Бытовые электродвигатели и их использование

Асинхронные электродвигатели

Асинхронные электрические машины смело можно назвать костяком современной промышленности. Благодаря своей простоте, относительно низкой стоимости, минимальным затратам на обслуживание, а также возможности работать напрямую от промышленных сетей переменного тока, они прочно въелись в современные производственные процессы.

Сегодня существует множество различных преобразователей частоты с самыми различными алгоритмами управления, которые позволяют регулировать скорость и момент асинхронной машины в большом диапазоне с хорошей точностью. Все эти свойства позволили асинхронной машине значительно потеснить с рынка традиционные коллекторные двигатели. Вот почему регулируемые асинхронные электродвигатели (АД) легко встретить в самых различных устройствах и механизмах, таких как тяговый асинхронный электропривод, электроприводы стиральных машин, вентиляторов, компрессоров, воздуходувок, кранов, лифтов и многом другом электрооборудовании.

АД создает вращающий момент за счет взаимодействия тока статора с индуцированным током ротора. Но токи ротора нагревают его, что приводит к нагреванию подшипников и снижению их срока службы. Замена традиционной алюминиевой обмотки на медную не устраняет проблему, а приводит к удорожанию электрической машины и может накладывать ограничения на прямой ее пуск.

Статор асинхронной машины имеет довольно большую постоянную времени, что негативно сказывается на реагировании системы управления при изменении скорости или нагрузки. К сожалению, потери связанные с намагничиванием  не зависят от нагрузки машины, что снижает КПД АД при работе с малыми нагрузками. Автоматическое уменьшение потока статора возможно использовать для решения данной проблемы — для этого необходим быстрый отклик системы управления на изменения нагрузки, но как показывает практика, такая коррекция не существенно увеличивает КПД.

На скоростях превышающих номинальную поле статора ослабевает из-за ограниченного напряжения питания. Вращающий момент начинает падать, так как для его поддержания будет требоваться больший ток ротора. Следовательно, управляемые АД ограничиваются диапазоном скорости для поддержания постоянной мощности примерно 2:1.

Механизмы, которые требуют более широкого диапазона регулирования, такие как: станки с ЧПУ, тяговый электропривод, могут снабжаться асинхронными электродвигателями специального исполнения, где для увеличения диапазона регулирования могут уменьшать количество витков обмотки, снижая при этом значения крутящего момента на низких скоростях. Также возможен вариант с использованием более высоких токов статора, что требует установки более дорогих и менее эффективных инверторов.

Немаловажным фактором при работе АД является качество питающего напряжения, ведь максимальный КПД электродвигатель имеет при синусоидальной форме питающего напряжения. В реальности преобразователь частоты обеспечивает импульсное напряжение и ток, похожий на синусоидальный. Проектировщикам стоит иметь ввиду, что КПД системы ПЧ-АД будет меньше, чем сумма КПД преобразователя и двигателя в отдельности. Улучшения качества выходного тока и напряжения повышают увеличением несущей частоты преобразователя, это приводит к снижению потерь в двигателе, но при этом возрастают потери в самом инверторе. Одним из популярных решений, особенно для промышленных мощных электроприводов, является установка фильтров между преобразователем частоты и асинхронной машиной. Однако это приводит к увеличению стоимости, габаритов установки, а также к дополнительным потерям мощности.

Еще одним недостатком асинхронных машин переменного тока является то, что их обмотки распределены на протяжении многих пазов в сердечнике статора. Это приводит к появлению длинных концевых поворотов, которые увеличивают габариты и потери энергии в машине. Эти вопросы исключены в стандартах IE4 или классах IE4. В настоящее время европейский стандарт (IEC60034) специально исключает любые двигатели, требующие электронного управления.

Советы по использованию электромоторов на лодках

  • Если аппарат не оснащен плавным регулятором переключения скоростей, то менять передачи следует мягко и по порядку. Помимо вреда самому мотору, урон наносится и по аккумулятору. Тяговый аккумулятор не любит скачков в напряжении.
  • Правильно распределяйте вес на судне. Мотору гораздо легче тянуть лодку, поэтому расположить его можно на носу, хоть это и требует дополнительного тюнинга. Основные тяжести расположить следует равномерно посередине судна. Это поможет легко контролировать повороты.
  • Самая предпочтительная скорость – третья. На ней максимально экономится аккумулятор, плюс с неё удобно плавно переключаться.
  • Следите за глубиной винта. Если в воде есть сети браконьеров, поднимите штангу повыше.
  • Периодически чистите винт от посторонних предметов.
  • Не забывайте менять щетки.
  • Раз в сезон просушивайте и смазывайте движок.

Принцип работы коллекторного мотора

Электрический ток (DC или direct current), поступая на обмотки якоря (в зависимости от их количества на каждую по очереди) создает в них электромагнитное поле, которое с одной стороны имеет южный полюс, а с другой стороны северный.

Многие знают, что, если взять два любых магнита и приставить их одноименными полюсами друг другу, то они не за что не сойдутся, а если приставить разноименными, то они прилипнут так, что не всегда возможно их разъединить.

Так вот, это электромагнитное поле, которое возникает в любой из обмоток якоря, взаимодействуя с каждым из полюсов магнитов статора, приводит в действие (вращение) сам якорь. Далее ток, через коллектор и щетки переходит к следующей обмотке и так последовательно, переходя от одной обмотки якоря к другой, вал электродвигателя совместно с якорем вращается, но лишь до тех пор, пока к нему подается напряжение.

Принцип работы бесколлекторного мотора

Здесь все наоборот, у моторов бесколлекторного типа отсутствуют как щетки так и коллектор. Магниты в них располагаются строго вокруг вала и выполняют функцию ротора. Обмотки, которые имеют уже несколько магнитных полюсов, размещаются вокруг него. На роторе бесколлектоных моторов устанавливается так называемый сенсор (датчик) который будет контролировать его положение и передавать эту информацию процессору который работает в купе с регулятором скорости вращения (обмен данными о положении ротора происходит более 100 раз в секунду). На выходе мы получаем более плавную работу самого мотора с максимальной отдачей.

Бесколлекторные моторы могут быть с датчиком (сенсором) и без него. Отсутствие датчика незначительно снижает эффективность работы мотора, поэтому их отсутствие вряд ли расстроит новичка, но зато, приятно удивит ценник. Отличить друг от друга их просто. У моторов с датчиком, помимо 3-х толстых проводов питания есть еще дополнительный шлейф из тонких, которые идут к регулятору скорости. Не стоит гнаться за моторами с датчиком как новичку так и любителю, т.к их потенциал оценит только профи, а остальные просто переплатят, причем значительно.

Асинхронные моторы

Двигатели такого типа появились довольно давно и очень часто применяются в промышленности. Это обусловлено тем, что здесь используют трехфазные электрические сети. Принцип работы такой системы можно описать несколькими последовательными шагами:

  1. Статор мотора представляет собой обмотку из медной проволоки. Она может быть двух- или трехфазной. При подаче на него тока появляется магнитное поле.
  2. Ротор же представляет собой металлический цилиндр, который способен вращаться на подшипниках. Когда возбуждается магнитное поле в обмотке статора, это продуцирует аналогичное явление и в роторе. По-простому цилиндр просто старается догнать поле и это приводит к появлению вращения. Обусловлено это небольшим смещением фаз, которое может быть разным в зависимости от типа мотора.

Советы в статье «Приточные установки от магазина «Вент-заводы».» здесь.

Отличительной особенностью асинхронного двигателя является отсутствие скользящего контакта (в коллекторном моторе это щетки и сам коллектор). Поэтому такие механизмы намного надежней, чем конструкции на основе коллекторов. Обслуживать асинхронные модификации нужно не так часто. Коллекторный двигатель невозможно сделать с большой мощностью, что ограничивает среду их применения.

Вначале выясним тип двигателя. Не всегда решим вопрос однозначно. Внешний вид мало говорит, шильдик старого двигателя способен не соответствовать реальной начинке агрегата. Предлагаем кратко рассмотреть, какие асинхронные и коллекторные двигатели выпускает промышленность. Расскажем отличия эксплуатации, ключевых свойств, внешних и внутренних. Обсудим подключение однофазного двигателя к сети переменного тока.

Какой выбрать?

С первого взгляда может показаться, что преимуществ больше у инверторного мотора, и они более весомые. Но не будем торопиться с выводами и немного поразмышляем.

По энергоэффективности инверторные моторы оказываются на первом месте. В процессе работы им не приходится справляться с силой трения. Правда, эта экономия не столь существенна, чтобы принимать ее за полноценное и значимое преимущество.

По уровню шума инверторные силовые агрегаты также оказываются на высоте

Но нужно принять во внимание тот факт, что основной шум возникает при отжиме и от слива/набора воды. Если в коллекторных моторах шум связан с трением щеток, то в универсальных инверторных двигателях будет слышен тонкий писк.

В инверторных системах обороты машины-автомата могут доходить до 2000 в минуту

Цифра впечатляющая, но имеет ли она смысл? Ведь далеко не каждый материал выдержит такие нагрузки, потому такая скорость вращения на деле оказывается бесполезной.

Сложно однозначно ответить, какой мотор для стиральной машины будет лучше. Как видно из наших выводов, не всегда высокая мощность электромотора и его завышенные характеристики оказываются актуальными.

Если бюджет на покупку стиральной машины ограничен и загнан в узкие рамки, то можно спокойно выбирать модель с коллекторным мотором. При более широком бюджете есть смысл купить дорогую, тихую и надежную инверторную стиральную машину.

Если выбирается мотор на уже имеющуюся машину, то в первую очередь нужно тщательно изучать вопрос совместимости силовых агрегатов.

Устройство и принцип работы

Двигатель привода барабана стиральной машины обычно закрепляется в нижней части конструкции. Лишь один вид моторов устанавливается непосредственно на барабан. Силовой агрегат обеспечивает вращение барабана, превращая электричество в механическую энергию.

Рассмотрим принцип работы этого устройства на примере коллекторного мотора, который на этот момент является наиболее распространенным.

  • Коллектор — это медный барабан, конструкция которого разделена на ровные ряды или секции изолирующими «перегородками». Контакты секций с внешними электроцепями располагаются диаметрально.
  • К выводам касаются щетки, которые выполняют роль скользящих контактов. С их помощью ротор взаимодействует с мотором. При запитывании какой-либо секции в катушке возникает магнитное поле.
  • Прямое включение статора и ротора заставляет магнитное поле вращать вал мотора по часовой стрелке. Щетки при этом перемещаются по секциям, и движение продолжается. Этот процесс не прервется, пока на двигатель будет поступать напряжение.
  • Для изменения направления движения вала на роторе должно смениться распределение зарядов. Щетки включаются в противоположную сторону благодаря электромагнитным пускателям или силовым реле.

Однофазные и трехфазные д0вигатели асинхронного типа

Договорились – трехфазные коллекторные двигатели достать сложно, текущий раздел речь ведет касательно асинхронных машин. Разновидности перечислим:

  1. Трехфазные асинхронные двигатели снабжены числом выводов три-шесть рабочих обмоток за вычетом различных предохранителей, внутренних реле, разнообразных датчиков. Катушки статора внутри объединяются звездой, делая невозможным напрямую включение в однофазную сеть.
  2. Однофазные двигатели, снабженные пусковой обмоткой, помимо прочего снабжаются парой контактов, ведущих к концевому центробежному выключателю. Миниатюрное устройство обрывает цепь, когда вал раскручен. Пусковая обмотка катализирует начальный этап. Дальнейшим действием будет мешать, снижая КПД двигателя. Принято конструкцию называть бифилярной. Пусковая обмотка наматывается двойным проводом, снижая реактивное сопротивление. Помогает уменьшить емкость конденсатора – критично. Ярким примером однофазных двигателей асинхронного типа с пусковой обмоткой выступают компрессоры бытовых холодильников.
  3. Конденсаторная обмотка, отличаясь от пусковой, работает непрерывно. Двигатели найдем внутри напольных вентиляторов. Конденсатор дает сдвиг фаз 90 градусов, позволяя выбрать направление вращения, поддержать нужную форму электромагнитного поля внутри ротора. Типично на корпусе двигателя конденсатор крепится.

Трехфазные асинхронные двигатели

Научимся, как отличить однофазные двигатели асинхронного типа от трехфазных. В последнем случае внутри всегда имеется три равноценных обмотки. Поэтому можно найти три пары контактов, которые при исследовании тестером дают одинаковое сопротивление. Например, 9 Ом. Если обмотки объединены звездой внутри, выводов с одинаковым сопротивлением будет три. Из них любая пара дает идентичные показания, отображаемые экраном мультиметра. Сопротивление каждый раз равно двум обмоткам.

Поскольку ток должен выходить, иногда трехфазный двигатель имеет вывод нейтрали. Центр звезды, с каждым из трех других проводов дает идентичное сопротивление, вдвое меньшее, нежели демонстрирует попарная прозвонка. Указанные выше симптомы говорят красноречиво: двигатель трёхфазный, теме сегодняшнего разговора чуждый.

Рассматриваемые рубрикой моторы обмоток содержат две. Одна пусковая, либо конденсаторная (вспомогательная). Выводов обычно три-четыре. Отсутствуй украшающий корпус конденсатор, можно попробовать рассуждать, озадачиваясь предназначением контактов следующим образом:

  1. Выводов четыре штуки – нужно измерить сопротивление. Обычно звонятся попарно. Сопротивление ниже – нашли основную обмотку, подключаемую к сети 230 вольт без конденсатора. Полярность не играет роли, направление вращения задается способом включения вспомогательной обмотки, коммутацией катушек. Проще говоря, осуществите подключение однофазного электродвигателя характерного типа с одной лишь основной обмоткой – в начальный период времени вал стоит стоймя. Куда раскрутишь, туда пойдет вращение. Остерегайтесь производить старт рукой – поломает.

Устройство асинхронного двигателя

Как проверить работоспособность?

В продаже встречаются коллекторные и инверторные двигатели, поэтому дальше мы будем разговаривать только об этих двух разновидностях.

Выполнить проверку работоспособности прямоприводного или инверторного мотора в домашних условиях без привлечения специалистов довольно сложно. Самым простым способом будет активация самодиагностики, в результате которой система сама выявит неисправность и оповестит пользователя, высветив на дисплее соответствующий код.

Если все же возникнет необходимость в демонтаже и проверке двигателя, то выполнять эти действия нужно правильно:

  • обесточиваем «стиралку» и снимаем заднюю крышку, выкрутив для этого крепления;
  • под ротором можно увидеть винты, удерживающие проводку, которые также нужно снять;
  • снимаем центральный болт, фиксирующий ротор;
  • демонтируем сборку ротора и статора;
  • от статора убираем разъемы проводки.

На этом разборка завершена, можно приступать к осмотру и проверке работоспособности силового агрегата.

С коллекторными моторами дело обстоит проще. Проверить их работу можно несколькими способами, но в любом случае необходимо сначала выполнить демонтаж. Для этого потребуется выполнить ряд действий:

  • обесточиваем машинку, снимаем заднюю крышку;
  • отключаем от мотора провода, снимаем крепежи и вынимаем силовой агрегат;
  • соединяем провода обмотки со статора и ротора;
  • подключаем обмотку к сети 220 В;
  • вращение ротора будет свидетельствовать об исправности устройства.

Как правильно подобрать электродвигатель

14.03.2017 |

Безусловно, все отрасли промышленного производства и сельского хозяйства не обходятся без использования электрических двигателей. Эти машины, преобразующие электрическую энергию в механическую, являются базовыми приводами в станках, конвейерных лентах, насосах, подстанциях, силовых установках и спецтехники. В быту также используют промышленные моторы для хозяйственных нужд.

Необходимость в приобретении нового электродвигателя возникает в случае выхода из строя прежнего, либо при обновлении технической базы предприятия. От правильного выбора электродвигателя зависит эффективность и долговечность работы как самого мотора, так и обслуживаемой спецтехники и оборудования.

Рынок данного оборудования представлен различными типами и модификациями. В первую очередь такие машины разделяются по типу подачи электроэнергии: моторы на постоянном и переменном токе.

Первый тип используется крайне редко, т. к. нуждается в дополнительном оборудовании для создания однонаправленного тока.

Основную величину спроса составляют машины переменного тока:

·         синхронные;

·         асинхронные.

Критерии выбора  электродвигателя

Электротехническая компания Энергопуск специализируется на продаже асинхронных электродвигателей различных параметров и характеристик. Оптимальный выбор привода основывается на следующих показателях:

 Мощность

Номинальная мощность мотора должна иметь величину, превосходящую мощность целевого оборудования

В расчетах принимается во внимание, что большое количество механизмов работают при постоянной или незначительно «плавающей» нагрузке. Сюда относятся: насосы, компрессоры, промышленные вентиляторы

Можно подобрать трехфазные асинхронные двигатели мощностью от 15 до 30 кВт.

Режим работы

Нагрузка на электродвигатель зависит от выбранного режима работы, которые определены действующими стандартами. Из них основные:

1.      Продолжительный. Нагрузка мотора не изменяется с течением времени до наступления установленного критического значения температуры.

2.      Кратковременный. Отключение привода происходит для охлаждения до температуры окружающей среды.

3.      Периодически-кратковременный.

4.      Периодически-непрерывный.

5.      Непериодический с изменением величины нагрузки и частоты вращения.

Производители

Хорошо зарекомендовали себя электродвигатели производства АИР, АИС, Siemens, Toshiba. Полный список брендов размещен на сайте компании «Энергопуск», которая является официальным дилером производителей электрических приводов.

 Климатические исполнения моторов

Климатические условия помещения, местности, где базируется техническое оборудование, со временем влияют на эффективность и стабильность работы электродвигателей. При выборе двигателя необходимо убедиться в его соответствии тем или иным условиям эксплуатации. На основании таких  критериев, электромоторы имеют соответствующие маркировки:

·         эксплуатация в умеренном климате;

·         работа в тропическом климате;

·         адаптированные к холодным условиям;

·         адаптированные для работы в холодном и умеренном морском климате;

·         универсальные модели.

 Классификация по типу размещения:

·         на открытых площадках;

·         закрытые цеха и помещения;

·         в условиях автоматического регулирования микроклимата;

·         на объектах с повышенной относительной влажностью.

 Энергоэффективность

Каждая модель электродвигателя имеет свой класс энергоэффективности, зависящий в первую очередь от КПД мотора. Этот показатель должен соответствовать техническим параметрам оборудования, на котором предполагается установка электропривода.

Ассортимент электротехнической компании «Энергопуск» включает наиболее востребованные модели электрических двигателей от ведущих производителей. Обработка быстрого заказа занимает не более 15-ти минут, а консультацию менеджера можно получить в телефонном режиме.

Коллекторные vs асинхронные двигатели

Вопрос – коллекторный двигатель или асинхронный – решаем первоочередно. Процесс несложный. Коллектором называется барабан, разделенный медными секциями, формой близкой прямоугольной, сделанными из меди. Формирует токосъемник, в коллекторных двигателях ротор всегда питается электрическим током. Постоянным, переменным – поле создается приложенным напряжением.

Коллекторный двигатель содержит минимум две щетки. Трехфазные встретим редко. Сведения о таких агрегатах описаны литературой середины прошлого века. Применялись коллекторные трехфазные двигатели, регулируя скорость вращения вала в широких пределах. Мотор указанного типа снабжен щетками, медным барабаном, разделенным секциями. Пропустить признак и невооруженным глазом затруднительно. Примеры коллекторных двигателей:

  1. Пылесос, стиральная машина.
  2. Болгарка, дрель, электрический ручной инструмент.

Коллекторные двигатели широко используются, обеспечивая сравнительно простой реверс, реализуемый переменой коммутации обмоток. Скорость регулируется изменением угла отсечки питающего напряжения, либо амплитуды. К общим недостаткам коллекторных двигателей относятся:

  • Шумность. Трение щетками барабана неспособно происходить бесшумно. При переходе секцией идет искрение. Эффект вызывает помехи радиочастотного диапазона, издается сонм посторонних звуков. Коллекторные двигатели сравнительно шумные. Потрудитесь вспомнить пылесос. Стиральная машина, выполняя режим стирки работает не так громко? Низкие обороты коллекторных двигателей хороши.
  • Необходимость обслуживания обуславливается наличием трущихся деталей. Токосъемник чаще загрязнен графитом. Попросту недопустимо, может замкнуть соседние секции. Грязь повышает уровень шума, прочие негативные эффекты.

Все хорошо в меру. Коллекторные двигатели позволят получить заданную мощность (крутящий момент), на старте, после разгона. Сравнительно просто регулировать обороты. Названа причина увлечения бытовой техники коллекторными разновидностями, асинхронные двигатели выступают сердцем оборудования, обладающего повышенными требованиями к уровню звукового давления. Вентиляторы, вытяжки. Серьезные нагрузки потребуют внесения серьезных конструктивных изменений. Повышаются стоимость, размеры, сложность, делая невыгодным изготовление.

Советы по эксплуатации

При бережном и правильном обращении стиральная машинка способна прослужить намного дольше и реже требовать ремонта. Для этого нужно придерживаться нескольких несложных правил.

  • При подключении нужно тщательно выбирать провода по мощности, марке и сечению. Двужильные алюминиевые кабели использовать нельзя, а вот медные, трехжильные — можно.
  • Для защиты нужно использовать автоматический выключатель с номинальным током 16 А.
  • Заземление не всегда имеется в домах, потому о нем нужно позаботиться самостоятельно. Для этого потребуется разделить PEN-проводник и установить розетку с заземлением. Лучше выбрать модель с керамической арматурой и высоким классом защиты, особенно если «стиралка» стоит в ванной.
  • В подсоединении не стоит использовать тройники, переходники и удлинители.
  • При частых перепадах напряжения необходимо подключать стиральную машину через специальный преобразователь. Хорошим вариантом служит УЗО с параметрами не выше 30 мА. Идеальным решением будет организация питания от отдельной группы.
  • Детей нельзя подпускать к машинке для игр с кнопками на панели управления.

Системы управления

Для лодочных электромоторов доступны три системы управления:

  • Управление посредством румпеля называется ручным и не отличается от управления обычными моторами на бензине. Переключает скорость поворот ручки румпеля, а направление меняется перемещением всей его конструкции. Данный способ управления удобен тем, что винт всегда «под рукой» и в случае чего, его можно оперативно поднять.
  • Педальное управление осуществляется ногами. Нажатием на педаль регулируется выбор передачи, направление и даже повороты. Данный способ управления особенно удобен спиннингистам.
  • Дорогие модели оснащены дополнительно пультом, правда, данный способ управления целесообразен для особенно больших лодок.

Минусы коллекторных моторов

Сами по себе коллекторные моторы неплохо справляются со своей работой, но это лишь до того момента пока не возникает необходимость получить от них на выходе максимально высокие обороты. Все дело в тех самых щетках, о которых упоминалось выше. Так как они всегда находятся в плотном контакте с коллектором, то в результате высоких оборотов в месте их соприкосновения возникает трение, которое в дальнейшем вызовет скорый износ обоих и в последствии приведёт к потере эффективной мощности эл. двигателя. Это самый весомый минус таких моторов, который сводит на нет все его положительные качества.

Различение типов однофазных двигателей на практике

Научимся, как отличить бифилярный двигатель от конденсаторного. Следует сказать, разница чисто номинальная. Схема подключения однофазного двигателя схожа. Бифилярная обмотка не предназначена работать постоянно. Будет мешать, снижать КПД. Поэтому обрывается после набора оборотов пускозащитным реле (присуще бытовым холодильникам), либо центробежными выключателями. Считается, пусковая обмотка работает несколько секунд. По общепринятым нормам, обеспечит запуск 30 раз в час длительностью 3 секунды каждый. Дальше витки могут перегреться (сгореть). Причина, ограничивающая нахождение пусковой обмотки под напряжением.

Разница номинальная, но профессионалы отмечают любопытную особенность, по которой судят, находится перед нами бифилярный, либо конденсаторный двигатель. Сопротивление вспомогательной обмотки. Отличается номиналом от рабочей более чем в 2 раза, скорее всего, двигатель бифилярный. Соответственно, обмотка пусковая. Конденсаторный двигатель работает, пользуясь услугами двух катушек. Обе постоянно находятся под напряжением.

Однофазный асинхронный двигатель

Тест нужно проводить осторожно, при отсутствии термопредохранителей, других средств защиты пусковая обмотка может сгореть. Придется вал раскручивать вручную, явно нелегкая задачка

Иногда целесообразно подключение однофазного асинхронного двигателя к однофазной сети выполнить, используя аналогичную схему, как сделано в предшествующем оборудовании. Рядовой холодильник снабжен пускозащитным реле, отдельная тема разговора. Параметры устройства тесно связаны с типом используемого двигателя, взаимная замена возможна далеко не в каждом случае (нарушение простого правила может вызвать поломку).

Упомянем дважды: выводов обмоток может быть три-четыре. Число неинформативно. Допустима пара контактов термопредохранителя. Плюс описанное выше, включая центробежный выключатель. В случае при прозвонке сопротивление либо мало, либо наоборот – фиксируем разрыв. Кстати, не забудьте при определении сопротивления каждый конец катушки пробовать на корпус. Изоляция стандартно не ниже 20 МОм. В противном случае стоит задуматься о наличии пробоя. Также допускаем, что трехфазный двигатель, имеющий внутреннюю коммутацию обмоток по типу звезды, может иметь выход нейтрали на корпус. В этом случае двигатель требует непременного заземления, под которую предусматривается клемма (но более вероятно, что мотор просто вышел из строя из-за пробоя изоляции).

Плюсы бесколлекторных моторов

Почти нет изнашиваемых деталей. Почему «почти», потому что вал ротора устанавливается на подшипники, которые в свою очередь имеют свойство изнашиваться, но ресурс у них крайне велик, да и взаимозаменяемость их очень проста. Такие моторы очень надежны и эффективны. Устанавливается датчик контроля положения ротора. На коллекторных моторах работа щеток всегда сопровождается искрением, что впоследствии вызывает помехи в работе радиоаппаратуры. Так вот у бесколлектоных, как вы уже поняли, эти проблемы исключены. Нет трения, нет перегрева, что так же является существенным преимуществом. По сравнению с коллекторными моторами не требуют дополнительного обслуживания в процессе эксплуатации.

Как выбрать электромоторы для надувных лодок

Говоря о мощности мотора, следует учитывать размер имеющегося плавсредства:

  • лодкам длиной до 3 метров и максимальным весом 500 кг подойдут моторы с тягой 30 lbs или 0,4 л.с.;
  • лодкам от 3 до 4 метров и максимальным весом до 900 кг необходимы моторы не меньше 40 lbs;
  • для суден длиной от 4 метров и грузоподъемностью более 1000 кг нужны самые мощные электромоторы в 50 lbs и выше.

Также выбирая мотор, вы должны планировать, время его работы без подзарядки:

  • аккумуляторы емкостью до 75 А/ч способны питать мотор 1 день и пройти не более 12 км на 5 передачи, и 22 км на первой;
  • аккумуляторы имеющие объем 100 А/ч продержат судно на плаву около 2 дней и способны пройти до 26 км на первой передаче;
  • емкость выше 100 А/ч используется не так часто, в силу громадного веса (до 50 кг) высокой стоимости и требования специального зарядного устройства.

Вентильные реактивные электродвигатели

Вентильный реактивный двигатель (с английского SRM) создает вращающий момент за счет притягивания магнитных полей зубцов ротора к магнитному полю статора. Вентильные реактивные двигатели (ВРД) имеют относительно небольшое количество полюсов обмотки статора. Ротор имеет зубчатый профиль, что упрощает его конструкцию и улучшает создаваемое магнитное поле, в отличии от  реактивных синхронных машин. В отличии от синхронных реактивных двигателей (СРД), ВРД используют импульсное возбуждение постоянного тока, что требует обязательное наличие специального преобразователя для их работы.

Для поддержания магнитного поля в ВРД необходимы токи возбуждения, что уменьшает плотность мощности по сравнению с электрическими машинами с постоянными магнитами (ПМ). Однако они все же имеют габаритные размеры меньшие, чем обычные АД.

Основным преимуществом вентильных реактивных машин является то, что ослабления магнитного поля происходит естественным образом при снижении тока возбуждения. Это свойство дает им большое преимущество в диапазоне регулирования при скоростях выше номинальной (диапазон устойчивой работы может достигать 10:1). Высокая эффективность присутствует у таких машин при работе на высоких скоростях и с малыми нагрузками. Также ВРД способны обеспечить удивительно постоянную эффективность в довольно широком диапазоне регулирования.

Вентильные реактивные машины обладают также довольно хорошей отказоустойчивостью. Без постоянных магнитов эти машины не генерируют неуправляемый ток и момент при неисправностях, а независимость фаз ВРД позволяет им работать с уменьшенной нагрузкой, но с повышенными пульсациями момента при выходе из строя какой-то из фаз. Это свойство может быть полезно, если проектировщики хотят повышенной надежности разрабатываемой системы.

Простая конструкция ВРД делает его прочным и недорогим в изготовлении. При его сборке не используются дорогие материалы, а ротор из нелегированной стали отлично подходит для суровых климатических условий и высоких скоростей вращения.

ВРД имеет коэффициент мощности меньший, чем ПМ или АД, но его преобразователю не нужно создавать выходное напряжение синусоидальной формы для эффективной работы машины, соответственно такие инверторы имеют меньшие частоты коммутации. Как следствие – меньшие потери в инверторе.

Основными недостатками вентильных реактивных машин являются наличие акустических шумов и вибрации. Но с этими недостатками довольно хорошо борются путем более тщательного проектирования механической части машины, улучшения электронного управления, а также механическое объединение двигатель – рабочий орган.

ВРД хорошо подходят для широкого спектра применения и их все чаще используют для обработки сверхпрочных материалов из-за большой перегрузочной способности и большого диапазона регулирования скоростей. Большая перегрузочная способность делает их все более привлекательными для использования в качестве тяговых электроприводов современных электромобилей. Также ВРД получили широкое распространение и в электробытовой технике.  

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

  • Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
  • Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
  • Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

  • Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
  • Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
  • Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
  • Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Ссылка на основную публикацию