1. Застосування асинхронних двигунів в пральних машинах
2. Пристрій асинхронного двигуна
1. Кришки двигуна
2. Підшипники
3. Ротор
4. Статор
5. Крильчатка охолодження
Рис.2 Пристрій асинхронного двигуна
Асинхронний двигун має в своєму складі дві основні деталі: статор і ротор. розділені повітряним зазором.
Статор (від латинського-стою) - нерухома частина двигуна, що взаємодіє з рухомою частиною-ротором.
Активними частинами статора є обмотки і магнітопровід (сердечник). Обмотка статора в загальному випадку являє собою багатофазну обмотку, провідники якої рівномірно укладені по колу в пази сердечника. Асинхронні двигуни для пральних машин мають дві швидкості обертання. У режимі прання частота обертання на роторі двигуна становить близько 300 об / хв, а в режимі віджимання (центрифугування) 2800 об / хв. Тому, такі двигуни називають двохшвидкісні і для кожного режиму роботи застосовується своя обмотка. Статор в розглянутому двигуні є електромагнітом, який створює магнітне поле.
Ротор - рухома частина двигуна (Рис.3) В асинхронних двигунах це короткозамкнутая обмотка, яку часто називають "білячою кліткою" через схожість конструкції. Алюмінієві або мідні стрижні статора замкнуті накоротко з торців кільцями і як правило заливаються сплавом алюмінія.Сердечнік (вал ротора) має зубчасту структуру, який жорстко скріплений з "білячою кліткою".
Вал ротора обертається на двох підшипниках, опорами якого є кришки двигуна. Для кращого охолодження обмоток статора, на роторі встановлюються крильчатки з лопатями.
1. Сердечник з штампованих листів стали або залитий сплавом алюмінію
2. Сталевий вал з зубцями
3. Короткозамкнена обмотка у вигляді "білячої клітини"
Рис.3 Пристрій ротора асинхронного двигуна
3. Принцип роботи конденсаторного асинхронного двигуна
Для приводу барабана в пральних машинах завжди застосовувалися двохшвидкісні конденсаторні асинхронні двигуни.
Конденсаторний двигун - різновид асинхронного двигуна, в обмотки якого включений конденсатор для створення зсуву фази струму. Підключається в однофазну мережу за допомогою спеціальних схем. Працездатна схема підключення такого двигуна містить конденсатор (пусковий конденсатор), від чого і пішла назва.
Давайте розглянемо найпростішу схему підключення конденсаторного двигуна на прикладі Рис.4
Одна з обмоток (її частіше називають робочою) підключають безпосередньо до мережі, а пускову обмотку послідовно через конденсатор. Робоча і пускова обмотки геометрично зрушені один щодо одного на певний кут. Для роботи асинхронних двигунів важливо, щоб частота обертання ротора була дорівнює частоті обертання магнітного поля, що створюється струмом обмотки статора. Звідси і назва - асинхронний двигун. Але однофазная обмотка на статорі не здатна створювати вращающее круговий магнітне поле. Тому, для дотримання умов роботи асинхронного двигуна, необхідно, що б і струми були зрушені по фазі. Конденсатор в ланцюзі пусковий обмотки створює зрушення фаз струмів на електричний кут "фе" = 90 °. Магнітне поле статора впливає на обмотку ротора і за законом електромагнітної індукції наводить в них ЕРС. В обмотці ротора під дією наводимой ЕРС виникає власне магнітне поле і струм, яке вступає у взаємодію з обертовим магнітним полем статора. В результаті на кожен зубець муздрамтеатру ротора діє сила, яка складався по колу, створює крутний електромагнітний момент, що змушує ротор обертатися. Відносна різниця швидкостей обертання ротора і магнітного потоку, створюваного обмотками статора називається ковзання асинхронного двигуна.
А - робоча обмотка
В - пускова обмотка
З - пусковий конденсатор
Проста схема підключення асинхронного двигуна через конденсатор
рис.4
А тепер уявіть, якби в пусковий обмотці не було конденсатора. Тоді магнітне поле створюване статором, створювало б таке ж магнітне поле в роторі. При такій схемі підключення, двигун можна уявити лише як трансформатора і збігаються по фазі струми не змогли б створити вращающее круговий магнітне поле, а пусковий момент був би настільки малий, що ротор залишався б майже нерухомим.
4. Несправності і діагностика. Пуск асинхронного двигуна пральної машини
Характерна ознака несправності при роботі конденсаторних асинхронних двигунів проявляється як правило в ослабленні крутного моменту, внаслідок чого ротор двигуна, особливо під навантаженням, не в силах зробити повний оборот.Із це в пральній машині, барабан з білизною робить неповні погойдують, що нагадують коливання маятника . У подібних двигунах пральних машин можна виділити кілька причин такої несправності.
Найпоширеніша причина - це втрата ємності пускового конденсатора, через що зрушення фаз струмів пусковий і робочої обмотки стає незначним і не створюється потужного крутного моменту ротора двигуна. Хоча при цьому в режимі холостого ходу (без навантаження) двигун може запускатися нормально. Подібна проблема не відноситься безпосередньо до несправності самого двигуна. В цьому випадку потрібно тільки заміна пускового конденсатора.
Інша причина - це межвитковое замикання однієї з обмоток двигуна. Причому поведінка в роботі двигуна іноді схоже з втратою ємності пускового конденсатора, але супроводжується сильним нагріванням обмотки статора, завищеними споживаним струмом, іноді з'являється запах гару і характерний гуде звук. Іноді, при межвитковое замикання в ланцюзі обмоток режиму віджимання, обмотки режиму прання можуть бути абсолютно справні і працювати нормально, і навпаки. В цьому випадку двигун підлягає заміні. Якщо немає можливості його замінити, то можна звернутися на підприємство де професійно займаються ремонтом електродвигунів.
Іноді при несправності в двигуні одна або кілька обмоток можуть бути в повному обриві.
В інших випадках проблем роботи двигунів, можна виділити несправності пов'язані з коммутирующими пристроями і модулями управління, але це ми не будемо розглядати в даному матеріалі.
Для того, щоб відрізнити несправність безпосередньо двигуна від несправності комутуючих його пристроїв, необхідно провести вимірювання електричного опору обмоток, зокрема електричного пробою обмоток на корпус статора, підключити двигун безпосередньо вимірявши споживаний робочий струм. Дані про споживаної струмі вказані на етикетці двигуна, а електричні опори і схема з'єднання обмоток вказуються в сервісній інструкції для майстрів.
Нижче, на Рис.5 і Рис.6 наведена схема перевірки двохшвидкісного асинхронного електродвигуна пральної машини. Ми взяли найскладнішу зустрічається схему колодки двигуна із застосуванням тахогенератора і термозахисту. Тахогенератор (Т) і термозахист (ТН) при перевірці двигуна безпосередньо не підключаються до схеми. Для того, щоб виміряти струм в обмотках амперметр (A) підключається послідовно в розрив ланцюга, але можна використовувати і струмові кліщі. Завищений робочий струм може свідчити про межвитковое замикання обмоток статора. Пусковий конденсатор (С), може бути загальним для пускових обмоток віджиму і прання. Але іноді використовуються і схеми з двома пусковими конденсаторами. Зміна напрямку обертання двигуна для режиму прання відбувається шляхом зміни підключення полюсів обмоток. У режимі віджимання двигун обертається завжди в одну сторону.
Рис.5 Схема підключення для
перевірки обмотки віджиму
- Двигун обертається проти напрямку годинникової стрілки
6. Переваги та недоліки однофазних асинхронних двигунів
До переваг можна віднести: простоту конструкції, відносно високий ресурс двигуна, низький рівень шуму в порівнянні з колекторними двигунами (мова про які йде в іншій главі), практично не вимагає профілактичного обслуговування, максимум потрібно змазування, або заміна підшипників.
До недоліків можна віднести: великі габарити і масу двигуна, великий пусковий струм, застосування декількох обмоток для кожного режиму роботи двигуна, низький ККД (коефіцієнт корисної дії), при незмінному розмірі не неможливо збільшити потужність двигуна, цим і пояснюється його застосування в пральних машинах з низьким числом оборотів барабана при віджиманні, погана керованість електронними схемами.
7. Часті питання
- Для чого потрібен конденсатор в ланцюзі пусковий обмотки електродвигуна?
- Яка ємність пускового конденсатора застосовується для пуску асинхронних двигунів пральних машин?
Для кожного типу двигунів індивідуально підбирається значення ємності конденсатора. Найпоширеніші номінали ємностей (ємність конденсатора вимірюється в мікрофарадах): 8,5 мкф, 11,5 МКФ, 12,5 МКФ, 14 МКФ, 16 МКФ, 18 МКФ, 20 МКФ, 22 мкф і 25 мкф. Але найпоширеніші 14 мкф і 16 мкф.
- Чому робоча напруга пускового (фазосдвигающей) конденсатора повинно бути не менше 400 вольт?
Фазосдвігающій конденсатор встановлюється в ланцюзі обмоток статора, які мають великий індуктивністю. При роботі електродвигуна, особливо при його пуску і зупинці, на обмотках вивільняється велика електрорушійна сила самоіндукції (ЕРС самоіндукції), у вигляді сплесків підвищеної напруги 300-600 вольт, прикладена саме до конденсатору. Якщо встановити конденсатор з меншим допустимим робочим напругою, то він вийде з ладу.
- Що станеться, якщо замість конденсатора номінальної ємності призначеного для оптимальної роботи двигуна встановити конденсатор більшою чи меншою ємності?
Якщо величина ємності фазосдвигающей конденсатора обрана більше, ніж потрібно при даних конкретних умовах роботи електродвигуна, то двигун буде швидко перегріватися. Якщо величина ємності обрана менше необхідної, то крутний пусковий момент ослабне, що може викликати утруднене обертання барабана з білизною в пральній машині.
В електричному ланцюзі з ємнісним опором (конденсатором) струм випереджає напругу на кут "фе" = 90 °. Струм випереджаюче напруга по фазі на 90 °, називається реактивним або безваттним струмом, так як він не викликає в ланцюзі споживання потужності.
З включенням послідовно пусковий обмотки і конденсатора, порушується чисто ємнісний (реактивний) характер ланцюга, в результаті чого зменшується кут зсуву фаз. Тому для кожного асинхронного однофазного двигуна ємність конденсатора пусковий обмотки підбирається таким чином, щоб кут зсуву фаз струму щодо робочої був близький до 90 °.
Матеріал підготовлений сервісом "Аквалюкс"