+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети: существующие схемы

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 14.8k. Опубликовано

Всем электрикам известно, что трехфазные электродвигатели работают эффективнее, чем однофазные на 220 вольт. Поэтому если в вашем гараже проведена подводка питающего кабеля на три фазы, то оптимальный вариант – установить любой станок с мотором на 380 вольт.

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:

  • Звезда.
  • Треугольник.

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.

Здравствуйте. Информацию по этой теме трудно не найти, но я постараюсь сделать данную статью наиболее полной. Речь пойдет о такой теме, как схема подключения трехфазного двигателя на 220 вольт и схема подключения трехфазного двигателя на 380 вольт.

Для начала немного разберемся, что такое три фазы и для чего они нужны. В обычной жизни три фазы нужны только для того, чтобы не прокладывать по квартире или по дому провода большого сечения. Но когда речь идет о двигателях, то здесь три фазы нужны для создания кругового магнитного поля и как результат, более высокого КПД. Двигатели бывают синхронные и асинхронные. Если очень грубо, то синхронные двигатели имеют большой пусковой момент и возможность плавной регулировки оборотов, но более сложные в изготовлении. Там, где эти характеристики не нужны, получили распространение асинхронные двигатели. Нижеизложенный материал подходит для обоих типов двигателей, но в бóльшей степени относится к асинхронным.

Что нужно знать о двигателе? На всех моторах есть шильдики с информацией, где указаны основные характеристики двигателя. Как правило, двигатели выпускаются сразу на два напряжения. Хотя если у вас двигатель на одно напряжение, то при сильном желании его можно переделать на два. Это возможно из-за конструктивной особенности. Все асинхронные двигатели имеют минимум три обмотки. Начала и концы этих обмоток выводятся в коробку БРНО (блок расключения (или распределения) начал обмоток) и в неё же, как правило, вкладывается паспорт двигателя:

Если двигатель на два напряжения, то в БРНО будет шесть выводов. Если двигатель на одно напряжение, то вывода будет три, а остальные выводы расключены и находятся внутри двигателя. Как их оттуда «достать» в этой статье мы рассматривать не будем.

Итак, какие двигатели нам подойдут. Для включения трёхфазного двигателя на 220 вольт подойдут только те, где есть напряжение 220 вольт, а именно 127/220 или 220/380 вольт. Как я уже говорил, двигатель имеет три независимых обмотки и в зависимости от схемы соединения они способны работать на двух напряжениях. Схемы эти называются «треугольник» и «звезда»:

Думаю, даже не нужно объяснять, почему они так называются. Нужно обратить внимание, что у обмоток есть начало и конец и это не просто слова. Если, к примеру, лампочке неважно, куда подключить фазу, а куда ноль, то в двигателе при неправильном подключении возникнет «короткое замыкание» магнитного потока. Сразу двигатель не сгорит, но как минимум не будет вращаться, как максимум потеряет 33% своей мощности, начнёт сильно греться и, в итоге, сгорит. В то же время, нет чёткого определения, что «вот это начало», а «вот это конец». Тут речь идет скорее об однонаправленности обмоток. Дам небольшой пример.

Представим, что у нас есть три трубки в некоем сосуде. Примем за начала этих трубок обозначения с заглавными буквами (A1, B1, C1), а за концы со строчными (a1, b1, c1) Теперь, если мы подадим воду в начала трубок, то вода закрутится по часовой стрелке, а если в концы трубок, то против часовой. Ключевое слово здесь «примем». То есть, от того назовём мы три однонаправленных вывода обмотки началом или концом меняется только направление вращения.

А вот такая картина будет, если мы перепутаем начало и конец одной из обмоток, а точнее не начало и конец, а направление обмотки. Эта обмотка начнёт работать «против течения». В итоге, неважно, какой именно вывод мы называем началом, а какой концом, важно, чтобы при подаче фаз на концы или начала обмоток не произошло замыкания магнитных потоков, создаваемых обмотками, то есть, совпало направление обмоток, или ещё точнее, направление магнитных потоков, которые создают обмотки.

В идеале, для трёхфазного двигателя желательно использовать три фазы, потому что конденсаторное включение в однофазную сеть даёт потерю мощности порядка 30%.

Ну, а теперь непосредственно к практике. Смотрим на шильдик двигателя. Если напряжение на двигателе 127/220 вольт, то схема соединения будет «звезда», если 220/380 – «треугольник». Если напряжения другие, например, 380/660, то для включения двигателя в сеть 220 вольт такой двигатель не подойдет. Точнее, двигатель напряжением 380/660 можно включить, но потери мощности здесь уже будут более 70%. Как правило, на внутренней стороне крышки коробки БРНО указано, как надо соединить выводы двигателя, чтобы получить нужную схему. Посмотрите ещё раз внимательно на схему соединения:

Что мы здесь видим: при включении треугольником напряжение 220 вольт подаётся на одну обмотку, а при включении звездой — 380 вольт подаётся на две последовательно соединённых обмотки, что в результате даёт те же 220 вольт на одну обмотку. Именно за счёт этого и появляется возможность использовать для одного двигателя сразу два напряжения.

Существует два метода включения трехфазного двигателя в однофазную сеть.

  1. Использовать частотный преобразователь, который преобразует одну фазу 220 вольт в три фазы 220 вольт (в этой статье мы рассматривать такой метод не будем)
  2. Использовать конденсаторы (этот метод мы и рассмотрим более подробно).

Схема включения трехфазного двигателя на 220 вольт

Для этого нам потребуются конденсаторы, но не абы какие, а для переменного напряжения и номиналом не менее 300, а лучше 350 вольт и выше. Схема очень простая.

А это более наглядная картинка:

Как правило, используется два конденсатора (или два набора конденсаторов), которые условно называются пусковые и рабочие. Пусковой конденсатор используется только для старта и разгона двигателя, а рабочий включен постоянно и служит для формирования кругового магнитного поля. Для того, чтобы рассчитать ёмкость конденсатора применяются две формулы:

Ток для расчёта мы возьмём с шильдика двигателя:

Здесь, на шильдике мы видим через дробь несколько окошек: треугольник/звезда, 220/380V и 2,0/1,16А. То есть, если мы соединяем обмотки по схеме треугольник (первое значение дроби), то рабочее напряжение двигателя будет 220 вольт и ток 2,0 ампера. Осталось подставить в формулу:

Ёмкость пусковых конденсаторов, как правило, берётся в 2-3 раза больше, здесь всё зависит от того, какая нагрузка находится на двигателе – чем больше нагрузка, тем больше нужно брать пусковых конденсаторов, чтобы двигатель запустился. Иногда для запуска хватает и рабочих конденсаторов, но это обычно случается, когда нагрузка на валу двигателя мала.

Чаще всего, на пусковые конденсаторы ставят кнопку, которую нажимают в момент запуска, а после того, как двигатель набирает обороты, отпускают. Наиболее продвинутые мастера ставят полуавтоматические системы запуска на основе реле тока или таймера.

Есть ещё один способ определения ёмкости, чтобы получилась схема включения трёхфазного двигателя на 220 вольт. Для этого потребуется два вольтметра. Как вы помните, из закона Ома, сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. Сопротивление двигателя можно считать константой, следовательно, если мы создадим равные напряжения на обмотках двигателя, то автоматически получим требуемое круговое поле. Схема выглядит так:

Суть метода, как я уже говорил, заключается в том, чтобы показания вольтметра V1 и вольтметра V2 были одинаковые. Добиваются равенства показаний изменением номинала ёмкости «Cраб»

Подключение трехфазного двигателя на 380 вольт

Здесь вообще нет ничего сложного. Есть три фазы, есть три вывода двигателя и рубильник. Нулевую точку (где соединяются три обмотки, началами или концами – как я уже говорил выше, абсолютно неважно, как мы назовём выводы обмоток) при схеме соединения обмоток звездой, подключать к нулевому проводу не надо. То есть, для включения трехфазного двигателя в трехфазную сеть 380 вольт (если двигатель 220/380) нужно соединить обмотки по схеме звезда, и подать на двигатель только три провода с тремя фазами. А если двигатель 380/660 вольт, то схема соединения обмоток будет треугольник, ну а там точно нулевой провод некуда подключать.

Смена направления вращения вала трехфазного двигателя

Независимо от того, будет это конденсаторная схема включения или полноценная трехфазная, для смены вращения вала нужно поменять местами две любые обмотки. Другими словами поменять местами два любых провода.

На чём хочется остановиться более подробно. Когда мы считали ёмкость рабочего конденсатора, то мы использовали номинальный ток двигателя. Проще говоря, такой ток в двигателе будет только тогда, когда он будет полностью нагружен. Чем меньше нагружен двигатель, тем меньше будет ток, поэтому ёмкость рабочего конденсатора, полученная по этой формуле будет МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНОЙ ёмкостью для данного двигателя. Чем плохо использовать максимальную емкость для недогруженного двигателя – это вызывает повышенный нагрев обмоток. В общем, чем-то приходится жертвовать: маленькая ёмкость не даёт двигателю набрать полную мощность, большая ёмкость при недогрузке вызывает повышенный нагрев. Обычно в этом случае я предлагаю такой выход – сделать рабочие конденсаторы из четырёх одинаковых конденсаторов с переключателем или набором переключателей (что будет доступнее). Допустим, мы посчитали ёмкость 40 мкФ. Значит, для работы нам надо использовать 4 конденсатора по 10 мкФ (или три конденсатора 10, 10 и 20 мкФ) и в зависимости от нагрузки использовать 10, 20, 30 или 40 мкФ.

Ещё один момент по пусковым конденсаторам. Конденсаторы для переменного напряжения стоят гораздо дороже конденсаторов для постоянного. Использовать конденсаторы для постоянного напряжения в сетях с переменным, крайне не рекомендуется по причине того, что конденсаторы взрываются. Однако, для двигателей существует специальная серия конденсаторов Starter, предназначенная именно для работы, как пусковые. Использовать конденсаторы серии Starter в качестве рабочих тоже запрещено.

И в завершение нужно отметить такой момент – добиваться идеальных значений нет смысла, поскольку это возможно только, если нагрузка будет стабильной, например, если двигатель будет использоваться в качестве вытяжки. Погрешность в 30-40% это нормально. Другими словами, конденсаторы надо подбирать так, чтобы был запас по мощности в 30-40%.

Схемы подключения трехфазного двигателя — двигатели, рассчитанные на работу от трехфазной сети, имеют производительность гораздо выше, чем однофазные моторы на 220 вольт. Поэтому, если в рабочем помещении проведены три фазы переменного тока, то оборудование необходимо монтировать с учетом подключения к трем фазам. В итоге, трехфазный двигатель, подключенный к сети, дает экономию энергии, стабильную эксплуатацию устройства. Не нужно подключать дополнительные элементы для запуска. Единственным условием хорошей работы устройства является безошибочное подключение и монтаж схемы, с соблюдением правил.

Схемы подключения трехфазного двигателя
Из множества созданных схем специалистами для монтажа асинхронного двигателя практически используют два метода:
  • 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.

Полярность 3-й фазы определяют путем переключения вольтметра, изменения положения трансформатора на другую обмотку. Далее, производят контрольные измерения.

Схема звезды

Этот тип схемы подключения трехфазного двигателя образуется путем соединения обмоток в разные цепи, объединенные нейтралью и общей точкой фазы.

Такую схему создают после того, как проверена полярность обмоток статора в электромоторе. Однофазное напряжение на 220В через автомат подают фазу на начала 2-х обмоток. К одной врезают в разрыв конденсаторы: рабочие и пусковые. На третий конец звезды подводят нулевой провод питания.

Величину емкости конденсаторов (рабочих) определяют по эмпирической формуле:

С = (2800 · I) / U

Для схемы запуска емкость повышают в 3 раза. В работе мотора при нагрузке нужно контролировать величину токов обмоток измерениями, корректировать емкость конденсаторов по средней нагрузке привода механизма. В противном случае произойдет, перегрев устройства, пробой изоляции.

Подключение мотора в работу хорошо делать через выключатель ПНВС, как показано на рисунке.

В нем уже сделана пара контактов замыкания, которые вместе подают напряжение на 2 схемы путем кнопки «Пуск». Во время отпускания кнопки цепь разрывается. Такой контакт применяют для запуска цепи. Полное отключение питания делают, нажав на «Стоп».

Схема треугольника

Схемы подключения трехфазного двигателя треугольником является повтором прошлого варианта в запуске, но имеет отличие методом включения обмоток статора.

Токи, проходящие в них, больше значений цепи звезды. Рабочие емкости конденсаторов нуждаются в повышенных номинальных емкостях. Они рассчитываются по формуле:

С = (4800 · I) / U

Правильность выбора емкостей также вычисляют по отношению токов в катушках статора путем измерения с нагрузкой.

Двигатель с магнитным пускателем

Трехфазный электродвигатель работает через магнитный пускатель по аналогичной схеме с автоматическим выключателем. Такая схема имеет дополнительно блок включения и выключения, с кнопками Пуск и Стоп.

