Однофазный электродвигатель 220 В: принцип работы и схемы подключения

Однофазные асинхронные электродвигатели рассчитаны на питание от бытовой сети 220–230 В, 50 Гц. Разберём их принцип работы, назначение конденсаторов и схему подключения.

Однофазный электродвигатель ATM 2,2 кВт с фланцем B14

Принцип работы однофазного электродвигателя

Однофазный асинхронный двигатель состоит из статора с основной и вспомогательной обмотками, а также короткозамкнутого ротора. Если питать только основную обмотку, то возникает пульсирующее магнитное поле, которое не создаёт начального вращающего момента у неподвижного ротора.

В отличие от вращающегося поля пульсирующее меняет величину и направление вдоль неподвижной оси статора. Поэтому для самостоятельного пуска необходима вспомогательная обмотка, смещённая относительно основной.

Конденсатор создаёт сдвиг фаз между токами обмоток. Так возникает вращающееся магнитное поле и пусковой момент. В зависимости от конструкции вспомогательная обмотка работает постоянно либо отключается после разгона.

Рабочий и пусковой конденсаторы

В однофазных двигателях применяют рабочие и пусковые конденсаторы. Рабочий остаётся включённым во время работы двигателя, а пусковой используется только при запуске и отключается после разгона центробежным выключателем или реле.

При запуске двухконденсаторного двигателя пусковой конденсатор подключается параллельно рабочему. Это увеличивает суммарную ёмкость цепи вспомогательной обмотки и позволяет развить больший пусковой момент. После разгона пусковой конденсатор отключается, а рабочий продолжает обеспечивать фазовый сдвиг между токами обмоток.

Шильдик однофазного электродвигателя ATM
Шильдик ATM 90L-4 (1,5 кВт): 40 мкФ / 450 В — рабочий конденсатор; 200 мкФ / 250 В — пусковой.

Схемы с одним и двумя конденсаторами

ИсполнениеПри запускеПосле разгона
Один рабочий конденсаторРабочий подключёнРабочий остаётся включённым
Один пусковой конденсаторПусковой подключёнПусковая цепь отключается
Рабочий и пусковой конденсаторыРаботают обаПусковой отключается, рабочий остаётся включённым

Главное преимущество двухконденсаторного исполнения перед аналогичной схемой только с рабочим конденсатором — более высокий пусковой момент. Это особенно важно для оборудования, запускающегося под механической нагрузкой. Именно такая двухконденсаторная цепь реализована в электродвигателях ATM.

Подключение готового электродвигателя ATM к сети 220 В

В электродвигателях ATM рабочий и пусковой конденсаторы уже подключены производителем, поэтому при штатном подключении достаточно установить перемычки по заводской схеме, указанной на обратной стороне крышки клеммной коробки и подвести питание 220 В.

Для первого варианта подключения перемычки соединяют Z2–U2 и U1–V1, а питание подают между Z2 и V1. Для реверса - Z2-U1 и U2-V1, а питание между U1 и V1. Защитный проводник PE подключают к заземляющему зажиму корпуса.

Заводская схема подключения однофазного электродвигателя ATM на крышке клеммной коробки

Полная электрическая схема двухконденсаторного двигателя

На типовой схеме показаны основная и вспомогательная обмотки, рабочий и пусковой конденсаторы, а также выключатель пусковой цепи. При разгоне оба конденсатора подключены параллельно, после разгона пусковой отключается.

Изменение направления вращения достигается переключением одной обмотки относительно другой. На рисунке представлены оба варианта соединений.

Схема подключения прямого и обратного вращения однофазного электродвигателя