Как уменьшить обороты электродвигателя

егулировка оборотов электродвигателя часто бывает необходима как в производственных, так и каких то бытовых целях. В первом случае для уменьшения или увеличения частоты вращения применяются промышленные регуляторы напряжения – инверторные частотные преобразователи. А с вопросом, как регулировать обороты электродвигателя в домашних условиях, попробуем разобраться подробнее.

Необходимо сразу сказать, что для разных типов однофазных и трехфазных электрических машин должны применяться разные регуляторы мощности. Т.е. для асинхронных машин применение тиристорных регуляторов, являющихся основными для изменения вращения коллекторных двигателей, недопустимо.

Лучший способ уменьшить обороты вашего устройства – не в регулировке частоты вращения самого движка, а посредством редуктора или ременной передачи. При этом сохранится самое главное – мощность устройства.

Немного теории об устройстве и области применения коллекторных электродвигателей

Электродвигатели этого типа могут быть постоянного или переменного тока, с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением ( для переменного тока применяется только первые два вида возбуждения).

схемы возбуждения электродвигателя

Коллекторный электродвигатель состоит из ротора, статора, коллектора и щеток. Ток в цепи, проходящий через  соединенные определенным образом обмотки статора и ротора, создает магнитное поле, заставляющее последний  вращаться. Напряжение на ротор передается при помощи щеток из мягкого электропроводного материала, чаще всего это графит или медно-графитовая смесь. Если изменить направление тока в роторе или статоре, вал начнет вращаться в другую сторону, причем это всегда делается с выводами ротора, что бы не происходило перемагничивание сердечников.

При одновременном изменении подключения и ротора и статора реверсирования не произойдет. Существуют также трехфазные коллекторные электродвигатели, но это уже совсем другая история.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением

Обмотка возбуждения (статорная) в двигателе с параллельным возбуждением состоит из большого количества витков тонкого провода и включена параллельно ротору, сопротивление обмотки которого намного меньше. Поэтому для уменьшения тока во время запуска электродвигателей мощностью более 1 Квт в цепь ротора включают пусковой реостат. Управление оборотами электродвигателя при такой схеме включения производится путем изменения тока только в цепи статора, т.к. способ понижения напряжения на клеммах очень не экономичен и требует применение регулятора большой мощности.

Если нагрузка мала, то при случайном обрыве обмотки статора при использовании такой схемы частота вращения превысит максимально допустимую и электродвигатель может пойти “вразнос”

Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением

Обмотка возбуждения такого электродвигателя имеет небольшое число витков толстого провода, и при ее последовательном включении в цепь якоря ток во всей цепи будет одинаков. Электродвигатели этого типа более выносливы при перегрузках и поэтому наиболее часто встречаются в бытовых устройствах.

Регулировка оборотов электродвигателя постоянного тока с последовательно включенной обмоткой статора может производиться двумя способами:

  1. Подключением параллельно статору регулировочного устройства, изменяющего магнитный поток. Однако этот способ довольно сложен в реализации и не применяется в бытовых устройствах.
  2. Регулирование (снижение) оборотов с помощью уменьшения напряжения. Этот способ применяется практически во всех электрических устройствах – бытовых приборах, инструменте и т.д.

Электродвигатели коллекторные переменного тока

Эти однофазные моторы имеют меньший КПД, чем двигатели постоянного тока, но из за простоты изготовления и схем управления нашли наиболее широкое применение в бытовой технике и электроинструменте. Их можно назвать “универсальными”, т.к. они способны работать как при переменном, так и при постоянном токе. Это обусловлено тем, что при включении в сеть переменного напряжение направление магнитного поля и тока будет изменяться в статоре и роторе одновременно, не вызывая изменения направления вращения. Реверс таких устройств осуществляется переполюсовкой концов ротора.

Для улучшения характеристик в мощных (промышленных) коллекторных электродвигателях переменного тока применяются дополнительные полюса и компенсационные обмотки. В двигателях бытовых устройств таких приспособлений нет.

