Зачем на моторчике конденсатор: Конденсатор на моторчик

Как подключить однофазный электродвигатель на 220 Вольт- схемы, инструкции

В прошлой статье Я рассказывал как подключить и запустить двигатель на 380 Вольт в однофазной электросети 220 В. Сейчас Я расскажу о том, как подключить однофазный электродвигатель от сломавшейся стиральной машины, пылесоса  и т. д.  Его можно успешно использовать в других целях в домашнем хозяйстве, например для привода точила, полировального станка, газонокосилки и т. п.

Схема подключения коллекторного электродвигателя на 220 Вольт

В электрических дрелях, перфораторах, болгарках и некоторых моделях стиральных машин автоматов используется синхронный коллекторный двигатель. Он   успешно запускается и работает в однофазных сетях без лишних пусковых устройств.

Для того, что бы подключить коллекторный электромотор, необходимо соединить между собой перемычкой два конца №2 и №3, один идущий от якоря, а второй от статора. А оставшиеся 2 конца присоединить к электропитанию 220 Вольт.

Помните, что при подключении коллекторного электрического двигателя без блока электроники, он будет работать только на максимальных оборотах, а при запуске будет сильный рывок, большой пусковой ток, искрение на коллекторе.

Может быть мотор и 2 скоростным, тогда со статора будет выходить 3 конец с половины его обмотки. При подключении  к нему уменьшится скорость вращения вала, но при этом увеличивается риск нарушения изоляции при запуске мотора.

Для изменения направления вращения необходимо поменять местами концы подключения статора или якоря.

Схемы подключения однофазных асинхронных электродвигателей

Если в однофазных электродвигателях была бы только одна обмотка в статоре, тогда внутри него электромагнитное поле было бы пульсирующим, а не вращающимся. И запуск произошел бы только после раскручивания вала рукой. Поэтому для самостоятельного запуска асинхронных двигателей  добавляется  вспомогательная обмотка или пусковая, в которой фаза при помощи конденсатора или индуктивности оказывается сдвинутой на 90 градусов. Пусковая обмотка и толкает ротор электродвигателя  в момент включения. Основные схемы включения изображены на рисунке.

Первые две схемы рассчитаны на  подключение пусковой обмотки на время запуска мотора, но не более 3 секунд по продолжительности. Для этого используется реле или пусковая кнопка, которую необходимо нажать и удерживать пока не запустится мотор.

Пусковая обмотка может подключаться через конденсатор, или в очень редких случаях через сопротивление. В последнем случае обмотка должна быть намотана по бифилярной технологии, т.е сопротивление является частью обмотки. Оно увеличивается в ней за счет длины провода, но при этом индуктивность катушки не меняется.

В третьей самой распространенной схеме конденсатор постоянно включен к сети при работе электродвигателя, а не только на время его запуска.

Что бы определить какие провода идут на каждую из обмоток, сначала вызваниваем их по парам, а затем меряем сопротивление каждой по этой инструкции. У пусковой обмотки сопротивление всегда будет больше (обычно около 30 Ом), чем у рабочей обмотки (чаще всего  в районе 10-13 Ом).

Подбирать конденсатор необходимо по потребляемому току мотором, например для I = 1.4 А потребуется конденсатор емкостью  6 мкФ.

Как подключить электродвигатель стиральной машины

В современных стиральных машинах могут стоять либо коллекторные или трехфазные двигатели. Последние можно запустить только при помощи электронного пуск-регулирующего устройства, которое необходимо будет достать со стиральной машины и переделать схему на ручной запуск. Но для этого надо хорошо разбираться в радиотехнике.

Коллекторный двигатель же двигатель от стиральной машины подключить очень просто. Как правило на колодку подключения выходит 6-7 проводов, не считая на заземление корпуса.

Два провода идут с тахометра, которые не будут использоваться. И по паре проводов выходит со статора и якоря (ротора). Так же иногда может выходить еще один конец с половины обмотки.

