Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Индукционные двигатели, как вы могли догадаться, работают по принципу электромагнитной индукции и почти все на переменном токе. Ротор индукционных двигателей, похожий на беличье колесо, обычно состоит из многослойного стального цилиндра и медных стержней, вставленных в прорези. Его называют короткозамкнутым ротором. Когда на обмотки статора подается переменный ток, в роторе вследствие явления электромагнитной индукции также возникает ток, который создает магнитное поле, чья полярность противоположна полярности ноля обмоток статора. Ротор не начнет вращаться сам по себе, поэтому большинство однофазных двигателей требуют стартовой обмотки и выключателя. Трехфазные двигатели не требуют выключателя для запуска поскольку каждая фаза смещена на 120°. Кроме того, индукционные двигателя не нуждаются для работы в якоре, коллекторе или наборе щеток.

Существует много типов и классов электродвигателей, каждый из которых обладает собственными характеристиками и возможностями. Современное развитие технологий увеличило производство двигателей с различными возможностями. Вот некоторые из наиболее распространенных машин:

♦ с расщепленными фазами;

♦ конденсаторные;

♦ с расщепленными полюсами;

♦ репульсионные;

♦ постоянного тока;

♦ синхронные;

♦ универсальные;

♦ многофазные;

♦ редукторные;

♦ шаговые.

Энергосиловая машина с расщепленными фазами представляет собой однофазный индукционный двигатель переменного тока, который обычно работает от сети 220 В, используя короткозамкнутый ротор (рис. 3.4). Работает по принципу индукции. Он устанавливается на многих приборах: моечных машинах, водяных насосах, рефрижераторах, вентиляторах. Мощность двигателя обычно находится в ряду от 0,05 до 0,5 лошадиной силы.

Рис. 3.4. Двигатель с расщепленными фазами

Двигатель с расщепленными фазами имеет две обмотки возбуждения — рабочую и пусковую. Он получил такое название, потому что пусковая обмотка сдвинута на 90° относительно основной рабочей (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Пусковая и рабочая обмотки двигателя с расщепленными фазами

Пусковая или вспомогательная обмотка изготавливается из качественного изолированного медного провода и отвечает за запуск двигателя. Она обычно включена в схему только в течение долей секунды. Двигатель набирает примерно 75 % скорости, после чего центробежный выключатель отсоединяет пусковую обмотку от схемы. Дальнейшую работу ведет основная обмотка (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Сборка центробежного механизма центробежного выключателя

Неподвижная масть центробежного выключателя состоит из двух контактов, которые подключают и отключают пусковую обмотку (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Неподвижная часть центробежного выключателя

Конденсаторные двигатели — однофазные машины переменного тока индукционного типа. По конструкции они почти идентичны двигателям с расщепленными фазами, но содержат один или более конденсаторов. Обычно их мощность находится в диапазоне от нескольких долей до 20 лошадиных сил (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Конденсаторный двигатель

Конденсатор представляет собой устройство, хранящее электрический заряд, а также проводящее переменный ток. Его главная характеристика — емкость, которая измеряется в фарадах (Ф), микрофарадах (мкФ), нанофарадах (нФ) и пикофарадах (пФ). Наиболее распространенные типы конденсаторов: бумажные и электролитические. Есть три основных типа конденсаторных двигателей; с конденсаторным запуском, с конденсаторным запуском и действием, с отдельными конденсаторами для пуска и рабочего режима.

Двигатели с конденсаторным запуском используют элемент цепи, который подключается последовательно с пусковой обмоткой (рис. 3.9). Когда машина включается, конденсатор заставляет ток из пусковой обмотки поступать в рабочую. Этот эффект вызывает ток в роторе, и он начинает вращаться.

Рис. 3.9. Внутренняя схема двигателя с конденсаторным запуском

В бесшумном, стабильно работающем двигателе с конденсаторным запуском и действием элемент цепи и пусковая обмотка остаются все время в составе схемы. Он часто используется в вентиляторах, рефрижераторах, кондиционерах, где необходим минимальный уровень шума.

Двигатель с отдельными конденсаторами для пуска и рабочего режима также очень тихо работает (рис. 3.10). Он использует два элемента электрической цепи различной емкости. Для пуска служит конденсатор большой емкости, а конденсатор с меньшей емкостью заменяет его после начала работы двигателя. Кроме того, конденсаторные двигатели такого типа часто используются в компрессорах, где нужен высокий вращающий момент при запуске и более чем одна скорость вращения.

Рис. 3.10. Внутренняя схема двигателя с отдельными конденсаторами для запуска и рабочего режима

Двигатель с расщепленными полюсами является, наверное, самым дешевым и обычно его мощность находится в диапазоне от 0,004 до 0,25 лошадиных сил (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Двигатель с расщепленными полюсами

У двигателя с расщепленными полюсами очень малый стартовый вращающий момент. Он используется в таких приборах, как вентиляторы и фены, где наиболее важным является низкая стоимость и минимальные затраты на обслуживание.

Это простой однофазный индукционный двигатель с короткозамкнутым ротором, почти не требующий технического обслуживания. Его полюса выступают из многослойного цилиндра, поэтому их часто называют явно выраженными. Машины не используют пусковую обмотку, подобную самым простым однофазным индукционным двигателям. Они имеют короткозамкнутый виток из толстого медного провода, который выполняет роль пусковой обмотки (рис. 3.12).