементов применяются пусковая обмотка повышенного сопротивления и пусковой конденсатор. Двигатели с пусковой обмоткой повышенного сопротивления просты по конструкции и дешевы, не имеют дополнительного фазо-
сдвигающего элемента. Время подключения пусковой обмотки к сети обычно не должно превышать 5 с. Двигатели имеют достаточно хорошие пусковые характеристики (кратность начального пускового момента — до 1,5), однако кратность пускового тока достигает 10 и более. К недостаткам двигателей данного типа следует отнести пониженную надежность по сравнению с конденсаторными двигателями из-за возможного выхода из строя пусковой обмотки.
Двигатели с пусковым конденсатором. Для улучшения пусковых характеристик последовательно с пусковой обмоткой включается пусковой конденсатор Сп (рис. 28.1). Так как после пуска конденсатор отключается, то остальные характеристики двигателя сохраняются такими же, как и у двигателя с пусковой обмоткой повышенного сопротивления.
Особенность схемы включения обмоток по рис. 28.1, д состоит в том, что для пуска используется часть главной (рабочей) обмотки, которая разбивается на две фазы, соединяемые последовательно так, чтобы угол пространственного сдвига осей фаз был в пределах 105—120°. Одна часть обмотки на время пуска шунтируется конденсатором, чем обеспечивается требуемый угол сдвига фаз токов в частях обмотки при пуске. После пуска конденсатор отключается таким же устройством, что и пусковая обмотка повышенного сопротивления. В номинальном режиме двигатель работает как обычный однофазный двигатель с пульсирующим полем в зазоре.
Находят применение конденсаторные двигатели с рабочим Ср и пусковым С„ конденсаторами. Как правило, пусковой конденсатор в момент пуска шунтирует рабочий (рис. 28.1, е — и).
Асинхронные двигатели с экранированны ми полюсами. Двигатели с экранированными полюсами применяются в основном в вентиляторах и тепловентиляторах. Двигатель представляет собой явнополюсную машину с сосредоточенными обмотками, расположенными на полюсах, и короткозамк-нутыми витками на части полюсов. Коротко-замкнутые витки изготовляются из меди, реже — из алюминия и охватывают 1/3 часть полюса. Двигатели изготовляются в двух-, четырех- реже — в шестиполюсном исполнениях. Ротор — обычный короткозамкну-тый. Из-за больших потерь в коротко-замкнутом витке двигатели с экранированными полюсами имеют более низкий КПД (25 — 40%) по сравнению с аналогичными конденсаторными двигателями.
Рис. 28.2. Статорный лист асинхронного двигателя с асимметричным статором
Пусковые характеристики двигателей невысоки [Мп = (0,2 -5- 0,8) А/ном]. Мощность не превышает 30 — 40 Вт, поскольку изготовлять более мощные двигатели экономически невыгодно.
К недостаткам этих двигателей следует отнести также отсутствие возможности реверсирования при обычном исполнении.
Основными преимуществами двигателей с экранированными полюсами являются их простота, низкая стоимость и отсутствие дополнительных пусковых устройств.
Асинхронные двигатели с асимметричным статором. Двигатели этого типа по принципу действия и конструктивному исполнению подобны двигателям с экранированными полюсами, но не имеют короткозамкнутых витков на полюсах. На рис. 28.2 показана конструкция статорного листа такого двигателя. Сдвиг магнитных потоков при пуске создается в результате насыщения участков спинки статора малого сечения. Для улучшения пусковых характеристик применяются также магнитные шунты между полюсным наконечником и малым дополнительным полюсом. Воздушный зазор под полюсом выполняется неравномерным для уменьшения провала в кривой момента из-за влияния высших гармонических МДС. Воздушный зазор под полюсом выполняется неравномерным.
К недостаткам двигателя с асимметричным статором следует отнести отсутствие возможности реверсирования, низкий пусковой момент и нетехнологичность изготовления магнитных шунтов.
28.2.2. Особенности конструкции
и эксплуатации асинхронных двигателей
для бытовых приборов
В асинхронных двигателях бытового назначения широко применяют для листов статора и ротора горячекатаные слабо-
легированные стали марок 1211, 1212 (ГОСТ 21427.3-75) и рулонные (ленточные) холоднокатаные малотекстурованные стали марок 2011, 2013, 2111 (ГОСТ 21427.2-83).
Обмотки статора выполняют эмалированным проводом круглого сечения (медным, иногда алюминиевым) различных марок в зависимости ог принятого класса изоляции. Для намотки и укладки обмоток широко применяется механизированное и автоматизированное обмоточно-изолировочное оборудование. Применение такого оборудования выдвигает’ряд ограничений конструктивного характера: коэффициент заполнения паза не должен превышать 0,68; ширина зубца должна быть не менее 3 мм, а ширина раскрытия паза — не менее 2 мм.
Для изолирования обмоток от стали статора применяются пленочные изоляционные материалы: пленкоэлектрокартон толщиной 0,19 и 0,27 мм, полиэтилентереф-талатная пленка толщиной 0,125; 0,19; 0,25 мм и др.
Вал двигателей с подшипниками качения — обычный (ступенчатый) с заплечиками, необходимыми для упора подшипника. При подшипниках скольжения вал выполняется гладким. В двигателях с подшипниками скольжения наибольшую сложность представляет соединение гладкого вала с пакетом, так как обычная запрессовка в этом случае неприемлема из-за нарушения чистоты поверхности вала. В этом случае применяют склеивание, обжатие крайних листов ротора до пластической деформации, запрессовку через промежуточную разрезную втулку и другие методы.
Подшипниковые щиты двигателей бытового назначения, как правило, изготовляются литьем под давлением из сплава алюминия или цинка. Реже применяются пластмассовые и штампованные стальные щиты.
Выбор типа подшипника зависит от режима работы машины и лимитируется долговечностью ее работы и требованиями к уровню звука. Подшипники качения нормальной точности, в частности шарикоподшипники радиальные однорядные легкой серии 6 —60000Ш, применяют, если имеются повышенные механические усилия, а уровень звука не входит в число лимитирующих факторов. Если предъявляются повышенные требования к уровню звука и вибраций, то применяют подшипники скольжения, которые благодаря возможности самоустанавливания при сборке не требуют точной обработки поверхности. Во многих конструкциях двигателей используются подшипниковые втулки из композиций БГр-4 и ЖГр-1. Широко
применяются металлокерамические самоустанавливающиеся подшипники (ТУ 16-509.015-69) со смазкой маслом Б-ЗВ или смесью этого масла с маслом МС-20. Эти подшипники в большинстве бытовых двигателей работают без пополнения смазки в течение 1000 — 2000 ч. Необходимое смазывание трущихся поверхностей обеспечивается высокой пористостью и маслопроходимостью подшипниковой втулки, удерживанием масла в подшипниковом узле при эксплуатации и подбором необходимого сорта масла.
В качестве рабочих конденсаторов применяют металлобумажные герметизированные частотные конденсаторы марки МБГЧ (ТУ 750.4.62.011). Конденсаторы МБГЧ-1 рассчитаны на работу при температуре окружающей среды от —60 до +70°С и относительной влажности воздуха до 98 % при
Таблица 28.2. Рабочие конденсаторы
частотные типа МБГЧ
Таблица 28.3. Пусковые конденсаторы
электролитические в алюминиевых корпусах
с электроизоляционным покрытием