Одна фаза, нормально замкнутая, соединенная с мотором, подключается к кнопке Пуск. При ее нажатии контакты замыкаются, ток идет к электромотору. Необходимо учитывать, что при отпускании кнопки Пуск, клеммы разомкнутся, питание отключится. Чтобы такой ситуации не произошло, магнитный пускатель дополнительно оборудуют вспомогательными контактами, которые называют самоподхватом. Они блокируют цепь, не дают ей разорваться при отпущенной кнопке Пуск. Выключить питание можно кнопкой Стоп.

В результате, 3-фазный электромотор можно подключать к сети трехфазного напряжения совершенно разными методами, которые выбираются по модели и типу устройства, условиям эксплуатации.

Подключение мотора от автомата
Общий вариант такой схемы подключения выглядит как на рисунке:

Здесь показан автомат защиты, который выключает напряжение питания электромотора при чрезмерной нагрузке по току, и по короткому замыканию. Автоматический защитный выключатель – это простой 3-полюсный выключатель с тепловой автоматической характеристикой нагруженности.

Для примерного расчета и оценки нужного тока тепловой защиты, необходимо мощность по номиналу двигателя, рассчитанного на работу от трех фаз, увеличить в два раза. Номинальная мощность указывается на металлической табличке на корпусе мотора.

Такие схемы подключения трехфазного двигателя вполне могут работать, если нет других вариантов подключения. Длительность работы нельзя прогнозировать. Это тоже самое, если скрутить алюминиевый провод с медным. Никогда не знаешь, через какое время скрутка сгорит.

При применении схемы подключения трехфазного двигателя нужно аккуратно выбрать ток для автомата, который должен быть на 20% больше тока работы мотора. Свойства тепловой защиты выбрать с запасом, чтобы при запуске не сработала блокировка.

Если для примера, двигатель на 1,5 киловатта, наибольший ток 3 ампера, то автомат нужен минимум на 4 ампера. Преимуществом этой схемы соединения мотора является низкая стоимость, простое исполнение и техобслуживание.

Пуск трёхфазного двигателя без конденсаторов: 4 схемы

Асинхронные электродвигатели просты по конструкции, дешевы, массово применяются в различных производствах. Не обходятся без них домашние мастера, запитывая их от 220 вольт с пусковыми и рабочими емкостями.

Но, есть альтернативный вариант. Это — подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов, который тоже имеет право на существование.

Ниже я показываю 4 схемы реализации такого проекта. Вы можете выбрать для себя любой из них, более подходящий под ваши личные интересы и местные условия эксплуатации.

Содержание статьи

С этой темой я впервые столкнулся в конце 1998 года, когда к нам в электролабораторию РЗА пришел друг связист с журналом Радио за №6 от 1996 года и показал статью про безконденсаторный запуск.

Мы сразу решили испытать ее в деле, благо все детали, включая тиристоры и подходящий двигатель, у нас имелись. Как раз был перерыв на обед.

Для проверки спаяли электронный блок навесным монтажом. Справились где-то меньше, чем за час. Схема заработала практически без наладки. Оставили ее для наждака.

Порадовали маленькие габариты блока и отсутствие необходимости подбирать конденсаторы. Особых отличий в потере мощности по сравнению с конденсаторным пуском замечено не было.

Принципы работы электронной схемы: запуск трехфазного асинхронного электродвигателя без конденсаторов

Для подключения в однофазную сеть по этому методу подойдет любой асинхронный движок типового исполнения.

Автор Голик обращает внимание, что обороты ротора в минуту должны составлять не 3000, а 1500. Связано это с конструкцией обмоток статора.

Мощность устройства ограничена электрическими характеристиками силовых диодов и тиристоров — 10 ампер с величиной обратного напряжения более 300 вольт.

Три обмотки статора необходимо подключать по схеме треугольника.

Их выводы собираются на клеммной колодке тремя последовательными перемычками.

Напряжение 220 вольт подключается через защитный автоматический выключатель параллельно одной обмотке, назовем ее «A». Две другие оказываются последовательно соединенными между собой и параллельно — с ней.

Обозначим их «B» и «C». На выводы одной из них, например, «B» подключается электронный блок. Назовем его ключом «k».

Представим, что ее контакт всегда разомкнут, а напряжение подано. Тогда по цепочкам «A» и «B+C» станут протекать токи Ia и Ib+c. Мы знаем, что сопротивление всех обмоток статора (резистивно-индуктивное) одинаково.

Поэтому в цепи «A» ток станет в два раза превышать вектор Ib+c, а по фазе они будут совпадать.

Каждый из этих токов создаст вокруг себя магнитный поток. Но, они не смогут в этой ситуации привести во вращение ротор.

Чтобы электродвигатель стал работать, необходимо сдвинуть по углу два этих магнитных потока (или токи между собой). Эту функцию в нашем случае выполняет электронный ключ.

Его конструкция собрана так, что он кратковременно замыкается, а затем размыкается, шунтируя обмотку «B».

Для этого процесса выбирается момент времени, когда синусоида напряжения достигает максимального амплитудного значения, а сила тока в обмотке «C», ввиду ее индуктивного сопротивления, минимальна.

Резкое закорачивание сопротивления «B» в цепи «B+C» создает бросок тока через замкнутый электронный контакт по виткам обмотки «C», который быстро возрастает и затем снижается под влиянием уменьшения амплитуды напряжения до нуля.

Между токами в обмотках «A» и «C» образуется временной сдвиг, обозначенный буквой φ. За счет возникновения этого угла сдвига фаз создается суммирующий магнитный поток, начинающий раскрутку ротора двигателя.

Форма тока в обмотке «C» при работе электронного ключа отличается от гармоничной синусоиды, но она не мешает создать на валу ротора крутящий момент.

При переходе полуволны синусоиды напряжения в область отрицательных значений картина повторяется, а двигатель продолжает раскручиваться дальше.

Электронная схема В Голик: устройство запуска трехфазных электродвигателей на доступной элементной базе

Силовая выходная часть электронного ключа, осуществляющая коммутацию обмотки, выполнена на двух мощных диодах (VD1, VD2) и тиристорах (VS1, VS2), включенных по схеме обычного моста.

Однако здесь они выполняют другую задачу: своими плечами из одного тиристора и диода поочередно шунтируют обмотку подключенного электродвигателя при достижении амплитудного значения синусоиды напряжения на схеме.

За счет такого подключения создан электронный ключ двунаправленного действия, реагирующий на положительную и отрицательную полуволну гармоники.

Диодами VD3 и VD4 осуществляется двухполупериодное напряжение сигнала, поступающего на цепи управления. Оно ограничивается и стабилизируется резистором R1 и стабилитроном VD5.

Сигналы на открытие тиристоров электронного ключа поступают от биполярных транзисторов (VT1 и VT2).

Переменный резистор R7 с номиналом на 10 килоом предназначен для регулировки момента открытия силового тиристора. Когда его ползунок установлен в минимальное положение сопротивления, то электронный ключ срабатывает при наибольшем напряжении амплитуды на обмотке B.

Максимальное введение сопротивления резистора R7 закрывает электронный ключ.

Запуск схемы осуществляют при положении ползунка R7, соответствующем максимальному сдвигу фаз токов между обмотками. После этого его сдвигают, определяют наиболее устойчивый режим работы, который зависит от приложенной нагрузки и мощности двигателя.

Все электронные детали со своими номиналами приведены на схеме. Они не являются дефицитными. Их можно заменить любыми другими элементами, соответствующими по электрическим характеристикам.

Вариант их размещения на электронной печатной плате показан на картинке. Регулировочный резистор R7 показан справа двумя подключенными проводами, синим и коричневым. Сам он не виден на фото.

Силовая часть, созданная для работы с электродвигателями небольшой мощности, может выполняться без радиаторов охлаждения, как показано здесь. Если же диоды и тиристоры работают на пределе своих возможностей, то теплоотвод обязателен.

Электронный блок ключа работает под напряжением сети 220 вольт. Его детали должны быть надежно заизолированы и защищены от случайного прикосновения человеком. Меры безопасности от поражения электрическим током необходимо соблюдать.

2 схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов автора В Бурлако: в чем отличия

Здесь я полагаюсь на информацию из интернета, ибо вижу, что в принципе конструкции рабочие, а принципы управления токами в обмотках те же, что предложил В Голик.

Кстати, авторы статей ссылаются на автомобильный украинский журнал «Сигнал» №4 за 1999 год. Пришлось поискать его в интернете. Однако разочаровался, там оказалась полностью перепечатанная статья из журнала Радио под авторством В Голик. Вот так…

Если знаете, где можно найти первоисточник на эту информацию, то сообщите в комментариях.

Электронные ключи, выполненные по технологии Бурлако, работают так же. Они просто выполнены из других, более усовершенствованных полупроводников, как и силовая часть.

Схема запуска асинхронного двигателя от симисторного электронного ключа: усовершенствование конструкции В Голик

Картинка подключения трехфазного электродвигателя упростилась. Вместо двунаправленного силового блока из двух тиристоров и диодов здесь работает один симистор VS1 серии ТС-2-10.

Он также шунтирует одну обмотку «B» в момент достижения синусоидой напряжения амплитудного значения, когда ток параллельной цепочки минимален.

При этом создается сдвиг фаз токов в параллельных обмотках, как и в предыдущей схеме, порядка 50-80 угловых градусов, что достаточно для вращения ротора.

Работой симитора VS1 управляет ключ, выполненный на симметричном динисторе VS2 для каждого полупериода гармоники напряжения. Он получает команды от фазосдвигающей цепочки, выполненной из резистивно-емкостных элементов.

Сдвиг фазы сигнала конденсатором C дополняется общим сопротивлением R1+R2. Подстроечный резистор R2 на 68 кОм работает как R7 в предыдущей схеме, регулируя время заряда конденсатора и, соответственно, момент подключения VS2, а через него VS1 в работу.

Рекомендации автора по сборке и наладке

Схема испытывалась и предназначена для работы с электродвигателями, раскручивающими ротор до 1500 оборотов в минуту с электрической мощностью 0,5÷2,2 кВт.

На устройствах электронных ключей, работающих с мощными электродвигателями, необходимо обеспечивать теплоотвод с симистора VS1.

При наладке устройства обращают внимание на оптимальную подгонку угла сдвига фаз токов между обмотками, когда двигатель запускается и работает нормально: без шума, гула и вибраций. Для этого может потребоваться изменение номиналов у элементов фазосдвигающей цепочки.

Семисторы можно использовать другой марки. Важно, чтобы они соответствовали электрическим характеристикам. Вместо DB3 допустимо установить отечественный динистор KP1125.

Схема безконденсаторного запуска электродвигателей с большими пусковыми моментами

Она же хорошо подходит под управление двигателями, собранными для вращения со скоростью 3000 оборотов в минуту. С этой целью у нее изменена система подключения обмоток с треугольника на разомкнутую звезду.

На картинке ниже их полярность показана точками.

В этой ситуации создается больший крутящий момент для запуска ротора.

Рассматриваемая схема отличается от предыдущей дополнительным электронным ключом, подключенным к обмотке «A», создающим дополнительно сдвиг фазы тока. Он необходим для трудных условий работы.

Рекомендации автора по наладке и работе не изменились.

Преимущества схемы тиристорного преобразователя: автор В Соломыков

Эта разработка позволяет максимально эффективно сохранить мощность асинхронного двигателя при его подключении в однофазную сеть. Она является прообразом современных частотных преобразователей, но выполнена на старой и доступной элементной базе.

Тиристорный преобразователь позволяет сделать формы напряжений на каждой фазе очень похожими на идеальные, гармоничные синусоиды, под которые и создается асинхронный электродвигатель.

Питание от сети 220 вольт происходит через защиту — автоматический выключатель SF1 и диодный мост на базе Д233В.

Силовые выходные цепи образуются работой тиристорных ключей VS1-VS6.

Сдвиг фаз токов для питания каждой обмотки двигателя своим напряжением создается работой двух микросхем:

  1. DD1 — К176ЛЕ5;
  2. DD2 — К176 ИР2.

Они формируют такты сдвига напряжений сигналов в регистрах, а их сочетания подаются на входы управления тиристорами VS1÷VS6 через индивидуальные транзисторы VT1÷VT6 по запланированной временной диаграмме.

Логическая часть

Микросхема К176ИР2 вырабатывает по 2 раздельных 4-х разрядных регистра сдвига с четырьмя выходами Q от любого триггера. Каждый триггер двухступенчатый, типа D.

Ввод данных в регистр происходит через вход D. Также имеется вход для тактовых импульсов типа C. Они поступают через вход D 1-го триггера, а затем смещаются по ходу вправо на один такт.

Обнуление данных на выходе регистра Q происходит при поступлении на вход R (асинхронный сброс) напряжения логического уровня.

Таблица данных К176ИР2 и состояний регистров

Число разрядов

4х2

Входы

Выход

Сторона сдвига

Направо

C

D

R

Q0

Qn

Тип ввода

Последовательно

H

Н

H

Qn-1

Тип вывода

Параллельно

B

H

B

Qn-1

Тактовая частота

2,5MHz

X

H

Q1

Qn не меняется

Рабочая температура

-45÷+85

X

X

B

H

H

Работой микросхемы К176ИР2 управляет элементы DD1 на сборке К176ЛЕ5.

Они обеспечивают подачу импульсов на управляющие электроды тиристоров по следующей временной диаграмме.

Силовая часть схемы, принципы ее управления и наладки

При подаче напряжения на схему обнуляется регистр сдвига микросхемы DD2 до окончания заряда емкости C2 по цепочке через R5. В момент заряда срабатывает логический элемент DD1.1, разрешающий сдвиг импульса регистру DD2.

При переходе регистра в положение «логической 1» подается сигнал на базу его биполярного транзистора (VT1÷VT6). Последний открывается и подает команду на управляющий электрод своего тиристора.

В результате работы этой цепочки между выходными силовыми клеммами создается трехфазное напряжение (довольно близкое к синусоидальной форме) со сдвигом векторов между собой на 120 градусов.

Асинхронный двигатель, работающий по этой схеме, развивает наибольшую мощность по сравнению с тремя предыдущими вариантами.

Частота коммутации тиристоров подбирается экспериментально при наладке за счет выбора номиналов емкостей С4, С5, С6. Их номиналы зависят от мощности электродвигателя.

Емкость конденсаторов предварительно рассчитывают по формуле:

С = 0.01P (Вт) / n ∙ 1 / 30n (мкФ).

При номинальной частоте вращения ротора выставляют n=1.

Резисторы R3 и R4 после окончания настройки устройства демонтируют, а вместо R4 запаивают конденсатор с емкостью 0,68 микрофарад.

Затем к точкам A и B припаивают регулировочный резистор на 15 килоом. Его назначение — точное выставление частоты вращения ротора у двигателя.

Все четыре схемы, которые я привел, не содержат дефицитных деталей и могут быть собраны в домашних условиях людьми с начальным уровнем навыков электрика.

Для продвинутых мастеров могу порекомендовать схему, по которой выполнил подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов на современной электронной базе владелец сайта Радиокот.

Он фактически собрал частотный преобразователь, которому отдал много времени. К тому же простым паяльником и обычным цифровым мультиметром там отделаться не получится. Нужны практические навыки, специальный инструмент, осциллограф для наладки.

Все это я написал, чтобы подвести вас к выводу: запустить асинхронный двигатель на 3 фазы в сеть 220 вольт без потерь мощности можно только через промышленный частотный преобразователь.

Рекомендую посмотреть два коротких видеоролика по этой теме и сравнить результат.

Видео владельца Kick Ass с самодельным регулятором по схеме В Голик.

Видео владельца Capricorn WorkShop о самом простом частотном преобразователе.

Выводы сделайте сами. А если остались еще вопросы и неясности, или заметили случайную ошибку, то воспользуйтесь разделом комментариев. Обязательно обсудим.

Схемы Подключения Трехфазного Асинхронного Электродвигателя и Описание

Подключение трехфазного асинхронного электродвигателя

Трехфазный асинхронный электродвигатель и подключение его к электрической сети часто вызывает массу вопросов. Поэтому в нашей статье мы решили рассмотреть все нюансы, связанные с подготовкой к включению, определением правильного способа подключения и, конечно, разберём возможные варианты схем включения двигателя. Поэтому не будем ходить вокруг да около, а сразу приступим к разбору поставленных вопросов.

Подготовка асинхронного электродвигателя к включению

Виды электродвигателей

На самом первом этапе нам следует определиться с типом двигателя, который мы собрались подключать. Это может быть трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым или фазным ротором, двух- или однофазный двигатель, а может быть и вовсе синхронная машина.

Помочь в этом может бирка на электродвигателе, на которой указана нужная информация. Иногда это можно сделать чисто визуально — так как мы рассматриваем подключение трехфазных электрических машин, то двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет коллектора, а машина с фазным ротором имеет таковой.

Определение начала и конца обмотки

Трехфазный асинхронный электродвигатель имеет шесть выводов. Это три обмотки, каждая из которых имеет начало и конец.

Для правильного подключения мы должны определить начало и конец каждой обмотки. Существует множество вариантов того, как это сделать — мы остановимся на наиболее простых из них, применимых в домашних условиях.

Обмотки статора электродвигателя

  • Для того чтоб определить начало и конец обмотки трехфазного двигателя своими руками, мы должны для начала определить выводы каждой отдельной обмотки, то есть определить каждую отдельную обмотку.
  • Сделать это достаточно просто. Между концом и началом одной обмотки у нас обязательно будет цепь. Определить цепь нам помогут либо двухполюсный указатель напряжения с соответствующей функцией, либо обычный мультиметр.
  • Для этого один конец мультиметра подключаем к одному из выводов и другим концом мультиметра касаемся поочередно остальных пяти выводов. Между началом и концом одной обмотки у нас будет значение близкое к нулю, в режиме измерения сопротивления. Между остальными четырьмя выводами значение будет практически бесконечным.
  • Следующим этапом будет определение их начала и конца.

ЭДС при различных вариантах соединения обмоток электродвигателя

  • Для того чтоб определить начало и конец обмотки, давайте немного погрузимся в теорию. В статоре электродвигателя имеется три обмотки. Если подключить конец одной обмотки к концу другой обмотки, а на начало обмоток подать напряжение, то в месте подключения ЭДС будет равен или близок к нулю. Ведь ЭДС одной обмотки компенсирует ЭДС второй обмотки. При этом в третьей обмотке ЭДС не будет наводиться.
  • Теперь рассмотрим второй вариант. Вы соединили один конец обмотки с началом второй обмотки. В этом случае ЭДС наводится в каждой из обмоток, в результате получается их сумма. За счет электромагнитной индукции ЭДС наводится в третьей обмотке.

Схема определения начала и конца обмоток электродвигателя

  • Используя этот метод, мы можем найти начало и конец каждой из обмоток. Для этого к выводам одной обмотки подключаем вольтметр или лампочку. А любых два вывода других обмоток соединяем между собой. Два оставшихся вывода обмоток подключаем к электрической сети в 220В. Хотя можно использовать и меньшее напряжение.
  • Если мы соединили конец и конец двух обмоток, то вольтметр на третьей обмотке покажет значение близкое к нулю. Если же мы подключили начало и конец двух обмоток правильно, то, как говорит инструкция, на вольтметре появится напряжение от 10 до 60В (данное значение является весьма условным и зависит от конструкции электродвигателя).
  • Подобный опыт повторяем еще дважды, пока точно не определим начало и конец каждой из обмоток. Для этого обязательно подписывайте каждый полученный результат, дабы не запутаться.

Выбор схемы подключения электродвигателя

Практически любой асинхронный электродвигатель имеет два варианта подключения – это звезда или треугольник. В первом случае обмотки подключаются на фазное напряжение, во втором на линейное напряжение.

Электродвигатель асинхронный трехфазный и подключение звезда–треугольник зависит от особенностей обмотки. Обычно оно указано на бирке двигателя.

Номинальные параметры на бирке электродвигателя

  • Прежде всего, давайте разберемся, в чем отличие этих двух вариантов. Наиболее распространенным является соединение «звезда». Оно предполагает соединение между собой всех трех концов обмоток, а напряжение подается на начала обмоток.
  • При соединении «треугольник» начало каждой обмотки соединятся с концом предыдущей обмотки. В результате каждая обмотка у нас получается стороной равностороннего треугольника – откуда и пошло название.

Разница между схемами соединения «звезда» и «треугольник»

  • Отличие этих двух вариантов соединения состоит в мощности двигателя и условий пуска. При соединении «треугольником» двигатель способен развивать большую мощность на валу. В то же время момент пуска характеризуется большой просадкой напряжения и большими пусковыми токами.
  • В бытовых условиях выбор способа подключения обычно зависит от имеющегося класса напряжения. Исходя из этого параметра и номинальных параметров, указанных на табличке двигателя, выбирают способ подключения к сети.

Подключение асинхронного электродвигателя

Электродвигатель асинхронный трехфазный и схема подключения зависят от ваших потребностей. Наиболее распространенным вариантом является схема прямого включения, для двигателей, подключенных схемой «треугольника», возможна схема включения на «звезде» с переходом на «треугольник», при необходимости возможен вариант реверсивного включения.

В нашей статье мы рассмотрим наиболее популярные схемы прямого включения и прямого включения с возможностью реверса.

Схема прямого включения асинхронного электродвигателя

В предыдущих главах мы подключили обмотки двигателя, и вот теперь пришло время включения его в сеть. Двигатели должны включаться в сеть при помощи магнитного пускателя, который обеспечивает надежное и одновременное включение всех трех фаз электродвигателя.

Пускатель в свою очередь управляется кнопочным постом – те самые кнопки «Пуск» и «Стоп» в одном корпусе.

Трехполюсный автоматический выключатель

Но прежде чем приступать непосредственно к подключению, давайте разберем, какое электрооборудование нам для этого необходимо. Прежде всего, это автоматический выключатель, номинальный ток которого соответствует, либо немного выше номинального тока электродвигателя.

Номинальные параметры пускателей

Следующим коммутационным аппаратом является уже упоминавшийся нами пускатель. В зависимости он номинального тока пускатели разделяются на изделия 1, 2 и т. д. до 8-ой величины. Для нас важно, чтобы номинальный ток пускателя был не меньше, чем номинальный ток электродвигателя.

Кнопочный пост на две кнопки

Пускатель управляется при помощи кнопочного поста. Он может быть двух видов. С кнопками «Пуск» и «Стоп» и с кнопками «Вперед», «Стоп» и «Назад». Если у нас не используется реверс, то нам необходим кнопочный пост на две кнопки и наоборот.

Таблица выбора сечения провода

Кроме указанных аппаратов нам потребуется кабель соответствующего сечения. Так же желательно, но не обязательно, установка амперметра хотя бы на одну фазу, для контроля тока двигателя.

Обратите внимание! Вместо автомата вполне возможно применение предохранителей. Только их номинальный ток должен соответствовать номинальному току двигателя. А также должен учитывать пусковой ток, который у разных типов двигателей колеблется от 6 до 10 крат от номинального.

  1. Теперь приступаем непосредственно к подключению. Его условно можно разделить на два этапа. Первый это подключение силовой части, и второй — подключение вторичных цепей. Силовые цепи – это цепи, которые обеспечивают связь двигателя с источником электрической энергии. Вторичные цепи необходимы для удобства управления двигателем.
  2. Для подключения силовых цепей нам достаточно подключить вывода двигателя с первыми выводами пускателя, выводы пускателя с выводами автоматического выключателя, а сам автомат с источником электрической энергии.

Обратите внимание! Подключение фазных выводов к контактам пускателя и автомата не имеют значения. Если после первого пуска мы определим, что вращение неправильное, мы сможем легко его изменить. Цепь заземления двигателя подключается помимо всех коммутационных аппаратов.

Схема подключения первичных и вторичных цепей схемы включения электродвигателя

Теперь рассмотрим более сложную схему вторичных цепей. Для этого нам, прежде всего, как на видео, следует определиться с номинальными параметрами катушки пускателя. Она может быть на напряжение 220В или 380В.

  • Так же следует разобраться с таким элементом, как блок-контакты пускателя. Данный элемент имеется практически на всех типах пускателей, а в некоторых случаях он может приобретаться отдельно с последующим монтажом на корпус пускателя.

Расположение элементов пускателя

  • Эти блок-контакты содержат набор контактов – нормально закрытых и нормально открытых. Сразу предупредим – не пугайтесь в этом нет нечего сложного. Нормально закрытым называется контакт, который при отключенном положении пускателя – замкнут. Соответственно нормально открытый контакт в этот момент разомкнут.
  • При включении пускателя нормально закрытые контакты размыкаются, а нормально открытые контакты замыкаются. Если мы говорим за электродвигатель трехфазный асинхронный и подключение его к электрической сети, то нам необходим нормально открытый контакт.

Нормально закрытые и нормально открытые контакты

  • Такие контакты есть и на кнопочном посту. Кнопка «Стоп» имеет нормально закрытый контакт, а кнопка «Пуск» нормально открытый. Сначала подключаем кнопку «Стоп».
  • Для этого соединяем один провод с контактами пускателя между автоматическим выключателем и пускателем. Его подключаем к одному из контактов кнопки «Стоп». От второго контакта кнопки должно отходить сразу два провода. Один идет к контакту кнопки «Пуск», второй к блок-контактам пускателя.

Подключение кнопки «Пуск» и «Стоп»

  • От кнопки «Пуск» прокладываем провод к катушке пускателя, туда же подключаем провод от блок-контактов пускателя. Второй конец катушки пускателя подключаем либо ко второму фазному проводу на силовых контактах пускателя, при использовании катушки на 380В, либо он подключается к нулевому проводу, при использовании катушки на 220В.
  • Все, наша схема прямого включения асинхронного двигателя готова к использованию. После первого включения проверяем направление вращения двигателя и если вращение неправильное, то просто меняем местами два силовых провода на выводах пускателя.

Схема реверсивного включения электродвигателя

Распространенным вариантом подключения асинхронного электродвигателя является вариант с использованием реверса. Такой режим может потребоваться в случаях, когда необходимо изменять направление вращения двигателя в процессе эксплуатации.

  • Для создания такой схемы нам потребуются два пускателя из-за чего цена такого подключения несколько возрастает. Один будет включать двигатель в работу в одну сторону, а второй в другую. Тут очень важным моментом является недопустимость одновременного включения обоих пускателей. Поэтому нам необходимо во вторичной схеме предусмотреть блокировку от таких включений.
  • Но сначала давайте подключим силовую часть. Для этого, как и приведенном выше варианте, подключаем от автомата пускатель, а от пускателя — двигатель.
  • Единственным отличием будет подключение еще одного пускателя. Его подключаем к вводам первого пускателя. При этом важным моментом будет поменять местами две фазы, как на фото.

Схема реверсивного подключения электродвигателя с катушкой пускателя на 220В

  • Вывода второго пускателя просто подключаем к выводам первого. Причем здесь уже ничего не меняем местами.
  • Ну, а теперь, переходим к подключению вторичной схемы. Начинается все опять с кнопки «Стоп». Ее подключаем к одному из приходящих контактов пускателя – неважно первого или второго. От кнопки «Стоп» у нас вновь идут два провода. Но теперь один к контакту 1 кнопки «Вперед», а второй к контакту 1 кнопки «Назад».

Схема реверсивного подключения электродвигателя с катушкой пускателя на 220В

  • Дальнейшее подключение приводим по кнопке «Вперед» — по кнопке «Назад» оно идентично. К контакту 1 кнопки «Вперед» подключаем контакт нормально открытого контакта блок-контактов пускателя. Каламбур, но точнее не скажешь. К контакту 2 кнопки «Вперед» подключаем провод от второго контакта блок-контактов пускателя.
  • Туда же подключаем провод, который пойдет к нормально закрытому контакту блок-контактов пускателя номер два. А уже от этого блок-контакта он подключается к катушке пускателя номер 1.  Второй конец катушки подключается к фазному или нулевому проводу в зависимости от класса напряжения.
  • Подключение катушки второго пускателя производится идентично, только ее мы подводим к блок-контактам первого пускателя. Именно это обеспечивает блокировку от включения одного пускателя, при подтянутом положении второго.

Вывод

Способы подключения асинхронного трехфазного электродвигателя зависят от типа двигателя, схемы его соединения и задач, которые стоят перед нами. Мы привели лишь самые распространенные схемы подключения, но существуют и еще более сложные варианты. Особенно это касается асинхронных машин с фазным ротором, которые имеют функцию торможения.

Мастер подробно рассказал, как правильно подключить трехфазный электродвигатель к сети 220В

У некоторых мастеров частенько возникают проблемы с подключением трехфазного электродвигателя к электрической сети 220В. Хотя на самом деле — ничего сложного тут нет. 

Автор YouTube канала GOOD_WOOD подробно рассказал, как правильно подключить 3-фазный мотор. В этой статье расскажем вам о ключевых моментах. 

Советуем также прочитать статью-обзор: как подключить коллекторный электродвигателя от стиральной машинки-автомат. 

 

Особенности подключения проводов

Чтобы подключить мотор, потребуется питание от сети 220В и конденсатор. 

В распределительной коробке электродвигателя имеются клеммы. К любым двум клеммам подключаются питающие провода (фаза и ноль), к третьей клемме — подключается провод от конденсатора. 

Провод от конденсатора красного цвета

Как изменить направление вращения двигателя

Рассмотрим этот момент наглядно. Для начала подключаем провода, потом включаем электродвигатель в сеть 220В. Он начнет гудеть, но вал вращаться не будет. 

Второй провод от конденсатора подключаем к одному из двух питающих проводов. 

Например, мы подключили провод от конденсатора к левому питающему проводу, и вал двигателя начал вращаться в том или ином направлении. 

Если нужно изменить направление вращения вала, то провод от конденсатора подключается к другому питающему проводу. 

Как подключить двигатель правильно

При подключении трехфазного мотора в сеть 220В можно использовать два способа подключения: треугольником и звездой. 

Тип подключения будет напрямую зависеть от того, что вы хотите получить в итоге: хорошую мощность или большую скорость вращения. 

Если нужна мощность — тогда выбирается тип подключения треугольником, если скорость вращения и более плавная работа — звездой. 

Рассмотрим наиболее удобную схему подключения

Из электродвигателя выходит 3 провода. К любому из них мы сначала подключаем конденсатор. С конденсатора свободный провод подключаем к переключателю (не путать с выключателем!). 

К клеммам переключателя подключаем два оставшихся провода из двигателя. А потом контакты переключателя подключаем к сети 220В.

При помощи переключателя вы сможете менять направление вращения вала электродвигателя. 

Какой конденсатор лучше выбрать?

Как правило, конденсаторы подбираются, в зависимости от типа и марки электродвигателя, а также от его мощности. 

Для удобства выбора оптимального конденсатора советуем воспользоваться онлайн-калькуляторами. 

Вводите в окно технические характеристики двигателя и другие данные о нем (они указаны на табличке, которая находится на корпусе мотора), после чего калькулятор выдаст вам характеристики наиболее подходящего конденсатора. 

Если таблички на двигателе нет, то выбор конденсатора осуществляется экспериментальным путем. Или можно ориентироваться на средние значения: 60 мкФ на 1 кВт мощности для рабочего конденсатора и 70-90 мкФ на 1 кВт — для пускового.

О том, как правильно подключить трехфазный электродвигатель, подробно показано в видеоролике ниже. Советуем посмотреть.

Трехфазные электрические двигатели

Типичный ток полной нагрузки, минимальный размер провода и размер кабелепровода для трехфазных электродвигателей 230 В и 460 В:

9 0062113
Power Полная нагрузка
(амперы)
Минимальный размер провода
(AWG — Резина)
Размер кабелепровода
(дюймы)
(л.с.) (кВт) 230 В 460 В 230 В 460В 230В 460В
1 0.75 3,3 1,7 14 14 1/2 1/2
1,5 1,1 4,7 2,4 14 14 1/2 1/2
2 1,5 6 3 14 14 1/2 1/2
3 2,3 9 4,5 14 14 1/2 1/2
5 3.8 15 7,5 12 14 1/2 1/2
7,5 5,6 22 11 8 14 3/4 1/2
10 7,5 27 14 8 12 3/4 1/2
15 11 38 19 6 10 1-1 / 4 3/4
20 15 52 26 4 8 1-1 / 4 3/4
25 19 64 32 3 6 1-1 / 4 1-1 / 4
30 23 77 39 1 6 1 -1/2 1-1 / 4
40 30 101 51 00 4 2 1-1 / 4
50 38 125 63 000 3 2 1-1 / 4
60 45 149 75 200M 1 2-1 / 2 1-1 / 2
75 56 180 90 0000 0 2-1 / 2 2
100 75 245 123 500M 000 3 2
125 94 310 155 750M 0000 3-1 / 2 2-1 / 2
150 360 180 1000M 300M 4 2-1 / 2
  • 1 л.с. (английская мощность в лошадиных силах) = 745.7 Вт = 0,746 кВт = 550 фут-фунт / с = 2545 БТЕ / ч = 33,000 фут-фунт / м = 1,0139 метрическая мощность в лошадиных силах ~ = 1,0 кВА

Установки трехфазного двигателя



ЦЕЛИ

  • определяют для нескольких типов трехфазных асинхронных двигателей переменного тока:
        • размер проводов, необходимых для трехфазного, трехпроводного ответвленные цепи.
        • типоразмеров предохранителей, обеспечивающих пусковую защиту.
        • отключающее средство, необходимое для данного типа двигателя.
        • размер блоков тепловой перегрузки, необходимых для работы по перегрузке по току защита. размер главного питателя к моторной установке.
        • Требуется максимальная токовая защита главного фидера.
        • главное разъединяющее средство для моторной установки.
  • используйте Национальный электротехнический кодекс.

Работа электромонтера требует знания национального Требования электрического кодекса, регулирующие установку трехфазных двигателей, и возможность применения этих требований к установкам.Элементы схемы двигателя показаны на 1.

В этом блоке описана процедура определения сечения проводов и надлежащая защита от перегрузки и пуска для типичного трехфазного двигателя установка. Пример установки двигателя состоит из фидерной цепи. питание трех параллельных цепей. Каждая из трех ответвленных цепей подключена к трехфазному двигателю указанной мощности. Фидерная цепь и ответвления имеют необходимую защиту от перегрузки по току. Национальным электротехническим кодексом.


ил. 1 Линейная схема системы управления двигателем.

НАГРУЗКА ТРЕХФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ


ил. 2 Ответвительная цепь на каждый двигатель

Установка промышленного двигателя, описанная в этом примере, подключена к сети 230 В, трехфазной, трехпроводной сети (2). Загрузка Эта система состоит из следующих ответвлений.

1. Одна ответвленная цепь, питающая трехфазную индукционную цепь с короткозамкнутым ротором. двигатель 230 вольт, 28 ампер, 10 л.с., с маркировкой буквой F.

2. Одна ответвленная цепь, питающая трехфазную индукционную цепь с короткозамкнутым ротором. двигатель на 230 вольт, 64 ампера, 25 л.с., с маркировкой буквой B.

3. Одна ответвленная цепь, питающая трехфазную индукционную систему с фазным ротором. двигатель рассчитан на 230 вольт, 54 ампера и 20 л.с. Ток ротора при полной нагрузке составляет 60 ампер.

РАЗЪЕМ ЦЕПИ ДЛЯ КАЖДОГО ДВИГАТЕЛЯ

Значения, приведенные в таблицах NEC 310-16, 310-17, 310-18 и 310-19, включая примечания, должны использоваться с кодовой книгой тока для двигателей при определении допустимой нагрузки. сечения проводника и предохранителя.

Три конкретных факта должны быть определены для каждой из трех параллельных цепей. составляющая нагрузку установки.

1. Размер жил для каждой трехфазной трехпроводной ветви. схема.

2. Размер предохранителя, который будет использоваться для защиты от короткого замыкания. Предохранители защищают проводку и двигатель от любых неисправностей или коротких замыканий в проводке или обмотки двигателя.

3. Размер блоков тепловой перегрузки, которые будут использоваться для защиты от работы.Блоки защиты от перегрузки защищают двигатель от возможного повреждения из-за продолжающегося перегрузка мотора.

ПРИМЕЧАНИЕ: Значения ампер при полной нагрузке должны быть взяты из паспортной таблички двигателя. только для расчета единиц тепловой перегрузки (см. статью 430-6 NEC). Другой расчеты основаны на номинальных значениях кодовой книги из 430-148, 149, 150.

ФИЛИАЛ ЦЕПЬ 1

Первая ответвленная цепь питает трехфазную индукционную цепь с короткозамкнутым ротором. мотор.Данные паспортной таблички этого двигателя следующие:

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Вольт 230

Этап 3

Кодовое письмо F

10 л.с.

Ампер 28

Скорость 1735 об / мин

Частота 60 Гц

Температурный диапазон 40 ° Цельсия

Размер проводника

Раздел 430-22 (а) Кодекса гласит, что проводники ответвленной цепи, один двигатель должен иметь грузоподъемность не менее 125 процент от номинального тока полной нагрузки двигателя.Это общее правило может быть измененным в соответствии с Таблицей 430-22 (a) Исключение для некоторых специальных классификации услуг.

Для определения сечения проводников используется следующая процедура. ответвительной цепи, питающей двигатель мощностью 10 л.с.

а. Двигатель мощностью 10 л.с. имеет номинальный ток полной нагрузки 28 ампер. Согласно в Раздел 430-152:

28 x 125% = 35 ампер

г. Используя ток 35 ампер и обращаясь к Таблице 310–16, подберите провод надлежащего размера. выбрано.Этот процесс требует, чтобы электрик определил температуру. номиналы каждой используемой оконечной нагрузки, а затем номинальная мощность оборудования схема. Согласно Статье 110-14 (c) NEC, номинальная температура провод, используемый для определения амперной емкости (токовой нагрузки), не должен превышают допустимую температуру любого из соединений. Если все окончания отмечены на более высокую температуру, столбец в 310—16 отмеченный 60-градусный выбран для определения допустимой токовой нагрузки проводника.Даже при использовании стандартного строительного провода THHN размер проводника составляет # 8 в Колонна с температурой 60 градусов.

г. В таблице C1 раздела C NEC указано, что 3 проводника THHN №8 будут поместиться в кабелепровод 1/2 дюйма.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором подключается непосредственно через номинальное сетевое напряжение через пускатель двигателя. Ответвительная цепь, Защита от короткого замыкания и замыкания на землю для этого двигателя состоит из трех стандартные плавкие предохранители без выдержки времени, заключенные в предохранительный выключатель, расположенный на линейная сторона магнитного пускателя.Согласно разделу 430-1 09 Закона Код, этот переключатель должен быть переключателем цепи двигателя с номинальной мощностью в лошадиных силах, автоматический выключатель или выключатель в литом корпусе и должны быть внесены в список.

ПРИМЕЧАНИЕ: The Underwriters ’Laboratories, Inc. Электротехнические строительные материалы В списке указано, что «некоторые закрытые переключатели имеют двойную номинальную мощность, больший из которых основан на использовании предохранителей с соответствующей выдержкой времени для пусковых характеристик двигателя.Переключатели с такой мощностью рейтинги отмечены, чтобы указать на это ограничение, и проверяются на больших из двух оценок ».

Защита параллельной цепи двигателя

Защита от короткого замыкания и замыкания на землю для трехфазного, Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, обозначенный кодовой буквой F, приведен в Таблица 430-152. Для рассматриваемого двигателя параллельной цепи 1 двигатель устройство максимального тока цепи не должно превышать 300 процентов от полной нагрузки ток двигателя (предохранители без выдержки времени).Статья 430-52 с исключениями. относится к Таблице 430-152.

Плавкий предохранитель параллельной цепи для параллельной цепи, питающей двигатель с короткозамкнутым ротором:

Поскольку двигатель мощностью 10 л.с. имеет номинальный ток полной нагрузки 28 ампер и соответствующее значение из таблицы 430-152:

28 x 300% = 84 ампера

Раздел 430-52 гласит, что если значения для защиты параллельной цепи устройства, определенные с использованием процентных соотношений в Таблице 430-1 52, не соответствуют к стандартным размерам или номиналам устройства, затем к следующему большему рейтингу размера или следует использовать настройку.

Однако в Разделе 240-6 Кодекса указывается, что следующий более крупный стандарт номинал предохранителя свыше 84 ампер равен 90 амперам. Стандартный картридж без задержки предохранители номиналом 90 ампер могут использоваться в качестве защиты параллельной цепи. для этой схемы двигателя.

Защита параллельной цепи, короткого замыкания и замыкания на землю также может рассчитываться с использованием предохранителя с выдержкой времени. Ссылаясь на Таблицу 430–152, выбирается второй столбец и вычисляется 175% от 28 ампер (1.75 х 28 = 49 ампер). Используется следующий больший размер: в этом примере предохранители на 50 ампер. был бы выбор. Код позволяет электрику увеличить размер предохранителя по исключениям 430—52 с (1).

Трехполюсный, трехпредохранительный, Выключатели безопасности переменного тока 230 В

Ампер

Приблизительные значения мощности в лошадиных силах производителя

Стандартный

Максимум

30

60

100

200

400

3

7 1/2

15

25

50

7 1/2

15 *

30 *

60 *

100 *

ил.3 Стол для предохранительных выключателей

Средства отключения

Согласно таблице для выключателей безопасности (3) отключающие означает, что для этого двигателя мощностью 10 л.с. предусмотрен предохранительный выключатель мощностью 15 л.с. и 100 ампер, установлены предохранители на 90 ампер.

Поскольку эти предохранительные выключатели имеют двойную номинальную мощность, допускается установка предохранительный выключатель на 60 ампер с максимальной мощностью 15 л.с., если выдержка времени предохранители соответствуют пусковым характеристикам двигателя.В размер предохранителей с выдержкой времени, установленных в выключателе безопасности, зависит от желаемая степень защиты и требуемый тип обслуживания мотор. Предохранители с выдержкой времени номиналом от 35 до 60 ампер могут быть установлен в выключателе безопасности.

Максимальная токовая защита при работе

Защита от перегрузки по току состоит из трех мониторов тока, обычно тепловой, размещенный в пускателе двигателя.(См. обратите внимание на таблицу 430-37 Кодекса для исключения из этого утверждения.)

Раздел 430-32 (а) (1) Кодекса гласит, что рабочая перегрузка по току защита (защита двигателя и параллельной цепи от перегрузки) для двигателя должен срабатывать при не более 125% тока полной нагрузки (как показано на паспортной табличке) для двигателей с отмеченным превышением температуры не более 40 градусов Цельсия.

Ток отключения тепловых блоков, используемых в качестве максимальной токовой защиты. это:

28 x 125% = 35 ампер

Когда выбранного реле перегрузки недостаточно для запуска двигателя или для перевозки груза, Раздел 430-3 4 разрешает использование следующего более высокого размер или номинал, но должен срабатывать не более чем на 140 процентов полной нагрузки ток двигателя.

ФИЛИАЛ ЦЕПЬ 2

Вторая ответвленная цепь питает трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Данные паспортной таблички этого двигателя следующие:

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Вольт 230

Этап 3

Кодовая буква B

Ампер 64

Скорость 1740 об / мин

Частота 60 Гц

25 л.с.

Температурный режим 40 градусов Цельсия

Размер проводника

Для определения сечения проводников используется следующая процедура. параллельной цепи, питающей 25-сильный двигатель.

а. Двигатель мощностью 25 л.с. имеет номинальный ток полной нагрузки 68 ампер (см. NEC Таблица 430-150). (Согласно разделу 430-22 (а) Кодекса 125% требуется для емкость):

68 x 125% = 85 ампер

г. Таблица 310-1 6 показывает, что медный провод № 3 типа TW или THHN или провод № 3 типа THW. (Предположим, что клеммы 60 ° C).

г. Таблица C1 раздела C показывает, что три проводника № 3 TW или THW может быть установлен в кабелепровод диаметром 1 1/4 дюйма.Требуется 1-дюймовый кабелепровод для трех проводов № 3 THHN.

ПРИМЕЧАНИЕ: Раздел 360-4F (c) Кодекса требует, чтобы проводники Размер № 4 или больше входит в корпус, изолирующую втулку или эквивалент должен быть установлен на кабелепровод.

Защита параллельной цепи двигателя

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 25 л.с. запускается с помощью автотрансформатора. Максимальная токовая защита параллельной цепи для этой цепи двигателя состоит из трех предохранителей без задержки времени, расположенных в предохранительном выключателе, установленном на линейная сторона пускового компенсатора.

Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, который обозначен кодовой буквой B и который используется с пусковым компенсатором, таблица 430-152 Кодекс требует, чтобы максимальная токовая защита параллельной цепи не превышала 300 процентов от тока полной нагрузки двигателя.

Максимальная токовая защита параллельной цепи для питания параллельной цепи этот мотор:

Поскольку двигатель мощностью 25 л.с. имеет номинальный ток полной нагрузки 68 ампер (NEC Таблица 43 0-150),

68 x 300% = 204 ампера

Раздел 240-6 не показывает 204 ампера в качестве стандартного номинала предохранителя.Однако Раздел 430-52 разрешает использование предохранителя следующего большего размера. если рассчитанный размер не является стандартным. В этом случае 200 ампер следует попытаться. Таким образом, три предохранителя без задержки на 200 ампер могут использоваться в качестве защиты параллельной цепи для этого двигателя.

Средства отключения

Согласно таблице предохранительных выключателей на рис. 2 1–3, отключающие Средство для двигателя мощностью 25 л.с. — это предохранительный выключатель мощностью 25 л.с., 200 ампер, в котором установлены предохранители на 200 ампер.

Предохранители с выдержкой времени могут быть установлены в выключатели безопасности. В этом примере 175% x 68A = 11 9A. 125 предохранителей являются следующим по величине размером и могут использоваться по исключениям к 430-52. Аварийный выключатель будет таким же размер.

Защита от перегрузки по току (перегрузка двигателя и параллельной цепи Защита)

Защита от перегрузки по току состоит из трех магнитных перегрузок. находится в пусковом компенсаторе.Согласно паспортной табличке, мотор имеет номинальный ток полной нагрузки 64 ампера. Текущая настройка магнитные блоки перегрузки настроены на срабатывание на

64 x 125% = 80 ампер (ток отключения)

ФИЛИАЛ ЦЕПЬ 3

Третья ответвленная цепь питает трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором. Данные на заводской табличке этого двигателя следующие:

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Вольт 230

Этап 3

Частота 60 Гц

Амперы статора 54

Ампер ротора 60

20 л.с.

Температурный режим 40 градусов Цельсия

Размер проводника (статор)

Для определения сечения проводников используется следующая процедура. параллельной цепи, питающей 20-сильный двигатель.

а. Двигатель мощностью 20 л.с. имеет номинальный ток полной нагрузки 54 ампера. Согласно согласно разделу 430-22 (a) NEC и таблице 430-150, 54 x 125% = 67,5 ампер

г. В таблице 310-1 6 указано, что проводник № 4 типа TW, THW, THHN (70 амперы).

г. Таблицы C1 раздела C показывают, что три проводника № 4 TW или THW или THHN может быть установлен в кабелепровод диаметром 1 дюйм.

ПРИМЕЧАНИЕ: Статья 300-4F (c) требует, чтобы проводники размера № 4 или в корпус большего размера необходимо установить изолирующую втулку или эквивалент. установлен на водоводе.

Защита параллельной цепи двигателя

Асинхронный двигатель с фазным ротором мощностью 20 л.с. запускается с помощью Поперечный магнитный выключатель двигателя. Этот пускатель двигателя применяет номинальное трехфазное напряжение на обмотку статора. Предусмотрен контроль скорости ручным барабанным контроллером, используемым в роторе или вторичной цепи. Все сопротивления контроллера вставляется в цепь ротора, когда мотор запускается. В результате пусковой ток двигателя меньше, чем если бы двигатель запускался на полном напряжении.

МТЗ в параллельной цепи асинхронного двигателя с ротором согласно Таблице 430-152 Кодекса не должно превышать 150 процентов рабочий ток двигателя при полной нагрузке.

Максимальная токовая защита параллельной цепи для питания параллельной цепи этот мотор:

Ток полной нагрузки равен 54 А для двигателя с фазным ротором мощностью 20 л.с.

54 x150% = 81 ампер

Раздел 240-6 не показывает 81 ампер в качестве стандартного предохранителя.Статья 430-52 позволяет использовать следующий больший размер. Следует выбрать предохранитель на 90 А.

Средства отключения

Согласно таблице для предохранительных выключателей на рис. 14-3, отключающие Средство для двигателя мощностью 20 л.с. — это аварийный выключатель на 25 л.с., 200 ампер. Редукторы должен быть установлен в этот выключатель для установки требуемых 90-амперных предохранителей. для защиты параллельной цепи двигателя. Из-за двойного рейтинга эти предохранительные выключатели, допустимо использовать выключатель на 100 ампер, имеющий максимальный рейтинг 30 лс.В этом случае стандартная 90-амперная безвременная задержка могут быть установлены предохранители или предохранители с выдержкой времени на 90 ампер.

Защита от перегрузки по току (защита двигателя)

Максимальная токовая защита состоит из трех тепловых перегрузок. блоки, расположенные в пускорегулирующем аппарате магнитного двигателя (за исключением указано в примечании после таблицы 430-3 7). Согласно паспортной табличке, двигатель имеет номинальный ток полной нагрузки 54 ампера.Номинальная поездка ток каждого теплового агрегата:

54 x125% = 67,5 ампер

Размер проводника (ротор)

Обмотка ротора асинхронного двигателя с фазным ротором мощностью 20 л.с. 60 ампер. Следующая процедура используется для определения размера проводники вторичной цепи от контактных колец ротора к барабану контроллер.

а. Раздел 430-23 (а) требует, чтобы проводники, соединяющие вторичный асинхронного двигателя с фазным ротором к его контроллеру имеют токоведущий мощность не менее 125 процентов вторичного тока полной нагрузки мотор для продолжительного режима.

60 x125% = 75 ампер

г. Таблица 310-1 6 показывает, что несколько типов медных проводников могут Использовать: № 3 Тип TW, Тип THW или Тип THHN, при условии заделки под 60 °.

г. Таблица C1 раздела C показывает, что три проводника TW № 3 могут быть установлен в кабелепровод диаметром 1¼ дюйма. Требуется 1¼-дюймовый кабелепровод, если три Используются проводники № 3 THW. Требуется 1-дюймовый кабелепровод для трех No. 3 провода THHN.

ПРИМЕЧАНИЕ: Статья 300-4F (c) требует использования изоляционных втулок или аналогичных. на всех кабелепроводах, содержащих проводники №Вход 4 размера и больше вольеры. Если резисторы установлены вне регулятора скорости, текущая емкость проводников между контроллером и резисторами не должно быть меньше значений, указанных в таблице 430-23 (c).

Например, ручной регулятор скорости, используемый с ротором мощностью 20 л.с. асинхронный двигатель должен использоваться для интенсивной периодической работы. Раздел 430-23 (c) требует, чтобы проводники, соединяющие резисторы с регулятором скорости иметь допустимую нагрузку не менее 85 процентов номинального тока ротора.

60 x 85% = 51 ампер

Таблица 310-1 6 показывает, что 51 ампер может безопасно переноситься с помощью № 6. провод. В результате температуры, возникающие в месте расположения резистора являются важным соображением.

Раздел 430-32 (d) гласит, что вторичные цепи индукции с фазным ротором двигатели, включая проводники, контроллеры и резисторы, должны рассматриваться как защита от перегрузки за счет максимальной токовой защиты при работе двигателя в первичных цепях или цепях статора, поэтому нет защиты от перегрузки по току необходимо во вторичном контуре ротора.

ГЛАВНЫЙ ФИДЕР

Когда по проводам фидера питаются два или более двигателей, требуется размер провода определяется с помощью правил Кодекса. Раздел 430-24 Кодекса гласит: что питатель должен иметь допустимую нагрузку не менее 125 процентов ток полной нагрузки двигателя с наивысшей номинальной мощностью плюс сумма номинальных значений тока полной нагрузки остальных двигателей в группе. Ток полной нагрузки двигателя взят из таблицы 430-150 NEC.

Двигатель с наибольшим рабочим током при полной нагрузке — это двигатель мощностью 25 л.с. Этот двигатель имеет номинальный ток полной нагрузки 68 ампер. Главный питатель размер, то в соответствии с разделом 430-24, составляет:

68 x 125% = 85 ампер

Тогда: 85 + 54 + 28 = 167 ампер.

Таблица 310-1 6 показывает, что медные проводники № 4/0 типа TW или THHN может использоваться при использовании заделки 600.

Таблица C1 раздела C показывает, что три No.Возможна установка проводников 4/0 TW в 2-дюймовом кабелепроводе. Три проводника № 4/0 THHN могут быть установлены в 2-дюймовый канал.

Защита главного фидера от короткого замыкания

Раздел 430-62 (а) гласит, что питатель, который питает двигатели, должен быть с максимальной токовой защитой. Максимальная токовая защита фидера не должен быть больше, чем наибольший номинальный ток параллельной цепи. защитное устройство для любого двигателя из группы, согласно Таблице 430-152, плюс сумма токов полной нагрузки других двигателей группы.

Ответвительная цепь, питающая двигатель мощностью 25 л.с., имеет наибольшее значение максимального тока. защита. Это значение, как определено из таблицы 430-152, составляет 170 ампер. (68 x 300 или 200 ампер.)

Номинальный ток полной нагрузки двигателя мощностью 20 л.с. составляет 54 ампера, а номинальный ток номинальный ток полной нагрузки двигателя мощностью 10 л.с. составляет 28 ампер. Размер предохранители, устанавливаемые в цепи главного фидера, не должны быть больше чем сумма 200 + 54 + 28 = 282 ампер.

Поэтому для фидера используются три плавких предохранителя на 250 ампер. схема. Эта процедура должна соответствовать Примеру 8, раздел 9 Кодекса. Исключения могут быть сделаны, если предохранители не позволяют двигателю для запуска или запуска.

Основные средства отключения

Раздел 430-1 09 перечисляет несколько исключений из постановления о том, что отключение средством должен быть выключатель цепи двигателя, рассчитанный в лошадиных силах, или цепь выключатель.Средства отключения должны иметь грузоподъемность не менее 115 процентов от суммы номинальных значений тока двигателей, Раздел 430-110 (c1 и 2). Следовательно, предохранители на 250 ампер, необходимые для защиты от сверхтока. Защита главного фидера установлена ​​в предохранителе на 400 ампер.

Типы и размеры проводов подбираются в зависимости от температуры окружающей среды в месте. установки и экономики всей установки, такой как минимальный размер трубы, стоимость сечения проводов и стоимость рабочей силы. для установки различных вариантов.

РЕЗЮМЕ

Установка двигателя — один из самых сложных расчетов для выполнения и получения всех компонентов в правильном месте, в правильном месте и в правильном месте. размер. Кодовая книга проведет вас по основным компонентам расчета. но вы должны знать, где искать и как применять правильные коды. Там Есть много аспектов для правильной установки, включая устройство подачи и устройство подачи защита, защита ответвлений и ответвлений, сечения проводов и перегрузки по току защита, максимальная токовая защита и защита вторичной цепи.

ВИКТОРИНА ПО ПРОСМОТРАМ

Фидерная цепь питает три ответвленные цепи двигателя. Отводная цепь двигателя № 1 имеет нагрузку, состоящую из асинхронного двигателя со следующей паспортной табличкой данные:

№ 1:

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

230 В

3 фазы

5 л.с.

15 Ампер

60 Гц

Код классификации D

Температурный диапазон 40 ° Цельсия

№ цепи электродвигателя ответвления2 имеет нагрузку, состоящую из асинхронного двигателя. со следующими данными паспортной таблички: (Этот двигатель оснащен автотрансформатором пусковой компенсатор.):

№ 2:

Асинхронный двигатель с фазным ротором

230 В

3 фазы

7,5 л.с.

40 Ампер

60 Гц

Код классификации F

Температурный диапазон 40 ° Цельсия

№ цепи электродвигателя ответвления3 имеет нагрузку, состоящую из индуктора с фазным ротором. двигатель со следующими данными паспортной таблички:

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

230 В

3 фазы

15 л.с.

22 Амперы статора

26 Ампер ротора

60 Гц

Температурный диапазон 40 ° Цельсия

1.См. Следующую схему.

а. Определите защиту от перегрузки в амперах, необходимую для электродвигатель в параллельной цепи №1.

г. Определите подходящий размер провода (TW). (Вставьте ответы в диаграмма.)


Рис. Q1 ПРИНЯТЬ СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ СДЕЛАНЫ; МАГНИТНЫЙ ПУСКАТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ НА ПРОТЯЖЕНИИ ДВИГАТЕЛЯ

2. См. Следующую схему.

а. Определите защиту от перегрузки в амперах, необходимую для электродвигатель в параллельной цепи No.2.

г. Определите подходящий размер медных проводов TW. Примечание что в этой цепи запущен асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 15 л.с. с помощью пускового компенсатора.

(Вставьте ответы в схему.)


ил. 2 квартал

3. См. Следующую схему.

а. Определите защиту от перегрузки в амперах, необходимую для электродвигатель в параллельной цепи №3.

г.Определите подходящий размер медных проводников. (Вставлять ответы на схеме.)

г. Определите сечение проводников, необходимых для вторичной цепи. асинхронного двигателя с фазным ротором в параллельной цепи №3. или цепь ротора проходит между контактными кольцами намотанного ротора и регулятор скорости. Укажите размер кабелепровода. Используйте провода TW.


ил. 3 квартал

4.См. Следующую схему.

а. Определите номинальный ток предохранителей в амперах (без выдержки времени). используется в качестве защиты от перегрузки для главной цепи фидера, показанной на схеме.

г. Определите сечение провода TW для главного выключателя фидера. (Вставлять ответы на схеме.)


ил. 4 квартал

5. См. Следующую схему.

а. Используя медные проводники типа 1W, определите размер проводов и кабелепровода, необходимых для основной цепи фидера, которая питает три ответвленные цепи двигателя.Укажите размеры на схеме.

г. Определите номинал предохранителей в амперах, необходимых для пусковой перегрузки. защита каждой из параллельных цепей.

Цепь двигателя № 1 ______

Цепь двигателя № 2 ______

Цепь двигателя № 3 ______

(Вставьте ответы в схему.)

г. Используя медные проводники типа 1W, определите размер жесткого кабелепровода. требуется для каждой из трех цепей.

Цепь двигателя № 1 _____

Цепь двигателя № 2 _____

Цепь двигателя № 3 _____

(Вставьте ответы в схему.)


ил. q5

Обмотка трехфазных двигателей переменного тока | Учебное ПО серии Generator

Обмотка трехфазного двигателя переменного тока
Основы обмоток электродвигателей переменного тока представлены в учебном курсе «Обмотка электродвигателей переменного тока», а также представлены обмотки однофазных электродвигателей.В этом учебном курсе представлены обмотки трехфазных двигателей переменного тока.
Базовая структура обмотки трехфазного двигателя переменного тока

Хорошо известно, что и электродвижущая сила, индуцированная в трехфазном двигателе переменного тока, создает и вращающееся магнитное поле, создаваемое в трехфазном генераторе переменного тока, исходит от важной части двигателя или генератора, то есть от обмоток.
Основное требование к обмоткам трехфазного двигателя переменного тока:
Форма волны потенциала, генерируемая трехфазным двигателем переменного тока, и магнитное поле трехфазного двигателя переменного тока должны быть близки к синусоиде и достигать требуемой амплитуды.
Потенциальное или магнитное поле, создаваемое трехфазными обмотками, должно быть симметричным, а сопротивление и реактивное сопротивление каждой обмотки должны быть сбалансированы.
Потери в меди в обмотке невелики и соответствуют количеству меди.
Его изоляция должна быть надежной, иметь высокую механическую прочность, рассеивать тепло радиатора и простоту изготовления.
Конкретные обмотки в трехфазном двигателе переменного тока в основном основаны на следующих данных:

P Пары магнитных полюсов
Для двигателя с P парами магнитных полюсов количество магнитных полюсов равно 2p.Например, двигатели с одной парой магнитных полюсов создают вращающееся магнитное поле со скоростью 3000 об / мин при трехфазном переменном токе с частотой 50 Гц, а двигатели с двумя парами магнитных полюсов создают вращающееся магнитное поле со скоростью 1500 об / мин.
Полюс τ
Ширина каждой стойки (измерение через количество прорезей),
τ = Z / 2p Z — общее количество пазов статора,
Диапазон фаз q
Ширина каждой фазы под каждым полюсом (измерение по количеству прорезей),
q = Z / 2pm m — количество фаз
Например, для трехфазного двигателя с общим количеством пазов 24 и двумя парами магнитных полюсов шаг полюсов равен 6, а диапазон фаз равен 2.
Применение разделения фазовой полосы для проектирования обмоток является основным методом, который прост и удобен. Основные шаги:
1. Сначала определите количество фаз двигателя, количество полюсов двигателя и форму обмотки
. 2. Нарисуйте круговую диаграмму со всеми прорезями
3. Рассчитайте количество пазов в каждом полюсе и фазе
4. Рассчитайте шаг полюсов и шаг
5.Фаза дивизиона
6. Соедините концы, чтобы сформировать катушку
. 7. Соедините катушки, чтобы сформировать обмотку
. Ведь для других сложных обмоток нужны другие методы. Ниже приведен пример анализа двух трехфазных двигателей методом разделения фаз.

Обмотки трехфазного двигателя переменного тока
2-полюсная 6-канальная однослойная трехфазная обмотка

Самым простым является трехфазная обмотка с 2 полюсами и 6 пазами, которая является основным режимом обмотки в учебном программном обеспечении «Принципиальная модель трехфазного двигателя переменного тока».Шаг полюсов равен 3, а ширина полосы фаз — 1.

Установите прорези 1, 2 и 3 на N полюсов, и установите прорези 4, 5 и 6 на S полюса (полюса здесь не являются северным и южным полюсами определенного магнитного поля), и есть 3 фазы. полосы под каждым полюсом, прорези под каждой полосой фазы соединяются как одна катушка, а направления намотки каждой соседней полосы фазы меняются местами. См. Рисунок 1, голубая катушка — это обмотка одиночной U-фазы, зеленая катушка — одиночная обмотка V-фазы, а красная катушка — одиночная обмотка W-фазы.

Рисунок 1 — 2-полюсная однослойная цепь с 6 пазами с расширяющейся обмоткой
2 полюса и 12 пазов однослойная цепь трехфазная обмотка

Использование ядра 6-слотового двигателя слишком низкое и используется только для объяснения принципа. 12 пазов применимо как минимум для трехфазного двигателя … Далее описывается однослойная цепная обмотка с 2 полюсами и 12 пазами трехфазного двигателя.

Простой расчет показывает, что шаг полюсов равен 6, а ширина полосы фаз равна 2. На рисунке 2 представлена ​​круговая диаграмма двухполюсного трехфазного двигателя с 12 гнездами, 2 полюса и 12 пазов, при этом от 1 до 6 пазов установлены как N полюсов. и от 7 до 12 прорезей в качестве S-полюсов.

Есть 3 фазовых диапазона U, V и W под полюсами N и S, соедините прорези в одной и той же фазовой полосе под каждым полюсом N и полюсом S в катушку. Гнезда 1 и 8 состоят из катушки, прорези 1 — это первый конец, прорези 2 и 7 состоят из катушки, прорезь 2 — это первый конец, и две катушки соединены встык, образуя обмотку U-фазы, так что эффективная стороны одной обмотки имеют одинаковую полярность.Направления намотки одинаковы (направление тока одинаково), а направления намотки под противоположными магнитными полюсами противоположны. Один и тот же способ подключения к обмотке V-фазы и W-фазы. Я

Катушки соседних фазовых полос намотаны в противоположных направлениях, см. Рисунок 2.

Провода питания каждой фазной обмотки должны быть разделены электрическим углом 120 °. Для 2-полюсного двигателя электрический угол такой же, как и механический, оба они составляют 120 °.Выберите 2 слота как конец U1, выберите 10 слотов как конец V1 и выберите 6 слотов как конец W1; тогда 8 слотов предназначены для конца U2, 4 слота — для конца V2, а 12 слотов — для конца W2.

Рисунок 2 — Однослойная цепная обмотка с 2 полюсами и 12 пазами
Рисунок 3 — это чертеж расширения однослойной цепной обмотки с 2 полюсами и 12 пазами. На рисунке голубая катушка представляет собой обмотку U-фазы, зеленая катушка — обмотка V-фазы, а красная катушка — обмотка W-фазы.
Рисунок 3 — 2-полюсная 12-канальная однослойная цепная обмотка

В учебном курсе «Модель трехфазного двигателя переменного тока» есть стереограмма двухполюсных 12-слотовых однослойных цепных обмоток и схематическая диаграмма последовательного процесса намотки с анимацией.

Некоторый расширенный чертеж трехфазных обмоток будет представлен позже без анализа.

2-полюсная 12-контактная однослойная концентрическая трехфазная обмотка
Рисунок 4 — 2-полюсная 12-контактная однослойная концентрическая трехфазная обмотка
2-полюсная 18-канальная однослойная перекрестная трехфазная обмотка
Рисунок 5 — 2-полюсная 18-контактная однослойная перекрестная трехфазная обмотка
2-полюсная 18-канальная однослойная концентрическая поперечная обмотка
Рисунок 6 — 2-полюсная однослойная концентрическая поперечная обмотка с 18 пазами
2-полюсный 12-контактный двухслойный пакетная обмотка вокруг трехфазной обмотки
Для упрощения сложной графики катушки в двухслойной обмотке представлены одной рамкой.
Рисунок 7 — 2-полюсная 12-канальная двухслойная пакетная обмотка вокруг трехфазной обмотки
Двухполюсная двухслойная обмотка на 18 пазов вокруг трехфазной обмотки
Рисунок 8 — 2-полюсная двухслойная обмотка с 18 пазами вокруг трехфазной обмотки
4-полюсная двухслойная обмотка на 24 паза вокруг трехфазной обмотки

Рисунок 9 — 4-полюсная двухслойная двухслойная обмотка на 24 паза вокруг трехфазной обмотки
Подключение обмоток трехфазного двигателя переменного тока
Трехфазный двигатель переменного тока обычно подводит шесть концов, включая первый и конечный вывод трех обмоток, к распределительной коробке корпуса и подключается к шести выводам.Они соединяются между собой в распределительной коробке и подключаются к внешнему трехфазному источнику питания. Тип соединения звезды и треугольника является основным.
Звезда
Соединение звездой также называется Y-соединением, а левая диаграмма на рисунке 10 представляет собой соединение звездой трех обмоток со спиральной катушкой, представляющей обмотку. На рисунке справа изображена клеммная колодка в распределительной коробке.На плате 6 клемм, W2, U2, V2, U1, V1, W1, Подключите W2, U2 и V2 с перемычками (точка подключения называется нейтральной линией N), U1, V1 и W1 соответственно подключены к трехфазное питание внешних A, B и C.
Рисунок 10 — Соединение звездой трехфазной обмотки
Треугольник
Треугольное соединение также называется Δ-соединением.Левая диаграмма на рисунке 11 представляет собой треугольное соединение трех обмоток. На правой схеме изображена клеммная колодка в распределительной коробке. На плате шесть клемм: W2, U2, V2, U1, V1 и W1. Соедините W2 и U1 перемычками и используйте их в качестве входных клемм питания фазы А. соедините U2 и V1 перемычками и используйте в качестве входной клеммы B-фазы; используйте перемычки V2 и W1, подключенные и используемые в качестве внешнего источника питания фазы C.
Рисунок 11 — Треугольное соединение трехфазной обмотки

Конкретный метод подключения должен быть подключен в соответствии со способом подключения, указанным на паспортной табличке двигателя.

В большинстве трехфазных двигателей переменного тока используется соединение треугольником, но некоторые названия двигателей имеют пометки «напряжение 380 В / 220 В» и «соединение Y / Δ», что указывает на то, что соединение Y применяется для сетевого напряжения источника питания. 380В; при линейном напряжении источника питания 220В выбирается Δ-соединение.

Трехфазный асинхронный двигатель большой мощности имеет большой пусковой ток. Чтобы избежать чрезмерного воздействия на электросеть, используется пуск «Y-Δ», соединение Y при пуске, пусковой ток будет небольшим, так как скорость двигателя близка к номинальной.Затем перейдите на Δ-соединение.

Трехфазные двигатели переменного тока обычно выводятся из машины через соединение звездой.

Завод Инжиниринг | Как правильно эксплуатировать трехфазный двигатель при однофазном питании

Итак, вы сказали соседу, что работаете с электрооборудованием, и теперь он думает, что вы можете решить его проблему, потому что он или она купил трехфазный двигатель, который не может работать от однофазной энергии.Когда вас просят переоборудовать этот двигатель, это уже кажется большим беспокойством, чем оно того стоит. Но это не совсем так. Есть несколько способов облегчить этот процесс.

Метод фантомной ноги

Трехфазное питание состоит из трех симметричных синусоидальных волн, сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов друг с другом (см. Рисунок 1). Один из методов преобразования однофазной мощности, который хорошо зарекомендовал себя в течение десятилетий, заключался в подключении двух фаз к входящей однофазной сети 220 В и создании «фантомного плеча» для третьей фазы путем использования конденсаторов для принудительного смещения между основной и вспомогательной обмотками. .В этом случае смещение составляет 90 электрических градусов.

Для этого метода конденсаторы должны иметь размер, соответствующий нагрузке. В противном случае ток будет несимметричным. Вместо сдвига фазы на 120 градусов, изображенного в нижней половине рисунка 1, неправильное соединение конденсатора и нагрузки может привести к большому отклонению. Чем больше расхождение, тем меньше крутящий момент.

Метод вращающегося фазового преобразователя

Другой жизнеспособный метод — вращающийся фазовый преобразователь (см. Рисунок 2).Например, деревообрабатывающий цех может использовать вращающийся фазовый преобразователь для работы нескольких трехфазных машин от однофазного источника питания. Одним из недостатков является то, что процесс может быть очень дорогостоящим в течение всего времени преобразования фазы вращения, независимо от того, используется ли какое-либо оборудование. Ток может быть сбалансирован, когда работает конкретное оборудование, но если работает несколько машин или все они сильно загружены, трехфазная мощность — ток и напряжение — резко несбалансирована.

«NEMA Stds.MG 1: Motors and Generators »требует, чтобы двигатели работали от напряжения, сбалансированного в пределах 1%. Если применяется правило 10x (процентный дисбаланс тока может быть в 10 раз больше процентного дисбаланса напряжения) к двигателю, работающему с 1% дисбаланс напряжения, дисбаланс тока может составлять 10%. Это полезно, потому что большинство трехфазных двигателей, работающих в системе, описанной выше, работают с дисбалансом тока от 15% до 50%. Даже с графиком снижения номинальных характеристик NEMA MG 1 (см. рисунок 3), ни один двигатель не должен работать с таким большим дисбалансом тока.

Метод частотно-регулируемого привода

Преобразователь частоты (VFD) выпрямляет каждую пару фаз в постоянный ток и инвертирует постоянный ток в мощность для трехфазного выхода, что означает, что преобразователь частоты может использоваться с однофазным входом для управления трехфазным двигателем. Поддержка производителя варьируется, и осторожно рекомендуется снизить номинальные параметры привода на 1, разделенную на квадратный корень из 3 (около 58%). Также обратите внимание, что номинальная мощность частотно-регулируемого привода в л.с. / кВт используется для удобства выбора приводов, поскольку они рассчитываются по току.Например, двигатель мощностью 10 л.с. (7,5 кВт) будет использовать частотно-регулируемый привод мощностью 15 л.с. (11 кВт). Пользователю настоятельно рекомендуется сотрудничать с производителем привода при выборе и подборе частотно-регулируемого привода для этого использования.

Компрессоры, механический цех, деревообрабатывающее оборудование и декоративные фонтаны — хорошие кандидаты для этого метода. Вместо того, чтобы покупать дорогой однофазный двигатель, менять элементы управления и решать проблемы управления скоростью и пусковым крутящим моментом, лучше использовать частотно-регулируемый привод для управления существующим двигателем от однофазного источника питания.Для многих приложений мощностью до 5 л.с. (4 кВт) подходящий частотно-регулируемый привод можно приобрести гораздо дешевле, чем перемотка трехфазного двигателя и обеспечение необходимых элементов управления для его работы.

Дополнительные преимущества заключаются в том, что трехфазный двигатель обычно дешевле покупать, органы управления не требуют замены или модификации, а частотно-регулируемый привод имеет дополнительный бонус в виде регулирования скорости. Лучше всего то, что вам не нужно портить выходные, помогая тому, кто не до конца понимает, чем вы занимаетесь.

Чак Юнг (Chuck Yung) — старший специалист по технической поддержке в Ассоциации обслуживания электроаппаратуры (EASA). EASA является контент-партнером CFE Media. Отредактировал Крис Вавра, редактор-постановщик CFE Media, [email protected]

ОНЛАЙН экстра

См. Дополнительные статьи EASA по ссылкам ниже.

Техника пуска трехфазного двигателя

Джо Эванс, Pump Ed 101

Новички в насосной отрасли часто не знакомы со многими методами запуска трехфазных двигателей, в которых используется «полупроводниковая» технология.Сюрприз — большинство из них все еще используются и, вероятно, будут здесь еще какое-то время. Основная цель альтернативных методов запуска — снизить нагрузку на систему во время запуска. Типичный асинхронный двигатель переменного тока имеет пусковой ток во время пуска, который примерно в пять-семь раз превышает рабочий ток. Сегодня частотно-регулируемый привод может обеспечить плавный пуск и автоматический останов, просто увеличивая входную частоту. Раньше это было не всегда так просто. В этой статье будут рассмотрены наиболее распространенные способы запуска двигателя.В таблице в самом конце будут сравниваться электрические характеристики каждого из них.

Перед тем, как мы начнем, давайте рассмотрим, как обмотки типичного шестипроводного трехфазного двигателя подключаются к входящей мощности. Статор с шестью выводами легче всего понять, и понимание того, как он подключен, важно для нашего обсуждения нескольких методов запуска.

Рисунок 1: Схема подключения двигателя на два напряжения.

Двигатели с одним напряжением могут быть спроектированы как для соединения звездой (Y), так и треугольником.Двигатели с двойным (и трех) напряжением обычно предназначены для использования соединения звездой для высокого напряжения и соединения треугольником для низкого напряжения. На рисунке 1 показаны эти две схемы подключения.

В соединении звездой (левый рисунок) концы обмоток 4, 5 и 6 соединены вместе. Входящее питание подключается к выводам 1, 2 и 3 (другой конец обмоток). Чтобы любые две фазы могли электрически соединиться, они должны пересечь два набора обмоток, тем самым увеличивая импеданс цепи.

При соединении треугольником (рисунок справа) концы обмоток 1 и 6, 2 и 4, 3 и 5 соединены вместе. Входящая мощность подается на каждую из этих трех пар. Теперь любые две фазы можно соединить через одну обмотку. Также часто встречаются двигатели с двойным напряжением, намотанные только для соединения Y или треугольника. В этом случае требуется девять выводов для установления правильного соотношения между обмоткой и напряжением.

Рисунок 2: Через линию, начинающуюся

Через линию, начиная с

Самый распространенный метод запуска двигателя — «поперек линии».Здесь трехполюсный переключатель или магнитный контактор подключает линейное напряжение непосредственно к каждому из выводов двигателя. При использовании этого метода напряжение и ток на клеммах двигателя равны линейному напряжению и току, а пусковой момент равен номинальному пусковому моменту двигателя. Рисунок 2 представляет собой типичную схему начала линии.

Однако бывают случаи, когда желательно уменьшить токовую нагрузку, необходимую для запуска двигателя, особенно большого. Следующие общие методы пуска с пониженным током позволяют добиться этого в различной степени.

Рисунок 3: Пониженное напряжение последовательного сопротивления

Пуск с пониженным напряжением с последовательным сопротивлением
Когда используется пуск с последовательным сопротивлением, во время пуска на двигатель последовательно включается сопротивление падения напряжения. Рисунок 3 иллюстрирует эту технику. Сопротивление увеличивает общий импеданс, что вызывает падение напряжения. Этот метод используется в приложениях с низким напряжением (ниже 600 В), где крутящий момент во время разгона минимален.Он также ограничен двигателями меньшего размера, поскольку потеря тепла в резисторах может быть фактором для более крупных моделей. Бывают случаи, когда только кабель двигателя может обеспечить необходимое сопротивление при запуске. Двигатели с погружными насосами, которые используют максимальную рекомендуемую длину кабеля определенного размера, могут ожидать пятипроцентного падения напряжения во время запуска. Это приведет к снижению номинального пускового тока на 16–20%.

Рисунок 4: Реативное пониженное напряжение серии

Последовательное реактивное сопротивление при запуске с пониженным напряжением
На рисунке 4 показан метод запуска, аналогичный приведенному выше, за исключением того, что вместо сопротивления используется реактивное сопротивление падения напряжения.Опять же, общий импеданс увеличивается, что приводит к падению напряжения. Пуск с последовательным реактивным сопротивлением используется в двигателях среднего и низкого напряжения с минимальной нагрузкой крутящего момента во время разгона.

Рисунок 5: Автотрансформатор пониженного напряжения

Автотрансформатор для пуска с пониженным напряжением
В этой форме пуска с пониженным напряжением автотрансформатор устанавливается последовательно с двигателем. Его схема представлена ​​ниже.Трансформатор снижает линейное напряжение и тем самым снижает пусковой ток. Снижение пускового тока зависит от выходного напряжения трансформатора. Обычно эти устройства конфигурируются с выходным ответвлением 80%, 65% и 50%. Они используются там, где требуется значительное снижение тока, а крутящий момент нагрузки может быть высоким.

Твердотельный пуск с пониженным напряжением
В этой форме пуска с пониженным напряжением используется твердотельный пускатель, который включает в себя тиристоры (выпрямители с кремниевым управлением).SCR уменьшают амплитуду синусоидальной волны переменного тока, так что только часть волны видна двигателю. Они управляются логическими схемами, которые могут реагировать на несколько различных датчиков обратной связи. Твердотельные пускатели используются, когда необходимо контролировать скорость ускорения или когда желателен «мягкий» пуск (пониженный ток). Они доступны
как для двигателей низкого, так и среднего (4160 В) напряжения.

Рисунок 6: Пуск твердотельного двигателя при пониженном напряжении

Пуск с полупроводниковой переменной частотой
Пуск с переменной частотой, хотя иногда его путают с методом, описанным выше, подает полное «эффективное» напряжение на клеммы двигателя, но с пониженной частотой через преобразователь переменной частоты.Начальная частота может быть очень низкой и постепенно увеличиваться. Он часто используется, когда во время ускорения требуется момент полной нагрузки. Обычно они слишком дороги для использования в качестве стартера, но иногда могут быть оправданы, потому что они предлагают самые лучшие пусковые характеристики по сравнению с нагрузкой на источник питания.

До сих пор мы обсуждали методы пуска, в которых используются устройства, полностью отделенные от двигателя. Однако есть несколько методов, которые могут снизить пусковой ток, изменив конфигурацию обмотки двигателя.

Рисунок 7: Пуск звезда и треугольник

Пуск по схеме звезда / треугольник, пуск при пониженном напряжении
Технически это не метод пониженного напряжения, поскольку на клеммах двигателя присутствует полное напряжение. Пускатель звезда / треугольник соединяет выводы двигателя звездой во время пуска, увеличивая тем самым нормальное реактивное сопротивление цепи. Результат — уменьшение напряжения, отраженного к статору, равное √3. Таким образом, потребляемый ток снижается примерно до 30% от нормального пускового тока.
После запуска двигателя стартер переключает провода на нормальное соединение треугольником, и восстанавливается полное напряжение. Этот метод используется, когда требуется очень низкий пусковой крутящий момент, и чаще встречается в системах, производимых в Европе.

Рисунок 8: Начало частичной обмотки

Пуск с частичной обмоткой
Для этого метода пуска требуется двигатель с обмоткой, специально предназначенный для этого применения. Это не метод пониженного напряжения. Эти специальные двигатели с девятью выводами используют только часть (от 1/2 до 2/3) своих обмоток во время запуска.Пусковой крутящий момент очень низкий, и двигатель не разгоняется. В некоторых случаях вал может не вращаться визуально. В любом случае пускатель не должен оставаться в исходном положении более одной-двух секунд из-за возможного теплового повреждения обмоток.
Описанные здесь методы пуска применимы к трехфазным асинхронным двигателям переменного тока. Существуют и другие методы запуска двигателей переменного тока с фазным ротором, которые будут рассмотрены в отдельном руководстве. В таблице ниже приведены электрические характеристики различных методов пуска, которые мы обсуждали.



Двигатели переменного тока

, часть двух-трехфазного режима

Несмотря на то, что используется несколько двигателей переменного тока, асинхронный двигатель, безусловно, является наиболее распространенным и будет темой данной колонки. Мы также сосредоточимся на трехфазной конструкции, поскольку она обеспечивает более интуитивное понимание индукции и создаваемых магнитных полей. О работе однофазных двигателей поговорим в номере за май 2011 года.

Компоненты

Асинхронный двигатель переменного тока был изобретен Николя Тесла, сербско-американским инженером, который помог Джорджу Вестингаузу выиграть войну токов. Хотя его дизайн с годами совершенствовался, простота по-прежнему остается его отличительной чертой. Трехфазный двигатель состоит из двух основных частей — неподвижного компонента, известного как статор, и вращающегося компонента, известного как ротор. Статор состоит из катушек изолированного провода, намотанного на многослойный металлический сердечник, которые становятся электромагнитами при подаче питания.

Ротор также имеет ламинированный металлический сердечник с токопроводящими алюминиевыми стержнями, установленными в пазах. Эти стержни создают индуцированное магнитное поле, которое взаимодействует с полями статора. Ротор и статор не соприкасаются, и, в отличие от двигателя постоянного тока, двигатели переменного тока не содержат щеток или других переключающих устройств.

На рис. 1 показан статор, установленный внутри корпуса или корпуса двигателя, и ротор, установленный на валу двигателя. Распределительная коробка в верхней части корпуса двигателя подключает входящую трехфазную мощность к катушкам статора.

Рисунок 1. Статор, ротор и корпус двигателя


Индукционная

Двигатели переменного тока, как и трансформаторы, работают по принципу индукции. В нашем обсуждении мощности переменного тока в осенних сериях 2010 года мы узнали, что, когда напряжение и ток проходят через катушку с проводом, они создают магнитное поле. Мы также узнали, что создаваемое магнитное поле может индуцировать напряжение и ток в соседней катушке, и в результате получился простой трансформатор.

Это явление индуктивности не ограничивается только соседней катушкой. Это может произойти в любом металлическом предмете. В случае двигателя переменного тока магнитное поле, создаваемое в катушках статора, может индуцировать напряжение и ток в проводящих стержнях ротора. Это напряжение и ток будут создавать собственное магнитное поле, которое затем взаимодействует с полем, создавшим его.

Скорость, с которой магнитное поле движется (вращается) вокруг статора, называется синхронной скоростью и зависит от частоты переменного тока и количества полюсов в статоре.Рассчитывается по

N с = 120f / P

Где:

N с = синхронная скорость
f = частота
P = количество полюсов в статоре

Для двухполюсного двигателя, работающего на частоте 60 Гц, синхронная скорость составляет 3600 об / мин. Если увеличить количество полюсов до четырех, скорость снижается до 1800 об / мин. Скорость вращения ротора называется скоростью скольжения и всегда меньше синхронной скорости статора.Причина этого в том, что в роторе не индуцируются напряжение и ток, когда они движутся синхронно. Фактическая скорость скольжения зависит от конструкции двигателя и зависит от модели и мощности. Для двигателей с малой мощностью при полной нагрузке скорость скольжения может составлять всего 95 процентов от N s , в то время как модели с более высокой мощностью могут работать при 99 процентах от N s .

Как обсуждалось в моей серии статей о питании от переменного тока, однофазная синусоидальная волна переменного тока достигает своего пикового напряжения дважды в течение одного цикла в 360 градусов, и эти пики возникают с интервалами в 180 градусов.В трехфазной цепи фаза 2 отстает от фазы первой на 120 градусов, а фаза 3 отстает от фазы два на 120 градусов. Когда все три фазы соединяются вместе, напряжение достигает пика каждые 60 градусов.

Это соотношение проиллюстрировано на рисунке 2. Стрелки показывают 120-градусное разделение трех фаз, а вертикальные цветные линии показывают фазовые напряжения, достигающие пика каждые 60 градусов. Такое соотношение пиков не только обеспечивает более равномерное питание, но также может создавать вращающееся магнитное поле в статоре трехфазного двигателя.

Рис. 2. Синусоидальная волна трехфазного двигателя переменного тока и пики напряжения

На рис. 3 показано расположение полюсов для трехфазного двухполюсного двигателя. Как вы заметите, всего на фазу приходится шесть или два полюса. Полюса фазы 1 расположены под углом 360 и 180 градусов, а полюса фазы 2 — под углом 300 и 120 градусов. Полюса фазы 3 расположены под углом 60 и 240 градусов. В результате получается шесть полюсов, разнесенных на 60 градусов.Это разделение на 60 градусов не случайно. Это сделано специально для того, чтобы воспользоваться преимуществом разделения пиков трехфазного напряжения на 60 градусов. Я расскажу почему в следующем разделе.

Теперь вам может быть интересно, почему фазовые полюса находятся в этой конкретной последовательности. Первичный полюс фазы 2 находится слева от первичной обмотки фазы 1, а первичный полюс фазы 3 — справа. Если вы вернетесь к рисунку 2, вы увидите, что пик, следующий за пиком фазы 1, соответствует фазе 3, а следующий пик — фазе 2.Двигатели заводятся таким образом, чтобы обеспечить предсказуемое направление вращения.

В этом конкретном случае вращение будет по часовой стрелке. Переключение любых двух фазных соединений изменит соотношение фазовых пиков и заставит двигатель вращаться в противоположном направлении. «Прокручивание» этих соединений (например, перемещение 1 к 2, 2 к 3 и 3 к 1) не изменит фазовых соотношений, и, следовательно, направление вращения останется прежним.

Вращающееся магнитное поле

Мы видели, как напряжение может достигать пика в трехфазной цепи и как полюса статора выравниваются, чтобы соответствовать пикам напряжения, но почему вращающееся магнитное поле возникает автоматически? На рисунке 4 показан линейный поток пиков напряжения, показанный на рисунке 2, и положения полюсов, показанные на рисунке 3, во вращательной перспективе.

Рис. 3. Расположение полюсов двигателя переменного тока

На изображениях статора показаны три набора полюсов и их полярность от точек 1 до 7. На графике показаны пики фазного напряжения для тех же точек.

В точке 1 фаза 1 находится на своем положительном пике, и максимальное магнитное поле создается в полюсах 1 и 1A. В точке 2 фаза 3 находится на своем отрицательном пике, а максимальное магнитное поле создается в полюсах 3 и 3A.В точке 3 максимальное поле переместилось на полюса 2 и 2A.

Если вы изучите другие точки, вы увидите, что эта тенденция продолжается по часовой стрелке. В результате три фазы создают автоматическое вращающееся поле в статоре. Если переключить любые два из входящих фазовых проводов, магнитное поле будет вращаться против часовой стрелки.

Рисунок 4. Вращающееся магнитное поле

Как упоминалось ранее, скорость двигателя зависит как от частоты, так и от числа полюсов.Скорость двигателя будет изменяться прямо пропорционально изменению частоты. Например, при частоте 30 Гц двигатель 1800 об / мин будет вращаться со скоростью 900 об / мин.

Если к каждой фазе статора, показанной на рисунке 3, добавить дополнительный набор полюсов, его скорость также будет уменьшена на 50 процентов. Время, необходимое для одного поворота поля статора на 360 градусов, пропорционально как частоте, так и количеству полюсов.

Трехфазные двигатели могут быть рассчитаны на работу с двумя разными скоростями, и соотношение скоростей зависит от используемого метода намотки.

Двухскоростные однообмоточные двигатели используют статор, намотанный на одну скорость, но когда обмотка подключается другим способом, количество подключенных полюсов также изменяется.

Например, в одном соединении четыре полюса соединены, а в альтернативном соединении соединены восемь.

При использовании этого метода намотки всегда будет существовать соотношение скорости вращения «два к одному» (1800 об / мин / 900 об / мин). Обычно тормозная мощность (л.с.) на низкой скорости составляет четверть от полной скорости.Однако конструкции с постоянным крутящим моментом будут поддерживать половину л.с. при более низкой скорости.

Двухскоростные двухобмоточные двигатели на самом деле представляют собой два двигателя, намотанных на один статор.

Хотя эти двигатели, как правило, больше и дороже, они не ограничиваются соотношением скоростей двух к одной, как у однообмоточных двигателей.

Например, четырех- и шестиполюсный двухобмоточный двигатель будет развивать скорость от 1800 до 1200 об / мин. В этом примере BHP на низкой скорости будет две трети от полной скорости.В следующем месяце в этой колонке будет исследована работа однофазных двигателей.

Насосы и системы, Апрель 2011

Для просмотра остальных двигателей серии AC Motors щелкните по ссылкам ниже:

Двигатели переменного тока: магнетизм и двигатель постоянного тока

Двигатели переменного тока, часть 3 — Однофазный режим

Двигатели переменного тока

Часть 4: Типоразмер, корпуса и данные паспортной таблички

Двигатели переменного тока Часть 5: Срок службы двигателя переменного тока

Крутящий момент двигателя переменного тока

.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *