Асинхронный электродвигатель аве 071 4сухл4

Асинхронный электродвигатель аве 071 4сухл4

пара вечеров.
Итак очередной законченный проект.
Заточной станок ЗС-220-180-1350

Собран на движке от старой стиральной машины типа "Вятка". Долго этот движок валялся в гараже, и наконец то дошли до него руки. Собрали за два вечера, первый вечер ушёл на крепление движка к основанию, подборке кондёров и поискам схемы подключения в нэте по мобиле. За второй вечер выточили планшайбы и втулку для крепления абразивного диска на валу, установке выключателя и дополнительной розетке.

Двигатель асинхронный
тип АВЕ-071-4С УХЛ4
50Hz 180W cos&0.90 1350об/мин
1Р10

220V 1.5А КПД60% S3

Конденсаторы:
МБГО-1 1мкФ/600В * 4 штуки.

Фотографии с чёрным основанием относятся к первой изначальной версии. Далее пришлось пересобрать станок на другом основании, потому что предыдущая версия постояла в луже чуток и основание разбухло, да и для экономии места выкинули розетки, чтоб станочек поместился в шкаф.
После фотографий два видеоролика по сборке.








































Видеоролик по сборке (нарезка фотографий с описанием)

Видеоролик с ускоренной съёмкой сборки станка:

Статор имеет 24 паза, в которые вкладываю пусковую и рабочую обмотку, состоящие из 4 катушечных групп по три катушки. Схема обмотки двухслойная равнокатушечная.

Таблица 1.4 — Обмоточные данные двигателя. [8]

Без изоляции, мм

Сопротивление обмоток, Ом

Методика перемотки статора электродвигателя:

Перед перемоткой двигателя необходимо извлечь из статора старую обмотку. Для этого разбирают двигатель и срезают лобовую часть обмотки, затем статор помещают в печь для расплавления лака в пазах. По истечению нескольких часов статор вынимают из печи и при помощи крючка извлекают старую обмотку. После удаления старой обмотки пазы очищают от пазовой изоляции, и равняют магнитопровод который в результате извлечения обмотки может быть немного сдвинут. Далее на намоточном станке наматывают 4 катушечных группы по 3 катушки в соответствии с обмоточными данными электродвигателя. Далее пазы статора гильзуют гильзами из электрокартона. После гильзовки в пазы статора вкладывают намотанные катушки и делают выводы от них, накладывают бандаж на лобовые части обмотки и пропитывают лаком. После пропитки статор сушат. После сушки проверяют обмотки статора на наличие цепи и проверяют сопротивление изоляции обмотки. Далее электродвигатель собирают и проверяют его работоспособность, потребляемый ток и мощность.

Рисунок 1.2 — Развернутая схема обмотки статора электродвигателя АВЕ — 071 — 4С

Данные для расчета:

· Полезная мощность на валу Р2, 180 Вт

· Напряжение питания U1, 220 В

· Частота сети f1, 50 Гц

· Потребляемый ток I1, 1.4 А

· Синхронная частота вращения n1, 1500 мин-1

· Скорость вращения ротора n2, 1350 мин-1

· Число пазов ротора Z2, 18

· Число полюсов статора Z1, 24

· Диаметр расточки статора Да, 7 см

· Внешний диаметр пакета статора Дн, 11.6 см

· Расчетная длинна статора l0, 3.8 см

Основные размеры двигателя

Расчетная мощность двигателя:

где Р 2 — по условию

= 60% — коэффициент полезного действия

cos = 0.9 — коэффициент полезного действия

Расчетная длинна пакета статора:

где К1 — отношение расчетной длинны статора к диаметру его расточки. Берется в пределах 0.51.4

Да — диаметр расточки статора по данным

Число пар полюсов:

где n1, f — по данным

где Да — из формулы (1.2)

Шаг обмотки по пазам:

где Z1 — по данным

Отношение мощности, потребляемой пусковой обмоткой к мощности, потребляемой рабочей обмоткой:

где Р3 — мощность, потребляемая пусковой обмоткой

Р1 — мощность, потребляемая рабочей обмоткой

У конденсаторных двигателей это соотношение имеет значение:

13 = 0.3 1

13 = 1

13 можно выбрать равным:

где W3 — число витков пусковой обмотки по данным

q3 — сечение провода пусковой обмотки, взятый с обмоточных данных двигателя

W1, q1 — число витков и сечение провода рабочей обмотки, определяем из справочных данных.

Значение магнитной индукции в воздушном зазоре

Амплитуда магнитной индукции, образованная рабочей обмоткой может быть:

Вб 1 = 0.4 0.86 Тл

Амплитуда индукции в воздушном зазоре, образованная м. д. с. пусковой обмотки статора может быть:

Значение полезных магнитных потоков в воздушном зазоре двигателя

Магнитный поток образованный м. д. с. рабочей обмотки:

где = 0.64 — отношение средней индукции к ее амплитуде

l 0 — из формулы (1.2)

Вб1 — берется в пределах 0.40.86

Магнитный поток, образованный м. д. с. пусковой обмотки:

где В 1б — находится в пределах 0.3 0.5

Число витков рабочей обмотки

где К — берется в пределах 0.8 0.94

kw — обмоточный коэффициент, берется в предеах 0.80 0.96

f — по данным

Ф1 — из формулы (1.8)

Число витков пусковой обмотки:

где Ф 3 — из формулы (1.9)

Ток, потребляемый рабочей обмоткой

При номинальной нагрузке двигателя:

где Да = 7 см — по данным

AS — линенйная нагрузка статора, выбирается в пределах 100 240 А/см

13 — из формулы (1.6)

W1 — из формулы (1.10)

Действительная линейная нагрузка статора от пусковой обмотки:

где Вб1 — амплитуда магнитной индукции, образованная рабочей обмоткой в воздушном зазоре статора

Читайте также:  Аппарат для пайки мембраны

В1б — амплитуда индукции в воздушном зазоре статора, образованная м. д. с. пусковой обмотки статора

Значение тока, потребляемого пусковой обмоткой, при номинальной нагрузке статора:

где AS1q — из формулы (1.12)

W3 — из формулы (1.11)

Сечение и диаметр провода обмотки статора

Сечение и диаметр рабочей обмотки

где j1 — плотность тока в рабочей обмотке, принимается в пределах 4 8 А/мм 2

I1 — из формулы (1.12)

Выбираем стандартное значение q1 = 0.22 мм 2 , поэтому d1/d1из = 0.53/0.60

Сечение и диаметр пусковой обмотки:

где j3 — плотность тока в пусковой обмотке, выбирается в пределах 4 8 А/мм2

Выбираем стандартное значение q3 = 0.113 мм2, поэтому d3/d3из = 0.38/0.44.

Средняя длина проводника обмотки статора:

где l0 — по формуле (1.2)

Активное сопротивление обмоток статора при температуре

Сопротивление рабочей обмотки:

где l0 — из формулы (1.17)

q1 — по формуле (1.15)

W1 — по формуле (1.10)

Сопротивление пусковой обмотки:

где la3 la1 — из формулы (1.17)

q3 — из формулы (1.16)

W3 — из формулы (1.11)

Сопротивление обмоток статора в нагретом состоянии при температуре 75 0 С

где R1.20 — из формулы (1.18)

где R3.20 — из формулы (1.19)

Площадь сечения паза:

где d1из — из формулы (1.15)

Кз — коэффициент заполнения статора изолированным проводом 0.35 0.43

Высота сердечника статора:

где Ф 1 — из формулы (1.8)

l0 = 3.8 из данных;

Ве — магнитная индукция в стали статора Ве = 1 1.4 Тл

0.93 — коэффициент, который учитывает покрытие стали лаком;

Высота паза статора:

где he1 — из формулы (1.23)

Вырез паза статора:

где d1из — из формулы (1.15)

Зубчатый шаг вокруг расточки статора:

где Z1 = 24 — по данным

t 1 — должно быть 0.4 см

Наименьшая допустимая толщина статора:

где Вб 1 — амплитуда магнитной индукции, которая создается рабочей обмоткой в воздушном зазоре Вб1 = 0.4 0.86 Тл

t1 — из формулы (1.26)

Вз.с — максимальная индукция в зубцах статора асинхронных двигателей общего использования и продолжительного режима работы при промышленной частоте потребительной сети. Вз.с = 1.2 1.4 Тл

Внешний диаметр пакета статора:

где hn1 — из формулы (1.24)

he1 — из формулы (1.23)

Ротор с беличьей клеткой:

Воздушный зазор асинхронного двигателя:

Диаметр ротора асинхронного двигателя:

где Да = 7 — по данным;

Ток стержня и короткозамкнутых колец ротора:

kw — обмоточный коэффициент. kw = 0.80 0.96

W — из формулы (1.10)

Z2 = 18 — по данным

I1 — из формулы (1.12)

где р — число полюсов, из формулы (1.3)

Сечение стержня обмотки ротора:

где Iст — из формулы (1.30)

jст = 4 12 А/мм 2 — плотность тока стержня

Сечение короткозамкнутого кольца:

где — из формулы (1.31)

Сопротивление стержня ротора:

где = 0.035 Ом*мм 2 /м

l0 — из формулы (1.2)

qст — из формулы (1.32)

Активное сопротивление части короткозамкнутого кольца стержня ротора при температуре 75 0 С:

где Дк = Др — диаметр кольца, из формулы (1.29)

q к — из формулы (1.33)

Z2 — по данным

где Rст — из формулы (1.34)

— из формулы (1.35)

Р — число пар полюсов, из формулы (1.3)

Приведенное сопротивление обмотки ротора:

где W1 — из формулы (1.10)

Определение М. Д. С. двигателя.

Коэффициент воздушного зазора:

где t1 — из формулы (1.26)

— воздушный зазор асинхронного двигателя, = 0.01 0.03, см

an1 — из формулы (1.25)

Магнитодвижущая сила для воздушного зазора:

где В1 — из формулы (1.27)

К — из формулы (1.38)

М. Д. С. для зубцов статора:

где в з.1 — из формулы (1.27)

t1 — из формулы (1.26)

где аwз.с = 0.8

hn1 — из формулы (1.24)

М. Д. С. для стали сердечника статора.

Индукция в сердечнике статора:

где Ф 1 — из формулы (1.8)

l0 — из формулы (1.2)

hc1 — из формулы (1.23)

Средняя длинна пути магнитного потока в сердечнике статора:

где р — из формулы (1.3)

h c1 — из формулы (1.23)

М. Д. С. для сердечника статора:

где awc.c = 0.8

l0 — из формулы (1.2)

М. Д. С. холостого хода рабочей обмотки:

где С — коэффициент который учитывает М. Д. С. для ротора, С=1.02 1.05

F — из формулы (1.39)

Fз.с — из формулы (1.41)

Fc.c — из формулы (1.44)

реактивная составляющая тока холостого хода двигателя:

где р — число пар полюсов, из формулы (1.3)

kw — из формулы (1.30)

W1 — из формулы (1.10)

F0 — из формулы (1.45)

Потери и К. П. Д. двигателя.

Вес активной стали двигателя.

вес зубца статора:

где Z1 — число пар полюсов Z1 = 24

вз.с — из формулы (1.27)

hn1 — из формулы (1.24)

l0 — из формулы (1.2)

вес сердечника статора:

где Дн — из формулы (1.29)

l 0 — из формулы (1.2)

Читайте также:  Аквафор гейзер или барьер что выбрать

Магнитные потери в статоре.

в зубцах статора:

где с — удельные потери в стали

f1 = 50 по данным

Gз.с — из формулы (1.47)

потери в сердечнике статора:

где В с.с — из формулы (1.42)

Gс.с — из формулы (1.48)

Общие потери в стали статора:

где Р з.с — из формулы (1.49)

Рс.с — из формулы (1.50)

Потери в меди обмоток статора.

потери в меди рабочей обмотки статора:

где I0 — из формулы (1.46)

R1 — из формулы (1.18)

потери в меди пусковой обмотки статора:

где I0 — из формулы (1.46)

R3 — из формулы (1.19)

общие потери в обмотках статора в холостом режиме работы двигателя:

где Р м10 — из формулы (1.52)

Рм30 — из формулы (1.53)

Потери на трение в шарикоподшипниках:

где К т — коэффициент трения, Кт = 1 3

Gp — вес ротора

где = 8 Г/см 2

Др — из формулы (1.29)

l 0 — из формулы (1.2)

n2 = 1350 по данным

Общие потери холостого хода электродвигателя:

где Рмо — из формулы (1.54)

Рс — из формулы (1.51)

Ртр.п — из формулы (1.55)

Активная составляющая тока холостого хода:

где U1 — по данным

Ро — из формулы (1.57)

Потери при работе машины.

Потери в меди обмоток статора.

в рабочей обмотке статора при номинальном режиме работы:

где I1 — из формулы (1.12)

R1 — из формулы (1.20)

в пусковой обмотке при номинальной нагрузке:

где I3 — из формулы (1.14)

R3 — из формулы (1.21)

Общие потери в меди обмоток статора при номинальной нагрузке:

где Р м1 — из формулы (1.60)

Рм3 — из формулы (1.61)

Потери в обмотках ротора:

I1 — из формулы (1.12)

R2 — из формулы (1.36)

Общие потери в двигателе при номинальной нагрузке двигателя:

где К ч = 1.7 1.9, Кч — коэффициент, который учитывает дополнительные потери

Рм1 — из формулы (1.60)

Рм2 — из формулы (1.63)

Рс — из формулы (1.51)

Ртр.п — из формулы (1.55)

Потребляемая двигателем мощность:

где Р 2 = 180, из задания.

Р — из формулы (1.64)

К. П. Д. электродвигателя:

где Р 1 — из формулы (1.65)

Р2 — по данным

Коэффициент мощности двигателя:

где Р1 — из формулы (1.65)

U 1 = 220 В, по заданию

I1 — из формулы (1.12)

13 — из формулы (1.6)

Существует несколько схем подключения электродвигателей. Всё зависит от того, какой тип машины используется. В быту каждый человек использует множество электрических приборов, около 2/3 из общего числа имеют в своей конструкции электрические двигатели различной мощности с разными характеристиками.

Обычно, когда приборы выходят из строя, двигатели могут продолжать работать. Их можно использовать в других конструкциях: изготовить самодельные станки, электронасосы, газонокосилки, вентиляторы. Но вот нужно определиться с тем, какую схему использовать для подключения к бытовой сети.

Конструкция электродвигателей и подключение

Для того чтобы использовать электрические моторы для самодельных аппаратов, нужно произвести правильно подключение обмоток. В однофазную бытовую сеть 220 В можно включить следующие машины:

  1. Асинхронные трехфазные электрические двигатели. Производится к сети подключение электродвигателей «треугольником» или «звездой».
  2. Асинхронные электромоторы, работающие от сети с одной фазой.
  3. Коллекторные двигатели, оснащенные щеточной конструкцией для питания ротора.

Все остальные электрические двигатели необходимо подключать при помощи сложных устройств, предназначенных для запуска. А вот шаговые моторы должны оснащаться специальными электронными схемами управления. Без знаний и умений, а также специальной аппаратуры, выполнить подключение невозможно. Приходится использовать сложные схемы подключения электродвигателей.

Одно- и трехфазная сеть

В бытовой сети одна фаза, напряжение в ней 220 В. Но можно подключить к ней и трехфазные электродвигатели, рассчитанные на напряжение 380 В. Для этого используются специальные схемы, вот только выжать из устройства больше 3 кВт мощности практически нереально, так как увеличивается риск привести в негодность электропроводку в доме. Поэтому если имеется необходимость установки сложного оборудования, в котором требуется применять электрические двигатели на 5 или 10 кВт, лучше провести в дом трехфазную сеть. Подключение электродвигателей «звездой» к такой сети произвести намного проще, нежели к однофазной.

Что потребуется для подключения мотора

Принцип работы любого электрического двигателя знаком каждому, основан он на вращении магнитного потока. При подключении однофазных электродвигателей вам теория не очень нужна, поэтому хватит следующих знаний:

  1. Вы должны иметь представление о конструкции электрического двигателя, с которым производятся работы.
  2. Знать, для какой цели предназначены обмотки, а также уметь по схеме подключения электродвигателя осуществить монтаж.
  3. Уметь работать со вспомогательными устройствами – балластными сопротивлениями или пусковыми конденсаторами.
  4. Знать, как подключается электродвигатель при помощи магнитного пускателя.

Запрещается включать электрический двигатель, если не знаете его модель, а также назначение выводов. Обязательно проверьте, какое допускается соединение обмоток при работе в сети 220 и 380 В. На всех электрических двигателях обязательно присутствует табличка из металла, которая прикреплена к корпусу. На ней указывается модель, тип, схема подключения, напряжение, а также другие параметры. Если нет никаких данных, то необходимо при помощи мультиметра прозвонить все обмотки, после чего правильно соединить их.

Читайте также:  Боен паркетная доска официальный сайт

Подключение коллекторного двигателя

Такие электродвигатели используются практически во всех бытовых электроприборах. Их можно встретить в стиральных машинках, кофемолках, мясорубках, шуруповертах, обогревателях и прочих приборах. Электродвигатели рассчитаны на сравнительно небольшое время работы, включаются они на несколько секунд или минут. Но зато моторы очень компактные, высокооборотные и мощные. А схема подключения электродвигателя очень простая.

Подключить такой электродвигатель к бытовой сети 220 В можно очень просто. Напряжение поступает от фазы к щетке, затем через обмотку ротора — к противоположной ламели. А вторая щетка снимает напряжение и передаёт его на обмотку статора. Она состоит из двух половин, соединенных последовательно. Второй вывод обмотки поступает на нулевой провод питания.

Особенности включения мотора

Для того чтобы включать и отключать электрический двигатель, применяется кнопка с фиксатором (или без него), но можно использовать и простой выключатель. Если имеется необходимость, то обе обмотки разделяются и их можно подключать попеременно. Этим достигается изменение частоты вращения ротора. Но имеется один недостаток у таких двигателей — относительно низкий ресурс, который напрямую зависит от качества щёток. Именно коллекторный узел является самым уязвимым местом двигателя.

Как подключить однофазный асинхронный мотор

В любом асинхронном электродвигателе, рассчитанном на питание от однофазной сети 220 В, имеется две обмотки — пусковая и рабочая. В качестве «коллектора» используется цилиндрическая болванка из алюминия, которая насажена на валу. Можно даже отметить, что цилиндр на роторе является, по сути, короткозамкнутой обмоткой. Существует множество схем для включения асинхронного мотора, но применяется на практике немного:

  1. С использованием балластного сопротивления, подключенного к обмотке пуска.
  2. С включенным конденсатором на обмотке запуска.
  3. При помощи кнопочного или релейного пускателя, стартового конденсатора, включенного в цепь обмотки пуска.

Очень часто применяется комбинация кнопочного или релейного пускателя, а также постоянно включенного рабочего конденсатора. Вместо реле очень часто используется электронный ключ на тиристоре. При помощи этого переключателя производится подключение однофазного электродвигателя с дополнительной группой конденсаторов.

Практические схемы

Асинхронные электрические двигатели обладают довольно маленьким на старте крутящим моментом. Поэтому необходимо использовать дополнительные устройства, например, пусковые реле или балластные сопротивления, а также мощные конденсаторы для подключения однофазных электродвигателей. Обмотки в моторах изготавливаются с разделением на несколько выводов. Если три вывода, то один из них общий. Но может быть четыре или два.

Для того чтобы понять, к каким конкретно контактам подключена та или иная обмотка, необходимо изучить схему мотора. Если ее нет, потребуется осуществить прозвонку с помощью мультиметра. Для этого переведите его в режим измерения сопротивления. Если на паре выводов большое сопротивление, то это означает, что вы произвели замер одновременно двух обмоток. Обычно у рабочей обмотки асинхронных двигателей сопротивление не более 13 Ом. У пусковой же оно практически в три раза выше — примерно 35 Ом.

Для того чтобы подключить при помощи пускателя однофазный асинхронный мотор, достаточно лишь правильно соединить все контакты проводами. Для того чтобы запустить асинхронник, необходимо кратковременно включить в цепи дополнительные элементы — конденсатор или балластное сопротивление. Чтобы выключить электрическую машину, достаточно просто обесточить все обмотки.

Трехфазные электродвигатели

В трехфазных электрических двигателях существенно большая мощность, а также крутящий момент во время запуска. Подключение трехфазного электродвигателя простое только в том случае, если имеется розетка с тремя фазами 380 В. Но использовать в бытовых условиях такие моторы оказывается проблематично, так как трехфазная сеть есть далеко не у всех дома. Обмотки соединяются по схеме «звезда» или «треугольник», это зависит от того, какое межфазное напряжение в сети.

Но вот в том случае, если вам потребуется подключить такой электрический двигатель в бытовую сеть, придётся использовать маленькую хитрость. По сути, у вас имеется в розетке ноль и фаза. При этом «0» можно считать как один из выводов источника питания, то есть фазу, у которой сдвиг равен нулю.

Чтобы сделать еще одну фазу, необходимо при помощи дополнительного конденсатора осуществить сдвиг фазы питания. Всего должно быть три фазы, каждая имеет сдвиг относительно соседних на 120 градусов. Но чтобы сделать сдвиг правильно, необходимо рассчитать емкость конденсаторов. Так, на каждый киловатт мощности электродвигателя потребуется рабочая емкость около 70 мкФ, а также пусковая около 25 мкФ. При этом они должны быть рассчитаны на напряжение от 600 В и выше.

Но лучше всего производить подключение электродвигателей 380 В трехфазного типа с помощью частотных преобразователей. Существуют модели, которые подключаются к однофазной сети, а при помощи специальных инверторных схем они преобразуют напряжение, в результате чего на выходе оказывается три фазы, которые необходимы для питания асинхронного мотора.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector