Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
Меня часто спрашивают о том, как можно отличить рабочую обмотку от пусковой в однофазных двигателях, когда на проводах отсутствует маркировка.
Каждый раз приходится подробно разъяснять, что и как. И вот сегодня я решил написать об этом целую статью.
В качестве примера возьму однофазный электродвигатель КД-25-У4, 220 (В), 1350 (об/мин.):
- КД — конденсаторный двигатель
- 25 — мощность 25 (Вт)
- У4 — климатическое исполнение
Вот его внешний вид.
Как видите, маркировка (цветовая и цифровая) на проводах отсутствует. На бирке двигателя можно увидеть, какую маркировку должны иметь провода:
- рабочая (С1-С2) - провода красного цвета
- пусковая (В1-В2) — провода синего цвета
В первую очередь я Вам покажу, как определить рабочую и пусковую обмотки однофазного двигателя, а затем соберу схему его включения. Но об этом будет следующая статья. Перед тем как приступить к чтению данной статьи рекомендую Вам прочитать: .
Итак, приступим.
1. Сечение проводов
Визуально смотрим сечение проводников. Пара проводов, у которых сечение больше, относятся к рабочей обмотке. И наоборот. Провода, у которых сечение меньше, относятся к пусковой.
Затем берем щупы мультиметра и производим замер сопротивления между двух любых проводов.
Если на дисплее нет показаний, то значит нужно взять другой провод и снова произвести замер. Теперь измеренное значение сопротивления составляет 300 (Ом).
Это мы нашли выводы одной обмотки. Теперь подключаем щупы мультиметра на оставшуюся пару проводов и измеряем вторую обмотку. Получилось 129 (Ом).
Делаем вывод: первая обмотка — пусковая, вторая — рабочая.
Чтобы в дальнейшем не запутаться в проводах при подключении двигателя, подготовим бирочки («кембрики») для маркировки. Обычно, в качестве бирок я использую, либо изоляционную трубку ПВХ, либо силиконовую трубку (Silicone Rubber) необходимого мне диаметра. В этом примере я применил силиконовую трубку диаметром 3 (мм).
По новым ГОСТам обмотки однофазного двигателя обозначаются следующим образом:
- (U1-U2) — рабочая
- (Z1-Z2) — пусковая
У двигателя КД-25-У4, взятого в пример, цифровая маркировка выполнена еще по-старому:
- (С1-С2) — рабочая
- (В1-В2) — пусковая
Чтобы не было несоответствий маркировки проводов и схемы, изображенной на бирке двигателя, маркировку я оставил старую.
Одеваю бирки на провода. Вот что получилось.
Для справки: Многие ошибаются, когда говорят, что вращение двигателя можно изменить путем перестановки сетевой вилки (смены полюсов питающего напряжения). Это не правильно!!! Чтобы изменить направление вращения, нужно поменять местами концы пусковой или рабочей обмоток. Только так!!!
Мы рассмотрели случай, когда в клеммник однофазного двигателя выведено 4 провода. А бывает и так, что в клеммник выведено всего 3 провода.
В этом случае рабочая и пусковая обмотки соединяются не в клеммнике электродвигателя, а внутри его корпуса.
Как быть в таком случае?
Все делаем аналогично. Производим замер сопротивления между каждыми проводами. Мысленно обозначим их, как 1, 2 и 3.
Вот, что у меня получилось:
- (1-2) — 301 (Ом)
- (1-3) — 431 (Ом)
- (2-3) — 129 (Ом)
Отсюда делаем следующий вывод:
- (1-2) — пусковая обмотка
- (2-3) — рабочая обмотка
- (1-3) — пусковая и рабочая обмотки соединены последовательно (301 + 129 = 431 Ом)
Для справки: при таком соединении обмоток реверс однофазного двигателя тоже возможен. Если очень хочется, то можно вскрыть корпус двигателя, найти место соединения пусковой и рабочей обмоток, разъединить это соединение и вывести в клеммник уже 4 провода, как в первом случае. Но если у Вас однофазный двигатель является конденсаторным, как в моем случае с КД-25, то его .
P.S. На этом все. Если есть вопросы по материалу статьи, то задавайте их в комментариях. Спасибо за внимание.
Главная » Электрооборудование » Электродвигатели » Однофазные » Как подключить однофазный электродвигатель через конденсатор: пусковой, рабочий и смешанный варианты включения
Как подключить однофазный электродвигатель через конденсатор: пусковой, рабочий и смешанный варианты включения
В технике нередко используются двигатели асинхронного типа. Такие агрегаты отличаются простотой, хорошими характеристиками, малым уровнем шума, легкостью эксплуатации. Для того, чтобы асинхронный двигатель вращался, необходимо наличие вращающегося магнитного поля.
Такое поле легко создается при наличии трехфазной сети. В этом случае в статоре двигателя достаточно расположить три обмотки, размещенные под углом 120 градусов друг от друга и подключить к ним соответствующее напряжение. И круговое вращающееся поле начнет вращать статор.
Однако бытовые приборы обычно используются в домах, в которых чаще всего имеется только однофазная электрическая сеть. В этом случае обычно применяются однофазные двигатели асинхронного типа.
Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?
Если на статоре двигателя поместить одну обмотку, то при протекании переменного синусоидального тока в ней образуется пульсирующее магнитное поле. Но это поле не сможет заставить ротор вращаться. Чтобы запустить двигатель надо:
- на статоре разместить дополнительную обмотку под углом около 90° относительно рабочей обмотки;
- последовательно с дополнительной обмоткой включить фазосдвигающий элемент, например, конденсатор.
В этом случае в двигателе возникнет круговое магнитное поле, а в короткозамкнутом роторе возникнут токи.
Взаимодействие токов и поля статора приведет к вращению ротора. Стоит напомнить, что для регулировки пусковых токов - контроль и ограничение их величины - используют частотный преобразователь для асинхронных двигателей.
Варианты схем включения - какой метод выбрать?
- пусковым,
- рабочим,
- пусковым и рабочим конденсаторами.
Наиболее распространенной методом является схема с пусковым конденсатором .
В этом случае конденсатор и пусковая обмотка включаются только на момент старта двигателя. Это связано со свойством продолжения агрегатом своего вращения даже после отключения дополнительной обмотки. Для такого включения чаще всего используется кнопка или реле.
Поскольку пуск однофазного двигателя с конденсатором происходит довольно быстро, то дополнительная обмотка работает небольшое время. Это позволяет для экономии выполнять ее из провода с меньшим сечением, нежели основная обмотка. Для предупреждения перегрева дополнительной обмотки в схему часто добавляют центробежный выключатель или термореле. Эти устройства отключают её при наборе двигателем определенной скорости или при сильном нагреве.
Схема с пусковым конденсатором имеет хорошие пусковые характеристики двигателя. Но рабочие характеристики при таком включении ухудшаются.
Это связано с принципом работы асинхронного двигателя. когда вращающееся поле является не круговым, а эллиптическим. В результате этого искажения поля возрастают потери и падает КПД.
Есть несколько вариантов подключения асинхронных двигателей под рабочее напряжение. Соединение звездой и треугольником (а также комбинированный способ) имеют свои преимущества и недостатки. Выбранный метод включения влияет на пусковые характеристики агрегата и его рабочую мощность.
Принцип действия магнитного пускателя основан на возникновении магнитного поля при прохождении электричества через втягивающую катушку. Подробнее об управлении двигателем с реверсированием и без читайте в отдельной статье.
Более хорошие рабочие характеристики можно получить при использовании схемы с рабочим конденсатором .
В этой схеме конденсатор после запуска двигателя не отключается. Правильным подбором конденсатора для однофазного двигателя можно компенсировать искажение поля и повысить КПД агрегата. Но для такой схемы ухудшаются пусковые характеристики.
Необходимо также учитывать, что выбор величины емкости конденсатора для однофазного двигателя производится под определенный ток нагрузки.
При изменении тока относительно расчетного значения поле будет переходить от круговой к эллиптической форме и характеристики агрегата ухудшатся. В принципе, для обеспечения хороших характеристик необходимо при изменении нагрузки двигателя менять величину емкости конденсатора. Но это может слишком усложнить схему включения.
Компромиссным решением является выбор схемы с пусковым и рабочим конденсаторами
. Для такой схемы рабочие и пусковые характеристики будут средними по сравнению с рассмотренными ранее схемами.
В общем, если при подключении однофазного двигателя через конденсатор требуется большой пусковой момент, то выбирается схема с пусковым элементом, а при отсутствии такой необходимости – с рабочим.
Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей
Перед подключением к двигателю можно проверить конденсатор мультиметром на работоспособность.
При выборе схемы у пользователя всегда есть возможность выбрать именно ту схему, которая ему подходит. Обычно все выводы обмоток и выводы конденсаторов выведены в клеммную коробку двигателя.
Наличие трехжильной проводки в частном доме предполагает использование системы заземления. которую можно сделать своими руками. Как заменить электропроводку в квартире по типовым схемам, можно узнать здесь.
При необходимости модернизировать схему или самостоятельно сделать расчет конденсатора для однофазного двигателя можно, исходя из того, что на каждый киловатт мощности агрегата требуется емкость в 0,7 - 0,8 мкФ для рабочего типа и в два с половиной раза большая емкость для пускового.
При выборе конденсатора необходимо учитывать, что пусковой должен иметь рабочее напряжение не меньше 400 В.
Это связано с тем, что при пуске и остановке двигателя в электрической цепи из-за наличия ЭДС самоиндукции возникает всплеск напряжения, достигающий 300-600 В.
- Однофазный асинхронный двигатель широко используется в бытовых приборах.
- Для запуска такого агрегата необходима дополнительная (пусковая) обмотка и фазосдвигающий элемент - конденсатор.
- Существуют различные схемы подключения однофазного электродвигателя через конденсатор.
- Если надо иметь больший пусковой момент, то используется схема с пусковым конденсатором, при необходимости получения хороших рабочих характеристик двигателя используется схема с рабочим конденсатором.
Иногда встает вопрос о том, как осуществляется подключение однофазного двигателя к питающим устройствам и сетям. Однофазные асинхронные электродвигатели являются самым распространенными, поскольку их устанавливают на подавляющем большинстве различных бытовых приборов и техники (компьютерной и т.д.). Иногда такие двигатели приобретаются и устанавливаются в мастерских, гаражах и пр. для обеспечения проведения каких-либо работ (например, подъем груза).
Однофазные асинхронные электродвигатели устанавливают на подавляющем большинстве различных бытовых приборов и техники.
Работы требуют подключения однофазного электродвигателя, а это довольно сложно для человека, который не разбирается в электротехнике и электроприводе. Сложность связана с тем, что двигатель имеет много выводов, и дилетант испытывает трудности вследствие того, что не знает, какой вывод следует подключить к источнику питания. Поэтому данный материал рассматривает вопросы подключения именно для среднестатистического гражданина, который не имеет никакого представления об электроприводе и не разбирается в электротехнике.
Описание машины
Однофазными электродвижителями обычно называют асинхронные однофазные электрические машины с малой мощностью. Магнитопровод таких машин имеет двухфазную обмотку, которая делится на стартовую (пусковую) и основную. Необходимость наличия 2 обмоток заключается в следующем: они должны вызывать вращение ротора у электрического движителя (однофазного). На данный момент такие устройства условно делят на 2 категории:
- Наличие пусковых обмоток. В этом варианте стартовая обмотка подключена через пусковой конденсатор. Когда пуск совершен, и машина развила номинальную скорость вращения, пусковая обмотка отключается от питания. После чего двигатель продолжает вращаться на подключенной к сети рабочей обмотке (конденсатор заряжается при пуске и отключает пусковую). Необходимый объем конденсатора стандартно указывает производитель машины на табличке со всеми параметрами (стандартно она должна находиться на всех двигателях).
- Машины с рабочими конденсаторами. У таких электрических машин вспомогательные обмотки всегда подключены через конденсаторы. В таком случае объем конденсаторов определяется конструкцией двигателя. При этом конденсатор остается включенным и при выходе машины на номинальный режим работы.
Чтобы правильно осуществить подключение электрической машины, необходимо уметь определить (или знать), как выведены пусковые и рабочие обмотки, а также их характеристики.
Стоит отметить: эти обмотки различны по используемым проводникам (их сечению), а также по виткам. Так для рабочих обмоток применяются проводники большего сечения, и они имеют большее количество витков. При этом важно знать, что сопротивление рабочих обмоток у разных машин всегда меньше, чем сопротивление пусковых/вспомогательных. При этом измерить сопротивление обмотки двигателя не составляет особого труда, особенно если применяются специальные мультиметры.
На основании описанного стоит привести некоторые примеры.
Примеры подключения
Здесь рассмотрим 3 варианта движителей, которые отличаются друг от друга.
Вариант №1. У движителя имеется 4 вывода. Сначала находят концы обмоток (обычно они располагаются попарно, поэтому увидеть их не составляет труда).
Вариантов расположения выводов может быть 2: либо все 4 в один ряд, либо 2 в одном ряду и 2 во втором. В первом случае определить обмотки проще: первая пара – одна обмотка, вторая – другая.
Во втором случае можно запутаться между обмотками. Наиболее часто распространен вариант, когда один вертикальный ряд – одна обмотка, другой – вторая. Но стоит знать, что мультиметр выдаст значение бесконечного сопротивления, если выбраны выводы разных обмоток. А далее все просто.
Определяют сопротивление у обмоток: там, где меньшее сопротивление, – та рабочая, а большее – пусковая.
Подключение осуществляется следующим образом: на толстые провода подают 220 В, а один вывод пусковой соединяют с выводом рабочей. При этом не стоит беспокоится о правильности соединения выводов – работа машины и то, в какую сторону осуществляется вращение, не изменятся от того, какой конец с каким был соединен. Направление вращения изменяется из-за смены концов подключения стартовой обмотки.
Второй вариант – когда у машины имеется 3 вывода. В этом случае при измерении сопротивлений между обмотками мультиметр будет показывать различные значения – минимальное, максимальное, среднее (если их мерять попарно). Здесь общий конец, который будет у минимального и среднего значения, является одним из концов подключения, другой вывод для подключения сети – тот, который имеет минимальное значение. Вывод, который останется, – вывод пусковой обмотки – должен быть подключен с конденсатором и с одним из концов подачи питания сети. В этом случае невозможно самостоятельно изменить направление вращения.
Последний пример. Есть 3 вывода, а замеры сопротивления между выводами попарно показали, что имеется 2 абсолютно одинаковых значения и одно большее (примерно в 2 раза). Такие движители часто ставились на старые и устанавливаются на современные стиральные машины. Это именно тот случай, когда обмотки у машины идентичны, поэтому абсолютно без разницы, как подключать обмотки.
Как это применить на практике? Это самый часто задаваемый вопрос, ведь с подключением инструментов (болгарок, перфораторов, шуруповертов и т.д.) могут возникнуть сложности. Это иногда связано с тем, что в инструменте используется коллекторный движитель, который зачастую работает без пусковых приспособлений. Рассмотрим этот вариант подробнее.
Пуск электродвигателя с коллектором
Этот случай самый распространенный. В главе выше он обозначен под примером №3. Такие двигатели часто применяются для бытовых устройств, ведь они просты и дешевы.
Обычно концы у таких двигателей нумеруются. Поэтому для подключения следует соединить выводы 2 и 3 друг с другом (один идет от якоря, а другой от статора), а номера 1 и 2 подключить к источнику питания.
Следует знать, что если подключить такую машину без специальных электронных устройств, то она будет выдавать только максимальное количество оборотов и регулировка скорости будет невозможна. При этом будет большой пусковой ток и рывковое усилие при пуске.
Если требуется изменение направления вращения движителя, то следует изменить местами подключение выводов статора либо якоря.
Практическое подключение
Если есть двигатель, который следует подключить к сети, то требуется внимательно изучить его табличку, где приведены номинальные значения машины и конденсатора (или нескольких конденсаторов). Далее по наименованию модели электрической машины рекомендуется найти схему.
Схема подключения однофазного электродвигателя для разных устройств может быть различна, поэтому рекомендуется подобрать схему для конкретного варианта. В противном случае могут возникнуть проблемы, вплоть до полного выхода из строя движителя (когда он сгорит). Далее следует подобрать конденсатор (если он вышел из строя или его нет). Подбор осуществляется по специальным таблицам, которые есть в справочной литературе.
Рассмотрим в качестве примера стиральную машину последних годов выпуска. Там обычно применяется коллекторный или трехфазный движитель. В случае наличия трехфазного движителя осуществить его пуск можно только подключением специального пускового блока, который необходимо подобрать под конкретную модель стиральной машины.
В случае наличия коллекторной машины на клеммник будут выведены около 7 проводов (±1) без учета вывода заземления (он маркируется соответствующим знаком, и к нему подходит желто-зеленый провод). Пара выводов обычно имеет тахометр, они не подключаются к сети. И по 2 выхода имеют статор и ротор электрической машины и маркировку буквенно-цифирную (например, А1-а1, или А-а). Первая буква (заглавная) обозначает начало обмотки, вторая – конец. Другая обмотка обозначается следующей буквой латинского алфавита. Питание подается на начало роторной и конец статорной обмотки. Для этого необходимо заранее определиться с обмоткой (какая откуда). После чего свободные выводы обмоток соединяются при помощи перемычки.
После этого следует осуществить пробный пуск устройства, причем соблюдая правила техники безопасности.
Однофазными электродвигателями оборудовано большое количество маломощных холодильных агрегатов, используемых в быту (домашние холодильники, морозильники, бытовые кондиционеры, небольшие тепловые насосы...).
Несмотря на очень широкое распространение, однофазные двигатели с вспомогательной обмоткой зачастую недооцениваются по сравнению с трехфазными двигателями.
Целью настоящего раздела является изучение правил подключения однофазных электродвигателей, их ремонта и обслуживания, а также рассмотрение узлов и элементов, необходимых для их работы (конденсаторы, пусковые реле). Конечно, мы не будем изучать, как и почему вращаются такие двигатели, но все особенности их использования в качестве двигателей для компрессоров холодильного оборудования мы постараемся изложить.
А) Однофазные двигатели с вспомогательной обмоткой
Такие двигатели, установленные в большинстве небольших компрессоров, питаются напряжением 220 В. Они состоят из двух обмоток (см. рис. 53.1).
Основная обмотка Р, называемая ________
часто рабочей обмоткой, или по-английски Run (R), имеет провод толстого сечения, который в течение всего периода работы двигателя остается под напряжением и пропускает номинальную силу тока двигателя.
Вспомогательная обмотка А, называемая также пусковой обмоткой, или по-английски S (Start), имеет провод более тонкого сечения, следовательно, большее сопротивление, что позволяет легко отличить ее от основной обмотки.
Вспомогательная или пусковая обмотка, согласно названию, служит для обеспечения запуска двигателя.
Действительно, если попытаться запустить двигатель, подав напряжение только на основную обмотку (и не запитать вспомогательную), мотор будет гудеть, но вращаться не начнет. Если в этот момент вручную крутануть вал, мотор запустится и будет вращаться в том лее направлении, в котором его закрутили вручную. Конечно, такой способ запуска совсем не годится для практики, особенно если мотор спрятан в герметичный кожух.
Пусковая обмотка как раз и служит для того, чтобы запустить двигатель и обеспечить величину пускового момента выше, чем момент сопротивления на валу двигателя.
Далее мы увидим, что последовательно с пусковой обмоткой в цепь вводится, как правило, конденсатор, обеспечивающий необходимый сдвиг по фазе (около 90°) между током в основной и пусковой обмотках. Эта искусственная расфазировка как раз и позволяет запустить двигатель.
Внимание! Все замеры должны быть выполнены с большой аккуратностью и точностью, особенно, если модель двигателя вам незнакома или схема соединения обмоток отсутствует.
Случайное перепутывание основной и вспомогательной обмоток, как правило, заканчивается тем, что вскоре после подачи напряжения мотор сгорает!
Не стесняйтесь повторить измерения несколько раз и набросать схему мотора, снабдив ее максимумом пометок, это позволит вам избежать многих ошибок!
ПРИМЕЧАНИЕ
Если двигатель трехфазный, омметр покажет одинаковые значения сопротивлений между всеми тремя клеммами. Таким образом, представляется, что трудно ошибиться, прозванивая этот тип двигателя (по трехфазным двигателям см. раздел 62).
В любом случае, возьмите в привычку читать справочные данные на корпусе двигателя, а также подумайте о том, как заглянуть вовнутрь клеммной коробки, сняв ее крышку, поскольку там часто приводится схема соединения обмоток двигателя.
Проверка двигателя. Одним из наиболее сложных для начинающего ремонтника вопросов является принятие решения о том, что по результатам проверки двигатель следует считать сгоревшим. Напомним основные дефекты электрического характера, наиболее часто встречающиеся в двигателях (неважно, однофазных или трехфазных). Большинство этих дефектов имеют причиной сильный перегрев двигателя, обусловленный чрезмерной величиной потребляемого тока. Повышение силы тока может быть следствием электрических (продолжительное падение напряжения, перенапряжение, плохая настройка предохранительных устройств, плохой электрический контакт, неисправный контактор) или механических (заклинивание из-за нехватки масла) неполадок, а также аномалий в холодильном контуре (слишком большое давление конденсации, присутствие кислот в контуре...).
Одна из обмоток может быть оборвана. В этом случае омметр при измерении ее сопротивления будет показывать очень большую величину вместо нормального сопротивления. Удостоверьтесь, что ваш омметр исправен и что его зажимы имеют хороший контакт с клеммами обмотки. Не стесняйтесь проверить омметр с помощью хорошего эталона.
Напомним, что обмотка обычного мотора имеет максимальное сопротивление в несколько десятков Ом для небольших двигателей и несколько десятых долей Ома для огромных двигателей. Если обмотка оборвана, нужно будет либо заменить двигатель (или полностью агрегат), либо перемотать его (в том случае, когда такая возможность имеется, перемотка тем более выгодна, чем больше мощность двигателя).
Между двумя обмотками может существовать короткое замыкание. Чтобы выполнить такую проверку, необходимо убрать соединительные провода (и соединительные перемычки на трехфазном двигателе).
Когда вы проводите отсоединение, никогда не стесняйтесь предварительно разработать детальную схему замеров и сделать максимум пометок, чтобы в дальнейшем спокойно и без ошибок вновь поставить на место соединительные провода и перемычки.
В омметр должен показывать бесконечность. Однако, он показывает ноль (или очень низкое сопротивление), что без сомнения означает возможность короткого замыкания между двумя обмотками.
Такая проверка менее показательна для однофазного двигателя с вспомогательной обмоткой в случае, если две обмотки невозможно разъединить (когда общая точка С, соединяющая две обмотки, находится внутри двигателя). Действительно, в зависимости от точного места нахождения короткого замыкания, замеры сопротивлений, осуществленные между тремя клеммами (С -> А, С -> Р и Р -> А), дают пониженные, но достаточно несвязанные между собой величины. Например, сопротивление между точками А и Р, может не соответствовать сумме сопротивлений С -> А + С -> Р.
Также, как и в случае обрыва обмоток, при коротком замыкании между обмотками необходимо либо заменить, либо перемотать двигатель.
Обмотка может быть замкнута на массу. Сопротивление изоляции нового двигателя (между каждой из обмоток и массой) должно достигать 1000 MQ. Со временем это сопротивление уменьшается и может упасть до 10... 100 MQ. Как правило, принято считать, что начиная с 1 MQ (1000 kQ) нужно предусматривать замену двигателя, а при величине сопротивления изоляции 500 kQ и ниже, эксплуатация двигателя не допускается (напомним: 1 MQ = 103kQ = 10°>Q).
Обмотка замкнута на массу
Сопротивление стремится к нулю
Если изоляция нарушена, измерение сопротивления между клеммой обмотки и корпусом мотора дает нулевую ветмчину (или очень низкое сопротивление) вместо бесконечности (см. рис. 53.8). Заметим, что такое измерение должно быть выполнено на каждой клемме двигателя с помощью наиболее точного омметра. Перед каждым измерением убедитесь, что ваш омметр в исправном состоянии, и что его зажимы имеют хороший контакт с клеммой и металлом корпуса двигателя (при необходимости, соскоблите краску на корпусе, чтобы добиться хорошего контакта).
В примере на рис. 53.8 измерение указывает на то, что обмотка несомненно может быть замкнута на корпус.
Рис. 53.8.
Однако контакт обмотки с массой может быть и не полным. Действительно, сопротивление изоляции между обмотками и корпусом может становиться достаточно низким, когда двигатель находится под напряжением, чтобы вызывать срабатывание предохранительного автомата, в то же время оставаясь достаточно высоким, чтобы в отсутствие напряжения не быть обнаруженным с помощью обычного омметра.
В этом случае необходимо использовать мегомметр (или аналогичный прибор), который позволяет контролировать сопротивление изоляции с использованием постоянного напряжения от 500 В, вместо нескольких вольт для обычного омметра
При вращении ручного индуктора мегомметра, если сопротивление изоляции в норме, стрелка прибора должна отклоняться влево (поз. 1) и указывать бесконечность (оо). Более слабое отклонение, например, на уровне 10 MQ (поз. 2), указывает на снижение изоляционных характеристик двигателя, которое хотя и недостаточно для того, чтобы только оно привело к срабатыванию защитного автомата, но, тем не менее, должно быть отмечено и устранено, поскольку даже незначительные повреждения изоляции, вдобавок к уже существующим, в большинстве случаев рано или поздно приведут к полной остановке агрегата.
Отметим также, что только мегомметр может позволить выполнить качественную проверку изоляции двух обмоток между собой, когда их невозможно разъединить (см. выше проблему короткого замыкания между обмотками в однофазном двигателе). В заключение укажем, что проверку подозрительного электродвигателя необходимо проводить очень строго.
В любом случае недостаточно только заменить двигатель, но необходимо также найти, вдобавок к этому первопричину неисправности (механического, электрического или иного характера) с тем, чтобы радикально исключить всякую возможность ее повторения. В холодильных компрессорах, где имеется большая вероятность наличия кислоты в рабочем теле (обнаруживаемой простым анализом масла), после замены сгоревшего мотора необходимо будет предпринять дополнительные меры предосторожности. Не следует пренебрегать и осмотром электроаппаратуры (при необходимости, заменяя контактор и прерыватель, проверяя соединения и предохранители...).
Вдобавок к этому, замена компрессора требует от персонала высокой квалификации и строгого соблюдения правил: слива хладагента, при необходимости промывая после этого контур, возможной установки антикислотного фильтра на всасывающей магистрали, замены фильтра-осушителя, поиска утечек, обезвоживания контура путем вакуумирования, заправки контура хладагентом и полного контроля функционирования... Наконец, особенно если изначально установка была заправлена хладагентом типа CFC (R12, R502...), может быть будет возможным и целесообразным воспользоваться заменой компрессора, чтобы поменять тип хладагента?
Б) Конденсаторы
Чтобы запустить однофазный двигатель со вспомогательной обмоткой, необходимо обеспечить сдвиг по фазе переменного тока во вспомогательной обмотке по отношению к основной. Для достижения сдвига по фазе и, следовательно, обеспечения требуемого пускового момента (напомним, что пусковой момент двигателя обязательно должен быть больше момента сопротивления на его валу) используют, в основном, конденсаторы, установленные последовательно со вспомогательной обмоткой. Отныне мы должны запомнить, что если емкость конденсатора выбрана неправильно (слишком малая или слишком большая), достигнутая величина фазового сдвига может не обеспечить запуск двигателя (двигатель стопорится).
В электрооборудовании холодильных установок мы будем иметь дело с двумя типами конденсаторов:
Рабочие (ходовые) конденсаторы (бумажные) небольшой емкости (редко более 30 мкф), и значительных размеров.
Пусковые конденсаторы (электролитические), имеющие, наоборот, большую емкость (может превышать 100 мкф) при относительно небольших размерах. Они не должны находиться постоянно под напряжением, иначе такие конденсаторы очень быстро перегреваются и могут взорваться. Как правило, считается, что время их нахождения под напряжением не должно превышать 5 секунд, а максимально допустимое число запусков составляет не более 20 в час.
С одной стороны, размеры конденсаторов зависят от их емкости (чем больше емкость, тем больше и размеры). Емкость указывается на корпусе конденсатора в микрофарадах (др, или uF, или MF, или MFD, в зависимости от разработчика) с допуском изготовителя, например: 15uF±10% (емкость может составлять от 13,5 до 16,5 мкФ) или 88-108 MFD (емкость составляет от 88 до 108 мкФ).
Кроме того, размеры конденсатора зависят от величины напряжения, указанного на нем (чем выше напряжение, тем больше конденсатор). Полезно напомнить, что указанное разработчиком напряжение является максимальным напряжением, которое можно подавать на конденсатор, не опасаясь его разрушения. Так, если на конденсаторе указано 20мкф/360В, это значит, что такой конденсатор свободно можно использовать в сети с напряжением 220 В, но ни в коем случае нельзя подавать на него напряжение 380 В.
| 53.1. УПРАЖНЕНИЕ |
Попробуйте для каждого из 5 конденсаторов, изображенных на рис. 53.10 в одном и том же масштабе, определить, какие из них являются рабочими (ходовыми), а какие пусковыми.
Конденсатор №1 самый большой по размерам из всех представленных, имеет довольно низкую емкость в сравнении с его размерами. По-видимому, это рабочий конденсатор.
Конденсаторы №3 и №4, при одинаковых размерах, имеют очень небольшую емкость (заметим, что конденсатор №4, предназначенный для использования в сети с напряжением питания, большим, чем конденсатор №3, имеет более низкую емкость). Следовательно, эти два конденсатора также рабочие.
Конденсатор №2 имеет, в сравнении с его размерами, очень большую емкость, следовательно это пусковой конденсатор. Конденсатор №5 имеет емкость несколько меньше, чем №2, но он предназначен для более высокого напряжения: это также пусковой конденсатор.
Проверка конденсаторов. Измерения при помоши омметра, когда они дают те результаты, которые мы только что рассмотрели, являются превосходным свидетельством исправности конденсатора. Тем не менее, они должны быть дополнены измерением фактической емкости конденсатора (вскоре мы увидим, как выполнить такое измерение).
Теперь изучим типичные неисправности конденсаторов (обрыв цепи, короткое замыкание между пластинами, замыкание на массу, пониженная емкость) и способы их выявления. Прежде всего следует заметить, что совершенно недопустимым является вздутие корпуса конденсатора.
В конденсаторе может иметь место обрыв вывода
Тогда омметр, подключенный к выводам и установленный на максимальный диапазон, постоянно показывает бесконечность. При такой неисправности все происходит как в случае отсутствия конденсатора. Однако, если двигатель оснащен конденсатором, значит он для чего-то нужен. Следовательно, мы можем представить себе, что двигатель либо не будет нормально работать, либо не будет запускаться, что зачастую будет обусловливать срабатывание тепловой защиты (тепловое реле защиты, автомат защиты...).
Внутри конденсатора может иметь место короткое замыкание между пластинами
При такой неисправности омметр будет показывать нулевое или очень низкое сопротивление (используйте небольшой диапазон). Иногда компрессор может запуститься (далее мы увидим, почему), но в большинстве случаев короткое замыкание в конденсаторе приводит к срабатыванию тепловой защиты.
Пластины могут быть замкнуты на массу
Пластины конденсатора, также как и обмотки электродвигателя, изолированы от массы. Если сопротивление изоляции резко падает (опасность чего проявляется при чрезмерном перегреве), утечка тока обусловливает отключение установки автоматом защиты.
Такая неисправность может возникать, если конденсатор имеет металлическую оболочку. Сопротивление, измеренное между одним из выводов и корпусом в этом случае стремится к 0, вместо того, чтобы быть бесконечным (проверять нужно оба вывода).
Емкость конденсатора может быть пониженной
В этом случае действительная величина емкости, измеренная на его концах, ниже емкости, указанной на корпусе с учетом допуска изготовителя.
В измеренная емкость должна была бы находиться в пределах от 90 до 110 мкФ. Следовательно, на самом деле, емкость слишком низкая, что не обеспечит требуемые величины сдвига по фазе и пускового момента. В результате двигатель может больше не запуститься.
Рассмотрим теперь, как осуществить измерение фактической емкости конденсатора с помощью несложной схемы, легко реализуемой в условиях монтажной площадки.
О
ВНИМАНИЕ! Чтобы исключить возможные опасности, необходимо перед сборкой этой схемы проверить конденсатор с помощью омметра.
Внешне исправный конденсатор достаточно подключить к сети переменного тока напряжением 220 В и измерить потребляемый ток (конечно, в этом случае, рабочее напряжение конденсатора должно быть не ниже 220 В).
Схему необходимо защитить либо автоматом защиты, либо плавким предохранителем с рубильником. Измерение должно быть как можно более коротким (пусковой конденсатор опасно долго держать под напряжением).
При напряжении 220 В действительная емкость конденсатора (в мкФ) примерно в 14 раз больше потребляемого тока (в амперах).
Например, вы хотите проверить емкость конденсатора (очевидно, это пусковой конденсатор, поэтому время его нахождения под напряжением должно быть очень небольшим, см. рис. 53.21). Поскольку на нем указано, что рабочее напряжение равно 240 В, его можно включить в сеть напряжением 220 В.
Если емкость, обозначенная на конденсаторе составляет 60 мкФ ± 10% (то есть от 54 до 66 мкФ), теоретически он должен потреблять ток силой: 60 / 14 = 4,3 А.
Установим автомат или плавкий предохранитель, рассчитанный на такой ток, подключим трансформаторные клещи и установим на амперметре диапазон измерения, например, 10 А. Подадим напряжение на конденсатор, считаем показания амперметра и тотчас отключим питание.
ВНИМАНИЕ, ОПАСНОСТЬ! Когда вы измеряете емкость пускового конденсатора, время его нахождения под напряжением не должно превышать 5 секунд (практика показывает, что при небольших затратах на организацию процесса измерения, этого времени вполне достаточно для выполнения замера).
В нашем примере, фактическая емкость составляет около 4,1 х 14 = 57 мкФ, то есть конденсатор исправный, поскольку его емкость должна находиться между 54 и 66 мкФ.
Если замеренный ток составил бы, например, 3 А, фактическая емкость была бы 3 х 14 = 42 мкФ. Эта величина выходит за пределы допуска, следовательно нужно было бы заменить конденсатор.
В) Пусковые реле
В большинстве случаев (но не всегда) эти реле подключаются непосредственно к компрессору при помощи двух или трех (в зависимости от моделей) гнезд, в которые входят штеккеры обмоток электродвигателя, предотвращая возможные ошибки при подключении реле к вспомогательной и основной обмоткам. На верхней крышке реле, как правило, нанесены следующие обозначения:
Р / М -> Рабочая (Main) -> Основная обмотка А / S -> Пусковая (Start) -> Вспомогательная обмотка L Линия (Line) -> Фаза питающей сети
Если реле перевернуть верхней крышкой вниз, можно отчетливо услышать стук подвижных контактов, которые скользят свободно.
Поэтому, при установке такого реле необходимо строго выдерживать его пространственную ориентацию, чтобы надпись "Верх" (Тор) находилась сверху, так как если реле перевернуто, его нормально разомкнутый контакт будет постоянно замкнут.
При проверке омметром сопротивления между контактами пускового реле тока (в случае его правильного расположения) между гнездами A/S и Р/М, а также между гнездами L и A/S, должен иметь место разрыв цепи (сопротивление равно со), поскольку при снятом питании контакты реле разомкнуты.
Между гнездами Р/М и L сопротивление близко к 0, соответствуя сопротивлению катушки реле, которая мотается проводом толстого сечения и предназначена для пропускания пускового тока.
Можно также проверить сопротивление реле в перевернутом состоянии. В таком случае, между гнездами A/S и L вместо бесконечности должно быть сопротивление, близкое к нулю.
При монтаже реле тока в перевернутом положении) его контакты будут оставаться постоянно замкнутыми, что не позволит отключать пусковую обмотку. В результате возникает опасность быстрого сгорания электродвигателя.
Изучим теперь работу пускового реле тока в схеме, приведенной на в отсутствие напряжения.
Как только на схему будет подано напряжение, ток пойдет через тепловое реле защиты, основную обмотку и катушку реле. Поскольку контакты A/S и L разомкнуты, пусковая обмотка обесточена и двигатель не запускается - это вызывает резкое возрастание потребляемого тока.
Повышение пускового тока (примерно пятикратное, по отношению к номиналу) обеспечивает такое падение напряжения на катушке реле (между точками L и Р/М), которое становится достаточным, чтобы сердечник втянулся в катушку, контакты A/S и L замкнулись и пусковая обмотка оказалась под напряжением.
Благодаря импульсу, полученному от пусковой обмотки, двигатель запускается и по мере того, как число его оборотов растет, потребляемый ток падает. Одновременно с этим падает напряжение на катушке реле (между L и Р/М). Когда мотор наберет примерно 80% от номинального числа оборотов, напряжение между точками L и Р/М станет недостаточным для удержания сердечника внутри катушки, контакт между A/S и L разомкнётся и полностью отключит пусковую обмотку.
Однако, при такой схеме пусковой момент на валу двигателя очень незначительный, поскольку в ней отсутствует пусковой конденсатор, обеспечивающий достаточную величину сдвига по фазе между током в основной и пусковой обмотках (напомним, что главным назначением конденсатора является увеличение пускового момента). Поэтому данная схема используется только в небольших двигателях с незначительным моментом сопротивления на валу.
Если речь идет о небольших холодильных компрессорах, в которых в качестве расширительного устройства обязательно используются капиллярные трубки, обеспечивающие выравнивание давления в конденсаторе и давления в испарителе при остановках, то в этом случае запуск двигателя происходит при минимально возможном моменте сопротивления на валу {см. раздел 51. "Капиллярные расширительные устройства").
При необходимости повышения пускового момента последовательно с пусковой обмоткой необходимо устанавливать пусковой конденсатор (Cd). Поэтому часто реле тока выпускаются с четырьмя гнездами, как например, в модели, представленной.
Реле такого типа поставляются с шунтирующей перемычкой между гнездами 1 и 2. При необходимости установки пускового конденсатора шунт удаляется.
Отметим, что при прозвонке такого реле омметром между гнездами М и 2 сопротивление будет близким к нулю и равным сопротивлению обмотки реле. Между гнездами 1 и S сопротивление равно бесконечности (при нормальном положении реле) и нулю (при реле, перевернутом крышкой вниз).
ВНИМАНИЕ! При замене неисправного реле тока новое реле всегда должно быть с тем же индексом, что и неисправное.
Действительно, существуют десятки различных модификаций реле тока, каждая из которых имеет свои характеристики (сила тока замыкания и размыкания, максимально допустимая сила тока...). Если вновь устанавливаемое реле имеет отличные от заменяемого реле характеристики, то либо его контакты никогда не будут замыкаться, либо будут оставаться постоянно замкнутыми.
Если контакты никогда не замыкаются, например, из-за того, что пусковое реле тока слишком мощное (рассчитано на замыкание при пусковом токе 12 А, в то время как на самом деле пусковой ток не превышает 8 А), вспомогательная обмотка не может быть запитана и мотор не запускается. Он гудит и отключается тепловым реле защиты.
Заметим, что эти же признаки сопровождают такую неисправность, как поломка контактов реле
В крайнем случае, проверить эту гипотезу можно замкнув накоротко на несколько секунд контакты 1 и S, например. Если мотор запускается, это будет доказательством неисправности реле.
Если контакт остается постоянно замкнутым, например, из-за низкой мощности пускового реле тока (оно должно размыкаться при падении тока до 4 А, а двигатель на номинальном режиме потребляет 6 А), пусковая обмотка окажется все время под напряжением. Заметим, что то же самое произойдет, если вследствие чрезмерной силы тока, контакты реле "приварятся" или если реле установлено верхом вниз*, из-за чего контакты будут оставаться постоянно замкнутыми.
Компрессор будет тогда потреблять огромный ток и, в лучшем случае, отключится тепловым реле защиты (в худшем случае он -сгорит). Если при этом в схеме присутствует пусковой конденсатор, он также будет все время под напряжением и при каждой попытке запуска будет сильно перегреваться, что в конечном счете приведет к его разрушению.
Нормальную работу пускового реле тока можно легко проверить с помощью трансформаторных клещей, установленных в линии конденсатора и пусковой обмотки. Если реле работает нормально, то в момент запуска ток будет максимальным, а когда контакт разомкнётся, амперметр покажет отсутствие тока.
Наконец, чтобы завершить рассмотрение пускового реле тока, нужно остановиться на одной неисправности, которая может возникать при чрезмерном росте давления конденсации. Действительно, любое повышение давления конденсации, чем бы оно ни обусловливалось (например, загрязнен конденсатор), неизбежно приводит к росту потребляемого двигателем тока (см. раздел 10. "Влияние величины давления конденсации на силу тока, потребляемого электромотором компрессора"). Этот рост иногда может оказаться достаточным, чтобы привести к срабатыванию реле и замыканию контактов, в то время как двигатель вращается. Последствия такого явления вы можете себе представить!
* Установка пускового реле в горизонтальной плоскости, как правило, дает такой же результат и также является неверной (прим. ред.).
Когда мощность двигателя растет (становясь выше, чем 600 Вт), возрастает и сила потребляемого тока, и использование пускового реле тока становится невозможным из-за того, что увеличивается потребный диаметр катушки реле. Пусковое реле напряжения тоже имеет катушку и контакты, но в отличие от реле тока, катушка реле напряжения имеет очень высокое сопротивление (наматывается тонким проводом с большим числом витков), а его контакты нормально замкнуты. Поэтому, вероятность перепутать эти два устройства очень незначительна.
представлен внешний вид наиболее распространенного пускового реле напряжения, представляющего собой герметичную коробку черного цвета. Если прозвонить клеммы реле с помощью омметра, можно обнаружить, что между клеммами 1 и 2 сопротивление равно 0, а между 1-5 и 2-5 оно одинаково и составляет, например 8500 Ом (заметим, что клеммы 4 не включаются в схему и используются только для удобства соединения и разводки проводов на корпусе реле).
Контакты реле наверняка находятся между клеммами 1 и 2, поскольку сопротивление между ними равно нулю, однако к какой из этих клемм подключен один из выводов катушки определить нельзя, так как результат при измерениях будет одинаковым (см. схему на рис. 53.29).
Если у вас есть схема реле, проблем с определением общей точки не будет. В противном случае вам потребуется выполнить дополнительно маленький опыт, то есть подать питание вначале на клеммы 1 и 5, а затем 2 и 5 (измеренное между ними сопротивление составило 8500 Ом, следовательно, один из концов катушки подключен либо к клемме 1, либо к клемме 2).
Допустим, что при подаче напряжения на клеммы 1-5, реле будет работать в режиме "дребезга" (как зуммер) и вы отчетливо различите постоянное замыкание и размыкание его контакта (представьте последствия такого режима для двигателя). Это будет признаком того, что клемма 2 является общей и один из концов катушки подключен именно к ней. В случае
неуверенности вы можете проверить себя, подав питание на клеммы 5 и 2 (контакты 1 и 2
разомкнутся и будут оставаться разомкнутыми).
ВНИМАНИЕ! Если вы подадите напряжение на клеммы 1 и 2 (клеммы нормально замкнутых контактов), то получите короткое замыкание, что может быть очень опасным
Чтобы выполнить такую проверку, вы должны использовать напряжение 220 В, если реле предназначено для оснащения двигателя на 220 В (настоятельно рекомендуем использовать в цепи плавкий предохранитель, чтобы защитить схему от возможных ошибок при подключении). Однако может случиться так, что контакты реле не будут размыкаться ни при подаче питания на клеммы 1 и 5, ни при его подаче на клеммы 2 и 5, хотя катушка будет исправной (при прозвонке омметром сопротивление 1-5 и 2-5 одинаково высокое). Это может быть обусловлено самим принципом, заложенным в основу работы схемы с реле напряжения (сразу после данного абзаца мы его рассмотрим), который требует для срабатывания реле повышенного напряжения. Чтобы продолжить проверку, вы можете увеличить напряжение до 380 В (реле при этом ничего не угрожает, так как оно способно выдержать напряжение до 400 В).
Как только на схему подается питание, ток проходит через тепловое реле защиты и основную обмотку (С->Р). Одновременно он проходит через пусковую обмотку (С-»А). нормально замкнутые контакты 2-1 и пусковой конденсатор (Cd). Все условия для запуска соблюдены и двигатель начинает вращение.
По мере того, как двигатель набирает обороты, в пусковой обмотке наводится дополнительное напряжение, которое добавляется к напряжению питания.
В конце запуска наведенное напряжение становится максимальным и напряжение на концах пусковой обмотки может достигать 400 В (при напряжении питания 220 В). Катушка реле напряжения сконструирована таким образом, чтобы разомкнуть контакты точно в тот момент, когда напряжение на ней превысит напряжение питания на величину, определенную разработчиком двигателя. Когда контакты I -2 разомкнутся, катушка реле остается запитанной напряжением, наведенным в пусковой обмотке (эта обмотка, намотанная на основную обмотку, представляет собой как бы вторичную обмотку трансформатора).
Во время запуска очень важно, чтобы напряжение на клеммах реле в точности соответствовало напряжению на концах пусковой обмотки. Поэтому пусковой конденсатор всегда должен включаться в схему между точками I и Р, а не между А и 2 Отметим, что при размыкании контактов 1-2 пусковой конденсатор полностью исключается из схемы.
Существует множество различных моделей реле напряжения, отличающихся своими характеристиками (напряжением замыкания и размыкания контактов...).
Поэтому, при необходимости замены неисправного реле напряжения, для этого нужно использовать реле той же самой модели.
Если реле для замены не вполне соответствует двигателю -это значит, что либо его контакты при запуске не будут замкнуты, либо будут замкнуты постоянно.
Когда при запуске контакты реле оказываются разомкнутыми, например из-за того, что реле слишком маломощное (оно срабатывает при 130 В, то есть сразу после подачи напряжения и пусковая обмотка запитана только как вторичная обмотка), двигатель не сможет запуститься, будет гудеть и отключится тепловым реле защиты (см. рис. 53.33).
Отметим, что такие же признаки будут иметь место в случае поломки контакта. В крайнем случае, всегда можно проверить эту гипотезу, замкнув на мгновение накоротко контакты 1 и 2. Если двигатель запустится, значит контакт отсутствует.
Запуск при помощи термистора (СТР)
Термистор, или терморезистор (СТР* - сокращение, в переводе означает положительный температурный коэффициент, то есть повышение сопротивления при росте температуры) включается в цепь так, как показано на рис. 53.37.
При неподвижном роторе мотора СТР холодный (имеет окружающую температуру) и его сопротивление очень низкое (несколько Ом). Как только на двигатель подается напряжение, запитывается основная обмотка. Одновременно ток проходит через низкое сопротивление СТР и пусковую обмотку, в результате чего двигатель запускается. Однако ток, текущий через пусковую обмотку, проходя через СТР, нагревает его, что обусловливает резкое повышение его температуры, а следовательно и сопротивления. По истечении одной-двух секунд температура СТР становится более 100°С, а его сопротивление легко превышает 1000 Ом.
Резкое повышение сопротивления СТР снижает ток в пусковой обмотке до нескольких миллиампер, что эквивалентно отключению этой обмотки так, как это сделало бы обычное пусковое реле. Слабый ток, не оказывая никакого влияния на состояние пусковой обмотки, продолжает проходить через СТР, оставаясь вполне достаточным, чтобы поддерживать его температуру на нужном уровне.
Такой способ запуска используется некоторыми разработчиками, если момент сопротивления при запуске очень малый, например, в установках с капиллярными расширительными устройствами (где при остановке неизбежно выравнивание давлений).
Однако, когда компрессор остановился, длительность остановки должна быть достаточно большой, чтобы не только обеспечить выравнивание давлений, но и, главным образом, охладить СТР (по расчетам для этого нужно как минимум 5 минут).
Всякая попытка запуска двигателя при горячем СТР (имеющим, следовательно, очень высокое сопротивление) не позволит пусковой обмотке запустить двигатель. За такую попытку можно поплатиться значительным возрастанием тока и срабатыванием теплового реле защиты.
Терморезисторы представляют собой керамические диски или стержни и основным видом неисправностей этого типа пусковых устройств является их растрескивание и разрушение внутренних контактов, наиболее часто обусловленное попытками запуска при горячих СТР, что
неизбежно влечет за собой чрезмерное повышение пускового тока.
. Мы часто указывали на важность соблюдения идентичности моделей при замене неисправных элементов электрооборудования (тепловые реле защиты, пусковые реле...) на новые, либо на те, которые рекомендуются для замены разработчиком. Мы советуем также при замене компрессора менять и комплект пусковых устройств (реле + конденсатор(ы)).
* Иногда встречается термин РТС, который означает то же самое, что и СТР {прим. peo.j.
Г) Обобщение наиболее часто встречающихся схем пусковых устройств
В документации различных разработчиков встречается множество схем с несколькими экзотическими названиями, которые мы сейчас разъясним. Воспользовавшись этим случаем, мы пополним наши знания и увидим роль рабочих конденсаторов.
Для лучшего понимания дальнейшего материала напомним, что в отличие от пусковых конденсаторов, рабочие конденсаторы рассчитаны на постоянное нахождение под напряжением и что конденсатор включается в схему последовательно с пусковой обмоткой, позволяя повысить крутящий момент на вачу двигателя.
1) Схема PSC (Permanent Split Capacitor) - схема с постоянно подключенным конденсатором является самой простой, поскольку в ней отсутствует пусковое реле.
Конденсатор, постоянно находясь под напряжением (см. рис. 53.40\ должен быть рабочим конденсатором. Поскольку с ростом емкости такой тип конденсаторов быстро увеличивается в размерах, их емкость ограничивается небольшими значениями (редко более 30 мкФ).
Следовательно, схема PSC используется, как правило, в небольших двигателях с незначительным моментом сопротивления на валу (малые холодильные компрессоры для капиллярных расширительных устройств, обеспечивающих выравнивание давлений при остановках, вентиляторные двигатели небольших кондиционеров).
При подаче напряжения на схему, постоянно подключенный кон-
денсатор (Ср) дает толчок, позволяя запустить двигатель. Когда двигатель запущен, пусковая обмотка остается под напряжением вместе с последовательно включенным конденсатором, что ограничивает силу тока и позволяет повысить крутящий момент при работе двигателя.
2) Схема СТР. изученная ранее, называется также РТС (Positive Temperature Coefficient) и используется в качестве относительно простого пускового устройства.
Она может быть усовершенствована добавлением постоянно подключенного конденсатор.
При подаче напряжения на схему (после остановки длительностью не менее 5 минут), сопротивление термистора СТР очень низкое и конденсатор Ср, будучи замкнутым накоротко, не влияет на процесс запуска (следовательно, момент сопротивления на валу должен быть незначительным, что требует выравнивания давлений при остановке).
В конце запуска сопротивление СТР резко возрастает, но вспомогательная обмотка остается подключенной к сети через конденсатор Ср, который позволяет повысить крутящий момент при работе двигателя (например, при росте давления конденсации).
Поскольку конденсатор все время находится под напряжением,
пусковые конденсаторы в схемах этого типа использовать нельзя.
| 53.2. УПРАЖНЕНИЕ 2 |
Однофазный двигатель с напряжением питания 220 В, оснащенный рабочим конденсатором с емкостью 3 мкФ, вращает вентилятор кондиционера. Переключатель имеет 4 клеммы: "Вход" (В), "Малая скорость" (МС), "Средняя скорость" (СС), "Большая скорость" (БС), позволяющие скоммутировать двигатель с сетью таким образом, чтобы выбрать требуемое значение (МС, СС или БС) числа оборотов.
Решение
Набросаем, согласно нашему предположению внутреннюю схему двигателя, сверяясь с данными измерения сопротивлений (например, между Г и Ж должно быть 290 Ом, а между Г и 3 - 200 Ом).
Остается только включить в схему переключатель, помня о том, что максимальная скорость вращения (БС) достигается, если двигатель напрямую подключен к сети. И напротив, минимальное число оборотов будет обеспечено при самом слабом напряжении питания, следовательно, при задействовании максимального значения гасящего сопротивления.
Такие двигатели, редко встречающиеся в настоящее время, могут однако использоваться в качестве привода сальниковых компрессоров. Чтобы изменить направление вращения двигателя, достаточно крест-накрест поменять точку соединения пусковой и основной обмоток.
В качестве примера на рис. показано, как конец пусковой обмотки стал началом, а начало - концом.
Заметим, что в этом случае направление прохождения тока по пусковой обмотке изменилось на противоположное, что позволяет дать в момент запуска импульс магнитного поля в обратном направлении.
Наконец, отметим также двухпроводные двигатели с "витком Фраже" или с "фазосдвигаю-щим кольцом", широко используемые для привода небольших вентиляторов с низким моментом сопротивления (как правило, лопастных). Эти двигатели очень надежные, хотя и имеют малый крутящий момент, и при их включении в сеть отсутствуют какие-либо особые проблемы, поскольку они имеют всего два провода (конечно, плюс заземление).
В) Пусковые реле
Вне зависимости от конструкции, задачей пускового реле является отключение пусковой обмотки, как только двигатель наберет примерно 80% номинального числа оборотов. После этого, двигатель считается запущенным и продолжает вращение только с помощью рабочей обмотки.
Существует два основных типа пусковых реле: реле тока и реле напряжения. Мы упомянем также запуск с помощью термистора СТР.
Вначале изучим пусковое реле тока
Этот тип реле, как правило, применяется в небольших однофазных двигателях, используемых для привода компрессоров, мощность которых не превышает 600 Вт (домашние холодильники, небольшие морозильные камеры...).