ElektroLab.eu - Fórum
Prihláste sa k svojmu účtu, pokiaľ ho máte. Alebo kliknite tu pokiaľ ho ešte nemáte a prajete si ho vytvoriť - je to jednoduché a získate mnoho výhod.

Prehľad a zapojenie elektrických motorov

Prehľad a zapojenie elektrických motorov

Tento článok by mal slúžiť ako prehľad zapojenie rôznych motorov, pretože aj "obyčajný" trojfázový asynchrónny motor možno zapojiť niekoľkými spôsobmi. Postupne sú v článku prebrané všetky najbežnejšie druhy elektrických motorov. Ako teda ktorý motor zapojiť ?? Všetky motory, rovnako tak ako všetku elektroniku vždy zapájajte podľa návodu výrobcu!

Druhy a parametre motorov

Prvá vec, ktorú je nutné si zistiť, aký motor chceme zapájať? Nie všetky sú trojfázové a asynchrónne a aj jeden typ motora ide často zapojiť niekoľkými spôsobmi. Jediný 100% spoľahlivý spôsob ako správne zapojiť motor je riadiť sa inštrukciami výrobcu. Ten udáva napájacie napätie, prúd, zaťažovateľ, prostredie atď. Parametre motora sú uvedené vždy na štítku motora, alebo v datasheete. V žiadnom prípade nie je správny spôsob napríklad pri výmene motora zapojiť ho "tak ako bol ten predtým". Môže sa totiž ľahko stať, že nový motor je na iné napätie a môže ľahko dôjsť k jeho zničeniu.


Štítok trojfázového asynchrónneho motora s kotvou nakrátko.

Podľa štítku zistíme základné informácie o motore.

  • Výrobca Siemens, vyrobené v Českej republike
  • Typ motora 1LA7073-2AA10
  • Motor má označenie CE
  • 3≈Mot - Trojfázový motor

Ďalej je na motore označené krytie a prostredie pre ktoré je určený

  • IP 55 - Krytie IP 55
  • 71M - Osová výška (od spodnej strany pätiek k stredu hriadeľa 71 mm)
  • IM B3 - Tvar elektromotora (pätkový)
  1. IMB3 = pätkový motor
  2. IMB5 = prírubový
  3. IMB35 = patkopřírubový
  4. IMB14 = s menšou, alebo väčšie prírubou (menšie ako IMB5)
  5. IMB34 = patkopřírubový s menšou prírubou
  • -20 ° C <= TAMB <= 40 ° C - Prevádzková (okolitú) teplotu motora -20 až 40 ° C

V dolnej časti je štítok rozdelený na dve strany. Ľavá udáva hodnoty pre 50Hz sieť, pravá pre 60Hz sieť. U novších motorov býva časté označenie v jednotlivých riadkoch (druh zapojenie, napätie, prúd), takže je jasné, ktorá hodnota patrí ku ktorej.

  • 50 Hz 230/400 V Δ / Y - Pri zapojení do Δ má motor napájacie napätie 230 V, pri zapojení do Y má napájacie napätie 400 V
  • 0,55 kW - výkon motora 0,55 kW
  • 2,35 / 1,36 A - Odoberaný prúd pri nominálnom zaťažení a prevádzky do Δ a do Y
  • 220-240 / 380-420 V Δ / Y - Rozsah napájacích napätí pri prevádzke do Δ a do Y
  • 2,39-2,44 / 1,38-1,41 A - Rozsah odoberaného prúdu pri prevádzke do Δ a do Y

Často tiež býva na motore zobrazený druh zaťaženia. To je označen= "S1" až "S10" podľa označenia nižšie

  • S1 - Trvalý chod. Toto označenie nemusí byť uvedené. Motor sa pri plnom zaťažení a dodržaní prevádzkových podmienok schopný ochladiť na prevádzkovú teplotu.
  • S2 - Krátkodobý chod. Na štítku je uvedená doba zaťaženia. Potom musí byť motor odpojený a ochladený na okolitú teplotu
  • S3 - Prerušovaný chod. Na štítku je uvedená doba zaťaženia v% (väčšinou z 10 minútového cyklu). Po dosiahnutí času musí byť motor na zostávajúcu dobu odpojený. Motor sa počas odpočinku neochladí na teplotu okolia. Rozbeh motoru neovplyvňuje oteplenie.
  • S4 - Prerušovaný chod s rozbehom. Rovnaké ako S3, ale je nutné vziať do úvahy rozbeh motora.
  • S5 - Prerušovaný chod s elektrickým brzdením.
  • S6 - Prerušované zaťaženie. Chod motora, kedy je motor po určitý čas (% cyklu) zaťažený a zostávajúci čas odľahčený = čas kedy motor beží naprázdno.
  • S7 - Pravidelné prerušované zaťaženie s elektrickým brzdením.
  • S8 - Pravidelné prerušované zaťaženia so zmenami otáčok spojenými so zmenami zaťaženia.
  • S9 - Nepravidelné zaťaženia a zmeny otáčok.
  • S10 - Zaťaženie s prerušovaným konštantnými zaťaženiami.

Štítok motora sa zaťažovateľom S6. 40% doby môže bežať motor na plný výkon, zvyšný čas odľahčený (v 10 minútovom cykle). P1 a P2 je pravdepodobne príkon a výkon na hriadeli.

Trojfázový asynchrónny motor s kotvou nakrátko

Jedná sa o najbežnejší typ motora. Stator motora má niekoľko dvojíc cievok (p) pripojených k sieťovému napätiu s určitou frekvenciou (f). V statore vznikne synchrónne točivé magnetické pole (má otáčky podľa sieťovej frekvencie, podľa vzorca (ns = 60 * f / p)). Toto magnetické pole vyvolá v klietke rotora (zlisované plechy s hliníkovým, alebo medeným vinutím) napätie a vzniknutý prúd a magnetický tok vyvolá silu otáčajúcu rotorom. Keby sa rotor roztočil na synchrónne otáčky, tak by sa voči magnetickému poľu statora neotáčal. V rotore by sa neindukovalo napätie a sila otáčajúca rotorom by klesla. Hriadeľ asynchrónnych motorov sa teda vždy točí asynchrónnymi otáčkami oproti otáčkam magnetického poľa statora. Rozdiel týchto otáčok sa nazýva sklz, ktorý býva 3 až 5%. Rozdiel oproti synchrónnym otáčkam je závislý na konštrukcii motora, jeho účinnosti a pod.

Zmena smeru otáčania motora sa vykoná prehodením dvoch ľubovoľných napájacích fáz. Býva zvykom prehodiť prvú a tretiu fázu, ale principiálne je to úplne jedno.

Pri motoroch, ktoré dostávajú časté rázy pri rozbehu (napr. pohon stola frézy, často spínané čerpadlá, a pod.), alebo trpia prehrievaním a nadmernými vibráciami sa môže rotorové vinutie prerušiť. Motor potom nemá silu, rotor sa hreje, skáče, so záťažou sa roztočí iba na určité otáčky. Prúd pritom odoberá správny a bez záťaže sa točí bežnými otáčkami. Pri zaťažení má však obrovský sklz - buď sa neroztočí vôbec, alebo iba na určité malé otáčky, ktoré sú dané zaťažením hriadele a rotor sa nadmerne hreje. Na rotore to možno niekedy poznať pohľadom - niektoré plechy sú pootočené - na rotore nie je súvislá čiara drážok.

Rez asynchrónnym motorom s kotvou nakrátko.

Rez statorom aj rotorom asynchrónneho motora.

Rez rotorom (kotva nakrátko).

Detail rotora (vo výreze jedna drážka z hliníka).

Spojenie klietky s vyvážením (nalisované podložky).

Znázornenie klietky v rotore.

Rôzne tvary drážok v rotora - upravujú charakteristiku motora.

K trojfázovej sieti (3 × 400 V; skôr 3 × 380 V) možno bežný 3f asynchrónny motor pripojiť dvojakým spôsobom - v konfigurácii hviezda, alebo v konfigurácii trojuholník. Existujú ďalšie asynchrónne motory s odlišným vinutím, ktoré však nie sú až tak časté. Dôležité je sa vždy riadiť typovým štítkom a dátovým listom motora - pri zlom zapojení môže dôjsť k zničeniu motora.

Na obrázku ktorej je znázornený príklad štítku bežného trojfázového asynchrónneho motora s kotvou nakrátko. Červeno je orámované značenie vhodného motora pre rozbeh Y / D - pri zapojení do trojuholníka je menovité napájacie napätie 400 V, pri zapojení do hviezdy je to 690 V. Ďalej je nutné brať do úvahy odoberaný prúd a podľa toho dimenzovať prívody, stýkače, istenie apod .

Príklad štítku motora.

Význam štítku (združené napätie → napätie dvoch fáz proti sebe).

Pripojenie motora

U väčšiny týchto motorov je použitá štandardná svorkovnica zo svorkami, kde je vyvedené všetkých šesť koncov vinutia. Možno sa však stretnúť aj s nie celkom typickými svorkovnicami, ktoré nemajú napr. vyvedené všetky konce vinutia (motor nejde prepojiť väčšinou do trojuholníka), majú vyvedených ešte viac vodičov (napr. od brzdy), majú miesto svorníku napríklad obyčajnú svorkovnicu (tzv. čokoládu) , alebo majú úplne odlišný tvar. Vždy teda záleží na konkrétnom motore a návode k nemu. Často je zapojenie svoriek vylisované na viečku svorkovnice, prípadne je tam prilepená schéma.

Bežná svorkovnice motora - vyvedené všetkých šesť koncov vinutia.

Atypická svorkovnica motora - vyvedené všetkých šesť koncov vinutia. Na prepojenie sa používajú dodané drôtové prepojky.

Najjednoduchšia svorkovnica motora, tzv. Čokoláda. Motor je zapojený do hviezdy (alebo do trojuholníka) z výroby priamo vo vnútri motora. Nemožno ho prepojiť do inej konfigurácie.

Orientačné hodnoty odoberaného prúdu motorom, prívodný kábel a istenie

Zapojenie motora, teda jeho predradné istenie a prívodný kábel je závislý na použitej aplikácii a vždy by mal vychádzať z projektovej dokumentácie a mal by spĺňať príslušné normy. Tu budú popísané iba približné hodnoty! Motor by mal byť istený ako proti skratu, tak aj proti preťaženiu. Možno použiť kombinovaný prístroj (tzv. Motorový spúšťač, alebo istič s "motorovú" charakteristikou), prípadne poistky s príslušnou charakteristikou, ktoré istia motor pri skrate a nadprúdové relé, prípadne softštartéry, alebo frekvenčný menič, ktorý je nastavený na prúd motora. Ďalej sa pri motore rozlišuje, či je je spúšťaný priamo (priame zapnutie, softštartér, frekvenčný menič), alebo pomocou prepínania hviezda - trojuholník. Pri zapojení v konfigurácii YΔ je motor istený poistkami rovnako ako pri priamom spúšťaní, u nadprúdového relé však záleží kde v obvode je zapojený a jeho nastavenie je iné, než pri priamom spúšťaní. Prívodné vodiče k motoru môžu mať menší prierez.

Istenie vychádza z menovitého prúdu odoberaného motorom. K ochrane proti skratu sa použije buď "pomalá" poistka typu aM, teda poistka s čiastočným rozsahom vypínacia schopnosť - určená na istenie motorových vývodov proti skratu, alebo "motorový istič", alebo spúšťač s prúdom, ako je menovitý prúd motora, alebo najbližšej vyššej . Pre istenie proti nadprúdu (preťaženie) sa použije prúdové relé, motorový spúšťač, alebo istič, ktorý je nutné nastaviť na menovitý prúd motora (prípadne sa meraním zistí prúd odoberaný motorom pri bežnej prevádzke a na ten sa istiace prístroj nastaví). Pri prekročení tohto prúdu (teda preťaženiu motora) dôjde k vypnutiu kontaktu relé a tým vypnutiu motora. Prierez kábla je závislý na aplikáciu. O jeho použití rozhoduje ako prúd motora, tak dĺžka a typ samotného kábla, jeho uloženie, teplota okolia, použitie frekvenčného meniča atď. Tu popísané káble sú s uložením B2 (kábel v rúrke na stene, či v stene, v lište, alebo káblovom kanáli ). Prúdy sú pri napätí motora 400 V.

Výkon (kW) 0,06 0,09 0,18 0,25 0,55 0,75 1,5 2,2 4 5,5 7,5 11 15 18,5 30 37 45
Orientačné hodnoty pri napájaní 400 V (priamo, bez rozbehu Y/D)
Prúd (A) 0,2 0,3 0,6 0,85 1,5 1,9 3,6 4,9 8,5 11,5 15,5 22 29 35 55 66 80
Poistka (A) 0,5 1 2 2 4 4 6 6 16 16 20 25 32 50 63 80 100
Kábel (mm2) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35
Orientačné hodnoty pri napájaní 400 V (pri rozbehu Y/D)
Poistka (A) 2 2 4 4 6 10 16 16 25 32 40 63 80 100
 Orientačné hodnoty pri napájaní 230 V
Prúd (A) 0,37 0,54 1,04 1,4 2,7 3,2 6,3 8,7 14,8 19,6 26,4 38 51 63 96 117 141
Poistka (A) 2 2 4 4 10 10 16 20 32 32 50 80 100 125 200 200 250

 

Bežný 3f motor s označením na štítku ΔY 230/400 V

Δ / Y 230/400 V - Tento motor je možné priamo pripojiť k trojfázovej sieti (3 × 400 V) iba do konfigurácie hviezda.

V opačnom prípade (pripojenie motora v konfigurácii Δ na 400 V) dôjde k poškodeniu motora vplyvom prepätia! Motor bude fungovať na plný výkon (Y) pri menovitom prúde a otáčkach uvedených na štítku. Reverzáciu otáčok možno vykonať prehodením dvoch ľubovoľných prívodných vodičov na svorkovnici motora, alebo možno použiť reverzačný prepínač (pozri nižšie). Často používané zapojenie motora.

+ Cena iba za motor
+ Jednoduché zapojenie
+ Plný výkon motora

- Nemožno regulovať rýchlosť motora, ani iné parametre


Schéma a zapojenia svorkovnice D/Y 230/400V.

Svorkovnica motoru zapojená do Y.

Δ / Y 230/400 V - Tento motor možno pripojiť k trojfázovej sieti (3 × 400 V) do konfigurácie hviezda cez trojfázový frekvenčný menič.

V tomto zapojení je možné meniť otáčky a ďalšie parametre motora. Vždy je nutné riadiť sa manuálom ku konkrétnemu frekvenčnému meniču! Napájacie svorky sú väčšinou L1, L2, L3, alebo R, S, T a výstup do motora býva označený U, V, W, alebo T1, T2, T3. Prehodenie napájacích a výstupných svoriek vedie k zničeniu meniča.

+ Relatívne jednoduché zapojenie
+ Plný výkon motora
+ Možno meniť parametre motora (otáčky, brzdenie, rampy, ...)

- Vyššia cena meniča

Schéma a zapojenia svorkovnice D/Y 230/400V.

Frekvenčný menič Invertek Optidrive.

Δ / Y 230/400 V - Tento motor možno pripojiť k trojfázovej sieti (3 × 230 V) do konfigurácie trojuholník.

Motor bude fungovať na plný výkon pri menovitom prúde uvedenom na štítku. V prípade zapojenia do hviezdy bude motor fungovať na podpätie pri zníženom výkone (pozri prepínanie hviezda trojuholník). Reverzáciu otáčok možno vykonať prehodením dvoch ľubovoľných prívodných vodičov na svorkovnici motora, alebo možno použiť reverzačná prepínač (pozri nižšie).

+ Cena iba za motor
+ Jednoduché zapojenie
+ Plný výkon motora

- Nemožno regulovať rýchlosť motora, ani iné parametre

Schéma a zapojenia svorkovnice D/Y 230/400V.

Svorkovnica motora zapojená do D.

Δ / Y 230/400 V - Tento motor možno pripojiť k jednofázové sieti (1 × 230 V) do konfigurácie trojuholník cez jednofázový frekvenčný menič.

V tomto zapojení je možné z motora dostať plný výkon pri 1f zapojení. Výhoda je nielen možnosť použitia 3f motora na 1f sieti, ale aj možnosť riadiť otáčky a ďalšie parametre motora. Nevýhoda je vyšší odber prúdu na jednofázovom prívode (preto sú jednofázové meniče vyrábané iba do určitého výkonu) a cena frekvenčného meniča.

+ Relatívne jednoduché zapojenie
+ Plný výkon motora
+ Možno meniť parametre motora (otáčky, brzdenie, rampy, ...)
+ Možno použiť trojfázový motor na jednofázové sieti

- Vyššia cena meniče
- Vyššie zaťaženie jednofázového prívodu


Schéma a zapojenie svorkovnice D/Y 230/400V.

Δ / Y 230/400 V - Tento motor možno pripojiť k jednofázové sieti (1 × 230 V) do konfigurácie trojuholník s pomocným (runtime) kondenzátorom (Steinmetzovo zapojenie).

Pripojením kondenzátora (vypočítaného zo vzťahu C = 64 * √ p [mF; kW], teda približne 60 - 68μF na 1 kW výkonu, najlepšie je však zmerať fázový prúd a kondenzátor upraviť podľa štítkovej hodnoty motora - záleží na konštrukcii motora) sa vytvorí v motore eliptické točivé pole. V tomto zapojení je kondenzátor pripojený trvalo, motor má znížený výkon (max. 70% menovitého výkonu) a menší rozbehový moment (cca 50%), nehodí sa teda pre náročné aplikácie. Reverzáciu smeru otáčania možno vykonať prepojením jedného pólu kondenzátora na L, alebo N (na obrázku sivo). Prevádzkové napätie kondenzátora musí byť väčšie ako špičkové napätie siete, vplyvom rezonancií je vyššie ako napätie sieťove. Odporúčam kondenzátor aspoň na 400 V.

Nižšie síce píšem, že sa nedajú regulovať otáčky motora, ale to nie je celkom pravda. Je možné použiť buď jednofázový menič frekvencie (s jednofázovým výstupom), alebo jednoduchý triakový regulátor. Triakový regulátor mení napájacie napätie a teda aj sklz motora, ktorý je závislý na zaťažení = motor má menšiu silu a je teda jednoduchšie ho pribrzdiť. Jednoduchosť konštrukcie triakového regulátora je vyvážená ešte nižšou účinnosťou motora.

+ Možno použiť trojfázový motor na jednofázové sieti
+ Relatívne nízka cena kondenzátora (v porovnaní s meničom)

- Nižší výkon motora
- Nemožno regulovať rýchlosť motora, ani iné parametre

Schéma a zapojenie svorkovnice D/Y 230/400V.

Smer otáčania sa dá zmeniť prepojením kondenzátora, nie prepólovaním napájania motora.

Bežný 3f motor s označením na štítku ΔY 400/690 V

Δ / Y 400/690 V - Tento motor je možné priamo pripojiť k trojfázovej sieti (3 × 400 V) do konfigurácie trojuholník.

Motor bude fungovať na plný výkon (Δ) pri menovitom prúde uvedenom na štítku. V prípade zapojenia do hviezdy bude motor fungovať na podpätie pri zníženom výkone - toho sa niekedy využíva, ak je pôvodný motor veľmi predimenzovaný a jeho prevádzka je možná so zníženým výkonom (cca 1/3 štítkového výkonu). Toto zapojenie neodporúčam, pretože pri zaťažení motora menovitým výkonom sa motor preťaží a hrozí jeho poškodenie. Reverzáciu otáčok možno vykonať prehodením dvoch ľubovoľných prívodných vodičov na svorkovnici motora, alebo možno použiť reverzačný prepínač (pozri nižšie).

+ Cena iba za motor
+ Jednoduché zapojenie
+ Plný výkon motora
+ Jednoduchý rozbeh pomocou prepínania hviezda - trojuholník

- Nemožno regulovať rýchlosť motora, ani iné parametre


Schéma a zapojenie svorkovnice D/Y 400/690V.

Δ / Y 400/690 V - U tohto motora je možné použiť prepínač hviezda trojuholník.

Pri zapojení motora najprv do hviezdy a následnom prepájanie do trojuholníka možno zamedziť veľkým prúdovým nárazom do siete.


 Zapojenie prepínánia hviezda-trojúholník pomocou stykačov.

Δ / Y 400/690 V - Tento motor možno pripojiť k trojfázovej sieti (3 × 400 V) do konfigurácie trojuholník cez trojfázový frekvenčný menič.

V tomto zapojení je možné meniť otáčky a ďalšie parametre motora.

+ Relatívne jednoduché zapojenie
+ Plný výkon motora
+ Možno meniť parametre motora (otáčky, brzdenie, rampy, ...)

- Vyššia cena meniča

Schéma a zapojenia svorkovnice D/Y 400/690V.

Δ / Y 400/690 V - Tento motor možno pripojiť k trojfázovej sieti (3 × 690 V) iba do konfigurácie hviezda.

V opačnom prípade (pripojenie k konfigurácii Δ na 690 V) dôjde k poškodeniu motora vplyvom prepätia! Motor bude fungovať na plný výkon (Y) pri menovitom prúde uvedenom na štítku. Reverzáciu otáčok možno vykonať prehodením dvoch ľubovoľných prívodných vodičov na svorkovnici motora, alebo možno použiť reverzačný prepínač (pozri nižšie).

+ Cena iba za motor
+ Jednoduché zapojenie
+ Plný výkon motora

- Nemožno regulovať rýchlosť motora, ani iné parametre

Schéma a zapojenia svorkovnice D/Y 400/690V.

Ďalšie zapojenie týchto motorov nie sú obvyklé. Veľké motory (rádovo stovky kW až MW) sa pripájajú k frekvenčným meničom s napätím 690 V. Najväčší motory (rádovo MW) sa pripájajú k špeciálnym vn frekvenčným meničom, alebo sa používajú synchrónne, alebo jednosmerné motory.

Motor s viacerými oddelenými vinutiami

Tento motor má dvoje vinutia s rozdielnym počtom pólov; vinutia sú väčšinou zapojené do hviezdy. V podstate sa jedná o dva separátne motory (dve statorové vinutia) v jednom tele. Pripojením napájania na prvé tri svorky (U1, V1, W1) sa motor roztočí inou rýchlosťou než prí pripojenie napájania na druhej svorky (U2, V2, W2).

Tieto motory sa používajú tam, kde je potreba pomocou jedného motora docieliť viac (v drvivej väčšine dvoch) rýchlosťou, a je zbytočné, alebo nemožné použiť prevodovku. Motory s prepínateľnými vinutiami nájdeme napríklad u žeriavov, gátrov, alebo strojov, kde je potreba tzv. Mikroposuv a nemožno použiť zložitú a veľkú prevodovku.

Vnútorné zapojenie motora.

Dvojrýchlostný motor s brzdou (trecia, elektromagneticky ovladaná).

Svorkovnica s jednoduchým usmerňovačom k brzde.

Popis zapojenia svorkovnice na viečku motora.

Motor s prepínaním Δ - YY (trojuholník - dvojitá hviezda)

V tomto, tzv. Dahlanderovom zapojení je každé vinutie rozdelené na dve časti. Prepínaním cievok zo sériového na paralelné zapojenie sa počet pólov zmenší na polovicu - zdvojnásobia sa otáčky. Motor má pri oboch otáčkach približne rovnaký výkon.

Tieto motory sa obvykle používajú tam, kde je nutné spustiť motor s veľkým rozbehovým protimomentem (napr. Veľké brúsky na plocho). Motor sa spustí do trojuholníka, kde sa síce točí pomalšie, ale má väčšiu silu v rozbehu, po roztočení na voľnobežné otáčky sa prepne do dvojitej hviezdy, kde sa jeho otáčky ešte zvýšia avšak s nižším momentom, ktorý však už stačí na prevádzku.

PYY = (2/√3)*PΔ ≈ 1,16 * PΔ

Vnútorné zapojenie motora.

Motor s prepínaním Y - YY (hviezda - dvojitá hviezda)

Tiež Dahlanderovo zapojenia. Podobné ako Δ - YY s tým rozdielom, že pri behu do dvojitej hviezdy majú dvojnásobný výkon.

Tieto motory sa používajú pre pohon ventilátorov. Ventilátor pri vyšších otáčkach potrebuje vyšší krútiaci moment.

PYY = PY * 2

Vnútorné zapojenie motora.

Trojfázový asynchrónny motor s krúžkovou kotvou - krúžkový motor

Krúžkový motor má stator rovnaký ako bežný asynchrónny motor. V drážkach rotora je uložené vinutie, ktoré nie je zapojené nakrátko, ale je vyvedené na zberné krúžky (svorky K, L, M). Toto vinutie je väčšinou zapojené do hviezdy, výnimočne do trojuholníka. Pri motoroch väčších výkonov môže byť rotor dvojcievkový (svorky K, L, Q). Z krúžkov je vinutia vedené cez uhlíky (kefy) na svorkovnicu motora. U väčších motoroch bývajú odklápacie uhlíky, ktoré po roztočení motora spoja kotvu nakrátko priamo v motore. Tým sa ešte viac zníži odpor spúšťača - znížia sa straty = motor je v podstate s kotvou nakrátko.

Tieto motory sa hlavne predtým používali kvôli ľahkému rozbehu pomocou znižovania odporu na rotore (obmedzoval sa veľký prúdový náraz do siete), prípadne reguláciu rýchlosti otáčania (sklz). Stator sa pripojí k sieti ako bežný asynchrónny motor, rotor sa spojí cez činnej odpory. Znižovaním impedancia odporov sa motor roztáča. Pri spojení svoriek rotora nakrátko sa motor chová ako bežný asynchrónny motor s kotvou nakrátko. Dnes sú tieto motory využívané výnimočne kvôli nutnosti údržby, sú zložitejšie (drahšie) na konštrukciu a dnes možno regulovať rýchlosť motora jednoducho a takmer bez strát pomocou frekvenčného meniča.


Zapojenie svorkovnice krúžkového motora.

Detail kartáčov krúžkového motora. V ľavejčasti je páka odklápača kartáčov.

Jednofázový asynchrónny motor

Motor tiež známy ako motor s rozbehovým (runtime) kondenzátorom, alebo kondenzátorový motor je jednofázový motor, ktorý má zvyčajne dve vinutia. Hlavné vinutie (svorky väčšinou označené U1 a U2), ktoré je pripojené priamo na sieť, a vinutie pomocné (svorky väčšinou označené Z1 a Z2), s ktorým je do série zapojený rozbehový kondenzátor (kondenzátor môže byť nahradený činným odporom (časť vinutia je vinuté bifilárne), alebo tieneným pólom). Kondenzátor spôsobí fázový posun, v motore teda vznikne točivé magnetické pole. Po roztočení motora môže byť pomocné vinutie odpojené, nie je už pre beh motora nutné. Pre odpojenie vinutia slúži najčastejšie odstredivý, alebo teplotný spínač.

Zmena smeru otáčania sa vykoná prepólovaním smere prúdu v pomocnom vinutia. Tieto motory sú konštruované na konkrétne nemenné otáčky. Ale tie je možné regulovať buď jednofázovým frekvenčným meničom, alebo jednoduchým triakovými regulátorom. Triakový regulátor mení napájacie napätie a teda aj sklz motora, ktorý je závislý na zaťažení = motor má menšiu silu a je teda jednoduchšie ho pribrzdiť .. Jednoduchosť konštrukcie triakového regulátora je vyvážená nižšou účinnosťou motora.

Schematická značka, vnútorné zapojenie a rozloženie vinutia motora v motore s rozbehovým kondenzátorom.

Konštrukcia statora viacrýchlostného motora s runtime kondenzátorom (z ventilátora).

Konštrukcia statora viacrýchlostného motora s runtime kondenzátorom (z ventilátora).

Motory s tieneným pólom majú odlišnú konštrukciu statora. Statorové vinutia (sivé) je navinuté na vyčnievajúcich póloch, na ktorých je výrez, okolo ktorého je závit nakrátko (oranžové). Pripojením napätia na vinutie sa začne indukovať v závite nakrátko prúd, ktorý spôsobí magnetický tok opačného zmysle Φz. Celý magnetický tok je teda deformovaný k jednej strane - to spôsobuje rozbehový moment, ktorý je však malý. Zmysel otáčania (ktorý má vždy smer od hlavného pólu ku tienenému) nemožno zmeniť prepólovaním. Tento motor je najčastejšie používaný na pohon ventilátorov (vinutie potom máva odbočky ktorých prepínaním sa mení rýchlosť otáčania), čerpadiel práčok a podobných nenáročných aplikáciách.

Znázornenie statora motoru s tieneným pólom.


Konštrukcia statora dvojrýchlostného motora s tieneným pólom (z ventilátora).

Detail tieneného pólu.

Rotor je konštrukčne zhodný s trojfázovým motorom s kotvou nakrátko.

Rotor je konštrukčne zhodný s trojfázovým motorom s kotvou nakrátko.

Jednofázové asynchrónne motory sa používajú u malých strojov (približne do max. 2 kW), kde väčšinou nie je nutné regulovať otáčky, napr. Chladničky, kotúčové brúsky, kosačky, ventilátory, čerpadlá a pod.

+ Jednoduchá konštrukcia
+ Jednoduché zapojenie
+ Prevádzka na 230 V

- Malá účinnosť motora
- Nemožno jednoducho regulovať rýchlosť motora, ani iné parametre

Zapojenie čerpadla MINOR NTD-62-4-LH-80

Toto predtým často používané teplovodné čerpadlo možno zapojiť dvoma spôsobmi - základné otáčky a znížené otáčky. K čerpadlu je nutné pripojiť rozbehový kondenzátor.
Napájacie napätie U: 220 V, 50 Hz
Príkon Pr: 79 (65) W
Prúd Ir: 0,43 (0,34) A
Kondenzátor c: 1,5uF, 400 V ac

Minor NTD-62–4-LH-80 – základné otáčky.

Minor NTD-62–4-LH-80 – nízke otáčky.

Synchrónny motor

Synchrónny motor má otáčky hriadeľa rovnaké, ako je točivé pole v statore. Stator motora má konštrukciu rovnakú ako bežný asynchrónny motor - teda niekoľko dvojíc trojfázových vinutia. Konštrukcia rotora sa líšia - miesto klietkového vinutia je v rotora navinutý elektromagnet, ktorý je budený jednosmerným prúdom. Elektromagnet je napájaný buď priamo cez zberné krúžky, alebo má pomocné vinutie a usmerňovač priamo na hriadeli motora. Rotor sa natáča vždy v smere magnetického toku rotora, pozri animácie nižšie.

