0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды схем подключения двигателя

Как подключить электродвигатель?

Человек окружен электродвигателями. Их устанавливают в стиральные машины, настенные часы, автомобили, электроинструменты, и даже в игрушечные машинки. Они популярны в силу своей неприхотливости и прочности.

Как же подключить электродвигатель? Для работы обычного асинхронного двигателя достаточно двух проводов – фазы и нуля. Однако подключение усложняется, если речь идет о трехфазном варианте. Чтобы разобраться в тонкостях подключений, необходимо понимать базовые принципы электрики.

Принцип действия

Принцип действия электродвигателя демонстрирует простейший опыт, который всем нам показывали в школе — вращение рамки с током в поле постоянного магнита.

Рамка с током — это аналог ротора, неподвижный магнит — статор. Если в рамку подать ток, она повернется перпендикулярно направлению магнитного поля и застынет в этом положении. Если заставить магнит крутиться, рамка будет вращаться с той же скоростью, то есть синхронно с магнитом. У нас получился синхронный электродвигатель. Но у нас магнит — это статор, а он по определению неподвижен. Как заставить вращаться магнитное поле неподвижного статора?

Для начала заменим постоянный магнит катушкой с током. Это обмотка нашего статора. Как известно из той же школьной физики, катушка с током создает магнитное поле. Последнее пропорционально величине тока, а полярность зависит от направления тока в катушке. Если подать в катушку переменный ток, получим переменное поле.

Магнитное поле — векторная величина. Переменный ток в питающей сети имеет синусоидальную форму.

Нам поможет очень наглядная аналогия с часами. Какие векторы вращаются постоянно перед нашими глазами? Это часовые стрелки. Представим, что в углу комнаты висят часы. Секундная стрелка вращается, делая один полный оборот в минуту. Стрелка — вектор единичной длины.

Тень, которую стрелка отбрасывает на стену, меняется как синус с периодом в 1 минуту, а тень, отбрасываемая на пол — как косинус. Или синус, сдвинутый по фазе на 90 градусов. Но вектор равен сумме своих проекций. Другими словами, стрелка равна векторной сумме своих теней.

Способы подключения

Рабочая обмотка асинхронного однофазного двигателя будет иметь минимальное сопротивление Ом, сопротивление пусковой будет промежуточным Ом. Высокий уровень шума.

Трехфазные электродвигатели В трехфазных электрических двигателях существенно большая мощность, а также крутящий момент во время запуска.

Давайте пойме отличие синхронных двигателей от асинхронных. Достаточно просто подключить однофазный асинхронный электромотор с помощью балластного сопротивления и пускателя, как на схеме.

Поэтому если имеется необходимость установки сложного оборудования, в котором требуется применять электрические двигатели на 5 или 10 кВт, лучше провести в дом трехфазную сеть. Реверс образуется изменением полярности включения пусковой обмотки однофазных двигателей, коммутацией последовательности фаз трехфазных.

Подключение трехфазных электродвигателей В сравнении с однофазными трехфазные моторы обладают большей мощностью и пусковым моментом. Когда требуется отключение питания, запускается К1. Значение его емкости в микрофарадах мкФ для двигателей мощностью до 2,5 кВт можно определить умножив мощность двигателя в кВт на

От того, выберем мы один или другой, будет зависеть в какую сторону начнет вращаться двигатель. Оставшийся конец оставшаяся пара скрученных проводов катушки подсоединяется к концу конденсатора, а оставшийся провод конденсатора также соединяется с одним из концов сетевого провода и катушек.

Синхронный двигатель Синхронные двигатели называются за вращение вала по закону изменения питающего напряжения. Электрические коммутации двигателя Однофазный двигатель может иметь три вывода. Отсутствие напряжения говорит о том, что обмотки соединены концами или началами. Главными достоинствами данной схемы является дешевизна и простота сборки, к недостаткам же данной схемы можно отнести то, что автоматические выключатели не предназначены для частого коммутирования цепей это, в сочетании с пусковыми токами, приводит к значительному сокращению срока службы автомата, кроме того в данной схеме отсутствует возможность устройства дополнительной защиты электродвигателя.

Читать еще:  Что относится к карбюраторному двигателю

Работает это так: при включении одного из пускателей, другой отключается, то есть его контакты размыкаются. Маркируем их соответствующим образом. Кроме того, нужно будет определить входные и выходные клеммы для каждой обмотки, прежде чем соединять их звездой или треугольником. Напряжение поступает от фазы к щетке, затем через обмотку ротора — к противоположной ламели. Выключение выполняется через обесточивание схемы.
Определение схемы обмоток и рабочего напряжения асинхронного электродвигателя

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.

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

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

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

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

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

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

Схема звезда-треугольник

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

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

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

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

Читать еще:  Что такое маховый момент двигателя

Техника безопасности

При самостоятельном подключении электродвигателей следует соблюдать несложные правила. Не работать при подключенном напряжении.

Строго соблюдать правила техники безопасности. Во время работы применять средства индивидуальной защиты.

Нельзя допускать к работе с электричеством необученных людей и детей возрастом менее восемнадцать лет.

Следует помнить, что электричество не имеет запаха и нельзя определить на глаз его наличие на контактах. Обязательно, для определения напряжения использовать только разрешенные средства измерения.

