Синхронный гистерезисный двигатель

Конструкция гистерезисного электродвигателя

Синхронный гистерезисный электродвигатель, как и любой вращающийся электродвигатель, состоит из ротора и статора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть.

Статор гистерезисного двигателя имеет обычную трех- или двухфазную обмотку, которая создает вращающееся магнитное поле, а ротор представляет собой массивный цилиндр без обмотки, изготовленный из магнитотвердого материала с широкой петлей гистерезиса (например, сплав викаллой). При этом в целях экономии дорогостоящего магнитотвердого материала ротор делают сборным.

Принцип работы синхронного гистерезисного двигателя

Принцип работы синхронного гистерезисного двигателя основан на действии гистерезисного момента. Для наглядности на рисунке ниже показаны только два элементарных магнитика ns 1 и 2. Сила взаимодействия между этими магнитиками и полем статора NS направлена по оси последнего (рисунок слева). Если поворачивать поле NS, например, против часовой стрелке, то в том же направлении поворачиваются и элементарные магнитики. Однако вследствие магнитного гистерезиса магнитики ns не сразу повернутся на тот же угол, что и поле NS. Между осями NS и ns появится некоторый угол рассогласования γ . Помимо радиальных сил появляются тангенциальные (рисунок справа), которые и создадут гистерезисный момент М_г. Угол γ определяется формой петли гистерезиса материала, из которого изготовлен ротор.

Гистерезисный момент М_г не зависит от частоты вращения ротора. Радикальный способ увеличения вращающего момента гистерезисного двигателя — применение магнитотвердых материалов с прямоугольной петлей гистерезиса. Частота вращения такого двигателя синхронна с частотой вращения поля, КПД высокий — до 80% [2].

Явление магнитного запаздывания заключается в том, что частицы ферромагнитного материала ротора, представляющие собой элементарные магниты, стремятся ориентироваться в соответствии с направлением внешнего магнитного поля. Если внешнее магнитное поле изменит свое направление, то элементарные частицы также меняют ориентацию. Однако повороту элементарных частиц в магнитотвердом материале препятствуют силы молекулярного трения. Этим и объясняется появление угла сдвига γ , значение которого зависит от магнитных свойств материала ротора [3].

Имея массивную конструкцию ротора, гистерезисные двигатели при пуске развивают также асинхронный вращающий момент. Однако этот момент значительно меньше гистерезисного момента, вследствие чего пуск, а также втягивание в синхронизм и работа происходят за счет гистерезисного момента вращения.

Разница между двигателями с постоянными магнитами и гистерезисными состоит в том, что у первых ротор подвергается специальному предварительному намагничиванию, а у вторых намагничивается полем статора двигателя. Гистерезисные двигатели имеют лучшие показатели, чем реактивные, и строятся мощностью до 300. 400 Вт.

Преимущества и недостатки

Достоинствами гистерезисных двигателей являются простота устройства, надежность в эксплуатации, отсутствие пусковых приспособлений, плавность втягивания в синхронизм, практически неизменный ток при пуске и работе. К недостаткам можно отнести относительно высокую стоимость материала ротора, хотя, как правило, ротор изготовляют из обычной стали и на него насаживают лишь полый цилиндр небольшой толщины из магнитотвердого материала.

Схема подключения гистерезисного двигателя г 31а

У меня ручная сверлилка на таком двигателе, микрик сбоку на верху примотан изолентой.

для мини шлифмашинки или мини фрезы не подходит, резко падают обороты при легкой подаче и идет забур.

А для сверлилки — сверлю даже 3мм сверлом тонкий дюраль, гетинакс, стеклотекстолит.

Про контроллер оборотов — кроме улыбки для 3Вт мощности на валу не вызывает, при попытке снизить обороты момент двигателя резко падает.
Можно использовать двигатель с понижающим редуктором 1/100-1/500 для привода перемещения оконных штор и занавесок, поворотных столов демостендов, игрушек.

Сообщение от genao Подключение стандартное, два провода в 220В, третий провод через конденсатор 1,5мкФ к любому из двух оставшихся проводов включаемых на 220В.

У меня ручная сверлилка на таком двигателе, микрик сбоку на верху примотан изолентой.

для мини шлифмашинки или мини фрезы не подходит, резко падают обороты при легкой подаче и идет забур.

А для сверлилки — сверлю даже 3мм сверлом тонкий дюраль, гетинакс, стеклотекстолит.

Про контроллер оборотов — кроме улыбки для 3Вт мощности на валу не вызывает, при попытке снизить обороты момент двигателя резко падает.
Можно использовать двигатель с понижающим редуктором 1/100-1/500 для привода перемещения оконных штор и занавесок, поворотных столов демостендов, игрушек.

А для чего такие электродвигатели предназначались, где их применяли?

Что за микрик у вас примотан и для чего он нужен?

Вот это не совсем понятно: «резко падают обороты при легкой подаче и идет забур»
Что значит подаче и забур в данном случаи?

Подключение:
Характеристика написанная на двигателе 1 фазн 50ГЦ 2МКФ 220В 02.А 4ВТ 3000 об.мин
Вы написали о том что нужен конденсатор 1.5 мкф, а в характеристиках двигателя написано 2мкф, может не 1.5 мкф а 2 мкф нужно поставить конденсатор?!

Кроме конденсатора и «вилки» ничего не нужно?
Получается что провода подключать без разницы как, где плюс а где минус?!
Кстати провода какие то тонкие идут из двигателя, почему то у меня сомнения что это подключается напрямую к 220В?!

Прикрепил фото схемы как я это понял.

Т.е. использовать этот движок как сверлилку без вариантов?
И контроллер сюда не поставить и нет смысла в этом так?

Двигатель этот стоял в протяжке бумаги киповского самопишушего прибора.

При слабой нагрузке его скорость вращения постоянна, практически стабильна, насколько стабильна частота питающей сети.

Микрик, это микровыключатель, другими словами кнопочка, при нажатии которой включаю сверлилку после приложения сверла к накерненому месту. Если сверло постоянно вращается, то трудно точно попадать в накерненное место и также невозможно быстро выключить двигатель при заклинивании сверла. А так кнопочка здорово помогает. Включена кнопочка в разрыв одного из проводов идущих к сетевой вилке.

Подача — это движение рабочего органа вглубь или по поверхности обрабатываемого материала.

Забур — резкое снижение скорости, сопровождаемое ухудшением режущих свойств рабочего органа, вплоть до заклинивания рабочего органа в материале. Сопровождается браком в виде заусениц, сколов, задиров, поломки рабочего органа.

Ну раз на вашем двигателе написано 2мкФ, то подойдут указанные вами конденсаторы на 400 или 630В, но на 2мкФ.

Провода подключать без разницы как, будет меняться только направление вращения, если не угадали, то конец от конденсатора идущего к проводу сети просто перекидываете к другому проводу сети.

Ну раз на двигателе написано 220В, то и подключается к 220В, также этот двигатель на моей сверлилке, только через микрик и с конденсатором 1,5мкФ.

Использовать только как сверлилку, либо ка маленький вентилятор.
Фрезу, циркульную пилу, шлифдиск, наждак он не «тянет» — будет сплошной брак.

Регулятор оборотов бесмысленен, так двигатель и так имеет слабый момент вращения, а с регулятором двигатель переходит из синхронного режима в асинхронный, и обороты падают за счет повышенного скольжения и уменьшения критического момента. Двигатель начинает очень сильно греться.
Когда начнете пользоваться сверлилкой, то быстро это поймете и ощутите при повышенных подачах сверла вглубь материала.

Электродвигатели синхронные гистерезисные типов Г-31УХЛ4, Г-32УХЛ4, Г-33УХЛ4, Г-34УХЛ4, Г-31АУХЛ4, Г-33АУХЛ4, Г-34АУХЛ4

Общие сведения

Двигатели синхронные гистерезисные типов Г-31 УХЛ4, Г-31А УХЛ4, Г-33 УХЛ4, Г-33А УХЛ4, Г-34 УХЛ4 и Г-34А УХЛ4 (трехфазные и однофазные) предназначены для комплектации изделий в качестве встраиваемого привода механизмов со строго постоянной частотой вращения.
Двигатели изготовляются для внутригосударственных и экспортных поставок.

Структура условного обозначения

Г-3Х УХЛ4:
Г — гистерезисный;
3 — габарит двигателя;
Х — порядковый номер разработки (1, 3, 4);
УХЛ4 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

Условия эксплуатации

Температура окружающей среды при эксплуатации двигателя от минус 60 до 50°С.
Относительная влажность воздуха до 98% при температуре до 25°С без конденсации влаги.
Пониженное атмосферное давление до 2 кПа при температуре окружающего воздуха до минус 60°С.
Синусоидальная вибрация в диапазоне частот от 1 до 200 Гц при максимальном ускорении 49,1 м/с 2 .
Линейное (центробежное) ускорение не более 98,1 м/с 2 .
Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.1-75.
Двигатели также соответствуют требованиям «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
Условия транспортирования двигателей в части воздействия механических факторов по группе Л ГОСТ 23216-78, в части воздействия климатических факторов по группе условий хранения 5 ГОСТ 15150-69.
Условия хранения двигателей по группе 1 ГОСТ 15150-69 при сроке хранения 0,5 года для внутригосударственных и 1 год для экспортных поставок в страны с умеренным климатом.
Двигатели отвечают требованиям ГОСТ 16264.2-85 и ТУ 16-512.067-79.
Двигатели для экспортных поставок дополнительно отвечают требованиям РД 16 01.007-88.

Нормативно-технический документ

ТУ 16.512.067-79,РД 16.01.007-88

Технические характеристики

Основные технические данные двигателей приведены в табл. 1.

Число фаз питающей сети

Номинальная мощность на валу, Вт

Номинальная частота сети, Гц

Номинальное напряжение, В

Номинальная частота вращения, мин -1

Номинальный вращающий момент, сН·м

Потребляемая мощность, Вт, не более:

при номинальном моменте

в режиме холостого хода

Потребляемый ток, А, не более:

при номинальном моменте

при заторможенном роторе

на холостом ходу

Емкость конденсатора, мкФ

Напряжение на конденсаторе, В

Наименование параметра	Значение параметра двигателей типов
	Г-31	Г-31А	Г-33	Г-33А	Г-34	Г-34А

Мощность на валу, Вт

Частота вращения, мин -1

Вращающий момент, сН·м

Емкость конденсатора, мкФ

Напряжение на конденсаторе, В

Наименование параметра	Значение параметра двигателей типов
	Г-31	Г-31А	Г-33	Г-33А	Г-34	Г-34А
300	300	–	–	180	180

Схема включения и обозначение выходных концов трехфазных
синхронных гистерезисных электродвигателей типов Г-33 и Г-33А