Регуляторы оборотов электродвигателя

Схемы изменения частоты вращения электродвигателей в большинстве случаев построены на тиристорных регуляторах, ввиду своей простоты и надежности.

симисторный регулятор

Принцип работы представленной схемы следующий: конденсатор С1 заряжается до напряжения пробоя динистора D1 через переменный резистор R2, динистор пробивается и открывает симистор D2, управляющий нагрузкой. Напряжение на нагрузке зависит от частоты открывания D2, зависящее в свою очередь от положения движка переменного сопротивления. Данная схема не снабжена обратной связью, т.е. при изменении нагрузки обороты также будут меняться и их придется подстраивать. По такой же схеме происходит управление оборотами импортных бытовых пылесосов.

Вот так работает хороший регулятор оборотов двигателя:

Изменение скорости вращения вала двигателя в стиральной машине, например, происходит с задействованием обратной связи от таходатчика, поэтому ее обороты при любой нагрузке постоянны.

    Cтатьи из категории: Автоматика и управление

  • Виды охранных детекторов и датчиков

    Мир не стоит на месте, и благодаря современным технологиям число технологических решений, способных защищать определенную территорию, возрастает практически ежедневно. Рынок безопасности пополняется новшествами, основная задача которых – выявлять случаи незаконного […]

  • Включаем свет только когда он необходим

    В данной статье мы рассмотрим вопросы организации автоматического управления домашним и наружным освещением, обеспечивающего определённый уровень комфорта в помещении и позволяющего снизить расходы на потребляемую осветительными приборами электрическую энергию.

  • Когда пригодится ИБП

    Блоками, или источниками бесперебойного питания (ИБП) называются специальные электронные устройства, позволяющие защищать выбранные вами бытовые приборы как от перепадов напряжения в электросети, так и от полного его пропадания.

  • Уменьшение температуры мощного паяльника

    Не нужно рассказывать, какой полезной вещью в домашнем хозяйстве является обычный электрический паяльник. Но беда большинства этих приборов – перегрев жала, особенно это мешает, если не свариваешь им пластиковые трубы, […]

  • Управление электродвигателем при помощи “частотника”

    Принцип управления частотой вращения электрического привода с двигателем постоянного тока довольно прост как по своей сути – изменением величины подводимого напряжения, как и по решению этой задачи – регуляторы напряжения […]

  • Обязательна ли установка УЗО в ванной

    Почему электропитание именно ванной комнаты должно осуществляться особенно тщательно? Ответ на вопрос очевиден – ванная ввиду своих небольших размеров и постоянной повышенной влажности является помещением, где поражение электрическим током более […]

  • Устройство безопасного запуска электродвигателя

    Широкое использование асинхронных трехфазных двигателей в различных механизмах и оборудовании часто сталкивается с проблемой резкого пуска силовой установки, что во многих случаях влияет на долговечность эксплуатации или приводит к выходу […]

  • Да будет свет, когда электричества нет!

    Одним из важнейших условий безопасной эксплуатации современных зданий и сооружений является обязательное наличие в них так называемого аварийного освещения. В последние годы, в связи с участившимися случаями возникновения чрезвычайных ситуаций […]

Как уменьшить обороты электродвигателя: 2 комментария

  1. Геннадий

    У меня промышленный вентилятор 220 вольт 50 герц, слишком мощный даже самой низкой скорости. Что мне припаять чтобы снизить скорость в 2-4 раза?
    Или хотя-бы где можно посмотреть?
    Заранее спасибо.
    Жарко очень 🙂

  2. Александр

    При объяснении работы регуляторов оборотов двигателей часто используют неправильную терминологию, в том числе и на этом сайте: без потери мощности. т.е. если буквально понимать при уменьшении оборотов мощность сохраняется. Этого физически быть не может. В лучшем случае крутящий момент сохраняется. Что очень хорошо. А мощность , как известно это произведение крутящего момента на число оборотов.
    Не одном из сайтов не смог найти зависимость крутящего момента от оборотов двигателя для описываемых схем регулирования, что очень жаль!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *