Подключение трехфазных двигателей. Подключение трехфазного электродвигателя к сети 220 В и 380 В: схемы и особенности — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как правильно подключить трехфазный электродвигатель к однофазной сети 220 В и трехфазной 380 В. Какие схемы соединения обмоток использовать. Как подобрать конденсаторы для запуска от 220 В. На что обратить внимание при подключении.

Содержание

Особенности трехфазных электродвигателей

Трехфазные асинхронные электродвигатели широко применяются в промышленности и быту благодаря ряду преимуществ:

Высокий КПД и низкое энергопотребление
Простота конструкции и надежность
Возможность работы от сетей 220 В и 380 В
Плавный пуск и высокий пусковой момент
Возможность регулировки скорости вращения

Основные элементы конструкции трехфазного асинхронного электродвигателя:

Статор с тремя обмотками, сдвинутыми на 120°
Ротор (короткозамкнутый или фазный)
Вал
Подшипники
Корпус

Принцип работы основан на создании вращающегося магнитного поля статора, которое увлекает за собой ротор. Скорость вращения ротора немного отстает от скорости поля статора — это явление называется скольжением.

Схемы соединения обмоток трехфазного электродвигателя

Существует два основных способа соединения обмоток статора трехфазного электродвигателя:

Соединение звездой

При соединении звездой:

Концы трех обмоток соединяются в общую точку
Начала обмоток подключаются к трем фазам сети
Напряжение на обмотках в √3 раз меньше линейного напряжения сети
Обеспечивается плавный пуск двигателя
Мощность двигателя примерно на 30% ниже номинальной

Соединение треугольником

При соединении треугольником:

Обмотки соединяются последовательно в замкнутый контур
Фазы сети подключаются к точкам соединения обмоток
На обмотках действует полное линейное напряжение сети
Обеспечивается максимальная мощность двигателя
Пусковой ток выше, чем при соединении звездой

Выбор схемы соединения зависит от напряжения сети, мощности двигателя и условий пуска. На шильдике двигателя обычно указываются допустимые схемы включения.

Подключение трехфазного электродвигателя к сети 380 В

Для подключения трехфазного электродвигателя к трехфазной сети 380 В используется следующая схема:

Устанавливается автоматический выключатель на соответствующий ток
Монтируется магнитный пускатель с тепловым реле
Обмотки двигателя соединяются звездой или треугольником
Три фазы от пускателя подключаются к обмоткам двигателя
Корпус двигателя заземляется

Преимущества такого подключения:

Полная мощность двигателя
Защита от перегрузок и коротких замыканий
Возможность дистанционного управления
Реверс вращения переключением двух фаз

Подключение трехфазного электродвигателя к сети 220 В

Для работы трехфазного двигателя от однофазной сети 220 В необходимо обеспечить сдвиг фаз между обмотками. Это достигается за счет использования конденсаторов.

Основные способы подключения к 220 В:

1. С рабочим конденсатором

Подходит для двигателей до 1 кВт. Схема:

Две обмотки подключаются напрямую к фазе и нулю
Третья обмотка — через рабочий конденсатор
Емкость конденсатора: 50-70 мкФ на 1 кВт мощности

2. С рабочим и пусковым конденсаторами

Для двигателей свыше 1 кВт. Особенности:

Рабочий конденсатор — постоянно включен
Пусковой — только на время запуска
Емкость пускового в 3-4 раза больше рабочего
Пусковой отключается центробежным выключателем

3. С преобразователем частоты

Наиболее эффективный способ для мощных двигателей:

Преобразует однофазный ток в трехфазный
Обеспечивает плавный пуск и регулировку оборотов

Защищает двигатель от перегрузок
Высокий КПД, но более дорогой вариант

Расчет конденсаторов для подключения к 220 В

Емкость рабочего конденсатора можно рассчитать по формуле:

C = 2800 * I / U — для соединения звездой

C = 4800 * I / U — для соединения треугольником

Где:

C — емкость в мкФ
I — номинальный ток двигателя в А
U — напряжение сети (220 В)

Емкость пускового конденсатора берется в 2-3 раза больше рабочего. Напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 В.

Важные моменты при подключении трехфазного двигателя

При подключении трехфазного электродвигателя необходимо учитывать следующие моменты:

Правильно определить схему соединения обмоток (звезда/треугольник)
Подобрать автоматический выключатель по мощности двигателя
Использовать магнитный пускатель с тепловым реле
Обеспечить надежное заземление корпуса двигателя
При подключении к 220 В правильно рассчитать емкость конденсаторов

Не допускать длительной работы без нагрузки при питании от 220 В
Контролировать нагрев двигателя, особенно в первое время

Соблюдение этих правил обеспечит надежную и безопасную работу трехфазного электродвигателя как от сети 380 В, так и от 220 В.

Как подключить трехфазный двигатель постоянного тока

Содержание

Схема подключения трехфазного электродвигателя к трехфазной сети
Схемы подключения
Схема звезда-треугольник
Подключение электрического двигателя через магнитный пускатель
Варианты подключения 3-х фазного двигателя к электросети
Подключение трехфазного двигателя к сети 380В
Треугольник и звезда
Переходная схема
Подключение трехфазного двигателя к сети 220В
Схема подсоединения мотора 380 на 220
Подбор конденсаторов
Как подключить трехфазный двигатель к сети 220 или 380 В?
Общая информация
Схемы подключения обмоток двигателя
Звезда
Треугольник
Варианты подключения
В однофазную сеть
В трёхфазную сеть
Видео по теме
Схемы подключения трехфазного электродвигателя
Подключение трехфазного двигателя
Схема подключения трехфазного двигателя в сеть через автоматический выключатель
Подключение трехфазного двигателя через ручной пускатель
Схема подключения двигателя через магнитный пускатель
Подключение трехфазного двигателя через электронные устройства
Двухскоростные электродвигатели
Скачать
Видео

Схема подключения трехфазного электродвигателя к трехфазной сети

При этом нет необходимости добавлять в схему подключения какие-то пусковые устройства, потому что магнитное поле будет образовываться в обмотках статора сразу же после пуска двигателя. Давайте рассмотрим один вопрос, который сегодня встречается часто на форумах электриков. Вопрос звучит так: как правильно провести подключение трехфазного электродвигателя к трехфазной сети?

Схемы подключения

Начнем с того, что рассмотрим конструкцию трехфазного электродвигателя. Нас здесь будут интересовать три обмотки, которые и создают магнитное поле, вращающее ротор мотора. То есть, именно так и происходит преобразование электрической энергии в механическую.

Существует две схемы подключения:

Сразу же оговоримся, что подключение звездой делает пуск агрегата более плавным. Но при этом мощность электродвигателя будет ниже номинальной практически на 30%. В этом плане подключение треугольником выигрывает. Мощность подключенный таким образом мотор не теряет.

Но тут есть один нюанс, который касается токовой нагрузке. Эта величина резко возрастает при пуске, что негативно влияет на обмотку. Высокая сила тока в медном проводе повышает тепловую энергию, которая влияет на изоляцию провода. Это может привести к пробивке изоляции и выходу из строя самого электродвигателя.

Хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что большое количество европейского оборудования, завезенного на просторы России, укомплектовано европейскими электрическими двигателями, которые работают под напряжением 400/690 вольт. Кстати, снизу фото шильдика такого мотора.

Так вот эти трехфазные электродвигатели надо подключать к отечественной сети 380В только по схеме треугольник. Если подключить европейский мотор звездой, то под нагрузкой он сразу же сгорит.

Отечественные же трехфазные электродвигатели к трехфазной сети подключаются по схеме звезда. Иногда подключение производят треугольником, это делается для того, чтобы выжать из мотора максимальную мощность, необходимую для некоторых видов технологического оборудования.

Производители сегодня предлагают трехфазные электродвигатели, в коробке подключения которых сделаны выводы концов обмоток в количестве трех или шести штук. Если концов три, то это значит, что на заводе внутри мотора уже сделана схема подключения звезда.

Если концов шесть, то трехфазный двигатель можно подключать к трехфазной сети и звездой, и треугольником. При использовании схемы звезда необходимо три конца начала обмоток соединить в одной скрутке. Три остальных (противоположных) подключить к фазам питающей трехфазной сети 380 вольт.

При использовании схемы треугольник нужно все концы соединить между собой по порядку, то есть последовательно. Фазы подключаются к трем точкам соединения концов обмоток между собой. Внизу фото, где показаны два вида подключения трехфазного двигателя.

Схема звезда-треугольник

Такая схема подключения к трехфазной сети используется достаточно редко. Но она существует, поэтому есть смысл сказать о ней несколько слов. Для чего она используется? Весь смысл такого соединения основан на позиции, что при пуске электродвигателя используется схема звезда, то есть плавный пуск, а для основной работы используется треугольник, то есть выжимается максимум мощности агрегата.

Правда, такая схема достаточно сложная. При этом обязательно устанавливаются в соединение обмоток три магнитных пускателя. Первый соединяется с питающей сетью с одной стороны, а с другой стороны к нему подсоединяются концы обмоток. Ко второму и третьему подключаются противоположные концы обмоток. Ко второму пускателю производится подсоединение треугольником, к третьему звездой.

Внимание! Одновременно включать второй и третий пускатели нельзя. Произойдет короткое замыкание между подключенными к ним фазами, что приведет к сбрасыванию автомата. Поэтому между ними устанавливается блокировка. По сути, все будет происходить так – при включении одного, размыкаются контакты у другого.

Принцип работы таков: при включении первого пускателя временное реле включает и пускатель номер три, то есть, подключенного по схеме звезда. Происходит плавный пуск электродвигателя. Реле времени задет определенный промежуток, в течение которого мотор перейдет в обычный режим работы. После чего пускатель номер три отключается, а включается второй элемент, переводя на схему треугольник.

Подключение электрического двигателя через магнитный пускатель

В принципе, схема подключения 3 фазного двигателя через магнитный пускатель практически точно такая же, как и через автомат. Просто в нее добавляется блок включения и выключения с кнопками «Пуск» и «Стоп».

Одна из фаз подключения к электродвигателю проходит через кнопку «Пуск» (она нормально замкнутая). То есть, при ее нажатии смыкаются контакты, и ток начинает поступать на электродвигатель. Но тут есть один момент. Если отпустить Пуск, то контакты разомкнуться, и ток поступать не будет по назначению.

Поэтому в магнитном пускателе есть еще один дополнительный контактный разъем, который называется контактом самоподхвата. По сути, это блокировочный элемент. Он необходим для того чтобы при отжатой кнопке «Пуск» цепь подачи электроэнергии на электродвигатель не прерывалась. То есть, разъединить ее можно было бы только кнопкой «Стоп».

Что можно дополнить к теме, как подключить трехфазный двигатель к трехфазной сети через пускатель? Обратите внимание вот на какой момент. Иногда после долгой эксплуатации схемы подключения трехфазного электродвигателя кнопка «пуск» перестает работать. Основная причина – подгорели контакты кнопки, ведь при пуске двигателя появляется пусковая нагрузка с большой силой тока. Решить эту проблему можно очень просто – почистить контакты.

Источник

Варианты подключения 3-х фазного двигателя к электросети

Асинхронные трехфазные двигатели распространены в производстве и быту. Особенность заключается в том, что подсоединить их можно как к трехфазной, так и однофазной сети. В случае с однофазными моторами это невозможно: они работают только при питании от 220В. А какие существуют способы подключения двигателя 380 Вольт? Рассмотрим, как соединять статорные намотки в зависимости от количества фаз в электросети с использованием иллюстраций и обучающего видео.

