Как подключить однофазный двигатель

Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Поэтому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В этой статье рассмотрим, как правильно сделать подключение однофазного двигателя.

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатки коллекторных двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

• один с рабочей обмотки — рабочий;
• с пусковой обмотки;
• общий.

С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.

Со всеми этими

Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

подключение однофазного двигателя

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно). К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку.

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

• рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
• пусковой — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема подключения мотора от стиральной машины

Хорошие моторы стоят в стиральных машинах, даже когда последняя выходит из строя и выбрасывается — двигатели оставляют и позже используют в хозяйстве (например для мини-станка). Здесь будет рассмотрен типичный двигатель от стиральной машины автомат (нового и старого типа) и схема его отдельного подключения к 220 В. Но вначале позвольте выложить немного скучной теории, которую можно и пропустить перейдя ко второй, практической, части статьи.

Теория работы электромотора на 220 В

Асинхронные двигатели для однофазной сети, представляют собой в основном двигатели с двухфазными обмотками и с вспомогательной фазой, берущейся от конденсатора. Такие моторы используются в бытовой технике. Подобный двигатель используется, в частности, в приводе стиральной машины. В дополнение к моторам с двухфазной обмоткой моторы с трехфазной обмоткой иногда используются в некоторых других бытовых приборах.

Двигатель во время прямого запуска может получить из сети ток, значительно превышающий его номинальное значение. Этот ток называется пусковым током двигателя, и его значение изменяется в районе Ir = 5-7In.

Одним из способов уменьшения пускового тока является использование переключателя звезда-треугольник. Двигатель, предназначенный для работы статора в треугольном включении при заданном сетевом напряжении, включается в систему звезда в момент запуска:

Ввиду пониженного напряжения поступающего на фазу обмотки статора и изменения соединений от треугольника к звезде ток, взятый из сети, будет уменьшаться в три раза по сравнению с пусковым током в треугольной схеме. Однако при подключении в звезду двигатель имеет в три раза меньше пускового момента, что делает невозможным использование этого метода во время тяжелого пуска (с большой нагрузкой).

Конденсатор для электромотора

Для небольших двигателей ( 1 кВт) предполагается ёмкость около 70 мкФ / 1 кВт. Необходимо использовать пусковые конденсаторы с рабочими напряжениями 400..630 В переменного тока.

Вы можете опустить расчёты и просто подключить стандартный двигатель от стиралки к 1 фазе 220 В через 7 микрофарадный конденсатор, включенный между нужными клеммами. К середине подключите первый провод электросети, а второй в зависимости от направления вращения к одному из конденсаторных. Падение мощности составит 30% — это в теории.

Вопрос о выборе конденсатора решается легко. Вот примеры значений емкости для разных мощностей двигателя.

Pn [Вт] 90 120 180 250 370 550 750 1100
С [мкФ] 4 5 6 8 12 16 20 30

Мощность вращения в стиральной машине в обоих направлениях одинакова. Это моторы с типичным соединением для однофазного двигателя. Основная обмотка подключена непосредственно к 220 В и параллельно ей подключена фазовая обмотка вместе с последовательно соединенным конденсатором. Если вы перевернете провода фазовой обмотки, двигатель перейдет на вращение в другую сторону, но мощность будет немного меньше. Эта схема работает во время отжима. То же самое для медленных и быстрых вращений — ёмкость переключается внутри стиралки с 7 мкФ на 16 мкФ. Более подробно про конденсатор читайте тут

Подключение мотора от СМА

Этот двигатель содержит две независимые обмотки:

для синхронной скорости 3000 об / мин — двухфазная обмотка.

для синхронной скорости 500 об / мин — симметричная трехфазная обмотка. Трехфазная система подключения позволяет изменять скорость вращения путем переключения питания обмотки.

Двигатель старого типа имеет обычно 5 проводов черного, синего, белого, красного и зеленого цвета. Была проведена серия измерений для определения обмоток и сопротивления между ними вышло таким:

• Сине-черным 85 Ом
• Сине-зеленый 85 Ом
• Черно-зеленый 80 Ом
• Бело-синий 15 Ом
• Белый-красный 30 Ом

Подключение старого электродвигателя требует поиска обмотки запуска с помощью мультиметра.

• ПО — начальная обмотка. Он предназначен только для запуска двигателя и запускается в самом начале, пока двигатель не начнет вращаться.
• OB — обмотка возбуждения. Это рабочая обмотка, которая работает постоянно и постоянно поворачивает двигатель.
• SB — кнопка, с которой напряжение подается на пусковую катушку и выключается при запуске двигателя.

Подключение электродвигателя от новой стиралки

Если вы посмотрите на клеммную колодку с проводами спереди, то обычно первые два левых провода являются проводами таходатчика, благодаря которым измеряется и регулируется скорость вращения мотора стиральной машины. Они нам не нужны — перечеркнуты крестом.

В разных моделях стиральных машин провода различаются по цвету, но принцип соединения остается неизменным. Вам просто нужно найти необходимые провода, прозванивая их мультиметром.

Рабочий тахогенератор в спокойном состоянии обычно имеет сопротивление 50-100 Ом. Вы сразу найдете эти провода и отключите их.

Если надо изменить частоту вращения двигателя в противоположном направлении, просто перетащите перемычку на другие контакты. Посмотрите на схемы, как это выглядит.

Два контакта проходят через щетки к обмоткам ротора, а два другие контакта идут к обмотке статора. Остальные контакты — датчик для измерения скорости вращения мотора. Обмотки ротора и статора соединены последовательно и меняя концы одной из обмоток, вы меняете направление вращения. Без электронного регулятора двигатель будет разгоняться до нескольких тысяч оборотов в минуту (как при максимальном отжиме).