Схемы включения и обозначение выходных концов однофазных
синхронных гистерезисных электродвигателей типов Г-31, Г-31А,
Г-34 и Г-34А:
а — правое вращение;
б — левое вращение
Трехфазные двигатели имеют правое вращение при чередовании выходных концов: С1-С2-С3. Для изменения направления вращения необходимо поменять два любых выходных конца.
Исполнение по способу монтажа IМ4481 по ГОСТ 2479-79, положение в пространстве любое.
Степень защиты IР00 по ГОСТ 17494-87.
Предельные отклонения напряжения и частоты питания при номинальном вращающем моменте составляют соответственно ±10 и ±2%, а емкости конденсатора для однофазных двигателей — ±5%. При этом кратности моментов при питании двигателей от сети 50 или 60 Гц равны:
начального пускового — 1,0;
входа в синхронизм — 1,2;
максимального — 1,3.
Время вхождения в синхронизм на холостом ходу при нормальных климатических условиях 2 с.
В течение 5 с при номинальном напряжении двигатели выдерживают без повреждения режим короткого замыкания.
Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса составляет не менее:
100 МОм — в практически холодном состоянии;
10 МОм — при установившейся рабочей температуре;
2 МОм — в условиях воздействия повышенной влажности воздуха.
Изоляция обмоток относительно корпуса двигателей выдерживает без пробоя и перекрытия в течение 1 мин воздействие испытательного практически синусоидального напряжения частотой 50 Гц:
1500 В — в нормальных климатических условиях и после испытания на нагревание;
1250 В — после испытания на воздействие повышенной влажности воздуха.
Испытание на электрическую прочность потребителем допускается не более трех раз напряжением 1200 В.
Ток утечки двигателей при допустимых отклонениях напряжения не превышает 3,5 мА.
Среднее квадратичное значение виброскорости двигателя 1,8 мм/с.
Средний уровень звука на расстоянии 1 м от наружного контура двигателя 50 дБА.
Температура обмотки или отдельных частей двигателей в любых условиях эксплуатации не должна превышать верхнее значение температуры окружающей среды более чем на 65°С (у двигателей типов Г-31, Г-33 и Г-34) и 75°С (у двигателей типов Г-31А, Г-33А и Г-34А).
Установленная безотказная наработка — 5000 ч (для двигателей типов Г-31, Г-33 и Г-34), 2000 ч (для двигателей типов Г-31А, Г-33А и Г-34А).
Срок службы — не менее 3 лет.
Гарантийный срок — 3 года со дня ввода двигателя в эксплуатацию при наработке, не превышающей 8000 ч (для двигателей типов Г-31, Г-33 и Г-34) и 3000 ч (для двигателей типов Г-31А, Г-33А и Г-34А), но не более 3,5 лет со дня выпуска двигателей.
Для двигателей, предназначенных на экспорт, гарантийный срок эксплуатации по ГОСТ 16264.0-85.

Электродвигатель представляет собой синхронную машину, на статоре которой расположена трехфазная или однофазная обмотка. При подключении обмотки к сети в воздушном зазоре машины возникает вращающееся магнитное поле, которое перемагничивает активную часть неподвижного ротора. Вследствие явления магнитного запаздывания (гистерезиса) возникает электромагнитный момент, который увлекает ротор в сторону вращения поля.
В тонкостенный стальной кожух завальцованы два стальных щита, между которыми установлен статор. Статор представляет собой пакет, набранный из листов электротехнической стали. Статор составной, имеет закрытые пазы, в которые уложена обмотка. Выводные концы обмотки припаяны к контактным клеммам.
Ротор представляет собой вал с напрессованной на него немагнитной втулкой, на которую набран пакет из колец магнитотвердого сплава. Ротор динамически сбалансирован с помощью напрессованных на вал двух балансировочных колец; вращается в подшипниках.
Двигатель с двух сторон закрыт фланцами с кольцевыми лабиринтовыми канавками, заполненными смазочным материалом.
Двигатели изготовляются в исполнениях I и II.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей представлены на рис. 3, 4.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры синхронных
гистерезисных электродвигателей типов Г-31, Г-31А,
Г-33, Г-33А, Г-34 и Г-34А исполнения I

Габаритные, установочные и присоединительные размеры синхронных
гистерезисных электродвигателей типов Г-31, Г-31А,
Г-33, Г-33А, Г-34 и Г-34А исполнения II

В комплект поставки входят: двигатель и паспорт (на каждый двигатель), инструкция по эксплуатации (на упаковку при поставке первой партии двигателей потребителю), ведомость упаковки и сертификат качества (для экспортируемых двигателей).