Nevýhodou synchrónneho motora je, že sa neroztočí pri priamom pripojení na sieť. Magnetické pole statora akoby rotora ujde, preto sa pre spúšťanie motora používajú zvláštne zariadenia ako napr.

  • Roztáčací motor - motor má na hriadeli asynchrónny motor, ktorý ho roztočí na asynchrónne otáčky, po pripojení na sieť sa motor synchronizuje so sieťou (rozdiel asynchrónnych a synchrónnych otáčok je malý)
  • Pomocné klietkové vinutie rotora - rotor má okrem vinutého rotora ešte pomocnú klietkovou kotvu ako bežný asynchrónny motor. Pri pripojení motora na sieť sa motor roztáča ako bežný asynchrónny motor s kotvou nakrátko. Po roztočení na asynchrónne otáčky sa nabudí rotor a motor sa synchronizuje. V klietkové kotve sa po synchronizácii netvorí žiadne magnetické pole, pretože motor nemá žiadny sklz.
  • Frekvenčný menič - frekvenčný menič plynulo zrýchľuje otáčky magnetického poľa statora, takže sa rotor stíha roztáčať. Týmto riešením je možné regulovať aj otáčky motora.

Synchrónny motor na rozdiel od asynchrónneho nereaguje na zvýšený moment na hriadeli znížením otáčok, ale iba natočením magnetického poľa rotora voči magnetickému poľu statora. Pri preťažení sa môže motor zastaviť (magnetické pole statora rotora prejde) a už sa samovoľne neroztočí (podobne ako preťažený krokový motor).

Rotácia synchrónneho motora.

Synchrónny reluktančný motor

Rotor tohto motora nemá navinutý elektromagnet v rotora, ale vystúpené póly, ktoré sa natáča tak, aby rotor mal voči statorovému vinutia čo najmenší magnetický odpor (= reluktancie). Tieto motory majú väčšiu účinnosť ako asynchrónne. Ich otáčky sú rovnaké ako frekvencia budiaceho prúdu podľa vzorca n = (f x 60) / p. Pri priamom pripojení na sieť sa neroztočí kvôli veľkej zotrvačnosti rotora a rýchlemu magnetickému poľu vo statora. Rovnaký problém nastane, ak sa motor preťaží - točivé magnetické pole sa akoby "odtrhne" a motor sa zastaví. Niektoré motory môžu mať v rotora aj závit nakrátko, motor sa potom roztáča ako motor s kotvou nakrátko a po dosiahnutí otáčok sa stane synchrónne.
Tieto motory možno v podstate prevádzkovať len s frekvenčným meničom. Ich výhoda je väčšia účinnosť. Myslím, že v týchto motoroch je budúcnosť - už dnes má veľa pohonov frekvenčný menič. Obyčajnou náhradou motora je možné zvýšiť efektívnosť zariadení.

Viac na Wikipédii.

 


Pohľad na stator a rotor reluktančného motora Daikin.

Univerzálny motor

Univerzálny, čiže jednofázový sériový motor je jeden z najrozšírenejších komutátorových strojov na striedavý prúd. Rotor tvorí kotva (rotor s komutátorom) zapojená v sérii sa statorom.
Tieto motory môžu pracovať s jednosmerným aj striedavým prúdom. Pri zapojení na striedavé el. napätie slúži komutátor ako usmerňovač. Pri zapojení na jednosmerné el. napätie slúži komutátor ako striedač. Pri motoroch na striedavý prúd musí byť stator zložený z plechov. Reverzácia sa vykonáva prepólovaním buď statora, alebo rotora. Nie však zároveň.

Vnútorné zapojenie sériového motora s reverzáciou prepólovaním statora.

Tieto motory sa používajú u dopravných strojov, v elektrickej trakcii a najmä vo väčšine ručného náradia a spotrebičoch (vŕtačky, brúsky, vysávače a pod.).

Detail pripojenia motora. Na obrázku možno vidieť prívody na stator a rotor, komutátor a uhlík.

Vysunutý uhlík (kefa) z držiaka. Pružina je zaistená v hornej polohe, inak tlačí na uhlík a vytvára tak prítlak na komutátor.

Komutátor jednosmerného motora. Konštrukčne je takmer zhodný so striedavým.

Krokový motor

Krokový motor je druh synchronního motoru.

Detail krokového motora.

Zdroj : Mylms.cz



     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.
Webwiki Button Seo servis Diallix.net VN-Experimenty