Вызваниваем пары обмоток и соединяем перемычкой между собой конец роторной с началом статарной обмотки. На начало роторной подключаем один конец электропитания и другой- на конец статарной.

Если необходимо подключение второй скорости, тогда один конец электропитания подключаем к выходу с половины обмотки. У нее будет меньше сопротивление, чем у целой.

Иногда на колодку подключения еще может выходить дополнительно пара контактов от термозащиты.

В старых стиральных машинах советского образца стояли простые асинхронные электродвигатели с пусковой обмоткой. Для их запуска рекомендую использовать соответствующее реле от стиральной машины, которое устанавливается только вертикально по указателю на корпусе. Подключение производится по этой схеме.
А можно запустить и по другой схеме только с рабочим конденсатором, подключенным к пусковой обмотке.

Проверка работоспособности

Для того, что бы проверить правильность собранной схемы необходимо включить электродвигатель и дать ему поработать сначала  одну минуту, а затем около 15. Если двигатель горячий, то причинами может быть:

1. Изношенность, загрязненность или зажатость подшипников.
2. Большая ёмкость конденсатора, отключите его и запустите двигатель рукой, если он перестанет греться- уменьшите емкость конденсаторов.

Почему искрят щетки в пылесосе: причины и решение проблемы

Небольшое искрение между щетками и коллектором — нормальное явление. Совсем другое дело, если первые прямо «извергают» искры. Повышенное искрение щеток в электродвигателе пылесоса, говорит о неисправности, которая может существенно сократить срок эксплуатации прибора. Явление может сопровождаться потерей мощности двигателя, неравномерностью работы, перегревом и другими неполадками. О том, почему искрят щетки пылесоса , и что можно сделать, расскажем в данной публикации.

Содержание

• 1 Принцип работы коллекторного двигателя
• 2 Схема двигателя
• 3 Почему щётки искрят
  • 3.1 Особенности конструкции
  • 3. 2 Износ
  • 3.3 Самодельная щётка
• 4 Замена щеток
• 5 Устраняем плохой контакт
• 6 Меняем угол наклона
• 7 Устраняем загрязнение
• 8 Замыкание двигателя
• 9 Как избежать поломок пылесоса

Принцип работы коллекторного двигателя

Основные элементы устройства расположены в подшипниках вращения, а те в свою очередь заключены в статичную станину. И двигатель, и статор имеют индивидуальные обмотки из изолированных жил – якоря. По последним идёт электрический ток, и, как следствие, образуются магнитные поля с северным и южным полюсом (Nи S).

За счёт их взаимодействия происходит вращение динамической части мотора – роторного вала. Коллектор с щёточным механизмом и якорями как раз и нужен для того, чтобы подводить к обмоткам необходимое напряжение, за счёт которого вращается вал.

Схема двигателя

Для более наглядного понимания принципа работы коллекторного мотора существует два визуальных типа представления – упрощённый и подробный. Первый формат (рис. ниже) представляет собой обычную схему, акцентирующую внимание на подключении обмоток к сети.

Более сложные конструкции (рис. ниже) имеют дополнительные отводы на роторе и статоре. К примеру, для питания автоматики или регулировки оборотов. Наличие термозащиты позволяет минимизировать вероятность перегрева верхнего слоя обмотки агрегата. Этот элемент уводит напряжение при срабатывании реле, останавливая работу вала.

Тахогенератор отражает скорость вращения двигателя. В качестве альтернативы на некоторых моделях устанавливают датчик Холла. Прибор получает сигналы посредством контактов коллекторных панелей.

Почему щётки искрят

Щётки можно назвать самым слабым элементом коллекторного двигателя: в момент работы агрегата они подвергаются постоянному трению, что приводит к их износу. Этот момент особенно заметен на медных поверхностях, где в процессе эксплуатации щёток скапливается слой угольной пыли.

Особенности конструкции

В штатном режиме скольжения происходит небольшой разрыв в цепи электротока. Появляются микроскопические дуги, а это верный спутник искр. Сюда же можно добавить приличное индуктивное сопротивление обмоток двигателя.

При максимальной нагрузке на агрегат даже с новыми щётками искра будет всегда. Визуально это может быть не так заметно, особенно на маломощных моделях, но чувствительная техника, находящаяся в комнате с работающим пылесосом, даст знать об этом специфическим фоном. Поэтому на телевизоры, персональные компьютеры и другие устройства устанавливают фильтры для устранения подобных помех.

Износ

Та часть щётки, которая соприкасается с коллектором, изготовлена из угля. Со временем её длина уменьшается, так же как и общий объём. Как следствие, нажим пружины ослабевает, и появляются зазоры, а с ними и искры.

Графитовые щетки для пылесоса

Самодельная щётка

Элемент должен плотно входить в пазы и располагаться строго перпендикулярно оси роторного вала. Если щётка будет меньше положенных размеров, то появится перекос. Это опять-таки приведёт к искрению, а вместе с тем и снижению эксплуатационных качеств двигателя. Поэтому здесь лучше отдать предпочтение промышленным вариантам, а не самодельным.

Читайте также: почему не включается пылесос.

Замена щеток

Самая простая и очевидная причина возникновения искр — это износ щеток. Несмотря на то, что коллекторные моторы оборудуются специальными искрогасящими конденсаторами, которые кроме функции увеличения срока службы данных элементов, также уменьшают радиопомехи, со временем щетки стираются, и их необходимо заменить.

Для замены щеток сначала нужно добраться до электродвигателя. Для этого придется разобрать пылесос. В большинстве случаев, сделать это с помощью отвертки довольно просто, но не забудьте отключить прибор от сети. Разобрав пылесос и обеспечив удобный доступ к двигателю, находим щеткодержатели. В зависимости от конструкции, для извлечения щеток из щеткодержателя, нужно обычно оттянуть защелки, для этого может понадобиться отвертка.

Читайте также: разборка двигателя пылесоса своими руками.

В последние годы многие производители снабжают свои пылесосы комплектом запасных щеток. Но если вам довелось приобрести прибор без дополнительных запчастей, то их можно приобрести в магазинах, где продают электроинструменты.

При покупке новых щеток нужно обратить внимание на их размер и материал.

Щетки бывают графитовые и медно-графитовые. Будет лучше, если вы заранее снимете старые элементы с электродвигателя вашего пылесоса и отправитесь в магазин вместе с ними, чтобы не ошибиться в выборе.

Устраняем плохой контакт

Часто щетки искрят при плохом контакте с коллектором. Такое бывает, если вы установили новые. Для более плотного прилегания щеток к коллектору, можно воспользоваться «шкуркой» нулевкой, либо просто дать пылесосу поработать на средних оборотах около 20 минут. Обязательно нужно проверить состояние подшипников, так как их износ может послужить причиной биения и неравномерного вращения ротора. Подобным же образом проявляют себя выступы изоляции между пластинами коллектора, царапины на поверхности, различные неровности. Для полировки используют абразивную бумагу.

Устройство коллекторного электродвигателя пылесоса

Щетки не должны болтаться в щеткодержателе, но иметь свободный ход, который им обеспечивает пружина, состояние которой тоже играет немаловажную роль.

Если вы решили заменить щетки, обязательно обратите внимание на то, как плотно пружина прижимает их к коллектору. Иногда, для того чтобы щетки сильнее прижимались, достаточно немного растянуть пружину.

Меняем угол наклона

При неправильном угле наклона щеток относительно статора также возможно возникновение искрения. Правильное положение — это когда обе щетки находятся строго на одной линии, проходящей через ось вращения коллектора. Со временем от постоянной вибрации, крепление щеткодержателя может расшататься или даже получить механические повреждения. Внимательно осмотрите поверхности узлов. Детали, имеющие трещины, сколы или следы коррозии, подлежат замене.

Каждый производитель вносит конструктивные особенности в линейку своей продукции, и поэтому различные виды пылесосов имеют различный тип крепления щеток. Однако в целом, все модели имеют одинаковое устройство, и щеткодержатель как правило, прикручен двумя винтами и позволяет производить регулировку.

Устраняем загрязнение

Поверхность коллектора в точке контакта с щетками должна быть чистой. Пагубное влияние на контакт может оказать угольная или металлическая пыль, образующаяся при трении щеток об кольца или коллектор. Загрязнение последнего вызывает искрение, от которого и образуется нагар. Самостоятельный ремонт пылесоса в данном случае предполагает обычную чистку. Если поверхность имеет следы загрязнения, необходимо избавиться от них с помощью мелкой шкурки, а затем обезжирить, протерев спиртом или бензином. Также следует обратить внимание на пространство между контактами на роторе. Если они забиты грязью или графитовой пылью, их тоже следует очистить и обезжирить.

Замыкание двигателя

Самое неприятное, что может произойти с двигателем пылесоса — это межвитковое замыкание в обмотке. Как правило, искрение в этом случае происходит по кругу, падают обороты двигателя, возможны хлопки, коллекторные пластины имеют значительные почернения. В данной ситуации вам грозит замена мотора целиком, т.к. стоимость якоря может составлять 70-80% от стоимости всего электродвигателя, а произвести перемотку в бытовых условиях — задача не из простых.

Как избежать поломок пылесоса

В первую очередь, необходимо следить за температурой двигателя. Перегрев выведет из строя не только сам мотор, но и потянет за собой электронику. Если корпус пылесоса слишком сильно нагрелся, то стоит отключить аппарат, и дать ему время остыть. Большинству бюджетных и среднебюджетных моделей нужен отдых через 15-20 минут непрерывной работы.

На нагрев двигателя также влияют забитые фильтры, заполненные мешки, контейнеры и посторонние предметы в системе охлаждения.

Обычный пылесос рассчитан на такую же обычную грязь. При сборе металлической стружки, сажи или строительного мусора фильтр засоряется в считанные секунды, а температура двигателя растёт на глазах. Если устройство не рассчитано на влажную уборку, то попадание воды, пусть и не сразу, но приведёт к разрастанию коррозии металлических элементов агрегата.

Влага уплотняет пыль, а её скопления на крыльчатке могут вызвать дисбаланс работы элемента. Фильтры тонкой очистки НЕРА, отвечающие за качество воздуха на выходе, также привередливы к воде. Из-за повышенной влаги волокна начинают разбухать, а в скором времени появляется плесень.

Зачем однофазным асинхронным двигателям нужны конденсаторы

Однофазный асинхронный двигатель — это популярный рабочий двигатель с такими преимуществами, как дешевизна, надежность и возможность прямого подключения к однофазной сети, что делает их особенно распространенными в бытовых и небольших коммерческие приборы. Однако, в отличие от трехфазных двигателей, они не являются самозапускающимися и требуют дополнительной обмотки, управляемой конденсатором, для разгона с места.

Вращающиеся магнитные поля

Чтобы асинхронный двигатель начал работать, в статоре должно быть создано вращающееся магнитное поле (RMF), которое вызывает вращение и крутящий момент в роторе. Поскольку статор физически не движется, вращение магнитного поля создается взаимодействием между электромагнитными силами, возникающими в обмотках статора. В трехфазном двигателе, где на каждую обмотку подается напряжение, сдвинутое по фазе на 120 градусов по фазе с другими обмотками, сумма создаваемых сил представляет собой непрерывно вращающийся вектор. Это означает, что трехфазная мощность может создавать крутящий момент в роторе в состоянии покоя, а трехфазные двигатели могут запускаться самостоятельно без дополнительных компонентов.

Однако однофазный асинхронный двигатель питается от однофазного источника питания, проходящего через одну обмотку статора. Одна обмотка статора сама по себе не может создать RMF — она просто создает пульсирующее магнитное поле, состоящее из двух противоположных полей, разнесенных на 180 градусов.

Это создает две проблемы:

Во-первых, двигатель не запускается самостоятельно, поскольку магнитное поле, создаваемое статором, не вращается.

Во-вторых, хотя одна обмотка может приводить в движение двигатель, когда он набирает скорость, она не создает постоянного крутящего момента в роторе во время полного оборота, что приводит к потере эффективности и производительности. Ротор испытывает максимальный крутящий момент примерно при 10% скольжении (разнице вращения ротора и обмотки статора). Поэтому ротор будет проводить большую часть каждого оборота, испытывая очень низкий крутящий момент.

Вспомогательная обмотка

В однофазных асинхронных двигателях для решения этих проблем используется вторая обмотка статора, называемая «вспомогательной обмоткой» или «пусковой обмоткой». конденсатор, изменяющий фазу питающего напряжения, на него подается напряжение, не совпадающее по фазе с напряжением, подаваемым на основную обмотку. Это означает, что взаимодействие между двумя обмотками создает вращающееся магнитное поле, и двигатель может запускаться самостоятельно.

Есть два конденсатора с разными характеристиками, используемые однофазными асинхронными двигателями для разных частей их работы.

Пусковые конденсаторы

Пусковой конденсатор используется для обеспечения пускового момента двигателя. Это электролитические конденсаторы с емкостью от 50 мкФ до 1500 мкФ. Они имеют относительно высокие потери и низкий КПД и не предназначены для непрерывной работы; необходимо отключить их, как только двигатель наберет скорость, с помощью центробежного переключателя или какого-либо реле.

Рабочие конденсаторы

Рабочий конденсатор используется для сглаживания крутящего момента двигателя при каждом обороте, повышая эффективность и производительность. Обычно он намного меньше пускового конденсатора, часто менее 60 мкФ, и маслонаполненного типа для уменьшения потерь энергии.

Ограничения

Даже с дополнительной вспомогательной обмоткой однофазный асинхронный двигатель имеет ряд ограничений по сравнению с трехфазным двигателем. Фазовый сдвиг, обеспечиваемый рабочим конденсатором, изменяется в зависимости от скорости двигателя, а это означает, что эффективность не постоянна при изменении скорости двигателя. На эффективность также влияет RMF, создаваемое двумя обмотками статора. Он не так близок к идеальному кругу, как трехфазный RMF, а это означает, что крутящий момент по-прежнему значительно меняется при каждом обороте, снижая производительность и увеличивая вибрацию. Компоненты, необходимые для обеспечения самозапуска однофазных асинхронных двигателей, в том числе конденсаторы и центробежный переключатель, могут подвергаться тепловому и механическому износу, что создает проблемы при обслуживании.

Для более крупных промышленных применений, требующих высокой эффективности, работающих в районах, где доступно трехфазное питание, лучше подойдет трехфазный двигатель.

Резюме

Однофазные асинхронные двигатели обычно используются везде, где используется однофазное питание. При оснащении пусковым конденсатором они могут развивать достаточный пусковой момент для самостоятельного запуска, а рабочий конденсатор повышает их эффективность и производительность во время работы.

Есть вопросы? Свяжитесь с нашими экспертами.

Свяжитесь с нашей командой экспертов по электронной почте или телефону.

1-800-890-7593
[email protected]

защита — Почему к двигателям добавляются конденсаторы (параллельно); какова их цель?

спросил 9 лет, 11 месяцев назад

Изменено 2 года, 4 месяца назад

Просмотрено 110 тысяч раз

$\begingroup$

Я видел много двигателей с параллельно подключенными конденсаторами в ботах.

Видимо, это для «безопасности» мотора. Насколько я понимаю, все, что они сделают, это сгладят любые колебания, а я сомневаюсь, что колебания могут иметь какие-либо неблагоприятные последствия для двигателя. По-видимому, они защищают двигатель, если вал замедляется/блокируется, но я не понимаю, как это сделать.

Какова функция такого конденсатора? Что это предотвращает и как?

• двигатель
• защита

$\endgroup$

$\begingroup$

Конденсаторы используются в двигателях двумя различными способами. Иногда к одному и тому же двигателю применяются обе технологии, и он связан с двумя существенно отличающимися по внешнему виду конденсаторами.

• Когда двигатели со щетками работают нормально, щетки двигателей производят искры, которые вызывают шум «от постоянного тока до дневного света». Это не имеет ничего общего с ШИМ — это происходит, даже когда эти двигатели подключены напрямую к батарее, без ШИМ.

  Если бы мы ничего не делали, кабель, идущий от платы электроники (или напрямую от аккумулятора) к двигателю, действовал бы как антенна, излучающая телевизионные и другие радиопомехи. Один из способов решить эту проблему — прикрепить небольшие керамические конденсаторы непосредственно к двигателю, чтобы поглотить большую часть этого шума. б в г д

• При использовании ШИМ для управления двигателем, когда транзисторы включаются, двигатель может генерировать всплески тока / выбросы тока — вышеупомянутые фильтрующие конденсаторы усугубляют этот всплеск тока. Когда транзисторы выключаются, индуктивность двигателя может вызвать всплески напряжения от индуктивности двигателя — упомянутые выше фильтрующие конденсаторы немного помогают. Более сложные фильтры, прикрепленные непосредственно к двигателю, могут решить эти две проблемы. а б

• Когда двигатель — даже двигатель без щеток — впервые включается при полной остановке, а также когда робот сталкивается с препятствием и останавливает двигатель, двигатель потребляет гораздо более высокие токи, чем в нормальная работа — токи, которые могут длиться несколько секунд. Этот высокий ток может привести к разрядке шины питания батареи настолько, чтобы сбросить всю цифровую электронику в системе (или, возможно, сбросить только какой-то цифровой электроники, вызывающий синдром полумозга).

  Один обходной путь состоит из 2 частей:

  1. добавьте большие электролитические конденсаторы непосредственно через батарею (или через вход батареи к ШИМ-драйверу двигателя, или через вход батареи к цифровой электронике, или часто конденсаторы во всех трех местах) — эти конденсаторы лучше работают при подаче больших токов. на несколько миллисекунд, чем батарея.
  2. За те несколько миллисекунд, которые у нас есть, прежде чем заглохший двигатель вытянет всю энергию из этих больших конденсаторов, а затем потянет шины питания достаточно низко, чтобы начать сброс, запрограммируйте цифровую систему, чтобы она каким-то образом распознала, что двигатель заглох, и отключите питание для этого. мотор. Тогда этот двигатель больше не тянет шину питания вниз, а цифровая электроника и все остальные двигатели продолжают нормально работать. («мягкий пуск», «ограничение тока», «ограничение крутящего момента» и т. Д. — более сложные формы этой идеи). (Эти большие конденсаторы также поглощают часть энергии, которая выходит из двигателя, когда ШИМ выключается, а затем возвращают эту энергию двигателю, когда ШИМ включается).

Вышеупомянутые конденсаторы защищают другие устройства от электрических помех двигателя. Я полагаю, можно было бы утверждать, что шаг (2) выше предотвращает заглохший двигатель от перегрева и выхода из строя через много секунд, но на самом деле это не его основная цель.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Конденсатор, который можно увидеть на многих щеточных двигателях, предназначен для поглощения радиопомех из-за дугового разряда при коммутации щеток. Вы часто видите их на двигателях, используемых в радиоуправляемых автомобилях, где двигатели довольно мощные и быстро вращаются.