Принцип работы асинхронного двигателя со схемами подключения. Перемотка электродвигателей: пошаговая инструкция по ремонту и восстановлению обмотки двигателя своими руками (инструкция с фото и видео) Направление намотки и начальный паз
Однофазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором должен иметь пусковую и рабочую обмотки. Их расчет производят так же, как расчет обмоток трехфазных асинхронных двигателей.
Число проводников в пазу рабочей обмотки (укладывается в 2/3 пазов статора)
N р = (0.5 ÷ 0.7) x N x U с / U ,
где N - число проводников в пазу трехфазного электродвигателя;
U с - напряжение однофазной сети, В;
U - номинальное напряжение фазы трехфазного двигателя, В.
Меньшие значения коэффициента берутся для двигателей большей мощности (около 1 кВт) с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы.
Диаметр (мм) провода по меди рабочей обмотки
,
где d - диаметр провода по меди трехфазного двигателя, мм.
Пусковая обмотка укладывается в 1/3 пазов.
Наиболее распространены два варианта пусковых обмоток: с бифилярными катушками и с дополнительным внешним сопротивлением.
Обмотка с бифилярными катушками наматывается из двух параллельных проводников с разным направлением тока (индуктивное сопротивление рассеяния бифилярных обмоток близко к нулю).
Пусковая обмотка с бифилярными катушками
1. Число проводников в пазу для основной секции
N п ′ = (1,3 ÷ 1,6) N р.
2. Число проводников в пазу для бифилярнои секции
N п ′′ = (0,45 ÷ 0,25) N п ′.
3. Общее число проводников в пазу
N п = N п ′ + N п ′′
4. Сечение проводов
s п ′ = s п ′′ ≈ 0.5s р, где s р - сечение рабочей обмотки.
Пусковая обмотка с внешним сопротивлением
1. Число проводников в пазу
N п = (0.7 ÷ 1) N р.
2. Сечение проводов
s п = (1,4 ÷ 1) s р.
3. Добавочное сопротивление (окончательно уточняется при испытаниях двигателя) (Ом)
R д = (1,6 ÷ 8) x 10 -3 x U с / s п,
где U с - напряжение однофазной сети, В.
Для получения большого пускового момента предпочтение следует отдать второму варианту пусковой обмотки, так как в этом случае существует возможность получения наибольшего пускового момента путем изменения внешнего сопротивления.
Ток однофазного электродвигателя определяют по вычисленному сечению для рабочей обмотки и плотности тока в обмотке трехфазного двигателя I 1 = s р δ , где δ - допустимая плотность тока (6-10 А/мм²).
Мощность однофазного электродвигателя Р = U x I x cos φ x η
Таблица. Произведение cos φ на кпд
При мощности двигателя свыше 500 Вт значения η и cos φ можно брать как для трехфазных асинхронных двигателей, снизив мощность однофазного двигателя по приведенной выше формуле на 10-15%.
Пример пересчета трехфазного двигателя на однофазную обмотку
Пересчитать трехфазный двигатель на однофазную обмотку. Мощность электродвигателя 0,125 кВт, напряжение 220/380 В, синхронная частота вращения 3000 об/мин; число проводников в пазу 270, число пазов статора 18. Провод марки ПЭВ-2, диаметр по меди 0,355 мм, сечение 0,0989 мм 2 . Заданное напряжение однофазного двигателя 220 В.
1. Рабочая обмотка занимает 2/3 пазов, а пусковая 1/3 пазов
(z р = 12, z п = 6).
2. Число проводников в пазу рабочей обмотки
N р = 0.6 x N x U с / U = 0.6 x 270 x 220 / 220 = 162.
3. Диаметр провода рабочей обмотки по меди
мм,
где d = 0.355 мм - диаметр провода по меди трехфазного двигателя.
Берем провод ПЭВ-2, d p = 0,45 мм, s р = 0,159 мм².
4. Пусковую обмотку принимаем с внешним сопротивлением.
5. Число проводников в пазу
N п = 0.8 x N р = 0.8 x 162 ≈ 128.
6. Сечение проводов пусковой обмотки
s п ′ = 1.1 x s р = 1.1 x 0.159 = 0,168 мм².
Берем провод ПЭВ-2 диаметром по меди
d п = 0,475 мм, s п = 0,1771 мм².
7. Добавочное сопротивление
R д = 4 x 10 -3 x U с / s п = 4 x 10 -3 x 220 / 0,1771 ≈ 5 Ом.
8. Ток однофазного электродвигателя
при δ = 8 А/мм² I 1 = s р δ = 0,159 x 8 = 1,28 А.