Как подключать трехфазный электродвигатель

Рисунок 2. Схема подключения: звезда, треугольник

Трехфазные двигатели более эффективны, в сравнении с однофазными и двухфазными. Вращающееся магнитное поле в статоре образуется сразу после включения в сеть 380 вольт, и при этом не задействованы никакие пусковые устройства. Схемы подключения электродвигателя звездой и треугольником — самые распространенные (рис. 2).

Рисунок 3. Схема включения звезда-треугольник

Также нужно сказать, что подключение звездой делает пуск плавным, но снижает мощность работы электродвигателя. Подключении треугольником позволяет вывести двигатель на полную паспортную мощность, что в 1,5 раза выше чем при подключении звездой, но пусковой ток, в таком случае, вырастет настолько, что может повредить изоляцию проводов. Поэтому мощные двигатели подключают по комбинированной схеме подключения звезда-треугольник. Пуск осуществляется по схеме звезда (небольшие пусковые токи), а после выхода на рабочий режим схема автоматически или вручную переключается на схему треугольник, что повышает мощность двигателя в 1,5 раза (мощность приближается к номинальной). Для переключения используют магнитные пускатели, пакетный переключатель или пусковое реле времени. Схема подключения к сети 380 вольт показана на рис. 3. При замкнутых ключах К1 и К3 двигатель подключен по схеме звезда, а при замкнутых ключах К1 и К2 двигатель включен по схеме треугольник. Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор (380 на 220).

Рисунок 4. Включения трехфазного двигателя в однофазную сеть по схеме: треугольник, звезда.

Очень часто бывает так, что нужно подключить трёхфазный двигатель к сети 220 Вольт. Несмотря на то, что КПД снижается до 50 % (бывает и до 70%), такая переделка иногда нужна. Двигатель, в таком случае, начинает работать как двухфазный. Осуществляется это по схеме звезда или треугольник с использованием рабочего и пускового конденсатора, которые требуются для сдвига фазы и разгона (рисунок 4). Кнопку разгона удерживаем до максимального раскручивания ротора, после чего отпускаем.

Под нагрузкой и при холостом ходе через обмотки течет разный ток, поэтому емкость подбирается экспериментальным путем для конкретной нагрузки. Двигатель будет перегреваться, если емкость будет больше, чем нужно. Приблизительный подбор номиналов в соответствии с мощностью двигателя можно осуществить по этой таблице:

Таблица примерных номиналов конденсаторов с учётом мощности двигателя

Мощность трехфазного двигателя (кВт)0,40,60,81,11,52,2
Минимальная емкость рабочего конденсатора (мкФ)406080100150230
Минимальная емкость пускового конденсатора (мкФ)80120160200250300

Рисунок 5. Схема подключения электролитических конденсаторов

Напряжение конденсаторов должно быть выше минимум в 1,5 раза, чтобы от скачков напряжения при включении и выключении они не вышли из строя. Из-за проблемы поиска металлобумажных конденсаторов нужной ёмкости, некоторые используют электролитические, спаянные с диодами (по особой схеме). Их нужно закрыть в корпус, во избежание попадания электролита в глаза в случае взрыва. Емкость снизится в 2 раза при соединении схемы в соответствии с рис. 5. Для работы мощных станков все-таки не желательно использовать электролитические конденсаторы.

Читать еще:  Газ 3102 технические характеристики двигатель крайслер

Если хотите сделать запрос или оформить заказ:

Подберем оптимальное решение по цене и срокам поставки.

Телефон: (044) 229 65 56

Если нужна техническая консультация:

Поможем с расчетом нагрузок и подбором комплектующих.

Управление асинхронным двигателем

Прямое подключение к сети питания

Использование магнитных пускателей позволяет управлять асинхронными электродвигателями путем непосредственного подключения двигателя к сети переменного тока.

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

  • нереверсивного пуска: пуск и остановка;
  • реверсивного пуска: пуск, остановка и реверс.

Использование теплового реле позволяет осуществить защиту электродвигателя от величин тока намного превышающих номинальное значение.

Нереверсивная схема

Нереверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитный пускатель
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска, KM1 — магнитный пускатель, KK1 — тепловое реле, HL1 — сигнальная лампа, M — трехфазный асинхронный двигатель

Реверсивная схема

Реверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитные пускатели
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, KM1, KM2 — магнитные пускатели, KK1 — тепловое реле, Mм — трехфазный асинхронный двигатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска «вперед», SB3 — кнопка пуска «назад» (реверс), HL1, HL2 — сигнальные лампы

Частотное управление асинхронным электродвигателем

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.

Функциональная схема частотно-регулируемого привода

    В зависимости от функционала частотные преобразователи реализуют следующие методы регулирования асинхронным электродвигателем:
  • скалярное управление;
  • векторное управление.

Скалярное управление является простым и дешевым в реализации, но имеет следующие недостатки — медленный отклик на изменение нагрузки и небольшой диапазон регулирования. Поэтому скалярное управление обычно используется в задачах, где нагрузка либо постоянна, либо изменяется по известному закону (например, управление вентиляторами).

Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.

Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом.

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.

    По способу получения информации о положении потокосцепления ротора электродвигателя выделяют:
  • полеориентированное управление по датчику;
  • полеориентированное управление без датчика: положение потокосцепления ротора вычисляется математически на основе той информации, которая имеется в частотном преобразователе (напряжение питания, напряжения и токи статора, сопротивление и индуктивность обмоток статора и ротора, количество пар полюсов двигателя).

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора

Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector