Схема управления двухскоростным двигателем
В различных станках, механизмах и технологических установках применяются электроприводы с двухскоростными асинхронными электродвигателями, у которых ступенчатое регулирование скорости достигается за счёт изменения числа пар полюсов путём изменения схемы включения специально выполненной статорной обмотки.
На рисунке приведена схема нереверсивного электропривода двухскоростным асинхронным двигателем. В схеме предусмотрено переключение статорной обмотки с треугольника на двойную звезду (Δ/YY). Такая схема применяется в электроприводах механизмов, если по технологии требуется регулирование скорости с постоянной мощностью на рабочем органе.
Направляющие команды в схему подаются трёхпозиционным командоконтроллером SM. В исходном положении, когда включены автоматы QF1 и QF2 и командоконтроллер находится в нулевом (левом) положении, срабатывает реле напряжения KV и своим контактом KV становится на самопитание.
При переключении командоконтроллера в первое положение (НС) получает питание катушка контактора КМ1(НС), контактор срабатывает, замыкает свой контакт 3-6 в цепи катушки тормозного контактора КМТ и подключает статорную обмотку, включённую в треугольник (Δ), к сети. В тоже время тормозной контактор КМТ срабатывает и подаёт питание на электромагнит тормоза, тормоз растормаживается (поднимаются колодки), и электродвигатель пускается на низкую скорость (число пар полюсов 2р).
При переключении командоконтроллера во второе положение (ВС) катушка контактора KMl(HC) отключает статорную обмотку от сети. Катушки контакторов КМ2(ВС) и КМ3(ВС) получают питание и контакторы срабатывают. Контактор КМ3(ВС), замыкая свои контакты, образует нулевую точку двойной звезды. Контактор КМ2(ВС) замыкает свой контакт 3-6 в цепи катушки тормозного контактора КМТ, контактор КМТ срабатывает или остаётся включённым. Одновременно контактор КМ2(ВС) подключает вершину двойной звезды статорной обмотки и двигатель пускается на высокую скорость (число пар полюсов р).
Схема включения двухскоростного асинхронного двигателя
Чтобы остановить электропривод необходимо переключить командоконтроллер в нулевое положение. В этом случае контакторы теряют питание, статорная обмотка отключается от сети и контакты КМТ оказываются разомкнутыми. Контактор КМТ снимает питание с катушки электромагнитного тормоза, и тормозные колодки накладываются на тормозной барабан. Электропривод останавливается под действием момента сопротивления Мс и момента Ммт механического тормоза.
Пособие для ремонтника
| 65. Трехфазные двухскоростные двигатели |
Трехфазные двигатели, позволяющие менять число оборотов, очень часто используются в воздушных охладителях для того, чтобы обеспечивать изменение расхода воздуха в соответствии с изменением его температуры: малая скорость (МС) при низкой температуре, например, зимой, и большая скорость (БС) при высокой температуре, например, летом (см. раздел 20.5).
Как правило, двухскоростными двигателями также оснащаются градирни (их работа подробно рассматривается в разделе 73). На рис. 65.1 показан вариант градирни, оборудованной двухскорост-ным двигателем (поз. 1) для привода центробежного вентилятора (поз. 2).
При выключенном вентиляторе и работающем компрессоре температура воды на входе в градирню (поз. 3) начинает повышаться. Термостат (поз. 4), установленный на выходе из градирни, обнаруживает подъем температуры и выдает команду на запуск двигателя с малой скоростью (МС). Если температура воды продолжает расти, термостат переводит двигатель на большую скорость (БС) и градирня работает с максимальной производительностью.
ДВИГАТЕЛЬ С ДВУМЯ РАЗДЕЛЬНЫМИ ОБМОТКАМИ
Это самый простой двигатель. Он представляет собой обычный двигатель, рассчитанный на одно значение напряжения трехфазного переменного тока и имеет клеммную коробку с 6 клеммами (поз. А на рис. 65.2). Схема подключения обмоток этого двигателя к клеммам показана в нижней части рис. 65.2.
Внутри такого двигателя имеются две абсолютно независимых обмотки, каждая из которых предназначена для реализации разного числа оборотов. Если питание подключено к клеммам Ш, IV и 1W двигатель вращается с малой скоростью МС (поз. В). Если питание подано на клеммы 2U, 2V и 2W, двигатель вращается с большой скоростью БС (поз. С).
ВНИМАНИЕ! Схема на рис. 65.2 очень похожа на схему двигателя с раздельным подключением обмоток PW (см. пункт 64.1). Чтобы избежать ошибок, внимательно ознакомьтесь с табличкой на корпусе двигателя и изучите схемы, в противном случае возможны непоправимые последствия.
Действительно, в отличие от двигателя PW, обмотки двухско-ростного двигателя, схема которого изображена на рис. 65.2, никогда не должны быть запитаны вместе, иначе двигатель мгновенно сгорит!
| 65.1. УПРАЖНЕНИЕ 1. Двигатель с раздельными обмотками |
Нарисуйте схему подключения обмоток и управления работой двухскоростного трехфазного двигателя, предназначенного для привода вентилятора градирни, зная, что переключение скоростей обеспечивается термостатом с двухступенчатой регулировкой температуры.
В помощь вам на рис. 65.3 приведено обозначение клемм, имеющееся внутри клеммной коробки.
Решение упражнения 1
Схема подключения обмоток представлена на рис. 65.4.
Двигатель может вращаться с МС (питание подано на клеммы 1U, 1V и 1W) или с БС (запита-ны клеммы 2U, 2V и 2W).
Треугольник вершиной вниз указывает на то, что между контакторами МС и БС существует механическая блокировка. Благодаря ей, как только один из контакторов замкнут, становится невозможным замкнуть другой контактор, даже если вы случайно нажали на него рукой.
Такой тип блокировки позволяет избежать ошибки, обусловленной человеческим фактором. Действительно, если замкнуть оба этих контактора одновременно, даже на несколько тысячных долей секунды, двигатель может мгновенно сгореть: напоминаем, что при нормальной температуре скорость электронов равна примерно 250000 км/с, то есть более чем 6 раз в секунду позволяет обернуться вокруг Земли!
Существует и другая опасность: представим себе, что двигатель вращается со скоростью 960 об/мин (МС) и в этот момент размыкается контактор МС и замыкается контактор БС, чтобы обеспечить вращение со скоростью 1450 об/мин, но в другом направлении! Момент сопротивления на валу двигателя в этом случае оказался бы невероятно большим, двигатель подвергся бы очень высоким механическим и электрическим нагрузкам и, в лучшем случае, сработало бы реле тепловой защиты. В худшем случае двигатель просто бы сгорел.
Поэтому абсолютно необходимо, чтобы при переключении с режима МС на режим БС двигатель продолжал вращаться в том же направлении. То есть порядок подключения фаз должен соблюдаться одинаковым. Иначе говоря, если фаза L1, например, подключена к клемме Ш для режима МС, то эта же фаза L1 должна быть подведена и к клемме 2U для режима БС
А кстати, прежде чем читать дальше, вы нарисовали схему управляющей цепи?
Принципиальная схема цепи управления представлена на рис. 65.5.
Если приборы контроля, управления и безопасности разрешают запуск двигателя, напряжение подается на контакт 2. Если реле тепловой защиты (контакты 2-3) и плавкий предохранитель (контакты 3-4 и 4-5) замкнуты, напряжение подается на контакт 5 регулятора температуры воды на выходе из градирни, который является общим для двух ступеней регулирования температуры.
Допустим, что температура воды низкая. Тогда оба контакта 5 разомкнуты и обмотки МС, БС и R не за-питаны. Когда температура воды начнет расти, контакты 5-6 замыкаются и через нормально замкнутые контакты 6-7 реле R подается питание на реле МС, обеспечивающее работу двигателя на режиме МС.
При этом размыкаются нормально замкнутые контакты 8-9 реле МС. Когда расход теплой воды в градирню увеличится и температура воды поднимется еще больше, регулятор температуры замкнет контакты 5-8. В результате будет подано напряжение на реле R, вследствие чего разомкнутся контакты 6-7, обесточится реле МС и замкнутся контакты 8-9 реле МС. Напряжение поступит на реле БС и двигатель перейдет на режим БС (заметим, что в этом случае момент сопротивления на валу двигателя будет очень небольшим, поскольку двигатель уже работал на режиме МС).
Далее, если температура воды упадет, реле-регулятор температуры разомкнет контакты 5-8 второй ступени. Вследствие этого будет снято напряжение с реле БС и реле R. Контакты 6-7 реле R замкнутся, будет подано напряжение на реле МС, после чего разомкнутся контакты 8-9 и двигатель вновь перейдет на режим МС.
В нашем примере двигатель на режиме БС вращался со скоростью 1450 об/мин и, как только разомкнутся контакты 8-9, он тут же переходит на режим МС, когда вращение осуществляется со скоростью 960 об/мин. Иначе говоря, происходит мгновенное замедление скорости вращения от значения 1450 об/мин до значения 960 об/мин. Усилие, необходимое при этом для того, чтобы затормозить двигатель, является причиной возникновения значительных механических нагрузок и, как следствие, заметного пика по току в цепи питания обмотки МС.
Этот недостаток можно устранить (см. рис. 65.6), установив вместо реле мгновенного срабатывания реле R с временной задержкой (такое реле часто называют реле замедленного действия).
В тот момент, когда по команде регулятора температуры размыкаются контакты 5-8 второй ступени, реле БС обесточивается, также как и обмотка реле R замедленного действия (рис. 65.6). Однако контакты 6-7 реле R остаются разомкнутыми в течение заданного времени задержки (в данном случае 3 секунды) после снятия с него напряжения. В течение этого времени у нас не подается напряжение ни на обмотку БС, ни на обмотку МС. Вращение двигателя замедляется, причем тем быстрее, чем больше момент сопротивления на вентиляторе.
Спустя 3 секунды контакты 6-7 реле R замыкаются.
К этому моменту вращение двигателя замедляется до скорости, близкой к 960 об/мин. На обмотку МС подается напряжение и двигатель продолжает вращаться со скоростью 960 об/мин не испытывая ни механических пиковых нагрузок, ни забросов по току.
Двухскоростные электродвигатели АИР, 4АМ, 4А
- Количеству фаз – однофазные (220 В), трехфазные (380 В, 660 В);
- Сфере применения – общепромышленные (АИР, 4А, 4АМ, 5А, 5АМ, АО, АДМ), крановые (МТКН, 4МТКН), взрывозащищенные;
- Исполнению корпуса – на лапах, фланцевые, комбинированные, с одним или двумя валами.
Каталог
В каталоге указаны технические характеристики асинхронных трехфазных двухскоростных электродвигателей АИР с короткозамкнутым ротором производства Белоруссии. Параметры 2-х скоростных двигателей иных производителей могут несущественно отличаться.
| Тип | Технические характеристики двухскоростных двигателей | Масса, кг | |||||||
| Р, кВт | Частота вращения, об/мин | КПД, % | cos f | Iп/Iн | Мп/Мн | Мmax/Мн | Мmin/Мн | ||
| АИР63А4/2 | 0,19 | 1380 | 55,0 | 0,66 | 3,5 | 1,6 | 1,8 | 1,0 | 5,1 |
| 0,265 | 2640 | 61,0 | 0,75 | 4,0 | 1,2 | 1,8 | 0,8 | ||
| АИР63В4/2 | 0,265 | 1350 | 57,0 | 0,68 | 3,5 | 1,6 | 2,0 | 1,0 | 6,0 |
| 0,37 | 2580 | 61,0 | 0,82 | 4,0 | 1,2 | 1,7 | 0,8 | ||
| АИР71А4/2 | 0,48 | 1360 | 69,0 | 0,76 | 4,5 | 1,5 | 1,9 | 1,4 | 8,6 |
| 0,62 | 2780 | 68,0 | 0,85 | 4,5 | 1,5 | 1,9 | 1,3 | ||
| АИР71В4/2 | 0,71 | 1360 | 69,0 | 0,84 | 4,5 | 1,75 | 1,9 | 1,5 | 9,4 |
| 0,85 | 2780 | 68,0 | 0,86 | 4,5 | 1,85 | 2,0 | 1,4 | ||
| АИР80А4/2 | 1,12 | 1410 | 74,0 | 0,78 | 5,0 | 1,9 | 2,2 | 1,6 | 13,0 |
| 1,50 | 2730 | 73,0 | 0,85 | 5,0 | 1,9 | 2,0 | 1,5 | ||
| АИР80В4/2 | 1,50 | 1380 | 75,0 | 0,75 | 5,0 | 2,0 | 2,0 | 1,6 | 15,0 |
| 2,00 | 2720 | 75,0 | 0,84 | 5,0 | 2,0 | 2,1 | 1,6 | ||
| АИР90L4/2 | 2,20 | 1430 | 79,0 | 0,83 | 6,0 | 1,9 | 2,4 | 1,6 | 19,7 |
| 2,65 | 2850 | 76,0 | 0,82 | 6,0 | 2,0 | 2,4 | 1,5 | ||
| АИР90L6/4 | 1,32 | 930 | 74,0 | 0,68 | 5,0 | 1,6 | 1,9 | 1,5 | 19,6 |
| 1,60 | 1430 | 74,0 | 0,85 | 5,5 | 1,6 | 2,1 | 1,2 | ||
| АИР90L8/4 | 0,80 | 710 | 62,0 | 0,60 | 3,0 | 1,7 | 2,0 | 1,6 | 19,0 |
| 1,32 | 1410 | 75,0 | 0,86 | 5,0 | 1,5 | 2,0 | 1,3 | ||
| АИР100S4/2 | 3,00 | 1430 | 82,0 | 0,84 | 5,5 | 2,1 | 2,4 | 1,6 | 24,2 |
| 3,75 | 2790 | 80,0 | 0,90 | 5,5 | 2,0 | 2,4 | 1,6 | ||
| АИР100L4/2 | 4,00 | 1400 | 82,0 | 0,88 | 5,5 | 1,9 | 2,1 | 1,6 | 29,2 |
| 4,75 | 2820 | 82,0 | 0,91 | 6,0 | 2,2 | 2,4 | 1,6 | ||
| АИР100S6/4 | 1,70 | 940 | 76,0 | 0,76 | 4,5 | 1,3 | 1,8 | 1,3 | 22,5 |
| 2,24 | 1400 | 80,0 | 0,86 | 5,5 | 1,3 | 1,9 | 1,2 | ||
| АИР100L6/4 | 2,12 | 950 | 77,0 | 0,73 | 4,5 | 1,4 | 2,0 | 1,3 | 27,1 |
| 3,15 | 1430 | 80,0 | 0,86 | 5,5 | 1,5 | 2,1 | 1,4 | ||
| АИР100S8/4 | 1,00 | 720 | 70,0 | 0,61 | 4,0 | 1,2 | 1,8 | 1,1 | 21,5 |
| 1,70 | 1430 | 79,0 | 0,87 | 5,0 | 1,1 | 1,8 | 1,0 | ||
| АИР100L8/4 | 1,40 | 720 | 72,0 | 0,60 | 4,0 | 1,6 | 2,0 | 1,5 | 26,2 |
| 2,36 | 1430 | 81,0 | 0,89 | 5,5 | 1,4 | 1,9 | 1,0 | ||
| АИР100S8/6 | 1,00 | 710 | 72,0 | 0,64 | 5,0 | 1,4 | 2,0 | 1,3 | 22,0 |
| 1,25 | 970 | 77,0 | 0,66 | 5,5 | 1,5 | 2,2 | 1,0 | ||
| АИР100L8/6 | 1,32 | 710 | 71,0 | 0,66 | 4,0 | 1,6 | 1,9 | 1,4 | 26,0 |
| 1,80 | 960 | 76,0 | 0,73 | 5,0 | 1,4 | 2,0 | 0,9 | ||
| АИР112M8/4 | 2,2 | 710 | 70,0 | 0,65 | 5,0 | 1,2 | 1,8 | 1,0 | 38,6 |
| 3,6 | 1420 | 77,0 | 0,88 | 6,0 | 1,2 | 1,6 | 1,0 | ||
| АИР160S4/2 | 11,0 | 1460 | 89,5 | 0,84 | 7,0 | 1,6 | 2,9 | 1,6 | 99,8 |
| 14,0 | 2790 | 85,5 | 0,90 | 7,0 | 1,6 | 2,9 | 1,0 | ||
| АИР160М4/2 | 14,0 | 1460 | 89,5 | 0,86 | 7,0 | 1,5 | 2,9 | 1,5 | 103,9 |
| 17,0 | 2930 | 86,5 | 0,91 | 7,0 | 1,6 | 2,9 | 1,0 | ||
| АИР160S6/4 | 7,5 | 980 | 86,5 | 0,78 | 6,5 | 1,8 | 2,8 | 1,7 | 88,9 |
| 8,5 | 1460 | 87,5 | 0,90 | 6,0 | 1,5 | 2,2 | 1,3 | ||
| АИР160М6/4 | 11,0 | 980 | 87,5 | 0,79 | 6.5 | 1,7 | 2,8 | 1,7 | 113,9 |
| 13,0 | 1460 | 88,0 | 0,91 | 6,0 | 1,4 | 2,1 | 1,4 | ||
| АИР160S8/4 | 6,0 | 730 | 81,0 | 0,69 | 5,5 | 1,8 | 2,0 | 1,0 | 86,9 |
| 9,0 | 1460 | 84,0 | 0,88 | 7,0 | 1,5 | 2,0 | 0,8 | ||
| АИР160М8/4 | 9,0 | 730 | 81,5 | 0,71 | 5,5 | 1,5 | 2,0 | 1,0 | 108,9 |
| 13,0 | 1460 | 84,0 | 0,89 | 7,0 | 1,5 | 2,0 | 0,8 | ||
Двухскоростные двигатели с хранения либо под заказ
| Двухскоростной электродвигатель | Мощность | Две скорости вращения | Двухскоростной электродвигатель | Мощность | Две скорости вращения |
| АИР132S4/2 | 6,0/7,1 | 1455/2900 | АИР200М6/4 | 20,0/22,0 | 1000/1500 |
| АИР132М4/2 | 8,5/9,5 | 1455/2925 | АИР200L6/4 | 24,0/27,0 | 1000/1500 |
| АИР132S6/4 | 5,0/5,5 | 965/1435 | АИР200М8/4 | 15,0/22,0 | 750/1500 |
| АИР132М6/4 | 6,7/7,5 | 970/1440 | АИР200L8/4 | 17,0/24,0 | 750/1500 |
| АИР132S8/4 | 3,6/5,0 | 715/1435 | АИР200М8/6 | 15,0/18,5 | 750/1000 |
| АИР132М8/6 | 4,5/5,5 | 720/970 | АИР200L8/6 | 18,5/23,0 | 750/1000 |
| АИР132М8/4 | 4,7/7,5 | 715/1440 | АИР200М12/6 | 8,0/15,0 | 500/1000 |
| АИР132S8/6 | 3,2/4,0 | 725/965 | АИР200L12/6 | 10,0/18,5 | 500/1000 |
| АИР160S8/6 | 7,5/8,5 | 750/1000 | АИР225М4/2 | 42,0/48,0 | 1500/3000 |
| АИР160M8/6 | 11,0/13,0 | 750/1000 | АИР225М8/4 | 23,0/34,0 | 750/1500 |
| АИР160S12/6 | 3,5/7,1 | 500/1000 | АИР225М12/6 | 14,0/25,0 | 500/1000 |
| АИР160M12/6 | 4,5/10,0 | 500/1000 | АИР225М8/6 | 22,0/30,0 | 750/1000 |
| АИР180S4/2 | 17,0/20,0 | 1500/3000 | АИР250S4/2 | 55,0/60,0 | 1500/3000 |
| АИР180М4/2 | 22,0/26,0 | 1500/3000 | АИР250М4/2 | 66,0/80,0 | 1500/3000 |
| АИР180М6/4 | 15,0/17,0 | 1000/1500 | АИР250S8/4 | 33,0/47,0 | 750/1500 |
| АИР180М8/4 | 13,0/18,5 | 750/1500 | АИР250М8/4 | 37,0/55,0 | 750/1500 |
| АИР180М8/6 | 11,0/15,0 | 750/1000 | АИР250S8/6 | 30,0/37,0 | 750/1000 |
| АИР180М12/6 | 7,0/13,0 | 500/1000 | АИР250М8/6 | 45,0/55,0 | 750/1000 |
| АИР180М12/4 | 3,7/11,0 | 500/1500 | АИР250S12/6 | 16,0/30,0 | 500/1000 |
| АИР200М4/2 | 27,0/35,0 | 1500/3000 | АИР250М12/6 | 18,5/36 | 500/1000 |
| АИР200L4/2 | 30,0/38,0 | 1500/3000 | 5АМ250М12/6 | 18,5/36 | 500/1000 |
Двухскоростные двигатели АИС | AIS стандарта DIN для замены импортных многоскоростных моторов
Для замены европейского двухскоростного электродвигателя на новый отечественный с более низкой ценой и сроками доставки — подберите модель по таблице и позвоните специалистам Систем качества. Также вам может быть полезен Каталог односкоростных двигателей АИС
| Маркировка | Мощность | Частота вращения | Маркировка | Мощность | Частота вращения |
| АИС71А4/2 | 0,19/0,265 | 1380/2640 | АИС100LA6/4 | 1,32/1,60 | 930/1420 |
| АИС71B4/2 | 0,265/0,37 | 1350/2580 | АИС100LA8/4 | 0,80/1,32 | 700/1400 |
| АИС80А4/2 | 0,48/0,62 | 1360/2780 | АИС112M4/2 | 4,00/4,75 | 1400/2820 |
| АИС80В4/2 | 0,71/0,85 | 1360/2780 | АИС112М6/4 | 2,12/3,15 | 940/1420 |
| АИС90S4/2 | 1,12/1,5 | 1410/2730 | АИС112М8/4 | 1,40/2,36 | 720/1420 |
| АИС90L4/2 | 1,50/2 | 1380/2730 | АИС112M8/6 | 1,32/1,8 | 710/950 |
| АИС90L8/4 | 0,18/0,37 | 710/1200 | АИС132M4/2 | 4,20/530 | 1450/2860 |
| АИС100LA4/2 | 2,20/2,65 | 1420/2850 | АИС132S8/4 | 2,20/3,60 | 710/1420 |
Устройство и конструкция
Конструктивно двухскоростные электродвигатели отличаются от стандартных, особой конструкцией статора, ротор – обычный короткозамкнутый. Наиболее распространённые типы конструкции двухобмоточных электродвигателей:
- с двумя зависимыми обмотками;
- с двумя независимыми обмотками.
Устройство двухскоростных электродвигателей с двумя зависимыми обмотками может отличаться исходя из соотношения числа полюсов – 1:2, 3:2, 4:3. При соотношении частоты вращения 1:2, используется одна полюснопереключаемая обмотка статора по схеме Даландера. При соотношениях 3:2, 4:3 – одна полюснопереключаемая обмотка по методу амплитудно-фазной модуляции.
При использовании зависимых обмоток 2-х скоростные электродвигатели производятся в стандартных габаритах, независимые – имеют незначительно большие размеры.
Стоит обратить внимание, двухскоростной электродвигатель АИР на каждой частоте вращения будет выдавать разную мощность. В тоже при использовании частотных преобразователей, мощность остается не изменой. Большинство общепромышленных приводов, согласно руководству по эксплуатации, не предусматривают работу с частотными преобразователями. Преобразователи частоты могут уменьшить паспортный ресурс в разы или вывести оборудование из строя
Схемы подключения
Схемы подключения асинхронных двухскоростных электродвигателей зависят от соотношения числа оборотов:
- 500/1000, 750/1500, 1500/3000 об/мин – треугольник-двойная звезда (Δ/YY)
- 500/750, 1000/1500, 750/1000 об/мин — тройная звезда — тройная звезда (YYY/YYY)
На чертежах показано устройство схемы обмотки двухобмоточных электродвигателей и принцип подключения двигателя на 2 скорости.
