Как определить обмотки асинхронного двигателя

Проверка обмоток электродвигателя. Неисправности и методы проверок

В идеале чтобы была произведена проверка обмоток электродвигателя, необходимо иметь специальные приборы, предназначенные для этого, которые стоят немалых денег. Наверняка не у каждого в доме они есть. Поэтому проще для таких целей научиться пользоваться тестером, имеющим другое название мультиметр. Такой прибор имеется практически у каждого уважающего себя хозяина дома.

Электродвигатели изготавливают в различных вариантах и модификациях, их неисправности также бывают самыми разными. Конечно, не любую неисправность можно диагностировать простым мультиметром, но наиболее часто проверка обмоток электродвигателя таким простым прибором вполне возможна.

Любой вид ремонта всегда начинают с осмотра устройства: наличие влаги, не сломаны ли детали, наличие запаха гари от изоляции и другие явные признаки неисправностей. Чаще всего сгоревшую обмотку видно. Тогда не нужны никакие проверки и измерения. Такое оборудование сразу отправляется на ремонт. Но бывают случаи, когда отсутствуют внешние признаки поломки, и требуется тщательная проверка обмоток электродвигателя.

Если перемотали неправильно схему соединения обмоток двигателя. Как определить начала и концы статорных обмоток электродвигателя. Как определить начало и концы обмоток электродвигателя

Нам понадобится обычная плоская батарейка на 4,5 В и комбинированный измерительный прибор (тестер) или миллиамперметр постоянного тока. Обмотки мы предварительно вызвонили омметром. У нас имеется несколько пар проводов, но нам надо определить, где у этих пар начало обмотки, а где конец.

Принципиальная схема соединения «треугольник».

Берем любую пару проводов, принадлежащих одной из обмоток. Условно помечаем один из выводов обмотки как начало (Н), а второй как конец (К). Подключаем тестер на пределе единицы или десятки миллиампер постоянного тока к любой другой паре проводов, принадлежащей другой обмотке.

Минус батарейки присоединяем к нашему условному концу (К) первой обмотки. Касаясь несколько раз начала первой обмотки плюсом батарейки, наблюдаем за показаниями тестера. Нас интересует отклоненение стрелки прибора в момент замыкания цепи «батарейка – обмотка».

Если стрелка прибора отклоняется в минус, то переключаем полярность присоединения прибора ко второй обмотке и снова несколько раз замыкаем батарейку на первую обмотку.

Теперь отклонения прибора в момент замыкания должны быть в положительную сторону. Тот вывод обмотки, который соединен с плюсом тестера, будет началом второй обмотки, а с минусом – концом. Таким же образом определяем начала всех других обмоток.

Как определить начало и конец обмоток электродвигателя: обзор методик

Часто возникают затруднения при подключении электродвигателя после ремонта. Далеко не все ремонтные организации маркируют начало и конец обмоток 3-х фазного двигателя. Завод изготовитель в клеммной колодке маркирует контакты буквами С1- С6. Эта маркировка принята в нашей стране. По международному стандарту используются буквы латинского алфавита. Отсутствие маркировки может спровоцировать выход из строя двигателя при включении в сеть. Чтобы этого не произошло, необходимо знать, как определить начало и конец обмоток электродвигателя. Об этом мы сейчас и расскажем читателям сайта Сам Электрик.

Следует отметить, что в данном случае электродвигатель можно представить как трансформатор. А это значит, что неважно, с какой стороны начало или конец обмотки. Главное, они не должны включаться встречно.

Существует несколько методов распознавания. Для этого необходимы приборы:

• мультиметр или тестер;
• понижающий трансформатор;
• контрольная лампочка.

Устройство и использование двигателей асинхронного короткозамкнутого типа

В статье рассмотрим, почему наиболее популярен именно асинхронный двигатель в исполнении с короткозамкнутым ротором. Изучим положительные и отрицательные качества конструкции. Также расскажем о распространенных поломках и способах их выявления.

Пусковая и рабочая обмотка однофазного двигателя: как отличить?

Для определения типа обмотки однофазного двигателя достаточно взглянуть на маркировку на шильдике и схему. Но бывают ситуации, когда любые маркировочные определения отсутствуют, что, в свою очередь, существенно усложняет задачу. К тому же вид обмотки электродвигателя, который уже ремонтировали, лучше определять самостоятельно, во избежание неприятных неожиданностей.

Метод определения с помощью тестера

Прежде чем начать работу, необходимо подготовить рабочее место. Соблюсти все правила электробезопасности и не забывать, что работа с электричеством требует предельной концентрации внимания и аккуратности. Выполним работу способом трансформации.

Работы выполняются в следующей последовательности:

• С помощью тестера находим выводы обмоток и помечаем их кембриками, подписав, например, первая обмотка помечается С1-С4, вторая С2-С5, третья С3-С6.
• Соединяем две обмотки последовательно. На них подается пониженное напряжение с трансформатора.
• На третьей произведем замеры напряжения. При согласованном включении, тестер будет показывать некоторое напряжение. Величина зависит от уровня напряжения, поступающего с трансформатора. При встречном включении, тестер будет показывать минимальное значение напряжения.
• Маркируем соответствующими образом обе обмотки.
• Разбираем схему и соединяем третью обмотку с любой другой. Подаем напряжение от трансформатора и производим замеры. Схема показана на рисунке снизу. Однако, на схеме подается опасное напряжение 220 вольт. В нашем случае мы подаем пониженное напряжение с трансформатора.
• По аналогии с предыдущими измерениями определяем начало и конец третьей обмотки. Маркируем.
• После определения и маркировки проводов, можно соединять двигатель звездой или треугольником и подключать к сети. При этом двигатель не должен издавать повышенный шум и нагреваться. Если это происходит, вы ошиблись в определении начала и конца обмоток. Если все правильно подключено, двигатель работает ровно и не нагревается.

Понижающий трансформатор нужен для ограничения тока в обмотках. Можно обойтись без него, но для ограничения тока, последовательно катушкам включают контрольную лампочку небольшой мощности.

Не стоит рисковать, подавая 220 вольт на обмотки без ограничения тока. В этом случае велика вероятность выхода двигателя из строя. Проще говоря, можно «сжечь» обмотки.

Способы: Метод трансформации

Приступим к первому способу. Для этого нужно правильно выполнить следующие действия.

1. Одна из фазных обмоток замыкается через лампу накаливания или вольтметра (U 30-40 Вольт). Можно использовать мультиметром.
2. Две оставшиеся катушки соединяются последовательно в обычную бытовую сеть 220 Вольт. Начало V1 к концу второй U2, как показано на картинке сверху.

Если две оставшиеся обмотки соединены правильно и последовательно, то в 3 обмотке наводится ЭДС. Вызывая свечение лампочки, или отклонение стрелки вольтметра.

Если включены встречно, то общий поток не пересекает 3 обмотку, магнитный поток и сумма токов равны нулю. В таком случае ЭДС не наводится, и нет свечения лампы или отклонения стрелки.

В таком случае надо поменять концы второй обмотки и повторить тест. Если не изменилось, то возвращаем предыдущую обмотку в исходное состояние и поменять концы местами на третей обмотке.

Что такое пусковая обмотка

Несмотря на свое название, однофазные двигатели имеют двухфазную обмотку: основную и вспомогательную, именно последняя делит электрические моторы небольшой мощности на виды. Так, встречаются бифилярные и конденсаторные электродвигатели, и если первые имеют пусковую обмотку, то вторые обладают пусковым конденсатором. И если у второго вида второстепенная обмотка все время находится в рабочем состоянии, то у первого она отключается от сети сразу после того, как мотор наберет нужный разгон. Таким образом, вспомогательная катушка включается на короткий промежуток времени.

Однофазный электродвигатель с асимметричным магнитопроводом статора

Статор такого однофазного двигателя выполняется с ярко выраженными полюсами на не симметричном шихтованном сердечнике. Ротор – короткозамкнутый типа “беличья клетка”.

Данный электродвигатель для работы не требует использования фазосдвигающих элементов. Недостатком данного двигателя является низкий КПД.

Второй способ

Схема определения начал и концов фаз обмотки.

Две любые “найденные” фазные обмотки соединяем последовательно и к получившимся свободным концам подключаем 220 В, а к оставшейся третьей обмотке подключаем контрольную лампу и кратковременно подаем 220 В. Запоминаем, как у нас горит при этом лампа.

Теперь у обмоток, которые у нас соединены последовательно, меняем подключение, то есть концы второй меняем местами и опять подаем питание. Лампочка должна засветиться по-другому, или ярче, или слабее. Если загорелась ярче, то обмотки у нас подключились последовательно, в порядке начало – конец – начало – конец. Так их и подписываем. Мы уже знаем четко две обмотки.

Теперь к неизвестной подключаем любую из известных и опять уже к этой паре подводим 220 В, а к свободной – лампу. Опять включаем питание. Теперь сразу будет видно по яркости накала, как включены обмотки. Наносим соответствующие надписи.

В приведенном примере можно вместо контрольной лампочки применить вольтметр и ориентироваться по отклонению стрелки прибора. Теперь, в зависимости от схемы подключения, нужно подключить обмотки. Для соединения звездой любые три (хоть начало, хоть концы) соединяем вместе, а к оставшимся трем будет подаваться питание 380 В. Для переключения в треугольник надо будет сделать еще другие манипуляции.

Метод развернутого треугольника

Существует более простой метод определения обмоток при отсутствии маркировки. При подключении треугольником. Это так называемый метод развернутого треугольника. Для определения понадобятся приспособления, применяемые в первом случае.

Работу выполняют в следующей последовательности:

• Мультиметром находят обмотки.
• Маркируют в произвольном порядке.
• Соединяют все три катушки последовательно.
• Подают пониженное напряжение.
• Производят замеры напряжения на обмотках. При правильном соединении, напряжение на обмотках должны совпадать. Т.е. U1=U2=U Если на одной из них значение отличается, концы этой обмотки следует поменять местами.
• На этом проверка заканчивается. Двигатель можно монтировать на рабочее место.

На рисунке показана схема измерений методом треугольника.

Если отсутствует мультиметр, проверить напряжение можно с помощью лампы. Уровень свечения должен быть во всех случаях одинаков. Если на одной из обмоток он отличается, то провода катушки меняют местами.

Конструктивные особенности

Основными элементами электродвигателя любого назначения являются статор и ротор. Для защиты от контактов с окружающими объектами система с обмотками закрывается в прочный кожух. Предотвратить перегрев обмоток позволяет дополнение в виде установленного на роторном валу охлаждающего вентилятора.

Статор асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором имеет стандартное для электродвигателей строение. Исполнение, рассчитанное на работы с обмотками на три фазы, подразумевает расположение сердечников под углом в 120 о . Обмотки выполняют из медной проволоки подходящего сечения, изолированной. Подключение обмоток производится в звезду или треугольник (оно описано в отдельных статьях). Статорный магнитопровод жестко фиксируют к стенкам корпуса.

Роторная часть имеет внешний вид, похожий на небольшую цилиндрическую клетку. Парные кольца исполняют роль короткозамыкающего элемента для стержней, изготовленных из алюминия. Если рассматривать конструкцию высокой мощности, для нее стержневые части конструкции могут изготавливаться из меди. Причиной использования данного материала служит его низкое сопротивление. Однако есть и минусы – медь для обмотки стоит дороже алюминия и быстрее плавится при нагреве сердечника вихревыми токами.

Расположение стержней при сборке выполняется поверх сердечников из специальной трансформаторной стали. Монтаж производят на валу агрегата, провод обмотки впрессовывается в специальные пазы магнитопровода. Простота изготовления повышается тем, что в таком исполнении для магнитопроводных пластин не требуется изоляция. Это – один из главных факторов, сделавших асинхронный агрегат короткозамкнутого типа самым популярным (его доля в общей массе электромоторов достигает 90%).

Характеристики рабочей обмотки

Основной или рабочей обмоткой является та, которая работает постоянно, создавая магнитное поле. Как следствие, она обладает большим сечением проводника и меньшим активным сопротивлением из-за постоянной нагрузки. Однако, несмотря на всю ее значимость, она не может работать без пускового механизма, которым и является вспомогательная катушка.

Соединение звездой

Этот метод применяется в исключительных случаях. После того, как обмотки будут найдены, их соединяют звездой и кратковременно подключают к сети. Если провода соединены неправильно, двигатель начинает гудеть и греться.

После отключения переключают одну из обмоток и опять подключают к сети. Таких переключений может быть не более трех. Следует запомнить, включают двигатель кратковременно, не более 2 секунд. Если оставить включенным на большее время, двигатель наверняка выйдет из строя.

Третий способ: развернутый треугольник.

Соединяем последовательно все обмотки двигателя, подаем напряжение 220 В. Если есть трансформатор на меньшее напряжение, то это будет ещё лучше.

Вольтметрами измеряем напряжение на каждой из обмоток. Если соединены правильно, то U 1=U2=U3.

Если на одной обмотке напряжение выше, то отключаем от сети. Нужно поменять на ней концы местами. Один из наиболее безопасных вариантов и сразу видим картину на трех обмотках.

Надеюсь все понятно объяснил, если что — пишите вопросы в комментариях.

Разновидности по количеству фаз

В зависимости от исполнения и способа подключения конструкции для короткозамкнутого вида делят на 3 типа, каждый из которых имеет свои особенности:

1. Однофазные. Применяется единственная рабочая обмотка. Запуск производится посредством катушки индуктивности, на короткий период подключаемой к сети через конденсатор. Также возможен вариант короткого замыкания. Конструкция рассчитана на малую мощность, и широко применяется в бытовых приборах.
2. Двухфазные. Статорная конструкция использует 2 обмотки, расположенные перпендикулярно относительно друг друга. Подача переменного напряжения при этом производится на каждую из них. Основное направление применения – однофазные сети. Для корректной работы в таких условиях напрямую к фазе подключается только одна из обмоток. Вторая запитывается посредством фазосдвигающего конденсатора. Данный элемент является обязательным, поскольку без его добавления в схему вращение вала не начнется. В силу такой особенности двухфазные асинхронные двигатели иногда называют конденсаторными.
3. Трехфазные. Конструкция подразумевает 3 обмотки. Могут производиться с разными системами пуска, однако в любой конструкции отличаются повышенной стабильностью работы при номинальной нагрузке. Имеют самые высокие пусковые характеристики.

Количество и расположение обмоток выбирают в зависимости от типа сети и уровня нагрузок, которые придутся на мотор.

Определение с помощью батарейки

Для этого метода потребуется тестер и батарейка. Это наиболее простой способ. Методика поиска с помощью батарейки заключается в следующем:

1. С помощью тестера находим катушки на асинхронном двигателе.
2. К одной из них подключается прибор.
3. К выводам другой подключаем кратковременно несколько раз батарейку. Если в момент подачи напряжения тестер показывает отрицательное значение, это говорит о встречном включении обмоток.
4. Проверяем поочередно все катушки и маркируем их соответствующим образом.

Схема измерений показана на рисунке снизу.

Аналогичным образом можно проверить с помощью аккумулятора. Разница заключается в том, что вместо батарейки применяется аккумулятор.

Видео

Различия между короткозамкнутым и фазным ротором

Система такого мотора построена на основе трех обмоток статора, формирующих разное количество магнитных полюсов (в зависимости от конструкции, выбранной в процессе проектирования). Объем полюсов на обмотках оказывает влияние на номинальный режим работы. Роторная система же может быть выполнена в 2 вариантах – короткозамкнутом и фазном.

Короткозамкнутый ротор

При помещении в движущееся магнитное поле статора, замкнутый виток проводника начнет индуцировать ЭДС, вследствие чего будет вырабатываться ток. Из-за этого замкнутый контур начинает подвергаться воздействию сил Ампера, поворачиваясь в том же направлении, что и у магнитных полей статора.

В этом заключается основной принцип работы короткозамкнутого электродвигателя. Вместо замкнутого контура в конструкции применяется набор стержней из меди или алюминия, замкнутых накоротко кольцами. Переменное напряжение при прохождении по статорным обмоткам создает вращающееся магнитное поле. На замкнутых контурах роторной конструкции появляется ток, и вся система приходит в движение. Вращение происходит за счет разной величины индуцируемого тока на парах стержней, что постоянно меняется в зависимости от расположения парных элементов относительно магнитного поля.

Для устранения пульсации и сохранения постоянности крутящего момента стержни «беличьей клетки» располагаются не параллельно валу. Небольшой наклон также снижает действие высших гармоник при работе электродвигателя.

Фазный ротор

Асинхронные модели с фазным ротором конструктивно имеют полноценную обмотку. В роторной конструкции предусмотрены специальные пазы, в которых укладываются провода. Выводы от обмотки подключены к контактным кольцам, которые расположены на валу. При этом поверхности данных элементов изолированы друг от друга и от вала. Конструкция обмотки составлена 3 частями, каждая из которых отвечает за отдельную фазу. Наиболее распространенным способом подключения является звезда. Фазные системы более сложны, чем короткозамкнутые и имеют большую себестоимость. Однако они предоставляют больше возможностей по регулировке рабочего момента на валу.

Статорная обмотка в фазном электродвигателе представляет собой аналог ротора на короткозамкнутой конструкции. Она создает разное количество парных полюсов, объем которых зависит от набора катушек, сдвинутых относительно друг друга на определенную величину (120 о , 60 о , 40 о и т.д.). Регулировка рабочего момента осуществляется посредством управления напряжением на обмотках.

Двигатели постоянного тока

У двигателей постоянного тока обычно бывает два провода. Поэтому при подаче напряжения он начинает вращаться в определенную сторону. Если вращение не совпадает, в этом случае меняют полярность.

Аналогичным образом можно подключить шаговый двигатель. Например, имеются четыре вывода. Катушки у такого двигателя имеют одинаковое сопротивление, а провода, как правило, имеют цветные.

Подключаем к драйверу в произвольном порядке, смотрим, в какую сторону происходит вращение. Если необходимо поменять направление вращения, провода меняют местами.

Например, подключили — белый, синий, красный, черный. Для смены направления соединим – черный, красный, синий, белый.

Вот мы и рассмотрели, как определить начало и конец обмоток электродвигателя. Если остались вопросы по этой теме, задавайте их в комментариях под статьей!

Преимущества и недостатки короткозамкнутой разновидности

Высокая популярность и широкое распространение таких конструкций электродвигателя обусловлено его преимуществами:

• высокая стабильность работы при номинальной нагрузке;
• надежность и долговечность;
• простое обслуживание асинхронного мотора, низкие затраты на эксплуатацию;
• малая стоимость относительно других моделей;
• высокие показатели КПД двигателя.

При правильной эксплуатации такой агрегат прослужит долгое время, не требуя частого обслуживания.

Однако есть у системы и свои недостатки:

• высокий пусковой уровень напряжения;
• низкий коэффициент скольжения;
• повышенная реакция на перепады напряжения;
• необходимость применения дополнительного оборудования для безопасного пуска асинхронного агрегата (УПП, частотники);
• потребность во внешних управляющих узлах для регулировки скорости вращения.

Несмотря на свои недостатки, агрегаты асинхронного типа с короткозамкнутым ротором являются наиболее практичными и популярными в производстве и быту.