9. Мощность однофазного электродвигателя
Р = U x I x cos φ x η = 220 x 1,28 x 0,4 = 110 Вт.
Электричество стало самым популярным видом энергии только за счет электрического двигателя. Двигатель, с одной стороны, - вырабатывает электрическую энергию, если его вал принудительно крутить, а с другой - способен преобразовать электрическую энергию в энергию вращения. До великого Тесла все сети были постоянного тока, а двигатели соответственно только постоянными. Тесла применил переменный ток и построил двигатель переменного тока. Переход на переменные двигатель был необходим чтобы избавиться от щеток - подвижного контакта. С развитием электроники трехфазным двигателям было дано новое качество - регулирование скорости тиристорными приводами. Именно в плане регулирования скоростью переменные проигрывали постоянным. Конечно, в болгарках есть щетки и коллектор, но здесь так было проще, а вот в холодильниках двигатель без щеток. Щетки достаточно неудобная штука и все производители дорогой техники стараются этот момент обойти.
Трехфазные двигатели самые распространенные в промышленности. Принято считать, по аналогии с постоянными двигателя, что у переменника также есть полюса. Пара полюсов - это одна катушка обмотки, намотанная на станке в виде овала и вставленная в пазы статора. Чем больше пар полюсов, тем меньше двигатель развивает оборотов и тем выше крутящий момент на валу ротора. У каждой фазы несколько пар полюсов. К примеру, если на статоре 18 пазов для обмотки, то на каждую фазу приходится 6 пазов и значит у каждой фазы 3 пары полюсов. Концы обмоток выводятся на клеммник на котором можно скоммутировать фазы либо в звезду, либо в треугольник. На двигателе приклепана бирка с данными, обычно "звезда / треугольник 380 / 220 В." Это означает, что при линейном напряжении сети в 380 В нужно включать двигатель по схеме звезда, а при линейном 220 В - треугольник. Наиболее распространена схема "звезда" и эту сборку проводов прячут внутрь двигателя, выводя на обмотки лишь три конца фаз.
Все двигатели крепятся к станкам и приспособам при помощи лап или фланца. Фланец - для крепления двигателя со стороны вала ротора в подвешенном состоянии. Лапы нужны для фиксации двигателя на плоской поверхности. Для того чтобы закрепить двигатель, нужно взять лист бумаги, поставить лапами на этот лист и точно разметить отверстия. После этого, приложить лист к поверхности крепежа и перенести размеры. Если двигатель плотно стыкуется с другой частью, то нужно выставить его относительно крепежа и вала, а только затем размечать крепление.
Двигатели бывают самых разных размеров. Чем больше размеры и масса, тем мощнее двигатель. Какие бы они ни были по размеры, изнутри все одинаковые. С передней стороны выглядывает вал со шпонкой, с другой стороны зад прикрыт накладной пластиной-кожухом.
Обычно клеммные колодки вставляются в коробки на двигателе. Это позволяет удобно производить монтаж, но в силу многих факторов такие колодки отсутствуют. Поэтому все делается надежной скруткой.
Бирка с паспортными данными говорит про мощность двигателя (0,75 кВт), скорость (1350 оборотов в минуту), частоту тока сети (50 Гц), напряжение треугольник - звезда (220/380), коэффициент полезного действия (72%), коэффициент мощности (0,75).
Здесь не указаны сопротивление обмоток и ток двигателя. Сопротивление достаточно мало, если измерять омметром. Омметр измеряет активную составляющую, но не касается реактивной, т.е индуктивности. При включении двигателя в сеть, ротор стоит на месте и вся энергия обмоток замыкается на нем. Ток в этом случае превышает номинальный в 3 - 7 раз. Затем ротор начинает разгоняться под действием вращающегося магнитного поля, индуктивность растет, растет реактивное сопротивление и ток падает. Чем меньше двигатель, тем выше его активное сопротивление (200 - 300 Ом) и тем больше ему не страшен обрыв фазы. Большие двигатели обладают малым активным сопротивлением (2 - 10 Ом) и для них смертелен обрыв фазы.
Формула для расчета тока двигателя следующая.
Если подставить значения для разбираемого двигателя, то получится следующее значение тока. Нужно учесть, что получившийся ток одинаковый по всем трем фазам. Здесь мощность выражается в кВт (0,75), напряжение в кВ (0,38 В), КПД и коэффициент мощности - в долях от удиницы. Получившийся ток - в амперах.
Разбору двигателя начинают с откручивая кожуха крыльчатки. Кожух нужен для безопасности персонала - чтобы руки не совали в крыльчатку. Был случай, инженер по охране труда, показывая студентам токарный цех, со словами "а вот так делать нельзя", сунул палец в дыру в кожухе и наткнулся на вращающуюся крыльчатку. Палец отрубило, студента хорошо запомнили урок. Все крыльчатки снабжаются кожухами. На предприятиях с малым уровнем доходности, вместе с кожухом снимают и крыльчатку.
Крыльчатка на валу фиксируется крепежной пластиной. В больших двигателях крыльчатка металлическая, в малых двигателях - пластиковая. Для съема нужно отогнуть усик пластинки и осторожно подтянув с двух сторон отвертками стягивать с вала. Если крыльчатка сломалась, то обязательно нужно поставить другую, ведь без нее нарушится охлаждение двигателя, что будет вызывать перегрев и в итоге станет причиной пробоя изоляции двигателя. Делается крыльчатка из двух полосок жести. Жесть изгибается полукольцами вокруг ротора, стягивается двумя болтами с гайками, чтобы плотно сидела на валу, а свободные концы жести отгибаются. Получится крыльчатка на четыре лопасти - дешево и сердито.
Важным элементом является шпонка на валу двигателя. Шпонка случит для виксации ротора в посадочной втулке или шестерне. Шпонка препятствует проворачиваю ротора относительно посадочного элемента. Набивать шпонку - тонкое дело. Лично я вначале немного насаживаю шестерню на ротор, набиваю ее на 1/3 и только затем вставляю шпонку и немного забиваю ее. После насаживаю всю шестерню вместе со шпонкой. При таком способе шпонка не вылезет в другой стороны. Здесь все дело в проточке канавки под шпонку. Со стороны ближней к корпусу двигателя канавка для шпонки имеет вид горки по которой очень плавно и легко шпонка выезжает. Бывают и другие виды канавок - закрытые с овальной шпонкой, но более распространены шпонки квадратного сечения.
Со стороны обоих крышек есть болты. Для дальнейшей разборки двигателя их нужно выкрутить и сложить в баночку - чтобы не потерять. Эти болты крепят крышки в статору. В крышках плотно сидят подшипники. После выкручивая всех болтов крышки должны сойти, но они укоревают и сидят очень плотно. Нельзя ломами или отвертками, цепляя за уши для крепления кожуха сдирать крышки. Крышки хоть и сделаны из дюраля или чугуна, но очень ломкие. Проще всего ударить по валу через бронзовую надставку, или поднять двигатель и валом сильно ударить по твердой поверхности. Съеник также может сломать крышки.
Если крышки подались - все отлично. Одна сойдет хорошо, вторую через двигатель нужно выбить палкой. Подшипники нужно выбивать палкой с обратной стороны крышки. Если же подшипник не сидит в крышке, а болтается, то нужно взять керн и накернить всю поверхность посадки подшипника. Затем набить подшипник. Подшипник не должен давать биение и скрип. При ремонте неплохо ножом вскрыть закрытые подшипники ножом, удалить старую смазку и заложить на 1/3 объема новую смазку.
Статор асинхронного двигателя переменного тока изнутри покрыт обмотками. Со стороны шпонки на роторе эти обмотки считаются лобовыми и это перед двигателя. На лобовые обмотки приходят все концы катушек и здесь катушки собираются в группы. Для сборки обмоток нужно намотать катушки, вставить в пазы статора изоляционные прокладки, которые отделят стальной статор от покрытой изоляцией медной проволоки обмотки, заложить обмотки и сверху накрыть вторым слоем изоляции и зафиксировать обмотки изоляционными палочками, сварить концы обмоток, натянуть на них изоляцию, вывести концы для подключения напряжения, пропитать весь статор в ванне с лаком и высушить статор в печи.
Ротор асинхронного двигателя переменного тока короткозамкнут - нет обмоток. Вместо них набор трансформаторной стали круглого сечения с несимметричной формой. Видно, что канавки идут по спирали.
Одним из методов запуска трехфазного двигателя линейного напряжения от двухпроводной сети фазного напряжения является включение между двумя фазами рабочего конденсатора. К сожалению, рабочий конденсатор не может запустить двигатель, нужно двигатель крутануть за вал, но это опасно, но можно параллельно рабочему конденсатору включить дополнительный пусковой конденсатор. При таком подходе двигатель будет запускаться. Однако, при достижении номинальных оборотов, пусковой конденсатор нужно отключить, оставив только рабочий.
Рабочий конденсатор выбирается из расчета 22 мкФ на 1 кВт двигателя. Пусковой конденсатор выбирается из расчета в 3 раза больше рабочего конденсаторы. Если есть двигатель на 1,5 кВт, то Ср = 1,5*22 = 33 мкФ; Сп = 3*33 = 99 мкФ. Конденсатор нужен только бумажный с напряжением минимум 160 В при включении обмоток в звезду и 250 В при включении обмоток в треугольник. Стоит отметить, что лучше использовать включение обмоток в звезду - больше мощности.
Китайцы не сталкиваются с проблемой сертификации или регистрации, поэтому все нововведения из журналов "Радио" и "Моделист кструктор" делаются моментально. Например, вот такой трехфазный двигатель, который возможно включать на 220 В причем в автоматичесаком режиме. Для этого рядом с лобовыми обмотками расположена подковообразная пластина с нормальнозамкнутым контактом.
В распределительной коробке вместо клеммника вставлены конденсаторы. Один на 16 мкФ 450 В - рабочий, второй на 50 мкФ 250 В - пусковой. Почему такая разница в напряжении непонятно, видимо пихали то, что было.
На роторе двигателя расположена подпружиненная пластмассина, которая под действием центробежной силы давит на подковообразный контакт и размыкает цепь пускового конденсатора.
Получается, что включении двигателя оба конденсаторы подключены. Ротор раскручивается до определенных оборотов, при которых китайцы считают, что запуск завершен, пластина на роторе смещается, надавливая на контакт и отключая пусковой конденсатор. Если оставить пусквой конденсатор подключенным, то двигатель будет перегреваться.
Для запуска двигателя от системы 380 В нужно отключить конденсаторы, вызвонить обмотки и подключить напряжение трехфазной сети к ним.
Всем удачного разбора.
Бытовые роторы часто применяются в различных инструментах. Они бывают постоянного и переменного тока. Перемотать электродвигатель в домашних условиях в таких приборах довольно сложно. Сначала производится разборка агрегатов со складыванием всех болтов в коробку. Рекомендуется на её дно положить магнит, чтобы болты, шпильки и гайки не потерялись.
Определение неисправности
Роторы постоянного тока шуруповёртов, миксеров и вентиляторов бывают коллекторные и бесщёточные. У последних двигателей коммутация обмоток, расположенных на статоре, происходит с помощью контроллера. Поэтому перед перемоткой необходимо точно убедиться в исправности ключей и самого контроллера. Электрические двигатели переменного тока делятся на:
- асинхронные с короткозамкнутым ротором;
- синхронные или щёточные с фазным ротором.
Для определения неисправности обмоток ротора используют специальный индукционный прибор. Установить поломку обмоток асинхронного двигателя можно с помощью тестера или омметра. Иногда применяют специализированные электронные приборы для выявления короткозамкнутых витков.
Неисправность роторов чаще всего бывает из-за замыкания в якоре. Отпаивая проводники от контактной группы и проверяя их на короткое замыкание, находят неисправность контактов или витков ротора. В случае замыкания последних поломку устраняют путём замены провода. Если мало витков, а провод ротора толстый и без повреждений, то делают его хорошую изоляцию, подкладывая пластинку из картона или ткани, смоченную изоляционным лаком.
В случае замыкания в контактной группе необходим её ремонт или замена. Можно вырезать тонкий паз между замкнутыми контактами и вставить пластинку из текстолита, проклеенную эпоксидным клеем. Наждачной бумагой устраняют неровности на контактной группе.
Особенности процесса
Для перемотки электродвигателей своими руками необходимо обладать хотя бы минимальными понятиями о способах подключения обмоток двигателей. Если перемотка производится впервые, необходимо хорошо изучить этот вопрос. Следует также обратить особое внимание на полярность обмоток и направление движения витков.
У некоторых заводских катушек провод сначала наматывают в одном направлении, а затем возвращаются обратно. При разборке необходимо витков 10 размотать поштучно, освободив катушку от изоляции, после чего точно определить и записать направление витков в обмотке.
Работа со статором
Сначала составляют схему расположения и подключения обмоток электродвигателя. Если двигатель трёхфазный, то аккуратно составляют схему катушек для каждой фазы. Они намотаны обычно одним проводом. Только после хорошего изучения и правильного составления схемы подключения обмоток можно приступить к их разборке и удалению. Лучше пометить обмотки разной краской и сфотографировать. Также нужно проверить, можно ли разобраться по фотографиям и схемам.
Перед перемоткой статора электродвигателя изготавливают шаблон по его размеру. Ширина равна размеру между пазами, в который будет укладываться катушка. Для изоляции статора от обмотки в пазы вставляют пластинки из картона или специального изоляционного материала. При укладке катушки в пазы используют деревянную или пластмассовую лопатку - трамбовку.
После намотки одной катушки провод не откусывают, катушку укладывают в пазы и продолжают мотать на шаблон. Все катушки одной фазы мотают цельным проводом , не перекусывая его. Перематывают сначала все витки одной из фаз, поочерёдно укладывая их. Аналогично мотают и укладывают катушки для остальных фаз. Верхнюю часть обмотки в пазах статора над витками закрывают пластинками из того же изоляционного материала, что и в самих пазах статора.
После намотки и укладки катушек одной из фаз обязательно производят обвязку и формируют катушки в ровные пучки, стараясь, чтобы витки были в одной связке и не касались корпуса статора. Если катушка великовата и прикасается к корпусу, то на неё одевают разрезанный кембрик, после чего обвязывают. Касание проводов корпуса вне изоляции недопустимо, так как при вибрации от электромагнитного поля лак может протереться, в результате чего катушка замкнёт на корпус. После укладки проверяют омметром сопротивление.
Количество витков во всех катушках необходимо точно соблюдать во избежание перегревания некоторых обмоток. Особое внимание и аккуратность необходимы, чтобы избежать перехлёстов витков в обмотке. Кроме того, необходимо следить, чтобы провод не завязывался в виточный узел и не был с обтёртой изоляцией. Все элементы, выходящие за пределы корпуса пазов, аккуратно утрамбовывают.
Выводы от катушек заправляют в изоляционные трубки - кембрики. Они должны быть не только из материала с хорошей изоляцией, но обладать устойчивостью к нагреванию провода. Во избежание плавления необходим класс изоляции не ниже ранее используемого. Классы стойкости изоляции к температуре:
Проверка и сборка
Далее делают сборку двигателя, наживив основные болты для «прозвонки» и проверки токов каждой фазы. С помощью токовых клещей проверяют токи обмоток каждой из фаз через нагрузку и автоматический выключатель. Они должны быть одинаковыми. Затем двигатель собирают, закручивая все болты и проверяя его на правильность вращения и работу в холостом режиме.
Если всё работает нормально, то механизм разбирают снова для покрытия обмоток статора лаком. Статор помещают в лак для пропитки обмоток и заполнения пустот. Затем его поднимают, давая стечь лаку, и сушат на открытом воздухе или в специальной сушилке. Для ускорения сушки применяют лампу накаливания мощностью 0,5-1 кВт, вставленную в статор и включённую в сеть.
После просушки двигателя производят его полную сборку, ещё раз проверяют сопротивление изоляции. Делают проверку двигателя на холостом ходу. Лучше для этой цели использовать понижающий трансформатор и автоматический выключатель (желательно УЗО). Только после проверки можно использовать двигатель на полном напряжении.
Правильно провести перемотку помогут следующие советы специалистов:
При проведении всех работ необходимо пользоваться исправным инструментом, а также заведомо исправными измерительными приборами и тестерами. Особое внимание нужно обратить на исправность защиты элементов питания , качество изоляции и влажность материалов, применяемых во время ремонта.
Соблюдение техники безопасности и правил пользования инструментом является непременным условием при проведении испытаний. Лучше для этого пригласить специалиста с большим опытом работы с электродвигателями.
Трёхфазные электродвигатели получили большое распространение как в промышленном использовании, так и в личных целях благодаря тому что они значительно эффективнее двигателей для обычной двухфазной сети.
Трехфазный асинхронный двигатель представляет собой устройство, состоящее из двух частей: статора и ротора, которые разделены воздушным зазором и не имеют никакой механической связи друг с другом.
На статоре расположены три обмотки, намотанные на специальном магнитопроводе, который набран из пластин специальной электротехнической стали. Обмотки намотаны в пазах статора и расположены под углом в 120 градусов друг к другу.
Ротор представляет собой конструкцию, опирающуюся на подшипники, имеющую крыльчатку для вентиляции. В целях электропривода ротор может иметь прямую связь с механизмом либо через редукторы или другие системы передачи механической энергии. Роторы в асинхронных машинах могут быть двух видов:
- Короткозамкнутый ротор, который представляет собой систему проводников соединенных с торцов кольцами. Образуется пространственная конструкция, напоминающая беличье колесо. В роторе индуцируются токи, создающее свое поле, взаимодействующее с магнитным полем статора. Это и приводит в движение ротор.
- Массивный ротор – это цельная конструкция из ферромагнитного сплава, в которой одновременно индуцируются токи и являющаяся магнитопроводом. Благодаря возникновению в массивном роторе вихревых токов идет взаимодействие магнитных полей, которое и является движущей силой ротора.
Главной движущей силой в трехфазном асинхронном двигателе является вращающееся магнитное поле, которое возникает, во-первых, благодаря трехфазному напряжению, а, во-вторых, взаимному расположению обмоток статора. Под его воздействием в роторе возникают токи, создающее поле, которое взаимодействует с полем статора.
Асинхронным двигатель называют из-за того, что частота вращения ротора отстает от частоты вращения магнитного поля, ротор постоянно пытается «догнать» поле, но его частота всегда меньше.
- Простота конструкции, которая достигается за счет отсутствия коллекторных групп, имеющие быстрый износ и создающие дополнительное трение.
- Для питания асинхронного двигателя не требуется дополнительных преобразований, он может питаться прямо из промышленной трехфазной сети.
- За счет сравнительно небольшого количества деталей асинхронные двигатели очень надежны, имеют долгий срок эксплуатации, просты в техническом обслуживании и ремонте.
Конечно, трехфазные машины не лишены недостатков
- Асинхронные электродвигатели имеют чрезвычайно малый пусковой момент, что ограничивает сферу их применения.
- При запуске эти двигатели потребляют большие токи при пуске, которые могут превышать допустимые в конкретной системе электроснабжения.
- Асинхронные двигатели потребляют немалую реактивную мощность, которая не приводит к увеличению механической мощности двигателя.
Различные схемы подключения асинхронных двигателей к сети 380 вольт
Для того чтобы заставить работать двигатель существует несколько различных схем подключения, наиболее используемые среди них — звезда и треугольник.
Как правильно подключить трехфазный двигатель «звездой»
Такой способ подключения применяется в основном в трехфазных сетях с линейным напряжением 380 вольт. Концы всех обмоток: C4, C5, C6 (U2, V2, W2), - соединяются в одной точке. К началам обмоток: C1, C2, C3 (U1, V1, W1), — через аппаратуру коммутации подключаются фазные проводники A, B, C (L1, L2, L3). При этом напряжение между началами обмоток будет 380 вольт, а между местом подключения фазного проводника и местом соединения обмоток буде составлять 220 вольт.
На табличке электродвигателя указывается возможность подключения по способу «звезда» в виде символа Y, а также может указываться и можно ли подключить по другой схеме. Соединение по такой схеме может быть с нейтралью, которая подключается к точке соединения всех обмоток.
Такой подход позволяет эффективно защитить электродвигатель от перегрузок при помощи четырехполюсного автоматического выключателя.
Соединение «звездой» не позволяет электродвигателю, приспособленному для сетей 380 вольт развить полную мощность в силу того, что на каждой отдельной обмотке будет напряжение в 220 вольт. Однако, такое соединение позволяет не допустить перегрузки по току, старт электродвигателя происходит плавно.
В клеммной коробке будет сразу видно, когда электродвигатель соединен по схеме «звезда». Если есть перемычка между тремя выводами обмоток, то это однозначно говорит о том, что применяется именно эта схема. В любых других случаях применяется другая схема.
Выполняем соединение по схеме «треугольник»
Для того чтобы трехфазный двигатель мог развить свою максимальную паспортную мощность используют подключение, которое получило название «треугольник». При этом конец каждой обмотки соединяют с началом последующей, что в действительности образует на принципиальной схеме треугольник.
Выводы обмоток соединяют следующим образом: C4 соединяют с C2, С5 с C3, а С6 с C1. При новой маркировке это выглядит так: U2 соединяется с V1, V2 с W1, а W2 cU1.
В трехфазных сетях между выводами обмоток будет линейное напряжение 380 вольт, а соединение с нейтралью (рабочим нулем) не требуется. Такая схема имеет особенность еще и в том, что возникают большие пусковые токи, которые может не выдержать проводка.
На практике иногда применяют комбинированное подключение, когда на этапе запуска и разгона используется подключение «звездой», а в рабочем режиме специальные контакторы переключают обмотки на схему «треугольник».
В клеммной коробке подключение треугольником определяется наличием трех перемычек между клеммами обмоток. На табличке двигателя возможность подключения треугольником обозначается символом Δ, а также может указываться мощность, развиваемая при схеме «звезда» и «треугольник».
Трехфазные асинхронные двигатели занимают значительную часть среди потребителей электроэнергии благодаря своим очевидным достоинствам.
Наглядное и простое объяснение принципа работы в видео
Электродвигатели необходимая вещь в любом хозяйстве и в промышленности. Они исполняют множество функций посредством приведения транспортируемого вещества в движение с помощью механических приспособлений.
Эти машины бывают синхронные и асинхронные, а также постоянного тока. Асинхронные двигатели нашли широкое применение в быту. У таких моторов скорость вращения не изменится при увеличении нагрузки. Именно поэтому чаще всего используют такие модели.
Типы электродвигателей и особенности ремонта
Данные устройства производятся в разных конструктивных исполнениях. Выход из строя обмотки в промышленности ремонтируется отправкой двигателя в ремонтный цех, где двигатели разбирают, чистят, ревизируют.
Потом неисправные обмотки перематывать стараются на специальных намоточных установках . После этого собирают и проверяют двигатели на рабочих оборотах с измерением тока холостого хода и под предполагаемой нагрузкой.
Электродвигатели подразделяются на два типа:
- с короткозамкнутым ротором моторы представляют собой простоту изготовления, дешевизну и имеют высокий коэффициент полезного;
- с фазным ротором, используют такое конструктивное решение при недостаточном напряжении питающей сети, если этого питания не хватает для запуска устройства.
Неисправность таких устройств в быту устраняется совместно с сервисной службой или сдачей этого мотора в мастерскую. Но, что же делать если поблизости нет сервиса и нет возможности отдать в ремонт профессионалам?
Единственный вариант попробовать разобрать в домашних условиях и обеспечить перемотку самостоятельными силами. Перематывать обмотки может человек, обладающий минимальными знаниями о способе проведения перемотки.
Разборка электродвигателя
Перед разборкой необходимо обработать мотор влажной чисткой, затем очистить ветошью. Откручиваем крышку вентилятора
, снимаем последовательно все болты. После этого спрессовываем вентилятор, предварительно открутив его фиксирующий болт.
Откручиваем крепления подставки и крепление фланцев. Отсоединяем борно электродвигателя с клеммником. Все крепления и болты надо складывать отдельно, чтобы не было проблем в дальнейшем со сборкой. Откручиваем передний фланец вместе с ротором и вытаскиваем.
Разное устройство электродвигателей заставляет предварительно задумываться: «Какая из обмоток вышла из строя роторная или статорная». С помощью приборов омметра и мегоомметра проводим проверку обмоток.
Прозваниваем двигатель омметром между тремя фазными выводами на одинаковость сопротивления. Проверяем омметром каждую фазу на землю, сопротивление должно быть порядка нескольких мегоОм и выше. Затем берём мегоомметр и проверяем сопротивление изоляции каждой обмотки на корпус.
Определились с неисправной обмоткой, в нашем случае неисправна обмотка статора , а ротор имеет неразборную конструкцию. Демонтаж статора не совсем простая задача, как казалось бы на первый взгляд.
Если обмотка оплавилась очень сильно и электродвигатель вышел из строя от перегрева, то выбивать её не понадобится, она достаточно легко снимется со своих мест крепления. Случилось так, что обмотка подгорела немного или она в обрыве, то лак очень хорошо будет держать, и даже попытки сбить зубилом не приведут к полному удалению старых частей.
Как вариант, можно развести костёр и нагреть корпус статора чтобы весь лак внутри выгорел. После таких действий старые отложения высыпятся сами.
Необходимо дать остыть корпусу на воздухе, не прибегая к жидкостному охлаждению, в противном случае корпус не выдержит разности температур и треснет. Зачистка внутренней поверхности требуется до состояния блеска. Не должно остаться окалин от оплавленного лака и меди.
Потребуется подсчёт количества витков и параметры провода. Подбираем для перемотки именно обмоточный провод . Эта проводка имеет особенные свойства. По форме бывают округлые и прямоугольного сечения.
Проводка обладает очень малым сопротивлением изоляции . В мастерских по ремонту имеются механические устройства намотки обмоток, провода берутся с повышенной прочностью изоляции, в маркировке добавляется буква М. Мы проводим перемотку своими руками, поэтому возьмём провод с обычной изоляцией с параметрами соответствующими предыдущей.
Перемотка обмоток электродвигателя
Перематывать обмотки нужно с помощью шаблона, его мы изготавливаем самостоятельно по размерам корпуса статора. Первое с чего начнём наш ремонт прокладку картона в качестве изоляции от корпуса.
По шаблону изготавливаем первый виток обмотки, затем прокладываем его в паз, не перекусывая проводника, провод должен быть целым, соединённым со всеми витками одной фазы.
Перематывать следует сначала витки одной фазы и укладывать в пазы. После перекусываем проводку, делая выводы свободных концов . Для получившихся витков проделываем хорошую изоляцию картоном.
Аналогичные действия проделываем для каждой отдельной фазы. Особое внимание нужно уделить качеству изоляции электрокартоном , чтобы не допустить межвитковых замыканий. Промаркировать начальные и конечные части обмоток.
Обвязка витков необходима. Внешние части формируются в нужную геометрию и обвязываются. Выступать витки с картоном должны за пределы корпуса статора на 5 миллиметров до формирования и обвязки. Для перемотки можно использовать ручной намоточный станок .
Изоляцию прокладывать необходимо таким образом, чтобы исключить касание корпуса мотора в будущем. Условие достаточного изолирования можем проверить омметром, прозвонив обмотки за выведенные концы и проверив сопротивление изоляции на землю-корпус.
Особенности перемотки электродвигателя своими руками
Соблюдать количество витков необходимо очень точно. Мы имеем 6 катушек по 2 области. Разность витков приведёт к различию токов в обмотках и как следствие подгорание витоков.
Не должно быть перехлёста проводников при перемотке. Перематывать ровно с одинаковым расстоянием между проводами, для облегчения укладывания витков в паз статора.
Шаблон можно изготовить по размеру из двух округлых палок, соединив их на нужном расстоянии под количество витков одной обмотки. Геометрия витков не должна отличаться друг от друга. Для помещения витков в статор можно использовать специальное приспособление - трамбовку .
Она представляет собой вид лопатки с толщиной под размер паза и позволяет экономить время укладки при большом количестве двигателей. Следует помнить катушки располагаются в пазах статора со смещением. Необходимое условие работы ротора в электромагнитном поле.
Верхняя часть над витками в пазах статора закрывается электрокартоном . Заготовленные стрелки из изолирующего материала вставляем и просовываем так, чтобы зафиксировать их. Междуфазное изолирование проводим тем же материалом с обвязкой каждого витка. Укладываем витки вдоль передней части статора.
Выводы катушек заправляем в изолирующие трубки и проводим в отверстие, идущее в место установки борно. Трубки должны изолироваться материалом не только имеющей необходимую пластичность, но и хорошую температуростойкость. Провода при работе и корпус электродвигателя будут сильно нагреваться.
Перекусанные концы, оставшиеся после прокладки изоляции, собираем в схему «звезда», соединения обмоток производим методом обычной спайки паяльником . Накладываем на эти места изоляцию-трубки и придаём окончательную форму передней части обмоток.
Фиксируем их кордовой нитью или обвязочной проволокой и приступаем к окончательной процедуре изоляции. Все части, выпирающие за пределы корпуса пазов и статора, хорошо утрамбовываем.
Сборка электродвигателя
Чтобы собрать двигатель следует поставить ротор на место
и наживить необходимое количество болтов. Все крепления ставить не нужно, собираем для замера токов в цепи.
Замерять токи каждой фазы необходимо прибором «токовые клещи» . Токи должны быть равны по трём фазам и соответствовать табличным данным.
После проведения испытаний вращения двигателя и проверки работы на холостом ходу, разбираем мотор снова.
Производим покрытие статора лаком . Когда пропитались обмотки и заполнились все пустоты, статор размещают в подвешенном состоянии на длительное время. Лишний лак должен стечь и высохнуть в течение 3 часов на открытом воздухе. Можно просушить покрытые детали в печи.
Просушив двигатель, проводим сборку электродвигателя , проверяем ещё раз сопротивление изоляции. Затем осуществляем проверку токов на холостом ходу.
- Не рекомендуется перемотанный двигатель сразу включать в полное напряжение. Сначала подвергают запуск через трансформатор - понижающий. Электродвигатель должен слабо начать вращение, отсутствие дыма и запахов подгорания свидетельствует об исправной работе.
- Если замечены какие-то отклонения в работе, следует выявить причину на неработающем моторе. Только после этого повторив проверку при помощи трансформатора, следует включать на полное напряжение.
В итоге получили перемотанный электродвигатель.
Далее, следует залить обмотку специальным лаком . Обязательно перед заливкой надо проверить вращение двигателя с помощью трансформатора. Потом под полным напряжением. Эта проверка исключит возможность испорченного материала.
Использование поверенных приборов для определения параметров двигателя: сопротивления и тока холостого хода. При проверке в схеме питания двигателя должна стоять исправная защита , настроенная выше двух третьих номинального тока.
