Zařízení, provoz, použití jednofázových motorů | Průmyslová ventilace

Je těžké najít moderní domácí zařízení, které nepoužívá jednofázový motor. Jsou široce používány v celé řadě domácích řešení, protože jsou ideálním zdrojem generování točivého momentu tam, kde je napájecím systémem standardní dvouvodičová jednofázová síť.

Stručný popis designu

Jednofázové motory jsou svým designem poměrně jednoduché. Aby to bylo jasnější, budeme technické řešení zvažovat postupně, ve velkých blocích, a vyhneme se ponoření do fyziky střídavého proudu s jeho protipóly a dalšími jemnostmi.

Asynchronní motor se skládá ze dvou hlavních částí – rotoru a statoru. Obsahují vinutí, do kterých je přiváděno napětí. Statorové vinutí si lze představit jako jednu jednotku spojenou se dvěma silovými kontakty. Zatímco na rotoru je vždy několik samostatných vinutí.

Otáčení hřídele rotoru nastává v důsledku rozdílu ve směru elektromagnetického pole rotoru a statoru, díky kterému je generována hnací síla. Napětí je přiváděno postupně na vinutí rotoru, k čemuž jsou použity proudové sběrné kartáče a několik párů kontaktů umístěných na samostatném válcovém sektoru v oblasti hřídele. Spuštění motoru a jeho další provoz v klasické, kondenzátorové verzi probíhá následovně:

• na statoru je kromě hlavního vinutí připojeno přes kondenzátor nízkovýkonové spouštěcí vinutí;
• při počáteční aplikaci napětí by vinutí statoru a vinutí rotoru spojené kartáči vytvořilo elektromagnetická pole s opačnými, jasně geometricky se shodujícími opačnými póly, aniž by se vytvořila hnací síla. Ale startovací vinutí, připojené přes kondenzátor, vytváří fázově posunuté pole, které způsobuje počáteční rotační impuls;
• po otočení rotoru kartáče přepnou kontakty nového vinutí, které se již neshoduje ve směru pole s charakteristikou statoru a tvoří hlavní hnací sílu;
• rotace pokračuje, vinutí na rotoru se přepnou, startovací vinutí statoru je vypnuto, pouze hlavní pokračuje v práci.

Po vypnutí napájení rotace rotoru nějakou dobu pokračuje setrvačností a odezní. Rychlost, při které otáčky klesají, závisí na zatížení hřídele a také na celkové hmotnosti rotoru a indikátorech tření ve spojích motoru. Pro zvýšení účinnosti se používají kvalitní kluzná ložiska, která nevyžadují prakticky žádnou údržbu.

Jaké konstrukční jemnosti umožňují dosáhnout požadovaného výkonu motoru?

Množství energie, kterou může motor vyprodukovat ve formě točivého momentu, přímo nesouvisí s charakteristikou příkonu. Když se pozorně podíváte na domácí spotřebiče, všimnete si, že motor kuchyňské baterie spotřebovává stejné množství energie jako pohon spolehlivé a produktivní vrtačky.

Ale zároveň i tlusté těsto může zmást mixér a stroj nezastaví ani proužek tvrzené oceli o tloušťce několika centimetrů. Je to všechno o počtu rotorových vinutí a jejich fyzikálních vlastnostech, zhruba řečeno o síle elektromagnetického pole, které jsou schopny vytvořit.

Motor mixéru pracuje s malým množstvím elektromotorické síly a motor stroje se stejným výkonem poskytuje na hřídeli obrovský krouticí moment v důsledku vysokých rychlostí vytváření vnitřních magnetických polí.

Díky tomu mohou inženýři manipulací s charakteristikami vinutí rotoru a statoru vytvořit motory, které budou schopny plnit zadané úkoly a zároveň budou mít potřebné rozměry, aby se kompaktně vešly do pouzder vyvíjených zařízení.

Aplikace jednofázových motorů

Ve skutečnosti existuje pouze jedna aplikace pro elektrický jednofázový motor. Vytvořte točivý moment na vlastním hřídeli. Úkolem dalších inženýrských řešení, která se používají v různých zařízeních, je využít tento typ energie, s konverzí nebo bez ní, pro účely, které inženýři zamýšleli uspokojit potřeby uživatele. Pojďme si stručně popsat, jak se realizují určité možnosti přímé aplikace točivého momentu a jeho přeměny na různé formy pohybu a energie.

Přímá aplikace

Nejjednodušším a nejsrozumitelnějším příkladem přímé aplikace točivého momentu elektromotoru jsou moderní ventilátory. V ideálním případě se jedná o známé produkty čínského průmyslu – obrovské lopatky, které jsou připevněny přímo na hřídel jednofázového střídavého motoru.

Podobný princip se používá v domácích zařízeních všude. Jedná se o ventilátory domácích spotřebičů odpovědných za chlazení, pohání lopatky ohřívačů ventilátorů a dokonce i podlahové chladiče – klimatizace, které využívají odpařování kapaliny na mřížkách jako prostředek ke snížení teploty.

Přestavba pro zvýšení točivého momentu

Můžeme s jistotou říci, že ve většině případů se při použití jednofázových elektromotorů používají techniky ke snížení počtu otáček na hřídeli koncového pohonu. To vede ke zvýšení točivého momentu (vyvinuté síly), což má z technického hlediska mnoho výhod:

• akční člen ve většině případů nepotřebuje tak velký počet otáček, jaký vyvine hřídel motoru;
• při přestavbě se zatížení motoru snižuje;
• zařízení vyvine dobrý točivý moment, který lze při určitém výkonu motoru zajistit s vynikajícími charakteristikami stability při velkých výkyvech zatížení.

Jednoduše řečeno, levná čínská vrtačka, která má minimální převod otáček, se při pokusu o provrtání tvrdého nebo extrémně viskózního a odolného materiálu jednoduše zasekne. Kvalitní vrtačka stejného výkonu, vybavená mechanickým měničem, si snadno poradí s úkolem při snížených otáčkách.

Tento princip konverze točivého momentu umožňuje inženýrům minimalizovat velikost motorů nebo zajistit, že zařízení zvládne velmi těžké zatížení.

Transformace typu pohybu

Uvažujme, co se děje v různých typech zařízení, jejichž výkonný orgán vykonává vratné pohyby. Všechna tato zařízení jsou poháněna jednofázovým motorem. Jeho hřídel však přenáší pohyb buď na vačkový mechanismus, nebo na ten umístěný ve středu kruhu, na jehož okraji je v jednom bodě upevněn konec ojnice.

Činnost vačkového mechanismu lze charakterizovat jednoduše: síla se vyvíjí v jednom směru pohybu akčního členu. Zpětný pohyb zajišťuje buď další vačkový mechanismus, který je dosti obtížně realizovatelný, nebo pružina. Při provozu ojnice je motor zodpovědný za obě fáze vratného pohybu, což zajišťuje plné využití výkonu.

Na tomto principu je postaveno mnoho domácích a průmyslových mechanismů. Například masérky s vibračním režimem, strojky na stříhání vlasů, elektrické přímočaré pily, šicí stroje, kompresory do lednic (obecně), zhutňovače betonu a mnoho dalšího.

Jaké jsou výhody jednofázových elektromotorů?

Jednofázový elektromotor je v první řadě cenný svou jednoduchostí konstrukce, absencí speciálních ovládacích prvků a také schopností jemně ladit jak otáčky, tak rychlost rozjezdu. Z technického hlediska má proto takové zařízení mnoho výhod:

• při stabilní zátěži uvolňuje jasně fixní množství tepla, které zajišťuje režim chlazení a provozní bezpečnost;
• s použitím systémů redukce otáček je možné vyvinout vysokou sílu na koncový efektor a vyrovnat rázy zatížení na hřídeli motoru;
• hmotnostní a rozměrové parametry elektromotoru lze přesně vypočítat pro provádění konkrétních úkolů, bez přetěžování nebo vytváření nadměrných nákladů pro domácí nebo průmyslové zařízení;
• pomocí systémů měkkého startu můžete dosáhnout extrémně dlouhého bezporuchového provozu jednofázového střídavého motoru;
• valivá ložiska použitá v konstrukci nevyžadují zvláštní údržbu;
• jednofázové motory jsou opravitelné díky jejich jednoduché konstrukci.

Výsledkem je, že při nákupu jednofázového elektromotoru na střídavý proud si můžete být jisti jeho spolehlivostí a životností. Zajištěním stabilních parametrů vstupního napětí, správného režimu chlazení a zamezení přetížení elektromotoru se vyhnete jeho servisu, když ne na desítky let, tak určitě na roky.

Elektromotory AIRE56A2 mají asynchronní konstrukci a jsou to jednofázové vysokorychlostní motory. Jsou vybaveny rotorem s klecí nakrátko. Počet statorových vinutí je dva. Jedno z vinutí je hlavní, druhé je pomocné (spouštěcí). Počet pólů je 2. Vinutí jsou vybavena kondenzátorovým prvkem, který umožňuje posun napětí z napájecího obvodu.

Asynchronní jednofázový AIRE 56 A2 je vysoce kvalitní elektromotor pro širokou škálu aplikací. Takové motory se používají v průmyslových podnicích, v každodenním životě, zemědělství, stavebnictví. Používají se k pohonu různých průmyslových strojů a mechanismů, čerpacích a kompresorových jednotek.

Technické vlastnosti jednofázového elektromotoru AIRE 56 A2

Elektromotor AIRE56A2 je napájen sítí 220/230 V se střídavým proudem o frekvenci 50 Hz. Synchronní frekvence otáčení dosahuje 3000 ot/min. Motor má stupeň krytí proti prachu a vlhkosti IP54. Maximální hmotnost je 3,7 kg. Elektrický výkon je 0.12 kW.

Optimální uspořádání motorů je takové, aby byly chráněny před výraznými teplotními výkyvy, jelikož ty mohou mít negativní vliv na správnou funkci kondenzátoru. Pokud dojde k teplotním výkyvům, je nutná pravidelná kontrola kapacity kondenzátoru.

Existují tři verze jednofázových asynchronních motorů AIRE, které se od sebe liší možnostmi instalace. Označení modelu IM1081 je připevněn k tlapkám. Označení modelu IM3081 má přírubové uchycení. Označení modelu IM2081 je kombinací prvních dvou možností. To znamená, že je vybavena tlapkami a přírubovým upevněním.

IM1081 Na tlapkách:

IM2081 Kombinované (+5 % k základní ceně IM1081 na tlapkách):

IM3081 Přírubové (+5 % k základní ceně IM1081 na tlapkách):

(Cena za instalační verzi IM1082, IM2082, IM3082, IM2181, IM2182, IM3681, IM3682 – ověřte si u manažerů internetového obchodu “OVK Dnepropetrovsk”«)

Celkové rozměry elektromotoru (může se lišit mezi výrobci) : délka – 234 mm, šířka – 109.5 mm (s přihlédnutím k vyčnívající části kondenzátoru), výška – 148 mm.

Verze IM1081 (IM1082) – Na tlapkách:

Celkové rozměry asynchronního jednofázového elektromotoru AIRE 56 B4 (verze IM108X), mm
L1	L10	L17	L30	L31	L33	b1	b10	b16	b30	b31	h	h1	h5	h10	h31	d1
23	71	5,8	218	36	234	4	90	8,8	129	90	56	4	12,5	7	148	11

Verze: IM2081 (IM3081) – Kombinovaná (příruba):

Celkové rozměry asynchronního jednofázového elektromotoru AIRE 100 S4 (verze IM208X, IM308X), mm
L1	L10	L17	L20	L30	L31	L33	L39	b1	b10	b16	b30	b31	h	h1	h5	h10	h31	d1	d20	d22	d24	d25
23	71	5.8	3.0	218	36	234.0	0	4	90	8.8	129	90	56	4	12.5	7	148	11	115	10	140	95

Materiál pouzdra motorů AIRE je siluminová slitina s vysokými pevnostními vlastnostmi. Materiál, ze kterého jsou vyrobena vinutí, je vysoce kvalitní měď. Vinutí jsou opatřena lakovým povlakem, jehož hlavním účelem je prodloužit životnost izolační vrstvy statoru.

Hlavní výhody jednofázových asynchronních elektromotorů AIRE 56 A2

Mezi výhody modelu AIRE 56 A2 patří:

• odolnost vůči krátkodobému mechanickému přetížení;
• jednoduchá konstrukce;
• snadné startování;
• spuštění lze snadno automatizovat;
• stabilita otáček při různém zatížení v naprosté většině případů;
• Vysoce kvalitní vyrobené díly nám umožnily zvýšit účinnost až o 62 %;
• nízká hladina hluku (ne více než 55 dB) díky použití vysoce kvalitních ložisek v konstrukci;
• reaktivní proudy cosφ nízké úrovně (ne více než 0,92);
• vysoká úroveň ochrany pouzdra před vlhkostí a prachem;
• vysoká spolehlivost při rozběhu a náhlém přetížení díky zvýšené frekvenci rozběhových momentů.

Hlavní nevýhody jednofázových asynchronních elektromotorů tohoto modelu jsou: nízký rozběhový moment, nízká odolnost proti přetížení a nízká účinnost (ve srovnání s třífázovými modely).

Označení VZDUCH je zkratka, jejíž písmena mají následující význam:

A – asynchronní typ

I – licence Interelectro (organizace RVHP, která vyvinula řadu elektromotorů a provozuje činnost v souladu s mezinárodními dohodami)

P – shoda s normami GOST, DIN pro shodu rozměrů s výkonem

E – jednofázové provedení elektromotoru a dvoufázových vinutí, vybavené kondenzátorem.

Číslo 56 v označení znamená výšku (rozměry) osy otáčení v milimetrech, písmeno A je délka rámu a číslo 2 je počet pólů.

Elektrické motory
typ motoru	Asynchronní
Typ rotoru	Zkrat
Počet fází	1
Napětí	230
Výkon, kW	0.12
Účiník	0.78
Počet pólů	2
Průměr hřídele, mm	11
Rychlost otáčení, ot./min	3000
Výška osy otáčení, mm	56
Způsob	dlouho
Počet rychlostí	1
Standardní	GOST
Poměr maximálního točivého momentu k jmenovitému točivému momentu	2.5
Účinnost ne menší než (%)	62
Ochrana, tř	IP54
Hmotnost, kg	3.7