Подключение трехфазного двигателя к сети 380В

Различают две базовые схемы (видео и схемы в следующем подразделе статьи):

Преимущество соединения треугольником – работа на максимальной мощности. Но при включении электродвигателя в намотках продуцируются высокие пусковые токи, опасные для техники. При подключении звездой пуск мотора плавный, поскольку токи при нем низкие. Но достичь максимальной мощности при этом не получится.

В связи с вышесказанным двигатели при питании от 380 Вольт соединяют только звездой. Иначе высокий вольтаж при включении треугольником способен развить такие пусковые токи, что агрегат выйдет из строя. Но при высокой нагрузке выдаваемой мощности может не хватать. Тогда прибегают к хитрости: запускают двигатель звездой для безопасного включения, а затем переключаются с этой схемы на треугольник для набора высокой мощности.

Треугольник и звезда

Перед тем, как рассмотрим эти схемы, условимся:

При соединении обмоток электродвигателя звездой сначала соединяют все начала: НО1, НО2 и НО3. Тогда к КО4, КО5 и КО6 соответственно подают питание от A, B и C.

Соединения звездой и треугольником выглядят так:

Смотрите видео, которое поможет разобраться в способах соединения намоток.

Переходная схема

Для плавного включения электродвигателя 380 в 3х фазную электросеть и высокой отдачи мощности запускают его звездой. После разгона он автоматически переключается со схемы и начинает работать треугольником. Недостаток метода – невозможность смены направления вращения вала.

Переходная схема подразумевает подключение через магнитный пускатель (смотрите также видео). Таких понадобится 3:

Внимание! Пускатель 2 и 3 нельзя включать одновременно, потому что возникнет короткое замыкание. В связи с этим произойдет защитное отключение на аварийном щитке. Чтобы случайно пускатель 2 не включился одновременно с 3, необходима электрическая блокировка. Тогда третий магнитный пускатель включится только после того, как выключится второй. И наоборот.

Работу прекращают через размыкание МП1. При повторном запуске пункты 1-3 повторятся.

Подключение трехфазного двигателя к сети 220В

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети так же возможно, как и включение его в трехфазную сеть. Разница будет лишь в способе подключения и в выдаваемой мотором рабочей мощности. Она не сможет превышать 50% от максимального значения, достигаемого при питании от сети 380 Вольт, если соединить обмотки звездой. При подключении методом треугольника можно развить 70% от максимально возможной мощности. Поэтому, если питание подается от сети 220В, имеет смысл подключать электродвигатель только вторым способом.

Внимание! Если в электросети напряжение составляет 220 Вольт, то токи при запуске не достигают критических значений даже при соединении в треугольник. Поэтому данная схема является оптимальной.

Схема подсоединения мотора 380 на 220

При питании от 380 на каждую намотку приходится одна фаза. Но при подключении к 220 Вольт к двум обмоткам подключается фазный и нулевой провод, третья остается свободной. Для компенсации отсутствия третьей фазы запуск электродвигателя происходит через конденсатор.

Важно! Запустить мотор на 380 Вольт от напряжения 220В можно только с использованием конденсаторов. Без них могут работать только двигатели, рассчитанные на питание от 220 изначально.

Если запускается в ход маломощный мотор (не более 1500 Вт) без начальной нагрузки, то подключать можно лишь через рабочий конденсатор. От него идут два провода. Первый нужно соединить с нулем, а второй – с 3-ей вершиной треугольника.

Внимание! Если вам необходимо обратить направление вращения двигателя, подключенного к сети 220 Вольт, то первый вывод от конденсатора включите не через нуль, а через фазный провод.

При запуске мощного асинхронного двигателя (от 1500 Вт) или при пуске маломощного, но с начальной нагрузкой, подсоединяют его к 220В через рабочий и пусковой конденсаторы. Последний подключается параллельно первому. Он необходим для увеличения пускового момента, поэтому его включение происходит только в момент запуска мотора в ход.

Пусковой конденсатор включают в схему через кнопку, а подача питания в 220В происходит путем перевода специального тумблера в положение «включено», отключение – в состояние «выключено». Вместо тумблера можно воспользоваться кнопкой с двумя позициями. Тогда запуск будет следующим:

При включении электродвигателя в сеть 220 Вольт с реверсом для изменения направления вращения вала понадобится еще один тумблер. При смене положения один из выводов рабочего конденсатора будет соединяться то с фазой, то с нулем.

На рисунке выше предусмотрена схема подсоединения двигателя 380 к сети 220 с реверсом с пусковой кнопкой. Она актуальна, если мотор не набирает обороты с отсутствием пускового накопителя (он на рисунке находится справа).

Подбор конденсаторов

Емкость конденсаторов для подключения к 220В необходимо подбирать. В случае с рабочим накопителем это просто. Расчет его емкости происходит по формулам:

Внимание! Ср – емкость рабочего конденсатора, I – сила тока (смотреть в паспорте к устройству), а U – напряжение, при котором работает мотор. Так как питание однофазное, то U равно 220 Вольтам.

Подбор пускового накопителя происходит опытным путем (смотрите видео). Обычно его емкость (Сп) больше в 2-3 раза по сравнению с Ср. Например: есть мотор с током в обмотках 2 ампера. При подсоединении намоток треугольником в сеть 220 Ср будет равен 25 мкФ. Тогда Сп будет варьироваться в диапазоне 50-75 мкФ. Но таких накопителей не найти в магазинах. Поэтому придется купит несколько с номинальной емкостью и соединить их параллельно. 25 мкФ можно получить из 2 по 10 мкФ и 1 по 5.

Если Сп будет меньше требуемого значения, то намотки статора будут перегреваться. Возможно даже плавление изоляционной оболочки. Если Сп будет больше требуемого, то нельзя будет развить достаточную мощность. Поэтому подбор начинайте с минимальной емкости (в примере это 50 мкФ), а затем ищите оптимальное значение путем добавления накопителей номинальной емкости.

Внимание! Не давайте двигателю работать без нагрузки. Если он переделан с 380 на 220, то он при этом сгорит! Нельзя запитывать моторы от бытовой сети 220В, если они развивают мощность более 3000 Вт. Это чревато плавлением старой или некачественно сделанной проводки или вышибанием пробок.

Для запитывания двигателя от 220В подойдут накопители от 300В следующих типов:

Вы можете узнать все характеристики накопителя (емкость, тип, рабочее напряжение), взглянув на его корпус.

Теперь вы сможете пользоваться трехфазным асинхронным электродвигателем, включая его к сети 220В или 380В в зависимости от того, какая линия проходит рядом. Чтобы лучше понять принцип подсоединения обмоток и фаз с их началами и концами, посмотрите видео.

Источник

Как подключить трехфазный двигатель к сети 220 или 380 В?

Среди электрических машин, предназначенных для совершения механической работы, одними из наиболее продуктивных считаются трехфазные агрегаты. Вращение ротора осуществляется посредством одновременного воздействия магнитного потока от фазных обмоток. Что и обеспечивает одновременное усилие сразу трех моментов, пропорционально взаимодействующих друг с другом. Как можно выполнить подключение трехфазного двигателя в зависимости от их конструктивных особенностей и параметров электрической сети мы рассмотрим далее.

Подключение трехфазных двигателей подразумевает относительно сложную операцию, которая требует понимания процессов, протекающих в электроустановке. Для чего необходимо рассмотреть как составляющие элементы, так и их назначение.

Конструктивно трехфазные электродвигатели состоят из:

В зависимости от типа двигателя встречаются модели с короткозамкнутым или фазным ротором. В одних ротор вращается только за счет электромагнитного поля, наводимого от обмоток статора, в других, вращение вала получает усилие от поля ротора при протекании тока в его обмотках. Для включения трехфазных двигателей необходимо разобраться с тем, как фазы обмоток соединяются между собой.

Схемы подключения обмоток двигателя

В трехфазных асинхронных электродвигателях применяется два варианта соединения – в звезду и треугольник. В трехфазных асинхронных электрических машинах, в зависимости от модели, можно реализовать схему:

Простейший способ определения возможностей конкретного асинхронного электромотора – посмотреть на шильд (металлическая пластина с техническими параметрами). На них обозначается в том числе и номинал рабочего напряжения для соответствующего соединения. Здесь может указываться обозначение только для звезды, только для треугольника или и тот и другой вариант одновременно, пример такой маркировки приведен на рисунке ниже:

Пример обозначения на шильде

Если шильд отсутствует или информация на нем стерлась, то схему подключения можно узнать, открыв блок распределения начал обмотки (БРНО). Если вы увидите 6 выводов, имеющих клеммные соединения, можно определить тип включения обмоток. Гораздо хуже, когда борно имеет только три вывода, а подключение производится внутри корпуса. В этом случае нужно разобрать трехфазный электромотор, чтобы увидеть способ соединения.

Звезда

Схема подключения трехфазного двигателя звездой предусматривает, что начало каждой обмотки объединяется в одну точку, а к их концам подключаются фазы от питающей линии. Такой тип обеспечивает значительно более плавный пуск и относительно щадящий режим работы. Однако мощность, с которой вращается ротор, в полтора раза ниже, чем при подключении треугольником. Схематически данное подключение выглядит следующим образом:

Схема подключения звезда

Как видите на рисунке, концы выводов обмоток трехфазного двигателя A2, B2, C2 соединены в один электрический узел. А к клеммам A1, B1, C1 – подключаются фазные провода, как правило, на 220 или 380 вольт.

Если рассматривать данную схему на примере борна, выглядеть оно будет так:

Соединение обмоток звездой

Треугольник

Чтобы подключить электродвигатель треугольником вам необходимо подвести конец одной обмотки к началу другой. И таким образом замкнуть обмотки в своеобразное кольцо, в точки соединения которых и подключаются выводы питающей линии. Схема соединения треугольником обеспечивает максимальный момент и усилие на валу, что особенно актуально для больших нагрузок. Однако и ток в обмотках при номинальной нагрузке также пропорционально повысится, не уже говоря о режимах перегрузки.

Поэтому включение трехфазного двигателя треугольником и требует понижения напряжения. К примеру, если одну и ту же электрическую машину можно подключить с соединением обмоток и треугольником, и звездой, то звезда будет иметь напряжение питания 380, а треугольник 220 вольт или 220 и 127 вольт соответственно. Схематически подключение обмоток треугольником будет выглядеть так:

Схема подключения треугольник

Как видите, соединение производится от A2 к B1, от B2 к C1, от C2 к A1, в некоторых моделях электрических машин маркировка выводов может отличаться, но на крышке борна будет отображаться их принадлежность к той или иной обмотке и возможные варианты соединения между собой.

Соединение обмоток треугольником

Варианты подключения

Трехфазные двигатели имеют отличные характеристики, довольно широкий модельный ряд и применяются в самых разнообразных устройствах. Поэтому их применяют как в промышленных устройствах с трехфазным питанием, так и в бытовых однофазных электроустановках. Далее разберем оба варианта подключения электрических машин.

В однофазную сеть

Графически функция отставания напряжения от тока будет выглядеть следующим образом:

Изменение тока и напряжения на емкости и индуктивности

Однако на практике смещение обеспечивается только емкостными элементами, которые включаются в цепь электроснабжения одной из обмоток, а две другие запускаются между фазным и нулевым проводом. Схема подключения трехфазного двигателя в однофазной цепи приведена на рисунке ниже:

Схема включения в однофазную сеть

Как видите на рисунке, от фазного провода делается отпайка, содержащая конденсаторный однофазный магазин из двух элементов, один для пуска C2, второй для постоянной работы C1. При нажатии кнопки пуска происходит одновременное замыкание контактов SA1 и SA2, но после создания достаточного момента и начала вращения SA1 отбрасывается и выводит C1 из цепи, оставляя C2. Мощность, при такой схеме включения двигателя, снижается до 30 – 50%.

Расчет конденсаторного пуска производится по формуле:

С_раб = (2800*I)/U — для включения трехфазного двигателя звездой

C_раб = (4800*I)/U — для включения трехфазного двигателя треугольником

Пусковой конденсатор используется только в нагруженном пуске, поэтому в легком запуске его можно не применять. Тогда вместо емкости пускового будет задействоваться рабочий.

В трёхфазную сеть

В трехфазной сети, несмотря на наличие необходимого типа питающего напряжения, всегда используется магнитный пускатель для приведения двигателя во вращение. Производить запуск без пускателя или контактора довольно опасно, поэтому они являются неотъемлемым элементом.

Схема включения в трехфазную сеть

На рисунке выше приведена обычная схема подключения двигателя к трехфазной сети, которая работает по такому принципу:

Данная схема может упрощаться в связи с конструктивными особенностями применяемых пускателей. Так как некоторые из них изготавливаются без повторителей, могут иметь функцию реверсирования трехфазного двигателя или выпускаться без защиты. Более детальную информацию о магнитных пускателях вы можете почерпнуть из соответствующей статьи на сайте: https://www.asutpp.ru/elektromagnitnyj-puskatel.html

Видео по теме

Источник

Схемы подключения трехфазного электродвигателя

1. Подключение трехфазного электродвигателя – общая схема

Когда электрик устраивается работать на любое промышленное предприятие, он должен понимать, что ему придётся иметь дело с большим количеством трехфазных электродвигателей. И любой уважающий себя электрик (я не говорю о тех, кто делает проводку в квартире) должен чётко знать схему подключения трёхфазного двигателя.

Сразу приношу извинения, что в данной статье я часто контактор называю пускателем, хотя подробно объяснял уже, что пускатель и контактор – это разные вещи. Что поделать, приелось это название.

В статье пойдёт речь о схемах подключения наиболее распространенного асинхронного электродвигателя через магнитный пускатель. Но не только. Расскажу также от способах и принципах защиты двигателя от перегрева и перегрузки.

Подключение трехфазного двигателя

Имеется ввиду асинхронный электродвигатель, соединение обмоток – звезда или треугольник, подключение к сети 380В.

Для работы двигателя рабочий нулевой проводник N (Neutral) не нужен, а вот защитный (PE, Protect Earth) в целях безопасности должен быть подключен обязательно.

По принципам построения сетей 380В я уже подробно писал в статьях про трехфазный счетчик и реле напряжения.

В самом общем случае схема будет выглядеть таким образом, как показано в начале статьи. Действительно, почему бы двигатель не включить как обычную лампочку, только выключатель будет “трехклавишный”?

2. Подключение двигателя через рубильник или выключатель

Но даже лампочку никто не включает просто так, сеть освещения и вообще любая нагрузка всегда включается только через защитные автоматы.

Подробнее про замену и установку автоматических выключателей – здесь. А про их параметры и выбор – здесь.

Схема подключения трехфазного двигателя в сеть через автоматический выключатель

Поэтому более подробно общий случай будет выглядеть так:

3. Подключение двигателя через автоматический выключатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

На схеме 3 показан защитный автомат, который защищает двигатель от перегрузки по току (“прямоугольный” изгиб питающих линий) и от короткого замыкания (“круглые” изгибы). Под защитным автоматом я подразумеваю обычный трехполюсный автомат с тепловой характеристикой нагрузки С или D.

Напомню, чтобы ориентировочно выбрать (оценить) необходимый тепловой ток уставки тепловой защиты, надо номинальную мощность трехфазного двигателя (указана на шильдике) умножить на 2.

Защитный автомат для включения электродвигателя. Ток 10А, через такой можно включать двигатель мощностью 4 кВт. Не больше и не меньше.

Схема 3 имеет право на жизнь (по бедности или незнанию местных электриков).

Она прекрасно работает, так же, как по многу лет может работать скрутка меди с алюминием. И в один “прекрасный” день сгорит скрутка. Или сгорит двигатель.

Если уж использовать такую схему, надо тщательно подобрать ток автомата, чтобы он был на 10-20% больше рабочего тока двигателя. И характеристику теплового расцепителя выбирать D, чтобы при тяжелом пуске автомат не срабатывал.

Например, движок 1,5 кВт. Прикидываем максимальный рабочий ток – 3А (реальный рабочий может быть меньше, надо измерять). Значит, трехполюсный автомат надо ставить на 3 или 4А, в зависимости от пускового тока.

Плюс этой схемы подключения двигателя – цена и простота исполнения и обслуживания. Например, там, где один двигатель, и его включают вручную на всю смену. Минусы такой схемы с включением через автомат –

Эти недостатки можно устранить, в схемах ниже будет показано как.

Подключение трехфазного двигателя через ручной пускатель

СамЭлектрик.ру в социальных сетях

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

4. Подключение двигателя через ручной пускатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

Поскольку у двигателей обычно большой пусковой ток, то у автоматов защиты двигателей (мотор-автоматов), как правило, характеристика тепловой защиты типа D. Т.е. он выдерживает кратковременные (пусковые) перегрузки примерно в 10 раз больше от номинала.

Ручной пускатель двигателя с дополнительным контрольным контактом.

Вот что у него на боковой стенке:

Автомат защиты двигателя – характеристики на боковой стенке

Ток уставки (тепловой) – от 17 до 23 А, устанавливается вручную. Ток отсечки (срабатывание при КЗ) – 297 А.

В принципе, ручной пускатель и мотор-автомат – это одно и то же устройство. Но пускателем, показанным на фото, можно коммутировать питание двигателя. А мотор-автомат постоянно подает питание (три фазы) на контактор, который, в свою очередь, коммутирует питание двигателя. Короче, разница – в схеме подключения.

Плюс схемы – можно регулировать уставку теплового тока. Минус тот же, что и в предыдущей схеме – нет дистанционного включения.

Схема подключения двигателя через магнитный пускатель

Этой схеме подключения трехфазного двигателя надо уделить самое пристальное внимание. Она наиболее распространена во всем промышленном оборудовании, выпускавшемся примерно до 2000-х годов. А в новых китайских простеньких станках используется и по сей день.

Электрик, который её не знает – как хирург, не умеющий отличить артерию от вены; как юрист, не знающий 1-ю статью Конституции РФ; так танцор, не отличающий вальс от тектоника.

Пример такой схемы – в статье про восстановление схемы гидравлического пресса, см. последнюю в статье схему, пускатель КМ0. Про выбор, устройство и характеристики электромагнитных пускателей (контакторов) – прочитайте здесь.

5. Схема подключения двигателя через пускатель с кнопками пуск стоп

Здесь питание цепи управления поступает с фазы L1 (провод 1) через нормально замкнутую (НЗ) кнопку “Стоп” (провод 2).

Если теперь нажать на кнопку “Пуск”, то цепь питания катушки электромагнитного пускателя КМ замкнется (провод 3), его контакты замкнутся, и три фазы поступят на двигатель. Но в таких схемах кроме трёх “силовых” контактов у пускателя есть ещё один дополнительный контакт. Его называют “блокировочным” или “контактом самоподхвата”.

Когда электромагнитный пускатель включается нажатием кнопки SB1 “Пуск”, замыкается и контакт самоподхвата. А если он замкнулся, то даже если кнопка “Пуск” будет отжата, цепь питания катушки пускателя всё равно останется замкнутой. И двигатель продолжит работать, пока не будет нажата кнопка “Стоп”.

Поскольку тема с магнитными пускателями очень обширная, она вынесена в отдельную статью Схемы подключения магнитного пускателя. Статья существенно расширена и дополнена. Там рассмотрено всё – подключение различных нагрузок, защита (тепловая и от кз), реверсивные схемы, управление от разных точек, и т.д. Нумерация схем сохранена. Рекомендую.

Подключение трехфазного двигателя через электронные устройства

Все способы пуска двигателя, описанные выше, называются Пуск прямой подачей напряжения. Часто, в мощных приводах, такой пуск является тяжелым испытанием для оборудования – горят ремни, ломаются подшипники и крепления, и т.д.

Поэтому, статья была бы неполной, если бы я не упомянул современные тенденции. Теперь всё чаще для подключения трехфазного двигателя вместо электромагнитных пускателей применяют электронные силовые устройства. Под этим я подразумеваю:

Преимущества таких устройств очевидны (прежде всего – отсутствие контактов как таковых), недостаток пока один – цена. А вот как может выглядеть схема их включения:

10. Подключение трехфазного двигателя – общая схема с электронной силой

Двухскоростные электродвигатели

Старый специфический способ подключения двухскоростных двигателей описан в статье Подключение двухскоростных асинхронных двигателей.

На этом заканчиваю, спасибо за внимание, всего охватить не удалось, пишите вопросы в комментариях!

Скачать

Если тема интересует более глубоко, рекомендую ознакомиться с литературой, приведенной на странице Скачать.

• Пуск и защита двигателей переменного тока / Пуск и защита двигателей переменного тока. Системы пуска и торможения двигателей переменного тока. Устройства защиты и анализ неисправностей двигателей переменного тока. Руководство по выбору устройств защиты. Руководство от Schneider Electric, pdf, 1.17 MB, скачан: 1045 раз./

Источник

Видео

Элетродвигатель постоянного тока 4ПО80В1 подключение и работа

Электродвигатель постоянного тока П -11 С1 У4 работа

Как подключить и отличить электродвигатель постоянного тока от переменного.

Как просто подключить трехфазный двигатель треугольником и звездой в сеть 220, через конденсатор.

Если подать переменку на двигатель постоянного тока

контроллер трехфазного двигателя постоянного тока без даччико обратной связи

2ПН-112 электродвигатель постоянного тока 1,5кВт 1500об/мин 220В схема подключения

Электродвигатель постоянного тока П-21М подключение

Электродвигатель постоянного тока 2ПБ90LУХЛ4 работа

Как подключить электродвигатель насоса к сети 220 В / 380В на одну либо три фазы?

Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети

Работа трехфазных электродвигателей считается гораздо более эффективной и производительной, чем однофазных двигателей, рассчитанных на 220 В. Поэтому при наличии трех фаз, рекомендуется подключать соответствующее трехфазное оборудование. В результате, подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети обеспечивает не только экономичную, но и стабильную работу устройства. В схему подключения не требуется добавление каких-либо пусковых устройств, поскольку сразу же после запуска двигателя, в обмотках его статора образуется магнитное поле.

Содержание

Схемы подключения

Магнитное поле, создаваемое тремя обмотками, обеспечивает вращение ротора электродвигателя. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую.

Подключение может выполняться двумя основными способами – звездой или треугольником. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Схема звезды обеспечивает более плавный пуск агрегата, однако мощность двигателя падает примерно на 30% от номинальной. В этом случае подключение треугольником имеет определенные преимущества, поскольку потеря мощности отсутствует. Тем не менее, здесь тоже есть своя особенность, связанная с токовой нагрузкой, которая резко возрастает во время пуска. Подобное состояние оказывает негативное влияние на изоляцию проводов. Изоляция может быть пробита, а двигатель полностью выходит из строя.

Особое внимание следует уделить европейскому оборудованию, укомплектованному электродвигателями, рассчитанными на напряжения 400/690 В. Они рекомендованы к подключению в наши сети 380 вольт только методом треугольника. В случае подключения звездой, такие двигатели сразу же сгорают под нагрузкой. Данный метод применим только к отечественным трехфазным электрическим двигателям.

В современных агрегатах имеется коробка подключения, в которую выводятся концы обмоток. Их количество может составлять три или шесть. В первом случае схема подключения изначально предполагается методом звезды. Во втором случае электродвигатель может включаться в трехфазную сеть обоими способами. То есть, при схеме звезда три конца, расположенные в начале обмоток соединяются в общую скрутку. Противоположные концы подключаются к фазам сети 380 В, от которой поступает питание. При варианте треугольник все концы обмоток последовательно соединяются между собой. Подключение фаз осуществляется к трем точкам, в которых концы обмоток соединяются между собой.

Использование схемы «звезда-треугольник»

Сравнительно редко используется комбинированная схема подключения, известная как «звезда-треугольник». Она позволяет производить плавный пуск при схеме звезда, а в процессе основной работы включается треугольник, обеспечивающий максимальную мощность агрегата.

Данная схема подключения довольно сложная, требующая использования сразу трех магнитных пускателей, устанавливаемых в соединения обмоток. Первый МП включается в сеть и с концами обмоток. МП-2 и МП-3 соединяются с противоположными концами обмоток. Подключение треугольником выполняется ко второму пускателю, а подключение звездой – к третьему. Категорически запрещается одновременное включение второго и третьего пускателей. Это приведет к короткому замыканию между фазами, подключенными к ним. Для предотвращения подобных ситуаций между этими пускателями устанавливается блокировка. Когда включается один МП, у другого происходит размыкание контактов.

Работа всей системы происходит по следующему принципу: одновременно с включением МП-1, включается МП-3, подключенный звездой. После плавного пуска двигателя, через определенный промежуток времени, задаваемый реле, происходит переход в обычный рабочий режим. Далее происходит отключение МП-3 и включение МП-2 по схеме треугольника.

Трехфазный двигатель с магнитным пускателем

Подключение трехфазного двигателя с помощью магнитного пускателя, осуществляется также, как и через автоматический выключатель. Просто эта схема дополняется блоком включения и выключения с соответствующими кнопками ПУСК и СТОП.

Одна нормально замкнутая фаза, подключенная к двигателю, соединяется с кнопкой ПУСК. Во время нажатия происходит смыкание контактов, после чего ток поступает к двигателю. Однако, следует учесть, что в случае отпускания кнопки ПУСК, контакты окажутся разомкнутыми и питание поступать не будет. Чтобы не допустить этого, магнитный пускатель оборудуется еще одним дополнительным контактным разъемом, так называемым контактом самоподхвата. Он выполняет функцию блокировочного элемента и препятствует разрыву цепи при выключенной кнопке ПУСК. Окончательно разъединить цепь можно только с помощью кнопки СТОП.

Как подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220 В

Содержание

Схемы подключения трехфазного двигателя

Схема звезды.
Схема треугольника.

Названия схем даны по методу подключения обмоток в питающую сеть. Чтобы на электродвигателе определить, по какой схеме он подключен, необходимо посмотреть указанные данные на металлической табличке, которая установлена на корпусе двигателя.

Даже на старых образцах моторов можно определить метод соединения статорных обмоток, а также напряжение сети. Эта информация будет верна, если двигатель уже был в эксплуатации, и никаких проблем в работе нет. Но иногда нужно произвести электрические измерения.

Схемы подключения трехфазного двигателя звездой дают возможность плавного запуска мотора, но мощность оказывается меньше номинального значения на 30%. Поэтому по мощности схема треугольника остается в выигрыше. Существует особенность по нагрузке тока. Сила тока резко увеличивается при запуске, это отрицательно сказывается на обмотке статора. Возрастает выделяемое тепло, которое губительно воздействует на изоляцию обмотки. Это приводит к нарушению изоляции, и поломке электродвигателя.

Много европейских устройств, поставленных на отечественный рынок, имеют в комплекте европейские электродвигатели, действующие с напряжением от 400 до 690 В. Такие 3-фазные моторы необходимо монтировать в сеть 380 вольт отечественного напряжения только по треугольной схеме обмоток статора.

В противном случае моторы сразу будут выходить из строя. Российские моторы на три фазы подключаются по звезде. Изредка производится монтаж схемы треугольника для получения от двигателя наибольшей мощности, применяемой в специальных видах промышленного оборудования.

Изготовители сегодня дают возможность подключать трехфазные электромоторы по любой схеме. Если в монтажной коробке три конца, то произведена заводская схема звезды. А если есть шесть выводов, то мотор можно подключать по любой схеме. При монтаже по звезде нужно три вывода начал обмоток объединить в один узел. Остальные три вывода подать на фазное питание напряжением 380 вольт. В схеме треугольника концы обмоток соединяют последовательно по порядку между собой. Фазное питание подсоединяется к точкам узлов концов обмоток.

Проверка схемы подключения мотора

Представим худший вариант выполненного подключения обмоток, когда на заводе не обозначены выводы проводов, сборка схемы проведена во внутренней части корпуса мотора, и наружу выведен один кабель. В этом случае необходимо разобрать электродвигатель, снять крышки, разобрать внутреннюю часть, разобраться с проводами.

Метод определения фаз статора

После разъединения выводных концов проводов применяют мультиметр для измерения сопротивления. Один щуп подключают к любому проводу, другой подносят по очереди ко всем выводам проводов, пока не найдется вывод, принадлежащий к обмотке первого провода. Аналогично поступают на остальных выводах. Нужно помнить, что обязательна маркировка проводов, любым способом.

Если в наличии нет мультиметра или другого прибора, то используют самодельные пробники, сделанные из лампочки, проводов и батарейки.

Полярность обмоток

Чтобы найти и определить полярность обмоток, необходимо применить некоторые приемы:

Подключить импульсный постоянный ток.
Подключить переменный источник тока.

Оба способа действуют по принципу подачи напряжения на одну катушку и его трансформации по магнитопроводу сердечника.

Как проверить полярность обмоток батарейкой и тестером

На контакты одной обмотки подключают вольтметр с повышенной чувствительностью, который может отреагировать на импульс. К другой катушке быстро присоединяют напряжение одним полюсом. В момент подключения контролируют отклонение стрелки вольтметра. Если стрелка двигается к плюсу, то полярность совпала с другой обмоткой. При размыкании контакта стрелка пойдет к минусу. Для 3-й обмотки опыт повторяют.

Путем изменения выводов на другую обмотку при включении батарейки определяют, насколько правильно сделана маркировка концов обмоток статора.

Проверка переменным током

Две любые обмотки включают параллельно концами к мультиметру. На третью обмотку включают напряжение. Смотрят, что показывает вольтметр: если полярность обеих обмоток совпадает, то вольтметр покажет величину напряжения, если полярности разные, то покажет ноль.

Использование конденсаторов

При использовании мотора мощностью до 1500 Вт можно устанавливать только один конденсатор – рабочий. Чтобы вычислить его мощность, воспользуйтесь формулой:

Сраб=(2780*I)/U=66*P.

I – рабочий ток, U – напряжение, Р – мощность двигателя.

Чтобы упростить расчет, можно поступить иначе – на каждые 100 Вт мощности необходимо 7 мкФ емкости. Следовательно, для двигателя 750 Вт нужно 52-55 мкФ (нужно поэкспериментировать немного, чтобы добиться нужного смещения фазы).

В том случае, если нет в наличии конденсатора нужной емкости, нужно соединить параллельно те, которые имеются, при этом используется такая формула:

Собщ=C1+C2+C3+…+Cn.

Пусковой конденсатор необходим при использовании двигателей, мощность которых свыше 1,5 кВт. Пусковой конденсатор работает только в первые секунды включения, чтобы дать «толчок» ротору. Он включается через кнопку параллельно рабочему. Другими словами, с его помощью сильнее сдвигается фаза. Только таким образом можно подключить двигатель 380 на 220 через конденсаторы.

Суть использования рабочего конденсатора – это получение третьей фазы. В качестве первых двух используются ноль и фаза, которая уже есть в сети. Проблем с подключением двигателя возникнуть не должно, самое главное – прячьте конденсаторы подальше, желательно в герметичный крепкий корпус. Если элемент выйдет из строя, он может взорваться и нанести вред окружающим. Напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 В.

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатки коллекторных двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Теория и схемы

Чтобы избежать путаницы давайте рассматривать этот вопрос на примере трёхфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором как самого распространенного из электрических машин в быту и на производстве. Как правило, у такого двигателя 3 обмотки, также встречаются многоскоростные двигатели и там количество обмоток больше трёх, но кратное этому числу.

У каждой обмотки есть начало и конец, а на схеме начало обмотки обычно обозначается точкой.

Но питающих провода в трёхфазной сети у нас 3 или 4. Отсюда возникает вопрос: «Как правильно соединить шесть концов обмоток с тремя питающими проводами?». Вот здесь как раз и всплывают эти «геометрические фигуры» — звезда и треугольник.

Итак, звезда и треугольник – это названия схем соединения потребителей в трёхфазной электросети как обмоток электродвигателей, трансформаторов, так и любой другой нагрузки.

Как выбрать конденсатор

Есть несколько нюансов, которые касаются количества подсоединяемых конденсаторов.

Если мощность электромотора не превышает 1,5 кВт, то в схему можно устанавливать один рабочий конденсатор.
Если же двигатель сразу при пуске работает под нагрузкой или его мощность превышает 1,5 кВт, тогда в схему придется установить два конденсатора: рабочий и пусковой. Оба элемента в схему вставляются параллельно. При этом последний будет работать только при запуске мотора, после чего он автоматически отключается.

По сути, схема подключения электродвигателя запитана на кнопку «Пуск» и на тумблер отключения питания. Чтобы запустить мотор, необходимо нажать на кнопку «Пуск» и удерживать ее до полного включения двигателя. Это можно контролировать даже на слух.

Способ 3. Использование асинхронного электродвигателя в качестве генератора

Данный способ основан на использование трёхфазного асинхронного электрического в качестве преобразователя/генератора однофазной электрической сети 220В в трёхфазную электрическую сеть 380В

Схема преобразователя/генератора однофазной электрической сети 220В в трёхфазную электрическую сеть 380В выглядит следующим образом:

Порядок работы следующий, при подключении преобразователя/генератора к электрической сети 220В нажимаем и удерживаем кнопку SA1 подключая тем самым пусковой конденсатор С1 до выхода электродвигателя используемого в качестве преобразователя/генератора на рабочие обороты, после этого можно разомкнуть кнопку SA1 и подключить нагрузку к выходу 380В.

Отключение производят в следующей последовательности – отключаем трёхфазную нагрузку от выхода 380В преобразователя/генератора, а затем отключаем от сети 220В сам преобразователь/генератор.

В качестве преобразователя/генератора можно использовать любой трёхфазный асинхронный электродвигатель с обмотками включенными по схеме “звезда”. Мощность этого двигателя должна быть минимум на 30% больше мощности подключаемой нагрузки. Лучше для этих целей использовать электромоторы с частота вращения ротора 1000 об/мин и меньше.

Электродвигатель в качестве нагрузки подключается по схеме звезда.

Конденсатор C1 в данной схеме выполняет роль пускового, его ёмкость рассчитывается по следующей формуле:

С_раб = (K _* I_ф/ U_сети) _* 2,5

K – является специальным коэффициентом. Его значение составляет 2800 для схемы «звезда».
Iф – номинальный ток статора, указанный на информационной табличке. При невозможности прочтения, выполняются измерения с помощью специальных измерительных клещей.
Uсети – напряжение питающей сети, величиной в 220 вольт.

Основным недостатком данного преобразователя/генератора является повышенное энергопотребление, общая мощность потребления будет складываться из мощьности подключаемой нагрузки и примерно 45-50% мощности электромотора используемого в качестве преобразователя/генератора.

Использование частотного преобразователя

В настоящее время достаточно активно все стали применять частотные преобразователи для управления частотой вращения (оборотами) электродвигателя.

Это позволяет не только экономить электроэнергию (например, при использовании частотного регулирования насосов для подачи воды), но и управлять подачей насосов объёмного типа, превращая их в дозировочные (любые насосы объёмного принципа действия). Но очень часто при использовании частотных преобразователей не обращают внимания на некоторые нюансы их применения:

– регулировка частоты, без доработки электродвигателя, возможна в пределах регулировки частоты +/- 30% от рабочей (50 Гц), – при увеличении частоты вращения более 65 Гц требуется замена подшипников на усиленные (сейчас с помощью ЧП возможно поднять частоту тока до 400 Гц, обычные подшипники просто разваливаются на таких скоростях), – при уменьшении частоты вращения встроенный вентилятор электродвигателя начинает работать неэффективно, что приводит к перегреву обмоток.

Из-за того, что не обращают внимания при проектировании установок на такие «мелочи», очень часто электродвигатели выходят из строя.

Для работы на низкой частоте ОБЯЗАТЕЛЬНО требуется установка дополнительного вентилятора принудительного охлаждения электродвигателя.

Вместо крышки вентилятора устанавливается вентилятор принудительного охлаждения (см. фото). В этом случае, даже при снижении оборотов вала основного двигателя, дополнительный вентилятор обеспечит надёжное охлаждение электродвигателя.

Мы имеем большой опыт модернизации электродвигателей для работы на низкой частоте. На фото можно видеть винтовые насосы с дополнительными вентиляторами на электродвигателях.

Данные насосы используются в качестве дозирующих насосов на пищевом производстве.

Надеемся, что данная статья поможет вам правильно подключить электродвигатель к сети самостоятельно (ну или хотя бы понять, что перед вами не электрик, а «специалист широкого профиля»).

Некоторые мастера самостоятельно собирают станки по обработке древесины или металла в домашних условиях. Для этого могут использоваться любые доступные двигатели подходящей мощности. В некоторых случаях приходится разбираться с тем, как подключить трехфазный двигатель к однофазной сети. Именно этой теме и посвящена статья. Также будет рассказано о том, как правильно подобрать требуемые конденсаторы.

Напряжение

Рассматривая различные типы пусковых выпрямителей трехфазного двигателя, подключаемого к однофазной сети, следует принимать во внимание и такой параметр, как рабочее напряжение. Ошибкой будет использование выпрямителя, показатель напряжения которого превышает на порядок требуемый

Помимо высоких затрат на его приобретение придется выделить для него больше места из-за его больших габаритов

Ошибкой будет использование выпрямителя, показатель напряжения которого превышает на порядок требуемый. Помимо высоких затрат на его приобретение придется выделить для него больше места из-за его больших габаритов.

В то же время не стоит рассматривать модели, в которых напряжение имеет меньший показатель, нежели напряжение сети. Устройства с такими характеристиками не смогут эффективно выполнять свои функции и довольно скоро выйдут из строя.

Чтобы свести к не ошибиться при выборе рабочего напряжения , следует придерживаться следующей схемы расчета: итоговый параметр должен соответствовать произведению фактического напряжения сети и коэффициента 1,15, при этом расчетное значение должно составлять не менее 300 В.

В том случае, если выбираются бумажные выпрямители для работы в сети переменного напряжения, то их рабочее напряжение нужно разделить на 1,5-2. Поэтому рабочее напряжение для бумажного конденсатора, для которого производитель указал напряжение в 180 В, в условиях работы в сети переменного тока составит 90-120 В.

Дабы понять, как на практике реализуется идея подключение трехфазного электродвигателя к однофазной сети, выполним эксперимент с использованием агрегата АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт) . Главная задача, которая должна быть решена – запуск двигателя от однофазной сети с напряжением 220 В.

Используемый электродвигатель имеет следующие характеристики:

показатель мощности вчера– 400 кВт;
напряжение сети 220В переменного напряжения;
Ток, все характеристики которого были определены при помощи электроизмерительных клещей в трехфазном режиме работы– 1,9А;
Схема подключения обмоток «звезда».

Помня о том, что используемый электродвигатель имеет небольшую мощность, при подключении его к однофазной сети можно купить лишь рабочий конденсатор.

Расчет емкости рабочего выпрямителя:

Пользуясь приведенными формулами, возьмем за среднее значение емкости рабочего выпрямителя показатель 25 мкФ. Здесь была выбрана несколько большая емкость, равная 10 мкФ. Так мы попытаемся выяснить, как влияет такое изменение на пуск аппарата.

Теперь нам необходимо купить выпрямители, в качестве последних будут использоваться конденсаторы типа МБГО. Далее на основе подготовленных выпрямителей выполняется сборка требуемой емкости.

В процессе работы следует помнить, что каждый такой выпрямитель имеет емкость 10 мкФ.

Если взять два конденсатора и соединить их друг с другом по параллельной схеме, то итоговая емкость составит 20 мкФ. При этом показатель рабочего напряжения будет равен 160В. Для достижения требуемого уровня в 320 В необходимо взять эти два выпрямитель и подключить их еще к такой же паре, конденсаторов, соединенных параллельно, но уже применив последовательную схему. В итоге суммарная емкость составит 10 мкФ. Когда батарея рабочих конденсаторов будет готова, подключаем ее к двигателю. Далее останется только запустить его в однофазной сети.

В процессе проведенного эксперимента с подключением двигателя к однофазной сети работа потребовала меньше времени и сил. Используя подобный агрегат с выбранной батареей выпрямителей, следует учесть, что его полезная мощность будет находиться на уровне до 70-80 % от номинальной мощности, при этом частота вращения ротора будет соответствовать номинальному показателю.

Важно: если используемый двигатель рассчитан на сеть напряжением 380/220 В, то при подключении к сети следует использовать схему «треугольник»

Обращайте внимание на содержание бирки: бывает так, что там приведено изображение звезды с напряжением 380 В. В этом случае правильную работу двигателя в сети можно обеспечить, выполнив следующие условия

Сперва придется «распотрошить» общую звезду, после чего соединить с клеммником 6 концов. Искать общую точку следует в лобовой части двигателя.

Видео: подключение однофазного двигателя в однофазную сеть

Решение об использовании пускового конденсатора следует принимать исходя из конкретных условий, чаще всего оказывается достаточно рабочего. Однако если используемый двигатель подвергается повышенной нагрузке, то эксплуатацию рекомендуется остановить. В этом случае необходимо правильно определить необходимую емкость устройства, чтобы обеспечить эффективную работу агрегата.

Проверка сопротивления изоляции обмоток статора

Если двигатель при хранении находился в неотапливаемом помещении, то он контактировал с влажным воздухом, отсырел. Его изоляция нарушилась, способна создавать токи утечек. Поэтому ее качество надо оценивать электрическими измерениями.

Тестер в режиме омметра не всегда способен выявить такое нарушение. Он покажет только явный брак: слишком маленькая мощность его источника тока не обеспечивает точный результат замера. Для проверки состояния изоляции необходимо пользоваться мегаомметром — специальным прибором с мощным источником питания, обеспечивающим приложение к измерительной цепи повышенного напряжения 500 или 1000 вольт.

Оценка состояния изоляции должна проводиться до подачи рабочего напряжения на обмотки. Если выявлены токи утечек, то можно попытаться просушить двигатель в теплой, хорошо проветриваемой среде. Часто этот прием позволяет восстановить работоспособность электрической схемы, собранной внутри сердечника статора.

Этапы работы по подключению трехфазного электродвигателя в однофазную сеть 220 В

Проверьте целостность обмоток с помощью мультиметра. Для этого прозвоните отдельно начала и отдельно концы каждой обмотки. Не должно быть электрических связей между ними!

Проверьте целостность всех конденсаторов мультиметром (не менее 2 Мом).
Проверьте на целостность диоды и резисторы. Пропускание тока в диодах должно быть только в одном направлении, а в резисторах — в обоих.
С помощью болтов или гаек прикрепите двигатель к массивному и устойчивому основанию.
В нужных местах закрепите: бокс, кнопочный пускатель, тумблер реверса (можно закрепить на крышке клеммной коробки).
Прикрепите конденсаторы к электродвигателю. Их можно прикрепить как отдельно в боксах и ящиках, под столом, так и к самому двигателю металлической монтажной лентой.
После завершения прикрепления всех деталей приступайте к коммутации. Для двигателей, имеющих напряжение 127/220 В поставьте перемычки в положение «звезда», а для устройств 380/220 В поставьте перемычки для схемы «треугольник».
Отмерьте и отрежьте необходимые отрезки провода и очистите их от изоляции на 11 мм.
Произведите оконцовку и обжимку провода с помощью кримпера, затем проденьте их через кабельный ввод и закрепите на клеммах.
Подключите клеммы к конденсатору и изолируйте контакт с помощью термоусадочной трубки: наденьте ее на провод перед подключением.
Припаяйте провода к тумблеру реверса и при наличии к металлобумажным конденсаторам.
Подключите оконцованный желто-зеленый провод к болту заземления (он может быть снаружи на корпусе или в клеммной коробке).
Тщательно проверьте все соединения! Затем затяните все клеммы.Подсоедините провод со штепсельной вилкой на вход автоматического выключателя.
Подайте напряжение на вход схемы и сделайте пробный пуск электродвигателя.

Если вы четко следовали рекомендациям данной инструкции, то у вас все должно получиться правильно. Будьте предельно осторожны в работе — ведь вы имеете дело с электричеством, а это всегда небезопасно! Как видите, подключение трехфазного электродвигателя в сеть 220 В вполне возможно. Конечно, придется пожертвовать почти доброй половиной мощности нужного агрегата, но чаще всего этого бывает вполне достаточно для задач, поставленных в условиях отсутствия трехфазной электрической сети. Удачи вам в подключении и использовании нужных устройств!

Преимущества механизма двигателя однофазного типа.

Среди достоинств 1-фазных двигателей отмечают следующие:

простота конструкции;
долговечность – при своевременном техническом обслуживании двигатель способен служить годами;
надёжность;
экономичность – потребление небольшого количества энергии;
доступная стоимость;
ремонтопригодность – в случае выхода из строя можно легко заменить повреждённые или сгоревшие детали;
минимальный уход;
возможность работы от сети со стандартным напряжением 220 В без преобразователей энергии.

Большинство современных бытовых приборов оснащены именно однофазными моторами. Причина объясняется их простотой и невысокой себестоимостью. Такими моторами оснащают крупную и мелкую бытовую технику. Кроме того, они нашли применение в создании оборудования для промышленных и производственных предприятий.

Но есть ли недостатки у однофазного двигателя? Их немного. Практически все они обуславливаются простотой конструкции. Итак:

малый коэффициент мощности. По этой причине они используются для создания большинства бытовых приборов;
высокий показатель пускового тока;
возможность ограничения скорости движка при колебаниях в сети.

Основным недостатком считается отсутствие пускового момента. Тем не менее, для бытовых приборов и несложных устройств этот минус не является существенным и не влияет на работу.

Что можно переделывать

Для переделки подойдут маломощные электродвигатели 380 Вольт: до 3 кВт. Теоритически переподключаются и мощные моторы. Но это дополнительно повлечет за собой установку отдельного автомата в электрощите и проведение специальной проводки. И эти работы теряют смысл, если вдруг обнаруживается, что такую нагрузку не потянет вводной кабель.

Читать также: Размеры подъемника для легковых автомобилей

Даже если ваша сеть держит высокие нагрузки, и вам удалось переделать двигатель от 3 кВт с 380 на 220 Вольт, вы огорчитесь при первом его пуске в ход. Запуск будет тяжелым. Вы решите, что труд был напрасным. Поэтому если переделывать, то именно маломощные модели.

Какую схему выбрать и какая лучше?

Итак, как соединить обмотки звездой и треугольником мы разобрались, но здесь как раз и начинается «все самые интересные вопросы», причем эти вопросы у людей возникают чаще всего либо при подключении трёхфазного двигателя к однофазной сети, либо при подключении двигателя к частотному преобразователю с однофазным входом и линейными 220В на выходе и в других ситуациях.

Возможность изменения схемы соединения обмоток нужна для того, чтобы один и тот же двигатель мог эксплуатироваться в электросетях с различным напряжением.

Какую схему лучше выбрать? Вопрос не корректный, нужно соединять обмотки в ту схему, номинальное напряжение которой соответствует напряжению в электросети. Эта информация указана на шильдике электродвигателя.

Если на шильдике вашего двигателя указано как на фото выше «Δ/Y 220/380» — это значит что если линейное напряжение в питающей сети 220В – нужно соединять обмотки треугольником, если 380В – звездой. Если вы будете его подключать к однофазной сети 220В с конденсаторами – обмотки также соединяются треугольником.

Если на шильдике указано только одно напряжение и значок схемы (см. рисунок ниже), то возможности изменить схему соединения нет, и в брно, скорее всего, выведено будет 3 провода.

Встречаются и двигатели, которые в сети 380В работают, соединенными по схеме треугольника, схема звезды в этом случае рассчитана на работу в сети 660В, что вы можете наблюдать на следующей фотографии.

Но зачастую такие двигатели используются для пуска с переключением со звезды на треугольник, это делают для понижения пусковых токов.

В этом случае напряжение 380В подаётся сначала на обмотки соединенные по схеме звезды, так как номинальное напряжение для этой схемы 660В двигатель в момент пуска питается от пониженного напряжения и к каждой из обмоток прикладывается всего по 220В.

Когда обороты двигателя возрастают, происходит переключение на треугольник. И уже к каждой обмотке прикладываются их номинальные 380В.

Схема подключения электродвигателя с переходом со звезды на треугольник при пуске

Что будет если перепутать звезду и треугольник?

Чтобы ответить на этот вопрос вспомним формулы мощности трёхфазной нагрузки:

Для упрощения представим, что у нас есть сеть с каким-то определенным напряжением, пусть это будет 220/380 вольт, а также есть 3 лампы накаливания с номинальным напряжением 220В. И еще раз посмотрим на рисунок с распределением напряжений и токов в звезде и треугольнике.

Так как линейное напряжение у нас 380В, а в «звезде» фазное в 1.73 раза ниже линейного, то делаем вывод, что для работы в номинальном режиме нужно подключить эти лампочки звездой, тогда к каждой из них будет приложено 220В.

Теперь соединим их в треугольник, и что получится? Первое что бросается в глаза – к каждой лампе приложено уже 380В вместо 220В номинальных.

Несложно догадаться, что в этом случае наши лампочки просто сгорят, то же самое произойдет и с обмоткой двигателя.

Что при этом происходит с мощностью?

Если питающее напряжение и нагрузка неизменны, то при переключении со звезды на треугольник мощность, выделяемая на этой самой нагрузке, возрастёт в 3 раза. Это происходит потому, что напряжение на каждой лампе увеличилось в 1.73 раза, за ним настолько же вырос и ток.

Формулы для вычисления мощности в обоих случаях одинаковые, но цифры в них различаются, давайте проведем 1 расчет для примера.

Допустим, ток нагрузки в схеме звезды у нас был 1А, тогда полная мощность в звезде равна:

При этом мощность одной лампы в этом случае равна 220 ВА.

В треугольнике к каждой лампе приложено напряжение в 1.73 раза выше – 380В, соответственно и ток через лампу (фазный ток)

возрастет на столько же. При этом не забывайте, чтолинейный ток в звезде и так будет в 1.73 раза больше, чем фазный. Найдем полную мощность по трём фазам:

S=√3*Uл*Iл=1.73*380В*(1.73А*1.73) = 1.73*380В*3А=1972 ВА

А на одной лампе выделится мощность равная:

Но это не значит, что при соединении по схеме треугольника двигатель будет выдавать в 3 раза большую мощность, при питании от номинального для этой схемы напряжения двигатель будет выдавать свою номинальную мощность.

Источник

Что произойдет, если вы подключите двигатель 3-Φ к однофазной сети?

Как следует из названия, трехфазный асинхронный двигатель должен быть подключен к трем фазам (линиям) для правильной работы, при этом каждая фаза действует как обратный путь для тока из трех фаз. Но что, если нам нужно, чтобы трехфазный двигатель работал от однофазной сети? Что ж, Ответ 1: Нет: Нельзя и 2: Да! Вы можете.

Связанный пост: Как запустить трехфазный асинхронный двигатель от однофазного источника питания?

Если вы напрямую подключаете однофазный источник питания к трехфазному асинхронному двигателю, ниже приведены результаты для различных сценариев:

Если двигатель остановлен:

Двигатель вообще не запускается и остается неподвижным нет равномерного крутящего момента и RMF (вращающегося магнитного поля) в однофазной системе питания. Вот почему однофазные двигатели не запускаются самостоятельно. В этом случае двигатель может начать дымить и гореть из-за большой величины тока в короткозамкнутых пазах обмотки ротора. Если имеется надлежащая схема защиты, тепловое реле, предохранитель или автоматический выключатель могут отключить двигатель от источника питания.

Если двигатель работает:

Если двигатель запускается и работает из-за фазовращателя, частотно-регулируемого привода или пусковых/рабочих конденсаторов в одной из катушек, двигатель будет продолжать работать, но с меньшей выходной мощностью и эффективностью, чем а также гул и вибрация. Кроме того, скорость двигателя будет ниже, так как однофазное напряжение меньше, чем трехфазное напряжение, где скорость двигателя зависит от напряжения питания.

Если вы все еще хотите запустить мотор:

Вы можете сделать это, используя конденсатор фазовращателя (в соответствии с номинальным значением) в одной из последовательных обмоток (чаще всего в соединении треугольником), или вращающийся фазоинвертор, или самые последние и надежные частотно-регулируемые приводы (VFD). Вручную вы можете покрутить двигатель (после подключения трехфазного двигателя 400 В к однофазному 230 В), и он будет работать в этом направлении, но с меньшим КПД, мощностью и крутящим моментом. Это возможно только в том случае, если двигатель рассчитан как на однофазное, так и на трехфазное питание (звезда/треугольник). Система питания 400В/230В.

Похожие сообщения:

Что происходит с 3-фазным двигателем, когда 1 из 3 фаз потерян?
Что происходит с трехфазным двигателем при потере двух из трех фаз?

В заключение, вы не можете запустить двигатель 3-Φ на двигателе 1-Φ без какого-либо фазовращателя, такого как конденсатор. Если это так, двигатель выйдет из строя из-за чрезмерного тока при отсутствии защиты, в противном случае сработают защитные автоматические выключатели. Если вы все же хотите управлять трехфазным двигателем от однофазного источника питания, вы должны использовать частотно-регулируемый привод, фазовращатель / преобразователь или просто конденсатор, который используется для создания разности фаз (конденсатор используется для той же цели, что и в потолочный вентилятор).

В основном небольшие двигатели соединены звездой «Y». В случае соединения треугольником конденсатор может быть подключен к свободной ветви, так как фаза подключается к первой клемме, нейтральная верхняя вторая клемма. Если вы хотите изменить направление или вращение двигателя, вы можете просто изменить фазу на другую клемму и подключить конденсатор к новой свободной ветви треугольника.

Метод статических конденсаторов используется для двигателей малого диапазона. В методе работы конденсаторного пускового конденсатора пусковой конденсатор подключается параллельно свободной ветви соединения треугольником (фаза и нейтраль подключаются к трем клеммам, поэтому третья свободна). Когда двигатель запускается, пусковой конденсатор отключается, а рабочий конденсатор все еще подключен (обратите внимание, что рабочий конденсатор не является обязательным).

Имейте в виду, что описанный выше метод не подходит для постоянной работы двигателя, поскольку он сокращает срок службы двигателя, поскольку в такой конфигурации активны только две фазы (из трех). Кроме того, КПД двигателя может быть снижен на 1/3 ^rd до 2/3 ^rd ). Например, КПД и выходная мощность трехфазного двигателя мощностью 5 кВт (6,7 л.с.) будут снижены с 3,33 кВт (4,46 л.с.) до 1,66 кВт (2,22 л.с.). Короче говоря, работа трехфазного двигателя от однофазной сети с помощью статического конденсатора применима только для временных применений.

Похожие сообщения:

Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем
Разница между однофазным и трехфазным источником питания

Номинал конденсатора фазовращателя:

Значение пускового конденсатора как фазовращателя можно рассчитать по следующей формуле.

C = 1950 x (I _e / U _e ) x CosΦ 9где :

C = емкость конденсатора в мкФ
I _e = Номинальный ток
U _e = номинальное напряжение
В = 1-Φ Напряжение
CosΦ = коэффициент мощности
л. с. = мощность двигателя в л.с.
P = Мощность в кВт
f = Частота питания

Как правило,

Значение фазовращателя для двигателя в качестве пускового конденсатора = пусковой конденсатор = 50-100 мкФ на л.с. или 746 Вт.
Значение фазовращателя для двигателя в качестве рабочего конденсатора = 12-16 мкФ на л.с. или 746 Вт.

Показывает, что значение рабочего конденсатора в микрофарадах в 4-5 раз меньше значения пускового конденсатора. Имейте в виду, что вы можете использовать только неполяризованные конденсаторы, предназначенные для переменного тока, и номинал должен быть на 5-20% выше, чем напряжение питания двигателя.

Похожие сообщения:

Что произойдет, если мы неправильно подключим полярный конденсатор?
Что произойдет, если аккумулятор подключен к сети переменного тока?
Что происходит с аккумулятором при подключении проводов с обратной полярностью
Что происходит, когда линия переменного тока касается линии постоянного тока?
Почему трехфазное питание? Почему не 6, 12 или больше для силовой передачи?
Если 1-фазное питание 230 В, почему 3-фазное 400 В, а не 690 В?
Преимущества трехфазной системы по сравнению с однофазной системой
Значения трехфазного тока в трехфазной системе
Соединение звездой (Y): значения трехфазной мощности, напряжения и тока
Соединение треугольником (Δ): 3-фазная мощность, значения напряжения и тока
Как подключить трехфазный распределительный щит 400 В? МЭК и Великобритания
Установка трехфазной электропроводки в доме – NEC и IEC

Показать полную статью

Связанные статьи

Кнопка «Вернуться к началу»

Лабораторные испытания методов защиты трехфазных двигателей с использованием реле

Задачи проектирования

Войти

Добро пожаловать!Войти в свой аккаунт

ваше имя пользователя

ваш пароль

Забыли пароль?

Создать учетную запись

Политика конфиденциальности

Регистрация

Добро пожаловать!Зарегистрируйте аккаунт

ваш адрес электронной почты

ваше имя пользователя

Пароль будет отправлен вам по электронной почте.

Политика конфиденциальности

Восстановление пароля

Восстановить пароль

ваш адрес электронной почты

Поиск

Изменено: 9 февраля 2021 г.

Артикул категории

Содержание

Предметом занятия был анализ работы двигательной установки, состоящей из трехфазного низковольтного двигателя 230 кВт – 400 В. питается от однофазного генератора с автовозбуждением мощностью 2,2 кВт с регулируемой нагрузкой с шагом от 0 до 3 кВт.

На рис. 1 показана схема измерительной станции, включая элементы, использованные во время учений.

Рис. 1 Схема измерительной станции

В тестируемой системе, аналогично схеме, приведенной на рис. 1, к реле Р211 исполнительные элементы не подключались, оно выполняло только функцию индикатора возникновения и регистратора их параметров. Измерение фазных токов в системе может осуществляться непосредственно через реле (в соответствии с его инструкциями), измерение нулевой составляющей тока должно осуществляться через внешний блокиратор постоянного тока.

Токи короткого замыкания, которые могут появиться в системе, отключить МТЗ, Тепловая защита подключается вспомогательным контактом к контактору главного выключателя, повторное включение двигателя после срабатывания теплового реле возможно только после охлаждение биметаллического элемента.

Прерыватель, расположенный в фазе L3, может быть разомкнут в фазе L3 только при нормальной работе двигателя, запуск двигателя и попытка запуска при разомкнутом прерывателе невозможна.

Нагрузку генератора можно регулировать ступенчато, переключая выбранные его элементы.

На рис. 2 показана схема переключателя «звезда-треугольник», который позволяет вручную запускать электрический двигатель корзины. Соединение обмоток двигателя звездой позволяет снизить пусковой ток двигателя, но также снижает его пусковой момент. После включения напряжения питания и разгона двигателя до скорости, близкой к синхронной, происходит ручное переключение обмоток на треугольник. Затем двигатель разгоняется до номинальной скорости и переходит от запуска к номинальной работе.

Рис. 2 Схема главной цепи, переключатель звезда-треугольник

В период проведения упражнения на нагрузку генератора 1,6 кВт был проведен анализ прямого пуска двигателя при соединении обмоток статора в звезду, прямого пуска при соединением треугольником, и прямым пуском с помощью переключателя звезда-треугольник, также проверялась работа двигателя, соединенного звездой, при отсутствии одной из фаз.

Пуск двигателя методом соединения в звезду

При соединении в звезду напряжение на отдельных обмотках двигателя снижается до 230В. При таком способе подключения максимальный пусковой ток двигателя примерно в 3 раза меньше, чем при подключении треугольником.

Диаграмма 1. Зарегистрированные токи пуска трех фаз трехфазного двигателя, соединенного в звезду.

На графике 1 показаны зарегистрированные токи трех фаз двигателя, соединенного звездой, во время пуска. Виден момент подачи напряжения (t = 1,895 с), после которого значение мгновенного тока максимальное:

для фазы L1 при t = 1900 мгновенный ток -2,175А

для фазы L2 при t = 1,905 мгновенный ток равен 2,058А

для фазы L3 при t = 2,025 мгновенный ток равен -1,996А

Далее видно, как двигатель запускается с нулевой скорости до скорости, превышающей синхронную, что приводит к снижению значения тока амплитуду так, что через некоторое время t = 2,6с двигатель начинает тормозить. В момент времени t = 2,7 с скорость двигателя падает ниже синхронной скорости и снова начинает расти амплитуда тока, двигатель разгоняется так, что через некоторое время t = 3,0 с достигает устойчивой номинальной скорости и переходит от пуска к нормальной работе, работая на амплитуда тока равна примерно 0,8А.

Нормальное состояние двигателя, подключенного к звезде, достигается через 1,1 с с момента ее включения.

Колебание скорости практически отсутствует из-за очень большого демпфирования в механической системе.

Запуск двигателя методом соединения треугольником

При соединении треугольником напряжение на каждой обмотке двигателя составляет 400В. При таком способе соединения максимальный пусковой ток двигателя примерно в 3 раза больше, чем при соединении обмоток двигателя в звезду.

Диаграмма 2. Зарегистрированные токи пуска трех фаз трехфазного двигателя, соединенного треугольником

На диаграмме 2 показаны зарегистрированные токи трех фаз двигателя, соединенного треугольником, при пуске. Виден момент подачи напряжения (t = 0,670 с), после которого значение мгновенного тока наибольшее:

для фазы L1 при t = 0,675 мгновенный ток равен 7,0514А

для фазы L2 при t = 0,740 мгновенный ток равен -6,282А

для фазы L3 при t = 0,715 мгновенный ток равен -6,609 А обмотки двигателя по методу звезды.

Далее видно запуск двигателя от скорости 0 до скорости, превышающей скорость синхронную, что проявляется уменьшением значения амплитуды тока настолько, что через некоторое время t = 0,8с двигатель начинает тормозить. В момент времени t = 1,0 с частота вращения двигателя падает ниже синхронной скорости и снова начинает расти амплитуда тока, двигатель разгоняется так, что через момент t = 1,2 с достигает номинальной скорости и работает при амплитуде тока примерно 1,1А. .

При соединении в треугольник пусковой момент в три раза больше, чем при соединении в звезду, видно, что время пуска двигателя при соединении в треугольник однозначно меньше — нормальное рабочее состояние достигается через 0,6 секунды после включения .

Подобно пуску двигателя, соединенного звездой, колебания скорости практически отсутствуют из-за очень высокого затухания в механической системе.

Запуск двигателя при переключении звезда-треугольник

Для двигателей, не нагруженных в момент пуска номинальным крутящим моментом (например, вентиляторы, конвейеры) для уменьшения длительности ударных токов используется пуск с переключением звезда-треугольник. При соединении обмоток двигателя в звезду пусковой ток двигателя в 3 раза меньше, но и пусковой момент меньше в 3 раза. После включения питания и разгона двигателя до скорости, близкой к синхронной, обмотки коммутируются по схеме треугольник. Двигатель разгоняется до номинальной скорости и переходит от пускового режима к номинальному.

Диаграмма 3. Зарегистрированные пусковые токи трех фаз трехфазного двигателя с переключением звезда-треугольник
На диаграмме 3 представлены зарегистрированные токи трех фаз двигателя, соединенных сначала в звезду, а затем в треугольник. Вы можете увидеть момент подачи напряжения на соединение звездой, запуск того же двигателя, что и в пункте 3 упражнения. Затем в момент времени t = 1,8 с напряжение отключается. Обмотка двигателя перестраивается на соединение треугольником и в момент времени t = 2,41 с снова появляется напряжение. После подачи напряжения мгновенное значение тока самое высокое:
для фазы L1 при t = 2,420, мгновенное значение тока -5,325 А
для фазы L2 при t = 2,415, мгновенное значение тока -5,605 А , мгновенное значение тока 6,858А
Видно, что токи, связанные с пуском двигателя после включения его катушек в треугольник, снова примерно в три раза выше, чем при соединении обмоток двигателя в звезду, однако рабочие время ударных токов пуска значительно короче (примерно в два раза), чем при пуске с нулевой скорости. Через некоторое время t = 2,7 с двигатель выходит на номинальные обороты и работает при амплитуде тока примерно 1,1А.
Аналогично пунктам 3 и 4 колебания скорости двигателя практически отсутствуют.
Работа двигателя, соединенного в звезду с обрывом одной из фаз
Для двигателя, работающего при соединении обмоток статора в звезду, в момент времени t = 1,360 была отключена одна из фаз (L3) , отныне двигатель работает под действием овального вращающегося поля, образованного из двух фаз под углом 120 градусов.
Диаграмма 4. Регистрируемые токи трехфазного двигателя, соединенного в звезду при отсутствии одной из фаз
На диаграмме 4 показаны зарегистрированные токи трех фаз двигателя, соединенного звездой, работающего с момента времени t = 1,360 при отсутствии фазы L3. Вы можете видеть, что до t = 1,360 двигатель работал нормально с амплитудой токов около 0,8А. Виден момент отключения одной из фаз питания, нарастание амплитуды токов двух других фаз. Начиная с t = 1,6 с двигатель устойчиво работает под действием овала поля, образованного двумя фазами под углом 120 градусов при токе около 1,5 А. Электричество выше, чем при нормальной работе в звездообразной системе (0,8 А) и в системе, соединенной в треугольник (1. 1А).
Работа под воздействием овального поля приводит к механическим перегрузкам в двигателе, а повышенный ток приводит к чрезмерному перегреву обмоток, что может привести к повреждению двигателя. Для защиты от последствий асимметрии мощности в системе предусмотрена защита от перегрузки в виде теплового реле General Electric серии RT.
Термозащита сработала через 53 секунды.
Михал
Инженер электроники и телекоммуникаций с дипломом магистра электроэнергетики. Светодизайнер опытный инженер. В настоящее время работает в сфере IT.
Английский
Поиск и устранение неисправностей трехфазных электродвигателей – Журнал водяных скважин
Часть 1. Оборудование и методы первоначального устранения неисправностей.
Эд Баттс, PE, CPI
В этом месяце «Разработка вашего бизнеса» — это первая часть обсуждения, состоящего из двух частей, а вторая часть завершается в майском номере. Это также четвертая и последняя часть серии статей о том, почему и как выходят из строя электродвигатели, а также о некоторых распространенных методах устранения неполадок как для однофазных, так и для трехфазных двигателей.
Как и при всех процедурах устранения неполадок и обслуживания электрооборудования, особенно важных для трехфазных систем, в первую очередь следует обращать внимание на безопасность персонала и оборудования. Это означает, что лица, не прошедшие полную подготовку, не имеющие опыта и лицензии, когда это необходимо для устранения неполадок, ремонта и обслуживания электрооборудования, не должны пытаться выполнять какие-либо действия по устранению неполадок или обслуживанию.
При выполнении работ такого типа знание и соблюдение правил блокировки/маркировки, правил дугового разряда, а также распознавание и учет типа двигателя, приводной системы (т. е. процесса) системы управления и типа контроллера двигателя, и всегда необходимо наблюдать за возможными последствиями остановки процесса.
Необходимое оборудование для устранения неполадок в трехфазных сетях
В дополнение к обычным ручным инструментам для устранения неполадок в трехфазных системах необходимы четыре основных типа инструментов:
Измеритель напряжения переменного тока
Амперметр переменного тока
Омметр
Мегаомметр
Некоторые из этих функций могут быть объединены в один счетчик. Вольтаметр или мультиметр, если они используются, должны иметь номинальные характеристики, быть изолированными и способными измерять весь диапазон применимого напряжения переменного тока.
Рисунок 1. Проверка напряжения трехфазной электрической системы.
Однако наибольшая точность обычно достигается при чтении в среднем диапазоне шкалы. Счетчики более низкого напряжения (менее 1000 вольт переменного тока) часто рассчитаны на 300, 600 или 1000 вольт переменного тока (В переменного тока). Хотя вольтметр с номинальным напряжением 300 В переменного тока удовлетворительно измеряет цепи на 120 и 240 вольт, он явно не подходит для цепей на 480 или 575 вольт.
Более одного вольтметра взорвалось в руках техника из-за того, что 300-вольтовый метр был подключен к 480-вольтовой цепи. Хотя счетчик на 600 вольт будет работать в цепи на 480 вольт, я рекомендую приобрести и использовать вольтметр на 1000 вольт для всех трехфазных неисправностей низкого напряжения, так как счетчик с более высоким номиналом будет иметь большую изоляцию и с меньшей вероятностью взорваться или выйти из строя.
Второй измеритель, амперметр, используется для измерения тока двигателя во время работы. Этот измеритель может состоять из счетчика с круговой шкалой или как элемент мультиметра с зажимом для усилителя и втычными проводами.
Рисунок 2. Проверка целостности предохранителей.
Еще раз, необходимо, чтобы счетчик был рассчитан на все мыслимые диапазоны ампер, которые могут потребоваться для считывания. Для большинства двигателей мощностью до 200 л.с. модель Amprobe RS-3 является отличным и надежным измерительным прибором для этой работы. Он имеет несколько поворотных шкал от 6 до 300 ампер. Зажим измерителя достаточно мал, чтобы поместиться между проводами практически любого сечения до 250 мкм и обеспечивает считывание по стрелке, а не по светодиодному или ЖК-дисплею, которые часто плохо читаются в освещенных местах.
Обычный аналоговый омметр, например модель Simpson 372, можно использовать для измерения сопротивления обмотки и изоляции двигателя, но для измерения сопротивления изоляции я рекомендую использовать электронный (конденсаторный) или кривошипный мегомметр с минимальным номиналом 500 В постоянного тока.
Эти функции также можно объединить в одном мультиметре, хотя я все же предпочитаю работать с отдельными приборами.
Первоначальные методы устранения неполадок трехфазных двигателей
Трехфазные двигатели удивительно надежны и универсальны. По сравнению с однофазными двигателями, в которых используются пусковые конденсаторы и выключатели с двумя отдельными и различными типами обмоток и ограничениями по мощности, трехфазные двигатели работают с использованием трех согласованных обмоток и имеют мощность от долей до нескольких тысяч лошадиных сил.
Таким образом, трехфазные двигатели часто удовлетворительно работают в экстремальных условиях эксплуатации и суровых условиях. При поиске и устранении потенциальной проблемы с установкой трехфазного двигателя необходимо выполнить три начальных шага в следующем порядке, прежде чем переходить к самому двигателю:
Если это наземная установка и доступ к ней, проверьте насос и двигатель бесплатно. -ручное вращение.
Проверьте подачу питания и напряжения на контроллер мотора.
Проверьте расчетные характеристики двигателя, пусковое и управляющее оборудование, а также цепь управления.
Рис. 3. Типичные соединения трехфазного двигателя.
Первое, что нужно быстро проверить, это вращение двигателя и приводимого оборудования, обычно насоса. Связанный (заблокированный) двигатель или насос часто являются источником системной проблемы, и, как правило, проверка свободного вращения в случае наземного агрегата представляет собой краткую задачу.
Проверка входного источника питания и напряжения является очевидным шагом по устранению неполадок, который затем следует выполнить на всех установках, поскольку часто это единственная реальная проблема. Это состояние может состоять из перегоревшего предохранителя двигателя или цепи управления, срабатывания автоматического выключателя или перегрузки.
Проверка входного напряжения должна выполняться, как показано на рис. 1, с использованием измерений между фазами, а не между линиями и землей, поскольку обратная связь по напряжению через элементы управления или магнитную катушку часто может приводить к ошибочным и ложным показаниям.
Проверка предохранителей может выполняться на обесточенной панели с помощью настройки омметра Rx1 с каждой стороны предохранителя, как показано на рис. 2 (хотя в целях безопасности я рекомендую снять предохранитель и проверить его целостность вне панели).
В сбалансированной трехфазной системе фазные напряжения между фазами должны быть равными или очень близкими к равным. Асимметрия или дисбаланс напряжения — это измерение неравенства фазных напряжений, что является распространенной проблемой, особенно в трехфазных энергосистемах с открытым треугольником.
Дисбаланс напряжения — это мера разности напряжений между фазами трехфазной системы. Процедура расчета асимметрии напряжения была описана в колонке «Разработка вашего бизнеса» в выпуске журнала 9 за февраль 2022 г. 0009 Журнал водяного колодца . Это ухудшает рабочие характеристики и значительно сокращает срок службы трехфазных двигателей.
Переходные процессы могут возникать в результате переключения линий электропередач или гармоник от частотно-регулируемых приводов, балластов люминесцентного освещения и другого электронного и емкостного оборудования. Воздействие переходных процессов на двигатели также может быть серьезным, поскольку изоляция обмотки двигателя может неуклонно ухудшаться, что приводит к дорогостоящему преждевременному отказу двигателя и незапланированному простою.
Недавняя тенденция к переоснащению двигателей с высоким или премиальным КПД существующими насосными установками также может вызвать проблемы с существующими контроллерами двигателей. Высокоэффективные электродвигатели часто рассчитаны на более высокий пусковой ток в фазе пуска, чем старые двигатели. Это может привести к мгновенному срабатыванию автоматического выключателя, особенно при пуске при полном напряжении.
Часто это можно исправить, отрегулировав положение шкалы пускового тока на автоматическом выключателе. Однако в некоторых случаях может потребоваться замена автоматического выключателя или переход на двухэлементные предохранители.
Неправильное подключение к двигателю, особенно при новых установках и двигателях с двойным напряжением, является распространенной проблемой для трехфазных двигателей. Большинство трехфазных двигателей снабжены девятью проводами, хотя в некоторых типах используются только шесть или три провода. Они сняты со статора и должны быть объединены и подключены к входному источнику питания в соответствии с типом обмотки и подаваемым напряжением.
Для каждого типа двигателя, треугольника и звезды, используется стандартная конфигурация проводки, как показано на рис. 3. Однако установщик или электрик должен всегда проверять тип двигателя и применимую схему подключения перед выполнением соединений распределительной коробки.
Недостаточное знание типа пускателя двигателя часто является самым большим препятствием для эффективного поиска и устранения неисправностей трехфазного двигателя. Специалисты по устранению неполадок должны приложить усилия, чтобы ознакомиться с функциями и сложностями применимого метода запуска и управления двигателем, поскольку проблема часто связана с контроллером двигателя или цепью управления, а не с двигателем.
Проблемы с контроллером мотора или цепью управления могут быть как простыми, например, перегоревший предохранитель или сработавший автоматический выключатель, так и сложными, например, перегоревшими диодами или конденсаторами в преобразователе частоты. Знание электрических схем и понимание конкретного типа контроллера двигателя и его функций необходимо для эффективного поиска и устранения неисправностей трехфазных двигателей, особенно двигателей со сложными пускателями,
обширной проводкой, внешними устройствами и цепями или многочисленными компонентами.
Рисунок 4. Общие методы управления двигателем.
Часто устранение проблемы с контроллером мотора или схемой управления приводит к устранению всей проблемы. Трехфазные двигатели способны запускать и эксплуатировать двигатели с использованием различных типов оборудования с полным и пониженным напряжением. Типичные типы показаны на рис. 4 в виде однолинейных схем, включая:
Прямое включение (DOL) (через линию или ALS): Подает на двигатель постоянное полное напряжение при пуске
Звезда-Треугольник: Снижает напряжение при пуске по схеме «звезда», затем переходит на схему «треугольник»
Первичный резистор или дроссель: Соответствующее сопротивление вводится последовательно с каждой пусковой обмоткой.
Автотрансформатор: Использует отводы обмотки для снижения пускового напряжения до 50 %, 65 % или 80 % от полного напряжения
Часть обмотки: Запускает двигатель от одной половины обмоток двигателя, требуется специальная конструкция двигателя
Электронное устройство плавного пуска: Электронно снижает напряжение на двигателе во время фазы пуска
Частотно-регулируемый привод (VFD): Работает так же, как устройство плавного пуска, но имеет возможность регулирования скорости.
За исключением частотно-регулируемого привода, все вышеперечисленные методы пуска предназначены для перехода на полные значения напряжения после того, как двигатель запустится и начнет разгоняться до полной скорости.
Многие из этих пускателей двигателей, включая частичные обмотки и автотрансформаторы, используют реле задержки времени для выполнения перехода от пуска с пониженным напряжением к работе с полным напряжением. Эти реле задержки времени часто являются источником проблемы, особенно если двигатель не может успешно разогнаться до полной скорости после запуска.
Протокол устранения неполадок, связанный с каждым контроллером, зависит от метода и типа системы и не может быть легко упрощен. Крайне важно, чтобы любой, кто рассматривает возможность устранения неполадок с этими различными методами управления двигателем, имел полное представление о типе контроллера, системе, которой он управляет, и возможных проблемах.
Электронные устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы требуют еще более специальных знаний об электронных схемах, чем большинство контроллеров двигателей. Часто требуются дополнительные тестовые измерители, такие как измерители частоты и синусоидального сигнала.
При устранении неполадок в такой сложной системе, как диск, иногда трудно понять, как и с чего начать. Первоначально проверяя напряжение питания, ток и частоту, специалист по устранению неисправностей может исключить проблемы, которые могут повлиять на привод двигателя или цепи выключателя. Если это работает, проверка выходного напряжения и частоты двигателя с эталонным значением или системами, использующими обратную связь управления скоростью, такими как аналоговый контур управления, является ценным этапом устранения неполадок.
Это может сэкономить драгоценное время и ускорить решение проблемы. Кроме того, путем выявления условий повышенного или пониженного напряжения часто можно избежать ложного срабатывания устройства плавного пуска или цепей неисправности привода и предотвратить возможное повреждение двигателя и устройства.
Основная процедура поиска и устранения неисправностей электронных устройств плавного пуска и приводов выглядит следующим образом:
При наземной установке всегда проверяйте насос и двигатель на свободное вращение.
Проверьте входное напряжение от источника переменного тока, поступающего на устройство плавного пуска или привод.
Проверьте компоненты устройства на предмет обгоревших паяных соединений или ослабленных соединений, включая преобразователь переменного тока в постоянный, печатную плату, фильтр постоянного тока и преобразователь постоянного тока в переменный, которые обеспечивают питание двигателя.
Проверьте сам двигатель.
После того, как источник питания (трехфазное напряжение между фазами), контроллер двигателя, соответствующая схема управления и соединения распределительной коробки проверены на правильные значения и исправность, специалист по устранению неполадок может обратиться к самому двигателю.
__________________________________________
На этом мы завершаем первую из двух частей, посвященных поиску и устранению неисправностей трехфазного двигателя и электрической системы. Мы завершим эту тему и серию в мае обсуждением поиска и устранения неисправностей трехфазного двигателя.