Група №17 "Схема реверсу однофазного двигуна 220В" (22.04.2020)

Реверс однофазного двигуна

Однофазним називається такий асинхронний двигун, на статорі якого є лише одна робоча обмотка, безпосередньо живиться від єдиної фази мережі. Є в однофазному двигуні і допоміжна (пускова) обмотка, яка використовується тільки в момент старту двигуна, для того щоб надати ротора початковий імпульс, фактично пускова обмотка включається з метою вивести ротор з положення рівноваги, інакше б він не зрушив з місця без сторонньої допомоги, і його довелося б зіштовхувати якось інакше.

Як і в будь-якому двигуні, в однофазному теж є ротор, який обертається, і статор, який нерухомий, а служить лише для створення змінюється в часі магнітного поля. Робоча і пускова обмотки розташовані на статорі один щодо одного під прямим кутом, причому робоча обмотка займає вдвічі більше пазів, ніж пускова.

Можна сказати, що в момент пуску такий двигун працює як двофазний, а після - переходить в однофазний робочий режим. Ротор однофазного асинхронного двигуна по конструкції самий звичайний - короткозамкнений (типу «біляча клітина») або циліндричний (порожнистий).

Що вийшло б, якщо б пусковий обмотки на статорі взагалі не було, або вона була б, але не використовувалася. В цьому випадку, при включенні двигуна в мережу, в робочій обмотці з'явилося б пульсуюче магнітне поле, і ротор б потрапив в умови пронизливого його мінливого магнітного потоку.

Але якщо ротор спочатку нерухомий, а ми раптово подали змінний струм лише в робочу обмотку, то ротор з місця не зрушиться, бо сумарний обертальний момент (проти годинникової стрілки і за годинниковою стрілкою) буде дорівнює нулю, незважаючи на індуковані в роторі ЕРС, і немає причин для обертання, адже виникають сили Ампера один одного точно компенсують.

Але зовсім інша справа, якщо ротор підштовхнути, - тоді він продовжить обертання в тому ж напрямку, що і стартовий поштовх, адже тепер не тільки за законом електромагнітної індукції в роторі наведуть ЕРС і виникнуть відповідні струми, які згідно із законом Ампера стануть від магнітного поля відштовхуватися , а й (оскільки ротор вже має обертання) результуючий момент у напрямку поштовху виявиться більшим, ніж момент проти напрямку поштовху. В результаті отримаємо продовження обертання ротора.

Щоб пускова обмотка змогла ротор в початковий момент штовхнути, вона повинна бути не просто зміщена в просторі щодо робочої обмотки, але ще і ток в ній повинен бути зміщений по фазі щодо струму робочої обмотки, тоді спільна дія двох цих обмоток статора виявиться еквівалентно не просто пульсуючому магнітного поля, але вже обертається магнітному полю. А це - саме те, що необхідно для розгону ротора в момент пуску однофазного двигуна.

Для зсуву по фазі струму в пусковий обмотці, як правило застосовують необхідної ємності конденсатор, включений послідовно з пусковою обмоткою, і створює зрушення фаз в 90 градусів. Це стандартне рішення для двигуна з розщепленої фазою.

Як тільки двигун включається в мережу, оператор натискає на кнопку вимикача, який подає живлення до ланцюга пусковий обмотки, і як тільки обороти досягнуть необхідного значення відповідного номіналу при даній частоті мережі, кнопку відпускають.

Для отримання реверсу однофазного двигуна з конденсаторним пуском, досить забезпечити умова, коли пусковий поштовх буде подаватися в іншому напрямку, ніж подавався спочатку. Це досягається шляхом зміни відносного порядку чергування фаз в робочій і пусковий обмотках.

Для забезпечення даних умови, необхідно перемкнути робочу або пускову обмотку, тобто поміняти «полярність» підключення її висновків до мережі або до мережі і до конденсатору. Це нескладно реалізувати, оскільки на однофазному двигуні є клеммник, на який виведені кожен з кінців як пусковий, так і робочої обмоток. Робоча обмотка має меншу активний опір, ніж пускова, тому її нескладно знайти за допомогою мультиметра. Краще рішення - розмістити висновки пусковий обмотки на двополюсний перемикач без фіксації.