Обмотчик электрических машин — Особенности схем обмоток одно- и двухфазных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели мощностью до 1, редко до 2 кВт, широко применяют в условиях, когда имеется только однофазная сеть, например, для привода механизмов различных приборов, электрифицированного инструмента, в бытовых механизмах и т. п. Если обмотку двигателя питать однофазным током, то электромагнитное поле в нем будет не вращающимся, как в трехфазных машинах, а пульсирующим, энергетические показатели будут хуже, чем у трехфазных, а пусковой момент будет равен нулю, т. е. двигатель без специальных устройств не сможет начать работать. Поэтому в статорах однофазных двигателей устанавливают две обмотки, которые часто называют также фазами обмотки. Одна из них — главная, или рабочая, другая — вспомогательная.
Рис. 39. Оси обмоток двух- и однофазных двигателей: а — расположение катушек разных фаз в пазах статора, б — условное изображение фаз обмотки
Обмотки располагаются по пазам статора так, что их оси сдвинуты друг относительно друга в пространстве на электрический угол 90° (рис. 39). Если фазы токов обмоток будут не одинаковы, т. е. сдвинуты во времени, то электромагнитное поле в двигателе становится вращающимся. Энергетические показатели двигателя улучшаются и появляется пусковой момент. При сдвиге фаз токов на электрический угол 90° и одинаковых мдс обмоток поле становится круговым и кпд однофазного двигателя будет наибольшим. Добиться этого можно, выполнив обе обмотки двигателя одинаковыми и подключив последовательно к одной из них конденсатор (рис. 40, а). Такие двигателями называются однофазными конденсаторными.
Емкость конденсатора, необходимая для получения кругового поля, зависит от активных и индуктивных сопротивлений обмоток двигателя и от его нагрузки. Для однофазных конденсаторных двигателей конденсатор рассчитывают так, чтобы поле было круговым при номинальной нагрузке. Его включают последовательно с одной из фаз обмоток на все время работы. Этот конденсатор называют рабочим и обозначают Ср. Во время пуска двигателя емкость рабочего конденсатора оказывается недостаточной для образования кругового поля и пусковой момент двигателя невелик. Для увеличения пускового момента параллельно с рабочим конденсатором включают второй — пусковой конденсатор (С). Суммарная емкость рабочего и пускового конденсаторов обеспечивает получение кругового вращающегося поля во время пуска двигателя и пусковой момент его увеличивается. После разгона двигателя пусковой конденсатор отключают, а рабочий остается включенным (рис. 40, б). Таким образом, двигатель запускается и работает с номинальной нагрузкой при вращающемся круговом поле.
Рис. 40. Схемы включения однофазных двигателей:
а — с постоянно включенным конденсатором (конденсаторные двигатели), б — с рабочим и пусковым конденсаторами, в — с пусковым элементом; Ср — рабочий конденсатор, Сп— пусковой конденсатор; ПЭ — пусковой элемент
Рис. 41. Схема однослойной концентрической обмотки с т—2, Z— 16, 2р—2, выполненной вразвалку
В однофазных конденсаторных двигателях обе обмотки, и главная и вспомогательная, выполняются одинаковыми, т. е. с одинаковым числом витков и катушек, из одинакового обмоточного провода. Они располагаются в одинаковом числе пазов, симметрично со сдвигом осей на 90°.
В статорах большинства одно- и двухфазных двигателей применяют всыпные однослойные обмотки с концентрическими катушками (рис. 41). Они имеют либо четыре выводных конца — начала и концы главной и вспомогательной фаз, либо только три. При трех выводах концы главной и вспомогательной фаз соединяются между собой внутри корпуса и наружу выводится провод от места их соединения — общая точка обмотки. Обозначение выводов обмоток приведено в табл. 3.
Для уменьшения вылета лобовых частей катушек однослойные обмотки часто выполняют вразвалку. Если число пазов на полюс и фазу четное, то обмотки вразвалку по существу не отличаются от таких же обмоток трехфазных машин (см. рис. 24). Если же число q нечетное, то большие катушки в группах делают «расчесанными», т. е. отгибают лобовые части половины их витков в одну, а второй половины — в другую сторону (рис. 42).
Рис. 42. Схема однослойной концентрической обмотки с т— 2, Z—24, 2р=4, q= 3, выполненной с «расчесанными» катушками
Необходимость установки конденсаторов удорожает однофазные двигатели, увеличивает их габариты и снижает надежность, так как конденсаторы выходят из строя чаще, чем сами двигатели. Поэтому большинство однофазных асинхронных двигателей рассчитывают на работу только с одной — главной обмоткой. Однако для того, чтобы их можно было пустить, устанавливают и вторую — вспомогательную обмотку, которую часто называют пусковой. Она предназначается только для создания вращающегося поля при пуске двигателя. Такие однофазные двигатели называют двигателями с пусковой фазой.
Сдвиг фаз токов главной (рабочей) и пусковой обмоток достигается изменением сопротивления пусковой обмотки путем включения последовательно с ней так называемого пускового элемента (см. рлс. 40, в) — конденсатора или резистора (чаще всего используют более дешевый — резистор).
Пусковые обмотки, как правило, отличаются от рабочих и по числу витков, и по числу катушек, и сечением провода. Они обычно занимают 2/3 всех пазов статора. В оставшихся 2/3 пазов располагается рабочая обмотка. Схемы соединений и числа полюсов рабочей и пусковой обмоток одинаковы (рис. 43).
Рис. 43. Схема однослойной концентрической обмотки однофазного двигателя с пусковой фазой с Z=24, 2р=4; C1— С2 — главная фаза, В l— В2 — пусковая фаза
Рис. 44. Образование бифилярных витков
Рис. 45. Схема обмотки с катушками, имеющими бифилярные витки:
а — изображение катушек с би- филярными витками на схеме обмотки, б — схема обмотки с Z = 24, 2р=4 
Чтобы избежать установки резисторов, которые должны быть рассчитаны на полный пусковой ток, во многих однофазных двигателях пусковую обмотку выполняют с повышенным сопротивлением пусковой фазы. Для этой цели пусковую обмотку наматывают из провода меньшего сечения, чем рабочую, или выполняют ее с частично бифилярной намоткой. При этом длина провода обмотки возрастает, ее активное сопротивление увеличивается, а индуктивное сопротивление и мдс остаются такими же, как и без бифилярных витков. Чтобы образовались бифилярные витки, катушку пусковой обмотки выполняют из двух секций со встречным направлением намотки (рис. 44). Одна секция, направление намотки которой совпадает с нужной для пуска машины полярностью, называется основной, а секция со встречной намоткой — бифилярной. Бифилярная секция имеет всегда меньше витков, чем основная. На схемах обмоток катушки, имеющие частично бифилярную намотку, обозначают петлей (рис. 45, а). На рис. 45, б показана схема обмотки с пусковой фазой, имеющей частично бифилярную намотку. Главная обмотка выполнена концентрическими катушками вразвалку. Петли у катушек пусковой фазы на схеме обозначают, что они выполнены с частично бифилярной намоткой.
Пусковая обмотка однофазных двигателей рассчитана только на кратковременную работу — на время пуска двигателя. Ее необходимо отключить от сети сразу же, как только двигатель разгонится, иначе она перегреется и двигатель выйдет из строя.
Рис. 46. Короткозамкнутый виток на полюсе асинхронного однофазного двигателя:
1 — короткозамкнутый виток, 2 —обмотка, 3 — сердечник
Такие двигатели применяются, например, для привода компрессоров во всех бытовых холодильниках. Тепловое реле холодильника включает обе обмотки двигателя, а после его разгона отключает пусковую обмотку. Двигатель работает с одной включенной рабочей обмоткой.
В небольших, мощностью до нескольких десятков ватт однофазных асинхронных двигателях вращающееся поле и в период пуска и во время работы получают более простым способом. Двигатель делают с явнополюсным статором. Часть площади полюсного наконечника охватывают короткозамкнутым витком (рис. 46), в котором индуктируется ЭДС и возникает ток. Под влиянием тока в витке поток полюса раздваивается и фаза потока под частью полюсного наконечника, охваченной короткозамкнутым витком, сдвигается по сравнению с основным потоком. В результате поле становится вращающимся, однако не круговым, так как нельзя таким образом достичь сдвига фаз на 90°, а эллиптическим, но достаточным для возникновения небольшого пускового момента. Такие двигатели называют однофазными с экранированными полюсами или с короткозамкнутыми витками на полюсе. _ Они широко применяются, например, в различных бытовых вентиляторах, так как пуск вентиляторов происходит с малым моментом сопротивления на валу. Основным достоинством двигателей с экранированными полюсами является простота их конструкции и технологии изготовления.
В отличие от однофазных двухфазные двигатели питаются от двухфазной сети. Они используются в основном в различных системах управления, в которых сдвиг фаз питающей сети создается самой схемой. Их статор имеет также две обмотки, одна из которых носит название обмотки возбуждения, а вторая — обмотки управления. Обмотка возбуждения подключена к сети с неизменным по амплитуде напряжением. Регулирование частоты вращения двигателей осуществляется изменением амплитуды тока обмотки управления или его фазы. Иногда применяется и тот и другой метод управления одновременно. При равенстве токов и сдвиге их фаз на 90° поле двигателя круговое. При изменении тока обмотки управления или его фазы поле становится эллиптическим, электромагнитный момент двигателя и частота его вращения уменьшаются.
Двигатели рассчитывают так, что при пульсирующем поле они работать не могут. Поэтому при уменьшении сдвига фаз токов в обмотках до нуля или снятия напряжения с обмотки управления двигатели останавливаются. Как только фаза тока в обмотке управления изменится или подано напряжение при постоянном сдвиге фаз, двигатели начинают работать. Обмотки двухфазных двигателей в большинстве случаев одинаковые и симметрично расположены в пазах статора.
- Какую обмотку называют однослойной концентрической?
- В чем состоит особенность концентрических обмоток вразвалку?
- Чем отличаются равнокатушечные однослойные обмотки от концентрических?
- Как изображается катушечная группа двухслойной обмотки на условной схеме?
- Во сколько параллельных ветвей можно соединить двух- и однослойную обмотки шестиполюсной машины?
- Чем отличается обмотка с дробным числом пазов на полюс и фазу от обмотки с целым q?
- Какие двигатели называют многоскоростными и в чем особенность их обмоток?
- Как называются обмотки двухфазных двигателей?
- Какие двигатели называют однофазными конденсаторными?
- Какие схемы применяют для пуска однофазных асинхронных двигателей?
Какое сопротивление обмоток асинхронного двигателя таблица
- ВКонтакте
23. Электродвигатели переменного тока
Т, М — производятся в сроки, устанавливаемые системой ППР.
23.1. Измерение сопротивления изоляции:
У электродвигателей мощностью более 5 МВт измерения производятся в соответствии с установленными нормами и инструкциями заводов-изготовителей
Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром на напряжение:
500 В — у электродвига-телей напряжением до 500 В
1000 В — у электродвига-телей напряжением до 1000В
2500 В — у электродвига-телей напряжением выше 1000 В
1) обмоток статора, у электродвигателей на напряжение выше 1000 В или мощностью от 1 МВт до 5 МВт
Сопротивление изоляции должно быть не ниже значений, приведенных в табл.28 (Приложение 3.1)
2) обмоток статора, у электродвигателей на напряжение до1000 В
Сопротивление изоляции обмоток должно быть не менее 1 МОм при температуре 10-30°С, а при температуре 60°С — 0,5 МОм
Значения сопротивлений относятся ко всем видам изоляции
3) коэффициент абсорбции (отношение R60/R15) обмоток статора электродвигателей напряжением выше 1000 В
Значение R60/R15 должно быть не ниже 1,3 у электро-двигателей с термореактивной изоляцией и не ниже 1,2 у электродвигателей с микалентной компаундированной изоляцией
Производится мегаомметром на напряжение 2500 В для электродвигателей мощностью от 1 до 5 МВт, а также меньшей мощности для электродвигателей наружной установки с микалентной компаундированной изоляцией
4) обмоток ротора
Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,2 МОм
Производится у синхронных электродвигателей и асинхронных электродвигателей с фазным ротором напряжением 3 кВ и выше или мощностью более 1 МВт мегаомметром на напряжение 1000 В (допускается 500 В)
5) термоиндикаторов с соединительными проводами
Производится мегаомметром на напряжение 250 В
Производится у электродвигателей напряжением 3 кВ и выше, подшипники которых имеют изоляцию относительно корпуса, производятся относительно фундаментной плиты при полностью собранных маслопроводах мегаомметром на напряжение 1000 В при ремонтах с выемкой ротора
23.2. Оценка состояния изоляции обмоток электродвигателей перед включением
Электродвигатели включаются без сушки, если значения сопротивления изоляции обмоток и коэффициента абсорбции не ниже значений, приведенных в п.23.1.
23.3. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты
Значение испытательного напряжения принимается по табл.29 (Приложение 3.1)
По решению технического руководителя Потребителя испытание электродвигателей напряжением до 1000 В может не производиться
23.4. Измерение сопротивления постоянному току:
1) обмоток статора и ротора;
Измеренные значения сопротивлений различных фаз обмоток, приведенные к одинаковой температуре, не должны отличаться друг от друга и от исходных данных более чем на ±2%
Производится у электродвигателей напряжением 3 кВ и выше, сопротивление обмотки ротора измеряется у синхронных двигателей и электродвигателей с фазным ротором
2) реостатов и пускорегулировочных резисторов
Сопротивление не должно отличаться от исходных значений более чем на ±10%
У электродвигателей напряжение 3 кВ и выше производится на всех ответвлениях. У остальных измеряется общее сопротивление реостатов и пусковых резисторов и проверяется целостность отпаек
23.5. Измерение зазоров между сталью ротора и статора
У электродвигателей мощностью 1000 кВт и более, у всех электродвигателей ответственных механизмов, а также у электродвигателей с выносными подшипниками скольжения размеры воздушных зазоров в точках, расположенных по окружности ротора и сдвинутых относительно друг друга на угол 90°, или в точках, специально предусмотренных при изготовлении электродвигателя, не должны отличаться более чем на 10% от среднего размера
Производится, если позволяет конструкция электродвигателя
23.6. Измерение зазоров в подшипниках скольжения
Увеличение зазоров в подшипниках скольжения сверх значений, приведенных в табл.30 (Приложение 3.1), указывает на необходимость перезаливки вкладыша
23.7. Проверка электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом
Ток холостого хода не должен отличаться более чем на 10% от значения, указанного в каталоге или в инструкции завода изготовителя. Продолжительность испытания — 1 час
Производится у электродвигателей напряжением 3 кВ и выше и мощностью 100 кВт и более
23.8. Измерение вибрации подшипников электродвигателя
Вертикальная и поперечная составляющая вибрации, измеренные на подшипниках электро-двигателей, сочлененных с механизмами, не должна превышать значений, указанных в заводских инструкциях. При отсутствии таких указаний см. табл.31 (Приложение 3.1)
Производится у электро-двигателей напряжением 3 кВ и выше и электро-двигателей ответственных механизмов
23.9. Измерение разбега ротора в осевом направлении
Не выше 4 мм, если в заводской инструкции не установлена другая норма
Производится у электро-двигателей, имеющих подшипники скольжения, ответственных механизмов или в случае выемки ротора
23.10. Проверка работы электродвига-теля под нагрузкой
Производится при нагрузке электродвигателя не менее 50% номинальной
Производится у электро-двигателей напряжением выше 1000 В
23.11. Гидравлические испытания воздухоохладителя
Производится избыточным давлением 0,2-0,25 МПа (2-2,5 кгс/см 2 ), если отсутствуют другие указания завода-изготовителя
Продолжительность испытания — 5-10 мин
23.12. Проверка исправности стержней короткозамкнутого ротора
Стержни коротко-замкнутых электродвигателей должны быть целыми
Производится у асинхронных электродвига-телей мощностью 100 кВт и более
23.13. Испытание возбудителей
Производится у синхронных электро-двигателей в соответствии с требованиями заводских инструкций
Обмоточные данные электродвигателей АИР и 4А. Справочник обмотчика
Обмоточные данные электродвигателя или проще, обмотка двигателя – это технические параметры обмотки статора и ротора, данные значения, а также способ намотки влияют на качество и характеристики: мощность, количество оборотов (частота вращения) электродвигателя переменного тока. С внутренней стороны полый цилиндр сердечника статора снабжен пазами, в которые закладывается статорная обмотка.
Основные данные для расчета обмотки: напряжение, скорость вращения, подключение звезда или треугольник. Важная обмоточная характеристика, влияющая на стоимость замены или ремонт обмотки электродвигателя – это общая масса меди обмоточного провода. Также при самостоятельном ремонте пригодится – расчет сечения кабеля по мощности электродвигателя серии АИР и 4А.
Не редко про справочник обмоточных данных вспоминают, когда мотор нуждается в капитальном ремонте — например:
- Обмотка статора асинхронного двигателя перегрелась и нужна замена обмотки электродвигателя
- Произошел обрыв обмотки или износ ротора — необходимо измерить сопротивление обмоток асинхронного двигателя
Любая из перечисленных поломок приведет к затратам на восстановление электродвигателя или покупки нового асинхронного электромотора.
Перед тем как купить электродвигатель из каталога, узнайте обмоточные данные (вес и диаметр медного провода). Также помните, что параметры обмотки электродвигателя в зависимости от выбранного производителя, могут отличаться. Ключевые отличия обмоток двигателя: толщина провода и общая масса использованной меди в намотке – это признаки качества, надежности и устойчивости к перегрузкам трехфазного асинхронного электродвигателя в работе.
Устройство электродвигателя
Cтатор электродвигателя с тройной обмоткой
Статор асинхронного двигателя – внутренняя поверхность статора гладкая. Сердечник статора собирают из тонких штампованных стальных листов. Сердечник статора устанавливают в стальном корпусе. В пазы статора укладывается обмотка из медной проволоки. Статор электродвигателя – фазовые обмотки подключаются по схеме звезда или треугольник. На изоляционный щиток корпуса выводятся начало и концы обмоток. Устройство статора в таком исполнении обмотки делает возможным подключение электродвигателя к сети переменного тока 380В и 220 Вольт.
У данных электромоторов двухполюсное вращение магнитного поля, число оборотов в секунду равна количеству периодов изменения тока в секунду.
Число катушек, образующих обмотку, должно быть кратно трем (3, 6, 9, 12 и т.д.). Например: четырехполосное вращающееся магнитное поле — статор двигателя имеет шесть обмоток. Если обмоток девять – электродвигатель обладает шестиполосным магнитным полем.
Ротор трехфазного асинхронного двигателя
Ротор электродвигателя – укрепленный цилиндр на валу, состоит из штампованной электротехнической стали. Самое распространенное исполнение ротора выполнено с короткозамкнутой обмоткой. Торцевые концы стержней замыкаются кольцами. Двигатели большой мощности комплектуются фазной обмоткой (катущечной) изолированным проводом.
Ротор двигателя состоит из листов штампованной стали. В пазы ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором закладывается медная обмотка.
Короткозамкнутый ротор — его обмотка, собрана из медных стержней. Торцы стержней соединяются медным кольцом, стержни в пазах не имеют изоляцию.
Основной раздел справочника обмотчика
Обмоточные данные электродвигателей серии АИР
Таблица обмоточных данных – содержит основные параметры и расчет обмотки импортных трехфазных асинхронных электродвигателей серии АИР габаритного размера 71 мм — 250 мм, со скоростью вращения: 3000, 1500, 1000 и 750 оборотов в минуту.
Тип электродвигателя
(мощность и обороты)
Обмоточные данные АИР
Условные обозначения обмоточных данных АИР
Обмоточные данные электродвигателей АИР — расшифровка обозначений из таблицы:
- Z1, мм – количество пазов статора
- y – шаг обмотки по пазам
- L1, мм – длинна сердечника статора
- d, мм – диаметр жилы обмоточного провода
- Di, мм – внутренний диаметр сердечника статора
- М, кг – масса провода обмотки
- a – количество параллельных ветвей
- d, мм – диаметр жилы обмоточного провода
- N – количество проводников в пазе статора
- М, кг – масса провода обмотки
- y – шаг обмотки по пазам
- L1, мм – длинна сердечника статора
- Dа, мм – внешний диаметр сердечника статора
- Z1, мм – количество пазов статора
- Di, мм – внутренний диаметр сердечника статора
- Z2, мм – количество пазов ротора
Обмоточные данные электродвигателей серии 4А
Таблица обмоточных данных – содержит основные параметры и расчет обмотки импортных трехфазных асинхронных электродвигателей серии 4А габаритного размера 50 мм — 250 мм.
Тип двигателя
Обмоточные данные двигателя 4А
Условные обозначения обмоточных данных 4А
Обмоточные данные электродвигателей 4А (4АН) — расшифровка обозначений из таблицы:
Дополнительная информация и сведения для обмотчика
Обмоточные данные двигателей серии 4АН
Таблица с обмоточными данными – включает основные параметры и расчет обмотки двухскоростных лифтовых электродвигателей серии 4АН, габаритные размеры от 180 до 250 мм.
Тип двигателя — двухскоростной лифтовый
Обмоточные данные электродвигателя 4АН
Помощь экспертов
Если остались вопросы и нужна консультация по обмоточным данным электродвигателей АИР? Вы всегда можете связаться с менеджером «ЗЭМО», для уточнения нужной информации. Квалифицированные специалисты компании помогут узнать мощность, подобрать качественный электромотор с нужными характеристики, определить начало и конец обмоток. Ремонтный цех предприятия в сжатые сроки произведет ремонт Вашего нерабочего электродвигателя АИР.
Помимо классических общепромышленных электродвигателей АИР, на наших складах можно найти крановые электродвигатели МТН, MTF (МТФ) и другие модели. В наличии белорусские электродвигатели со встроенным электромагнитным тормозом и промышленные редукторы. Также для наших клиентов существует услуга по установке тормоза на уже имеющейся у них двигатель АИР.
Как прозвонить асинхронный трёхфазный электродвигатель
Работая промышленным электриком по ремонту и обслуживанию электрооборудования приходилось часто менять электродвигатели вентиляции и различных станков. Для более быстрой предварительной диагностики неисправного электродвигателя выработалась методика проверки мультиметром:
1) Измерить сопротивление обмоток между фазными выводами А-В, А-С и В-С, оно должно быть примерно одинаковым.
2) Измерить сопротивление между выводами обмоток и корпусом электродвигателя в пределе измерений прибора 2 МОм или 2000 кОм, оно не должно показать ничего, значит пробоя на корпус нет.
Не забываем что провода прибора тоже имеют своё сопротивление, так что при сопоставлении измеренных данных с табличными, вычитайте это сопротивление. На видео показаны примеры измерения:
Составил таблицы сопротивлений обмоток некоторых электродвигателей по данным старых книг по перемотке, рассчитав последний столбец методом сложения сопротивления двух обмоток, так как при измерении между выводами А-В, В-С, А-С это и есть последовательное соединение двух обмоток (соединение звезда — все 3 обмотки соединены в одной точке). В таблицах указаны обороты двигателя в зависимости от числа пар полюсов, то есть 750 об/мин, 1000, 1500 и 3000, но на практике они всегда немного меньше и реальные обороты указаны на табличках электродвигателей. Старые движки уже могли быть перемотаны не один раз, и с табличными данными могут не совпадать, но в пределах этого. Так что эта информация нужна только для примерного сопоставления мощности от сопротивления обмоток, у электродвигателей других производителей сопротивление обмоток может отличаться существенно.
Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
Таблица 4
Таблица 5
Таблица 6
Таблица 7