Rangkaian listrik untuk menghidupkan motor listrik satu fasa. Asinkron fase tunggal

Halo, para pembaca dan tamu yang budiman di situs web Catatan Teknisi Listrik.

Saya sering ditanya bagaimana membedakan belitan kerja dari belitan awal pada motor satu fasa jika tidak ada tanda pada kabelnya.

Setiap kali Anda harus menjelaskan secara detail apa dan bagaimana. Dan hari ini saya memutuskan untuk menulis artikel lengkap tentang ini.

Sebagai contoh, saya akan mengambil motor listrik satu fasa KD-25-U4, 220 (V), 1350 (rpm):

KD - motor kapasitor
25 - daya 25 (W)
U4 - versi iklim

Inilah penampilannya.

Seperti yang Anda lihat, tidak ada tanda (warna dan angka) pada kabel. Pada tag mesin Anda dapat melihat tanda apa yang seharusnya dimiliki kabel:

berfungsi (C1-C2) - kabel merah
mulai (B1-B2) - kabel biru

Pertama-tama, saya akan menunjukkan kepada Anda cara menentukan belitan kerja dan start motor satu fase, dan kemudian saya akan menyusun diagram sirkuit untuk koneksinya. Namun ini akan menjadi pokok bahasan artikel selanjutnya. Sebelum Anda mulai membaca artikel ini, saya sarankan Anda membaca: menghubungkan motor kapasitor satu fasa.

1. Penampang kawat

Periksa secara visual penampang konduktor. Sepasang kabel dengan penampang lebih besar milik belitan yang berfungsi. Dan sebaliknya. Kabel dengan penampang lebih kecil diklasifikasikan sebagai kabel awal.

Kemudian kami mengambil probe multimeter dan mengukur resistansi antara dua kabel.

Jika tidak ada pembacaan di layar, Anda perlu mengambil kabel lain dan mengukurnya lagi. Sekarang nilai resistansi yang diukur adalah 300 (ohm).

Kami menemukan kesimpulan dari satu belitan. Sekarang kita menghubungkan probe multimeter ke sisa kabel dan mengukur belitan kedua. Ternyata menjadi 129 (Ohm).

Kami menyimpulkan: belitan pertama adalah belitan awal, belitan kedua adalah belitan kerja.

Agar tidak tertukar kabel saat menyambungkan motor di kemudian hari, kami akan menyiapkan tag (“cambrides”) untuk penandaan. Biasanya, sebagai tag saya menggunakan keduanya mesin tenun Tabung PVC atau silikon (Silicone Rubber) dengan diameter yang saya butuhkan. Dalam contoh ini saya menggunakan tabung silikon dengan diameter 3 (mm).

Menurut GOST baru, belitan motor satu fase ditetapkan sebagai berikut:

(U1-U2) - berfungsi
(Z1-Z2) - peluncur

Mesin KD-25-U4, diambil sebagai contoh, penandaan digital dilakukan dengan cara yang sama:

(C1-C2) - berfungsi
(B1-B2) - peluncur

Untuk menghindari perbedaan antara tanda kawat dan diagram yang ditunjukkan pada tag mesin, saya meninggalkan tanda yang lama.

Saya memberi tag pada kabel. Inilah yang terjadi.

Sebagai referensi: Banyak orang yang salah kaprah ketika mengatakan bahwa putaran motor dapat diubah dengan menata ulang steker listrik (mengubah kutub tegangan suplai). Itu tidak benar!!! Untuk mengubah arah putaran, Anda perlu menukar ujung belitan awal atau belitan kerja. Satu-satunya jalan!!!

Kami mempertimbangkan kasus ketika 4 kabel dihubungkan ke blok terminal motor satu fase. Dan kebetulan hanya 3 kabel yang terhubung ke blok terminal.

Dalam hal ini, belitan kerja dan belitan start dihubungkan bukan di blok terminal motor listrik, tetapi di dalam rumahnya.

Kami melakukan semuanya dengan cara yang sama. Kami mengukur resistansi antara setiap kawat. Mari kita beri label secara mental sebagai 1, 2 dan 3.

Inilah yang saya dapatkan:

(1-2) - 301 (Ohm)
(1-3) - 431 (Ohm)
(2-3) - 129 (Ohm)

Dari sini kami menarik kesimpulan sebagai berikut:

(1-2) - mulai berliku
(2-3) - belitan yang berfungsi
(1-3) - belitan awal dan belitan kerja dihubungkan secara seri (301 + 129 = 431 Ohm)

Sebagai referensi: Dengan sambungan belitan ini, pembalikan motor satu fasa juga dimungkinkan. Jika Anda benar-benar ingin, Anda dapat membuka rumah motor, menemukan persimpangan belitan awal dan belitan kerja, memutuskan sambungan ini dan mengeluarkan 4 kabel ke blok terminal, seperti pada kasus pertama. Tetapi jika motor satu fasa Anda berbasis kapasitor, seperti dalam kasus saya dengan KD-25, maka itu

Seringkali fokusnya adalah mempelajari motor listrik tiga fasa, sebagian karena fakta bahwa motor listrik tiga fasa lebih sering digunakan daripada motor listrik satu fasa. Motor listrik satu fasa mempunyai prinsip pengoperasian yang sama dengan motor listrik tiga fasa, hanya saja torsi startnya lebih rendah. Mereka dibagi menjadi beberapa jenis tergantung pada metode permulaannya.

Stator fase tunggal standar memiliki dua belitan yang terletak pada sudut 90° satu sama lain. Salah satunya dianggap sebagai belitan utama, yang lainnya adalah belitan bantu atau belitan awal. Sesuai dengan jumlah kutubnya, setiap belitan dapat dibagi menjadi beberapa bagian.

Gambar tersebut menunjukkan contoh belitan satu fasa dua kutub dengan empat bagian pada belitan utama dan dua bagian pada belitan bantu.

Perlu diingat bahwa kegunaannya motor listrik satu fasa- itu selalu merupakan semacam kompromi. Desain mesin tertentu terutama bergantung pada tugas yang ada. Artinya semua motor listrik dirancang sesuai dengan apa yang terpenting pada masing-masing motor kasus tertentu: misalnya efisiensi, torsi, siklus kerja, dll. Karena medan yang berdenyut, motor CSIR dan RSIR satu fasa mungkin memiliki lebih banyak level tinggi kebisingan dibandingkan dengan motor listrik dua fasa PSC dan CSCR, yang jauh lebih senyap karena menggunakan kapasitor starter. Kapasitor tempat motor listrik dihidupkan berkontribusi terhadap kelancaran pengoperasiannya.

Jenis utama motor induksi satu fasa

Peralatan rumah tangga dan perangkat berdaya rendah beroperasi pada fase tunggal arus bolak-balik Selain itu, pasokan listrik tiga fasa tidak dapat disediakan di mana-mana. Oleh karena itu, motor AC satu fasa telah tersebar luas, terutama di Amerika. Seringkali, motor AC lebih disukai karena desainnya yang kokoh, biaya rendah, dan mereka juga tidak memerlukan perawatan.

Seperti namanya, motor induksi satu fasa beroperasi berdasarkan prinsip induksi; prinsip yang sama berlaku untuk motor listrik tiga fase. Namun terdapat perbedaan di antara keduanya: motor listrik satu fasa biasanya beroperasi pada arus bolak-balik dan tegangan 110 -240 V, medan stator motor ini tidak berputar. Sebaliknya, setiap kali tegangan sinusoidal melonjak dari negatif ke positif, kutubnya berubah.

Pada motor listrik satu fasa, medan stator selalu sejajar dalam satu arah, dan kutub-kutubnya berubah posisinya satu kali dalam setiap siklus. Artinya motor induksi satu fasa tidak dapat distarter sendiri.

Secara teori, motor listrik satu fasa dapat dihidupkan dengan memutar motor secara mekanis dan kemudian segera menyalurkan daya. Namun dalam praktiknya, semua motor listrik hidup secara otomatis.

Ada empat jenis utama motor listrik:

Motor induksi dengan operasi start / belitan kapasitor (induktansi) (CSIR),

Motor induksi start kapasitor/pengoperasian kapasitor (CSCR).

Motor induksi start rheostat (RSIR) dan

Motor Kapasitas Terpisah Permanen (PSC).

Gambar di bawah menunjukkan kurva torsi/kecepatan khas untuk empat tipe utama motor AC satu fasa.

Motor penyalaan kapasitor/pengoperasian induktif (CSIR) satu fasa

Motor induksi start kapasitor, juga dikenal sebagai motor CSIR, merupakan kelompok terbesar motor listrik satu fasa.

Motor CSIR tersedia dalam beberapa ukuran: dari daya terendah hingga 1,1 kW. Pada motor CSIR, kapasitor dihubungkan secara seri dengan belitan start. Kapasitor menyebabkan beberapa jeda antara arus pada belitan awal dan arus pada belitan utama.

Hal ini berkontribusi terhadap keterlambatan magnetisasi belitan awal, yang menyebabkan munculnya medan putar, yang mempengaruhi terjadinya torsi. Setelah motor listrik menambah kecepatan dan mendekati kecepatan operasi, starter terbuka. Selanjutnya motor listrik akan beroperasi dalam mode biasa untuk motor listrik induksi. Starternya bisa sentrifugal atau elektronik.

Mesin CSIR mempunyai daya yang relatif tinggi Torsi awal, berkisar antara 50 hingga 250 persen torsi beban penuh. Oleh karena itu, dari semua motor listrik satu fasa, motor ini paling cocok untuk aplikasi dengan beban awal yang tinggi, seperti konveyor, kompresor udara, dan kompresor pendingin.

Motor start/pengoperasian kapasitor satu fasa (CSCR).

Motor jenis ini, disingkat motor CSCR, digabungkan properti terbaik motor induksi dengan kapasitor start dan motor dengan kapasitor terhubung permanen. Meskipun motor ini agak lebih mahal dibandingkan motor listrik satu fasa lainnya karena desainnya, motor ini tetap ada pilihan terbaik untuk digunakan dalam kondisi sulit. Kapasitor starter motor listrik CSCR dihubungkan secara seri dengan belitan starter, seperti pada motor listrik starter kapasitor. Ini memberikan torsi awal yang tinggi.

Motor CSCR juga mirip dengan motor kapasitansi terpisah permanen (PSC) karena motor ini juga dihidupkan melalui kapasitor, yang dihubungkan secara seri dengan belitan awal jika kapasitor awal diputuskan dari sumber listrik. Artinya mesin mampu mengatasi beban maksimum atau kelebihan beban.

Motor CSCR dapat digunakan untuk beroperasi pada arus beban penuh yang rendah dan efisiensi yang lebih tinggi. Hal ini menawarkan beberapa keuntungan, termasuk memungkinkan motor beroperasi dengan fluktuasi suhu yang lebih sedikit dibandingkan motor satu fase serupa lainnya.

Motor listrik CSCR merupakan motor listrik satu fasa terkuat yang dapat digunakan dalam kondisi sulit, misalnya pada pompa untuk memompa air di bawah tekanan tinggi dan pada pompa vakum, serta pada proses torsi tinggi lainnya. Daya keluaran motor listrik tersebut berkisar antara 1,1 hingga 11 kW.

Motor start/induktansi resistif satu fase (RSIR).

Motor jenis ini juga dikenal sebagai “motor listrik fase terpisah”. Motor ini umumnya lebih murah dibandingkan jenis motor listrik satu fasa lain yang digunakan di industri, namun motor ini juga memiliki beberapa keterbatasan kinerja.

Starter motor RSIR mencakup dua belitan stator terpisah. Salah satunya digunakan khusus untuk start, diameter kawat belitan ini lebih kecil, dan hambatan listrik- lebih tinggi dari belitan utama. Hal ini menyebabkan kelambatan pada medan putar yang selanjutnya menggerakkan motor. Starter sentrifugal atau elektronik memutus belitan start ketika kecepatan mesin mencapai kira-kira 75% dari kecepatan pengenal. Motor kemudian akan terus beroperasi sesuai dengan prinsip pengoperasian motor induksi standar.

Seperti disebutkan sebelumnya, ada beberapa keterbatasan pada motor RSIR. Mereka memiliki torsi awal yang rendah, seringkali berkisar antara 50 hingga 150 persen dari beban tetapan. Selain itu, motor listrik menghasilkan arus start yang tinggi, sekitar 700 hingga 1000%. nilai arus. Akibatnya waktu start yang lama akan menyebabkan panas berlebih dan rusaknya belitan start. Artinya motor listrik jenis ini tidak dapat digunakan jika diperlukan torsi awal yang besar.

Motor listrik RSIR dirancang untuk rentang tegangan suplai yang sempit, yang secara alami membatasi penerapannya. Torsi maksimumnya bervariasi dari 100 hingga 250% dari nilai desain. Perlu juga dicatat bahwa kesulitan tambahannya adalah pemasangan pelindung termal, karena cukup sulit ditemukan perangkat pelindung, yang akan beroperasi cukup cepat untuk mencegah belitan awal terbakar. Motor RSIR cocok untuk digunakan dalam aplikasi pemotongan dan penggilingan kecil, kipas angin, dan aplikasi lain di mana persyaratan torsi awal dan daya poros yang rendah sebesar 0,06 kW hingga 0,25 kW dapat diterima. Mereka tidak digunakan jika diperlukan torsi tinggi atau siklus panjang.

Motor kapasitansi split permanen (PSC) satu fase

Seperti namanya, motor kapasitansi split permanen (PSC) dilengkapi dengan kapasitor yang menyala terus-menerus selama pengoperasian dan dihubungkan secara seri dengan belitan start. Artinya motor tersebut tidak mempunyai starter atau kapasitor yang digunakan hanya untuk start saja. Dengan demikian, belitan awal menjadi belitan bantu ketika motor mencapainya frekuensi operasi rotasi.

Motor PSC dirancang sedemikian rupa sehingga tidak dapat memberikan torsi awal yang sama seperti motor dengan kapasitor awal. Torsi awal mereka cukup rendah: 30-90% dari beban tetapan, sehingga tidak digunakan dalam sistem dengan beban awal yang besar. Hal ini dikompensasi oleh arus start yang rendah – biasanya kurang dari 200% arus beban terukur – menjadikannya motor yang paling cocok untuk aplikasi siklus kerja panjang.

Motor dengan pembagian kapasitas permanen memiliki sejumlah keunggulan. Parameter pengoperasian dan kecepatan motor tersebut dapat disesuaikan dengan aplikasi, dan dapat diproduksi untuk efisiensi optimal dan faktor daya tinggi pada beban tetapan. Karena tidak memerlukan alat start khusus, maka dapat dengan mudah dibalik (mengubah arah putaran ke arah sebaliknya). Selain semua hal di atas, mereka adalah motor listrik satu fasa yang paling andal. Itu sebabnya Grundfos menggunakan motor PSC satu fasa sebagai standar untuk semua aplikasi dengan daya hingga 2,2 kW (2 kutub) atau 1,5 kW (4 kutub).

Motor dengan kapasitas terbagi terus menerus dapat digunakan untuk sejumlah aplikasi berbeda tergantung pada desainnya. Contoh tipikalnya adalah beban inersia rendah seperti kipas dan pompa.

Motor listrik satu fasa dua kawat

Motor listrik satu fasa dua kawat memiliki dua belitan utama, belitan awal dan kapasitor lari. Mereka banyak digunakan di AS dengan catu daya satu fasa: 1 ½ 115 V / 60 Hz atau 1 ½ 230 V / 60 Hz. Pada koneksi yang benar Motor listrik jenis ini dapat digunakan untuk kedua jenis catu daya tersebut.

Keterbatasan motor listrik satu fasa

Berbeda dengan motor tiga fasa, ada beberapa batasan untuk motor listrik satu fasa. Motor listrik satu fasa tidak boleh dioperasikan dalam mode idle, karena menjadi sangat panas pada beban rendah, dan juga disarankan untuk mengoperasikan motor pada beban kurang dari 25% dari beban penuh.

Motor PSC dan CSCR mempunyai medan putar simetris/melingkar pada satu titik beban; ini berarti bahwa pada semua titik penerapan beban lainnya, medan putarnya asimetris/elips. Ketika motor listrik beroperasi dengan medan putar asimetris, arus pada salah satu atau kedua belitan dapat melebihi arus saluran. Arus berlebih seperti itu menyebabkan rugi-rugi, dan oleh karena itu salah satu atau kedua belitan (yang sering terjadi ketika tidak ada beban sama sekali) menjadi panas, meskipun arus dalam jaringan relatif kecil. Lihat contoh.

Tentang tegangan pada motor listrik satu fasa

Penting untuk diingat bahwa tegangan pada belitan awal motor listrik mungkin lebih tinggi daripada tegangan suplai listrik motor listrik. Ini juga berlaku untuk modus simetris bekerja. Lihat contoh.

Mengubah tegangan suplai

Perlu diperhatikan bahwa motor listrik satu fasa biasanya tidak digunakan untuk rentang tegangan yang besar, tidak seperti motor listrik tiga fasa. Dalam hal ini, mungkin diperlukan motor yang dapat beroperasi dengan jenis tegangan lain. Untuk melakukan ini, perlu dilakukan beberapa perubahan desain, misalnya yang Anda perlukan belitan tambahan dan kapasitor berbagai kapasitas. Secara teoritis, kapasitansi kapasitor untuk tegangan listrik yang berbeda (dengan frekuensi yang sama) harus sama dengan kuadrat rasio tegangan:

Jadi, pada motor listrik yang dirancang untuk ditenagai oleh jaringan 230 V, digunakan kapasitor 25 µF/400 V; untuk model motor listrik 115 V, diperlukan kapasitor 100 µF dengan tanda tegangan lebih rendah - misalnya, 200 V.

Terkadang kapasitor dengan kapasitas lebih kecil dipilih, misalnya 60µF. Mereka lebih murah dan memakan waktu lebih sedikit ruang. Dalam kasus seperti itu, belitan harus sesuai untuk kapasitor tertentu. Harus diingat bahwa kinerja motor listrik akan lebih kecil dibandingkan dengan kapasitor dengan kapasitas 100 μF - misalnya, torsi awal akan lebih rendah.

Kesimpulan

Motor listrik satu fasa beroperasi dengan prinsip yang sama dengan motor tiga fasa. Namun, mereka memiliki torsi awal dan tegangan suplai yang lebih rendah (110-240V).

Motor listrik satu fasa tidak boleh dijalankan dalam keadaan idle, dan banyak yang tidak boleh dioperasikan pada beban maksimum kurang dari 25%, karena hal ini menyebabkan suhu di dalam motor meningkat, yang dapat menyebabkan kegagalan motor.

Hari ini kita akan melihat cara menghubungkan motor AC satu fasa. Ini termasuk motor asinkron dan sinkron yang ditenagai oleh satu fasa, yang biasanya memiliki tegangan 220 Volt. Mereka sangat umum di bidang domestik dan produksi skala kecil, kewirausahaan swasta.

Untuk mempercepat motor asinkron, perlu dibuat medan magnet yang berputar. Hal ini mudah ditangani dengan catu daya tiga fase, di mana fase-fase tersebut digeser relatif satu sama lain sebesar 120 derajat. Tetapi jika kita berbicara tentang cara menyambungkan motor listrik satu fasa, maka timbul masalah: tanpa pergeseran fasa, poros tidak akan mulai berputar.

Di dalam motor asinkron satu fasa terdapat dua belitan: start dan kerja. Jika terjadi pergeseran fasa di dalamnya, medan magnet akan mulai berputar. Dan inilah syarat utama untuk menghidupkan motor listrik. Fase dapat digeser dengan menambahkan resistansi (resistor) atau kumparan induktif. Namun kapasitor yang paling umum digunakan adalah kapasitor start dan/atau kapasitor running.

Dengan kapasitas awal

Dalam kebanyakan kasus, rangkaian hanya menyertakan kapasitor awal. Ini hanya aktif ketika mesin dihidupkan. Oleh karena itu, metode ini bagus ketika peluncurannya menjanjikan akan sulit, jika tidak, poros tidak akan dapat berakselerasi karena torsi awal yang kecil. Setelah akselerasi, kapasitor awal dimatikan dan pengoperasian dilanjutkan tanpa kapasitor.

Diagram sambungan motor dengan tangki bantu ditunjukkan pada gambar di atas. Untuk mengimplementasikannya, Anda memerlukan relay atau setidaknya satu tombol, yang akan Anda tekan selama 3 detik saat menghidupkan motor. Kapasitor bantu, bersama dengan belitan bantu, dimasukkan ke dalam rangkaian hanya untuk sementara.

Pengaturan ini memberikan torsi awal yang optimal jika terjadi lonjakan kecil AC saat penyalaan. Namun ada juga kekurangannya - saat beroperasi dalam mode nominal spesifikasi jatuh. Hal ini disebabkan oleh bentuk medan magnet belitan kerja: lonjong, bukan lingkaran.

Dengan kapasitas kerja

Jika permulaannya mudah, tetapi pekerjaannya sulit, maka alih-alih kapasitor awal, Anda memerlukan kapasitor yang berfungsi. Diagram koneksi ditunjukkan di bawah ini. Keunikannya adalah kapasitansi kerja, bersama dengan belitan kerja, selalu dihubungkan ke sirkuit.

Skema ini menyediakan karakteristik yang baik saat beroperasi dalam mode nominal.

Dengan kedua kapasitor

Solusi kompromi adalah penggunaan bantu dan kapasitas kerja serentak. Cara ini ideal jika motor AC sudah dihidupkan dengan suatu beban, dan pekerjaannya sendiri sulit dilakukan. Lihat, diagram di bawah ini seperti dua diagram (dengan kapasitansi kerja dan kapasitansi tambahan) yang ditumpangkan satu sama lain. Saat memulai, pemicu akan menyala selama beberapa detik, dan drive kedua akan aktif sepanjang waktu: dari awal hingga mati.

Perhitungan kapasitas

Kesulitan terbesar bagi pemula adalah menghitung kapasitansi kapasitor. Para profesional memilihnya secara empiris, mendengarkan mesin saat startup dan pengoperasian. Ini adalah bagaimana mereka menentukan apakah drive tersebut cocok atau apakah mereka perlu mencari yang lain. Tetapi dengan kesalahan kecil dalam banyak kasus, kapasitas dapat dihitung sebagai berikut:

Untuk penggerak yang berfungsi: 0,7-0,8 μF per 1000 watt daya motor listrik;
Untuk kapasitor awal: 2,5 kali lebih banyak.

Contoh: Anda memiliki motor listrik satu fasa asinkron 2 kW. Ini 2000 watt. Artinya saat terhubung dengan kapasitas kerja Anda perlu menyimpan pada drive 1,4-1,6 uF. Untuk memulai, Anda membutuhkan 3,5-4 uF.

Menghubungkan motor listrik sinkron satu fasa

Meskipun desain motor sinkron rumit, motor sinkron memiliki banyak keunggulan dibandingkan motor asinkron. Hal utama adalah rendahnya sensitivitas terhadap lonjakan tegangan yang menyebabkan penurunan tajam atau peningkatan arus. Yang tidak kalah pentingnya adalah kenyataan bahwa motor sinkron dapat beroperasi bahkan dengan kelebihan beban modus optimal energi reaktif dan putaran poros dengan kecepatan tetap. Namun, menghubungkan adalah proses yang memakan waktu dan ini sudah merupakan kerugian.

Metode overclocking

Anda tidak dapat menghidupkan motor sinkron satu fasa hanya dengan memberikan daya pada belitannya. Karena pada saat penyalaan, arah arus suplai pada belitan stator sesuai dengan gambar (a). Pada saat ini, sepasang gaya bekerja pada rotor yang masih diam, yang akan mencoba memutar poros searah jarum jam. Namun setelah setengah periode pada belitan stator, arus akan berubah arah. Oleh karena itu, sepasang gaya akan bekerja dalam arah yang berlawanan, memutar poros berlawanan arah jarum jam, seperti pada gambar (b). Karena rotor mempunyai inersia yang besar, maka rotor tidak akan pernah bergerak.

Agar rotor dapat berputar, rotor harus mempunyai waktu untuk melakukan paling sedikit setengah putaran agar perubahan arah arus tidak mempengaruhi putarannya. Hal ini dimungkinkan jika poros dipercepat dengan bantuan gaya luar. Hal ini dapat dilakukan dengan dua cara:

Secara manual;
Menggunakan mesin kedua.

Hanya motor listrik sinkron berdaya rendah yang dapat dipercepat dengan kekuatan tangan Anda sendiri. Dan untuk unit berdaya sedang dan tinggi Anda harus menggunakan motor yang berbeda.

Ketika dipercepat dengan gaya eksternal, rotor mulai berputar dengan kecepatan mendekati sinkron. Kemudian hanya belitan eksitasi yang menyala, lalu belitan stator.

Start asinkron dari motor sinkron

Jika batang logam ditempatkan di ujung kutub rotor, dan dihubungkan satu sama lain di sisinya melalui cincin, maka motor harus dihidupkan secara asinkron. Batang-batang ini berperan sebagai belitan bantu yang dimiliki motor asinkron. Dalam hal ini, belitan eksitasi dihubung pendek menggunakan resistor pelepasan, dan belitan stator dihubungkan ke jaringan. Ini adalah satu-satunya cara untuk memastikan overclocking yang sama motor listrik asinkron. Tetapi setelah kecepatan putaran sedekat mungkin dengan sinkron (cukup 95%), belitan eksitasi dihubungkan ke sumber. arus searah. Kecepatan menjadi sinkron sepenuhnya, yang menyebabkan penurunan ggl induksi belitan bantu hingga nol. Dan itu mati secara otomatis.

26. DIAGRAM PEMULIHAN MOTOR INDUKSI FASE TUNGGAL

Pada motor satu fasa dengan belitan start, belitan utama biasanya menempati 2/3 dan belitan bantu menempati 1/3 dari jumlah slot stator. Pada motor ini, jumlah slot per kutub untuk setiap fasa ditentukan dengan rumus:

Di mana q A - jumlah slot per kutub fasa utama; q V- jumlah slot per kutub fase bantu; z A = 2/3 - jumlah slot yang ditempati oleh fase utama; z B= 1/3 - jumlah slot yang ditempati oleh fase tambahan; z- jumlah alur; 2p- jumlah tiang.

Pada motor kapasitor satu fasa, slot stator biasanya dibagi rata antara kedua fasa, mis. zA=z B, dan jumlah slot per tiang ditentukan oleh rumus

Jarak celah untuk belitan satu fasa ditentukan dengan cara yang sama seperti untuk belitan tiga fasa. Gulungan dua lapis dibuat dengan pemendekan, biasanya dengan pembagian kutub 1/3, dengan langkah yang sama untuk belitan utama dan bantu. Pitch belitan lapisan ganda

Sambungan kelompok kumparan dan pembentukan cabang paralel pada belitan satu fasa dilakukan menurut aturan yang sama seperti pada belitan tiga fasa.

Saat membangun sirkuit motor dengan peningkatan resistansi fase awal, perlu memperhitungkan keberadaan belitan bifilar di dalamnya.

Untuk memudahkan perbaikan, belitan awal biasanya ditempatkan di atas belitan utama (lebih dekat ke baji).

Prosedur perkiraan untuk menggambar diagram belitan motor satu fasa dengan elemen awal. Kami akan menganalisis urutan pembuatan rangkaian belitan satu lapis menggunakan sebuah contoh

2p = 4, z = 24.

Pertama, temukan jumlah slot yang ditempati oleh fase utama,

Jumlah slot per kutub fase utama

Jumlah slot per kutub pada fasa bantu adalah setengah dari fasa utama, yaitu.

Selanjutnya dalam gambar, Anda perlu menyajikan urutan alur bergantian dari fase utama dan tambahan (Gbr. 60, A) dan menunjukkan arah arus pada fasa utama, berdasarkan aturan: di bawah kutub yang berdekatan, arah arus berubah ke arah sebaliknya (Gbr. 60, B). Untuk mencegah kumparan fase utama terpotong dalam diagram saat melakukan jenis belitan waddling yang paling umum, kelompok kumparan pertama dibagi menjadi dua bagian (alur 1,2 dan 23,24).

Sesuai dengan arah arus yang ditunjukkan, bagian-bagian kumparan yang beralur dihubungkan, sebagai akibatnya terbentuk kelompok kumparan atau semi-kelompok. Dalam hal ini, itu mungkin berbagai pilihan. Dengan nada diametris

sama untuk semua kumparan, diperoleh belitan templat sederhana (Gbr. 60, V), jumlah kelompok kumparan sama dengan jumlah pasangan kutub R. Namun belitan seperti itu hampir tidak pernah digunakan karena ukuran besar bagian depan. Jika kita membagi setiap kelompok kumparan menjadi dua semi-kelompok, kita mendapatkan pola lilitan waddle (Gbr. 60, G) dengan nada yang lebih kecil dan panjang kumparan yang lebih pendek. Namun, karena kekompakan yang besar pada bagian depan, belitan waddling konsentris lebih sering digunakan (Gbr. 60.5). Pada nilai-nilai besar q A Belitan konsentris juga digunakan, di mana kelompok kumparan dibagi menjadi tiga semi-kelompok (lihat Gambar 68). Dilihat dari tampilan bagian depannya, belitan ini menyerupai belitan konsentris tiga fasa tiga bidang.

Awal fase, pada prinsipnya, dapat dipilih dari slot mana pun, berdasarkan kenyamanan belitan. Mulai melewati semua alur dari alur pertama dan memantau arah arus, kami menghubungkan grup kumparan (semi grup) satu sama lain (Gbr. 60, e) dan mengasuh anak

Beras. 60. Konstruksi rangkaian belitan satu lapis untuk motor satu fasa dengan elemen awal: a - urutan slot bolak-balik dari fasa utama dan bantu. b - arah arus pada bagian beralur kumparan fasa utama, c - belitan templat sederhana, d - belitan waddle templat, e - belitan waddle konsentris, f - diagram fase utama dan bantu belitan waddle konsentris

fase, melewati semua slot belitan yang berfungsi. Sambungan semigrup dibuat menurut aturan: ujung semigrup dihubungkan ke ujung semigrup yang berdekatan pada fase yang sama, awal - ke awal, yaitu sama seperti pada lapisan tunggal tiga fase belitan, dimana kelompok kumparan dibagi menjadi dua semigrup.

Beras. 61. Gulungan waddle satu lapis motor satu fasa pada 2p=2, z=12: a - templat, b - konsentris

Beras. 62. Gulungan satu lapis (template waddle) dari motor satu fasa pada 2р=4, z=36

Rangkaian fasa bantu mengikuti aturan yang sama, hanya saja biasanya memiliki jumlah kumparan yang lebih sedikit dalam satu grup (semi grup). Langkahnya mungkin sama dengan fase utama atau berbeda.

Diagram khas belitan motor satu lapis dengan elemen awal ditunjukkan pada Gambar. 61.62.

Diagram belitan motor dua lapis dengan elemen awal dapat dibuat dengan urutan sebagai berikut. Tentukan dulu langkahnya

belitan, jumlah slot per kutub untuk fase utama dan tambahan q A Dan q B. Sesuai dengan pitch belitan dan jumlah kumparan dalam kelompoknya, sama dengan q A , kelompok kumparan pertama dari fasa utama digambar (Gbr. 63, 64), di sebelahnya adalah kelompok kumparan dari fasa bantu, kemudian lagi kelompok kumparan dari fasa utama, dan seterusnya. Langkah-langkah sepanjang alur untuk kedua fase diambil sama. Arah arus ditunjukkan di sisi atas kumparan fasa utama (di bawah kutub yang berdekatan berubah ke arah yang berlawanan, seperti pada satu kutub).

Beras. 63. Belitan dua lapis motor satu fasa pada 2р=2, z=18, q A = 6, q B = 3, y A =y B =6(1-7)

Beras. 64. Belitan dua lapis motor satu fasa pada 2p=4, z=24, q A =4, q B =2, y A =y B =4(1-5)

lapisan berliku). Koneksi serial kelompok kumparan sefase juga dipenuhi menurut aturan: ujung dengan ujung, dimulai dengan awal, dalam hal ini polaritas kutub tidak akan dilanggar. Koneksi pada fase bantu dibuat dengan cara yang sama.

Prosedur perkiraan untuk menggambar diagram belitan motor satu lapis satu fasa dengan peningkatan resistansi fasa bantu. Diagram fase utama motor dengan peningkatan resistansi

Beras. 65. Pengerjaan kumparan dengan belitan bifilar: a - kumparan dibagi menjadi dua bagian, b - kumparan dengan belitan bifilar, c - penunjukan kumparan dengan belitan bifilar pada diagram; 1 - bagian utama, 2 - bagian bifilar, H dan K - awal dan akhir kumparan

Fase bantu sama dengan motor dengan elemen start.

Saat membuat diagram fase bantu, harus diperhitungkan bahwa di setiap kumparan beberapa belitannya dililitkan berlawanan arah. Hal ini mengurangi jumlah konduktor efektif dalam slot. Putaran counter-wound menetralkan pengaruh jumlah lilitan yang sama pada arah utama, membentuk belitan bifilar, oleh karena itu, untuk mencari jumlah lilitan efektif pada kumparan (konduktor efektif pada slot), perlu dilakukan pengurangan dua kali. jumlah putaran counter-wound dari jumlah total. Jika, misalnya, terdapat sebuah kumparan pada alur yang hanya memiliki 81 lilitan, 22 lilitan di antaranya berlawanan arah, maka jumlah konduktor efektif pada alur tersebut adalah: 81-2x22=37.

Untuk menentukan jumlah lilitan balik dengan jumlah konduktor yang diketahui pada slot dan jumlah konduktor efektif pada slot, perlu dilakukan tindakan sebaliknya, yaitu mengurangkan jumlah konduktor efektif dari jumlah total. dan membagi hasilnya dengan dua. Dengan jumlah konduktor 81 dan jumlah efektif 37, jumlah putaran counter-wound harus:

Sebuah kumparan dengan belitan bifilar dapat diperoleh dengan menempatkan dua bagian kumparan pada slot yang sama, salah satunya berputar 180° mengelilingi sumbu yang sejajar dengan slot tersebut. Sisi kanan dan kiri dari bagian yang diputar ditukar (Gbr. 65). Di alur tempat kumparan dengan belitan bifilar berada, arus

Beras. 66. Belitan waddling konsentris satu lapis pada 2p=4, z=24 dari motor satu fasa dengan resistansi belitan bantu yang meningkat: a - kumparan dengan belitan bifilar ditunjukkan dalam bentuk dua bagian, b - belitan sama, berbentuk kumparan utuh

Beras. 67. Belitan waddling konsentris satu lapis pada 2p=2, z=18 dari motor satu fasa dengan peningkatan resistansi fasa bantu: a - bila dililit berlawanan arah jarum jam, b - bila dililit searah jarum jam

Beras. 68. Belitan konsentris satu lapis dengan kelompok kumparan dibagi menjadi tiga bagian pada 2р=2, z=24 dari motor satu fasa dengan peningkatan resistansi fasa bantu

Beras. 69. Belitan konsentris satu lapis dengan kelompok kumparan dibagi menjadi tiga bagian pada 2р=2, z=24 dari motor satu fasa dengan peningkatan resistansi fasa bantu dan sambungan fasa utama menjadi dua cabang paralel

melewati satu bagian dalam arah yang sama, sepanjang bagian lainnya - dalam arah yang berlawanan. Polaritas kutub ditentukan oleh arah arus pada kumparan dengan jumlah lilitan yang banyak, oleh karena itu bagian dengan jumlah lilitan yang banyak secara konvensional disebut lilitan utama, dan dengan jumlah lilitan yang lebih sedikit disebut bifilar.

Pada Gambar. 66, A sebuah rangkaian dengan belitan bifilar pada fase bantu disajikan; bagian bifilar secara kondisional ditampilkan di dalam belitan utama. Biasanya, kumparan dengan belitan bifilar pada diagram adalah

Beras. 70. Belitan konsentris satu lapis motor kapasitor satu fasa pada 2р=2, z=18

muncul dalam bentuk kumparan utuh dengan lingkaran yang arah arusnya berubah (Gbr. 65, V dan nasi 66, B).

Kumparan dan kelompok kumparan dengan belitan bifilar harus dihubungkan sedemikian rupa sehingga polaritas di bawah kutub yang berdekatan dari fase bantu bergantian; Polaritas kutub ditentukan oleh arah arus pada bagian utama.

Rangkaian khas belitan motor dengan peningkatan resistansi fase bantu ditunjukkan pada Gambar. 67-69.

Belitan apa pun dapat dililit searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam jika dilihat dari stator dari sisi rangkaian. Hal ini ditentukan oleh keterampilan pembungkus dan teknologi pembuatan yang dianut. Contoh rangkaian dengan dua arah belitan yang berbeda ditunjukkan pada Gambar. 67.

Prosedur perkiraan untuk menggambar diagram belitan untuk motor kapasitor. Rangkaian motor kapasitor satu fasa dibangun dengan cara yang sama seperti rangkaian satu fasa dengan elemen awal, hanya saja harus diperhatikan bahwa jumlah slot per kutub fasa utama dan fasa bantu adalah sama sehingga rangkaian keduanya. tahapannya juga sama.

Rangkaian khas motor kapasitor satu fasa ditunjukkan pada Gambar. 70-76.

Beras. 71. Belitan konsentris satu lapis motor kapasitor satu fasa pada 2р=2, z=24

Beras. 72. Belitan konsentris satu lapis motor kapasitor satu fasa pada 2р=2, z=24 dan menghubungkan masing-masing fasa menjadi dua cabang paralel

Beras. 73. Belitan konsentris satu lapis dengan kumparan “disisir” dari motor kapasitor satu fasa pada 2p=4, z=24

Beras. 74. Belitan dua lapis motor kapasitor satu fasa pada 2p=4, z=24, q A =q B =3, y A =y B =5(1-6)

Dalam beberapa kasus, motor kapasitor dicirikan oleh adanya kumparan “disisir” dengan setengah jumlah lilitan pada kedua fasa. Dalam diagram gambar. Gambar 73 menunjukkan empat kumparan tersebut.

Gulungan yang ditunjukkan pada Gambar. 75, 76, karena jumlah pecahan slot per kutub, memiliki karakteristik waddling templat dan belitan dua lapis dan oleh karena itu disebut gabungan.

§ 96. Motor asinkron satu fasa

Motor asinkron satu fasa banyak digunakan pada daya rendah (hingga 1 - 2 kW). Mesin ini berbeda dengan mesin biasa. motor tiga fasa karena pas di stator belitan satu fasa. Oleh karena itu, tiga fase apa pun motor asinkron dapat digunakan sebagai satu fasa. Rotor motor asinkron satu fasa dapat memiliki belitan fasa atau hubung singkat.
Ciri motor asinkron satu fasa adalah tidak adanya torsi awal atau torsi awal, yaitu ketika motor tersebut dihubungkan ke jaringan, rotornya tetap tidak bergerak.
Jika, di bawah pengaruh suatu gaya eksternal, rotor tidak lagi diam, mesin akan menghasilkan torsi.
Tidak adanya momen awal adalah kelemahan yang signifikan motor asinkron satu fasa. Oleh karena itu motor ini selalu dilengkapi dengan alat starter.
Untuk memperoleh torsi awal, Anda dapat menempatkan dua belitan pada stator, yang digeser satu relatif terhadap yang lain sebesar setengah jarak kutub (90°). Belitan ini harus dihubungkan ke jaringan dua fasa yang simetris, yaitu tegangan yang diterapkan pada belitan kumparan harus sama satu sama lain dan digeser seperempat periode dalam fasa.
Dalam hal ini, arus yang mengalir melalui kumparan juga akan keluar fase selama seperempat periode, yang selain pergeseran spasial kumparan, memungkinkan diperolehnya medan magnet yang berputar. Dengan adanya medan magnet yang berputar, motor mengembangkan torsi awal.

Belitan dua fase yang paling sederhana dapat direpresentasikan dalam bentuk dua kumparan (Gbr. 121), yang sumbunya digeser dalam ruang sebesar 90°. Jika pada kumparan ini memiliki nomor yang sama belokan, lewati besarnya sama dan bergeser fasenya seperempat periode arus sinusoidal, yaitu.

Itu Medan magnet kumparan ini juga akan berbentuk sinusoidal dan digeser fasenya sebanyak seperempat periode, yaitu.

Dalam hal ini, vektor DI DALAM A diarahkan sepanjang sumbu kumparan SEBUAH - X, dan vektornya DI DALAM B- sepanjang sumbu kumparan OLEH.
Setiap saat, medan magnet yang dihasilkan sama dengan jumlah geometri medan magnet kumparan A Dan DI DALAM, yaitu.

Akibatnya, dengan alat seperti itu, medan magnet yang dihasilkan dari belitan dua fasa memiliki nilai konstan yang sama dengan amplitudo medan satu fasa.
Karena medan magnet saling tegak lurus dalam ruang, maka sudut yang dibentuk medan yang dihasilkan dengan sumbu kumparan DI DALAM, ditentukan dari kondisi

dari mana α = ω T yaitu sudut antara vektor bidang yang dihasilkan dan sumbu vertikal bervariasi secara linier terhadap waktu dan, oleh karena itu, vektor ini berputar dengan kecepatan konstan

Namun kenyataannya jaringan dua fase biasanya tidak ada, dan motor satu fasa dihidupkan dengan menghubungkan dua kumparan menjadi satu kumparan yang sama jaringan satu fasa. Dalam kondisi seperti itu, untuk memperoleh sudut pergeseran fasa antara arus dalam kumparan, kira-kira sama dengan seperempat periode, salah satu kumparan (yang berfungsi) dihubungkan ke jaringan secara langsung atau dengan start. resistensi aktif, dan kumparan kedua (start) - melalui kumparan induktif (Gbr. 122, a) atau kapasitor (Gbr. 122, b).

Gulungan awal dihidupkan hanya untuk periode penyalaan. Pada saat rotor mencapai kecepatan tertentu, belitan awal terputus dari jaringan dan motor beroperasi sebagai satu fase.
Belitan awal dimatikan oleh saklar sentrifugal atau relai khusus.
Motor asinkron tiga fasa apa pun dapat digunakan sebagai motor satu fasa (Gbr. 123, a). Ketika motor tiga fasa beroperasi sebagai satu fasa, belitan kerja atau belitan utama, yang terdiri dari dua fasa yang dihubungkan seri dari motor tiga fasa, dihubungkan langsung ke jaringan fasa tunggal, fasa ketiga, yaitu a belitan awal atau bantu, dihubungkan ke jaringan yang sama melalui elemen awal - resistansi (Gbr. 123 , b), induktansi (Gbr. 123, c) atau kapasitor (Gbr. 123, d).

Pada motor satu fasa daya rendah lilitan hubung singkat yang ditempatkan pada kutub stator digunakan sebagai belitan awal. Stator motor tersebut dibuat dengan kutub yang menonjol (Gbr. 124) dan belitan kerja diletakkan pada kutub dalam bentuk kumparan, seperti belitan eksitasi pada mesin DC.

Setiap kutub dibagi menjadi dua bagian, salah satunya ditempatkan kumparan hubung singkat. Arus tercipta dalam kumparan ini yang mencegah lewatnya fluks magnet di bagian kutub DI DALAM, sebagai akibat dari fluks magnet di bagian kutub A mencapai nilai maksimumnya lebih awal dibandingkan pada bagian kutub DI DALAM. Kedua aliran di luar fase ini membangkitkan medan magnet yang berputar.
Pada kumparan hubung singkat, terjadi kerugian tambahan, yang mengurangi efisiensi motor. Oleh karena itu, metode start ini hanya digunakan pada mesin dengan daya yang sangat rendah (hingga 100 Selasa), dimana nilai efisiensi bukanlah hal yang terpenting.
Motor kapasitor adalah motor asinkron satu fasa dengan dua belitan pada stator dan rotor sangkar tupai (Gbr. 125, a). Berbeda dengan metode pengasutan motor satu fasa melalui kapasitor yang dibahas di atas, pada motor kapasitor (dua fasa), belitan bantu dirancang untuk aliran arus jangka panjang dan tetap menyala tidak hanya saat motor distarter, tetapi juga selama operasi. Kehadiran medan putar selama pengoperasian mesin meningkatkan sifat pengoperasian mesin ini dibandingkan dengan mesin satu fasa.

Medan magnet berputar melingkar pada motor kapasitor akan diperoleh jika gaya magnetisasi kedua kumparan sama, dan gaya magnetisasi kumparan KE 2 harus memajukan gaya magnetisasi kumparan KE 1 kali π/2 tepat waktu. Hal ini akan terjadi pada beban mesin tertentu.
Ketika beban berubah, kondisi untuk memperoleh medan putar melingkar akan dilanggar. Dalam hal ini, selain medan lurus melingkar, muncul medan putar terbalik, yang menciptakan torsi pengereman yang mengurangi torsi alat berat.
Ketika kapasitas kapasitor meningkat, arus juga meningkat, yaitu beban motor akan meningkat, yang akan menciptakan medan putar melingkar. Oleh karena itu, peningkatan kapasitansi bank kapasitor akan menyebabkan peningkatan torsi maksimum mesin, dan torsi maksimum bergeser ke area beban besar, yaitu slip besar (Gbr. 125, b).
Seiring bertambahnya kapasitas, torsi awal mesin juga meningkat. Namun, meningkatkan kapasitas bank kapasitor dalam mode operasi tidak diinginkan, karena hal ini menyebabkan penurunan kecepatan dan mengurangi efisiensi mesin. Oleh karena itu, motor kapasitor dibuat dengan dua bank kapasitor - dengan kapasitansi aktif atau kapasitansi kerja DENGAN p dan kapasitas awal DENGAN p, dinyalakan hanya selama periode menghidupkan mesin.