Трехфазный двигатель механическая схема

Содержание
  1. Асинхронный двигатель — что это такое, как устроен и где используется?
  2. Определение и немного истории
  3. Принцип работы
  4. Конструкция
  5. Короткозамкнутый и фазный ротор
  6. Схема соединения обмоток статора
  7. Напряжение и схема подключения
  8. Заключение
  9. Как подключить 3 фазный двигатель – советы электрика
  10. Подключение электродвигателя на 380 вольт, схемы подключения
  11. Схемы подключения электродвигателя на 380 вольт
  12. Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник
  13. Схема подключения трехфазного электродвигателя к трехфазной сети
  14. Схемы подключения
  15. Схема звезда-треугольник
  16. Подключение электрического двигателя через магнитный пускатель
  17. Подключение трехфазного двигателя к сети
  18. Оптимальная схема
  19. Отличительные детали
  20. Как получить более длительный срок службы
  21. Как выглядит схема подключения трехфазного двигателя к сети 220 В
  22. Какая схема нужна для реверса трехфазного асинхронного двигателя
  23. Можно ли управлять двигателем из двух мест
  24. Схемы подключения электродвигателя к электропитанию
  25. Возможные схемы подключения обмоток электродвигателей
  26. Подключение электродвигателя по схеме треугольник
  27. Подключение электродвигателя к трёхфазной сети на 380 В
  28. Как подключить поплавковый выключатель к трёхфазному насосу
  29. Использование частотного преобразователя
  30. Как подключить трёхфазный электродвигатель на 380 Вольт
  31. Выбор схемы включения электродвигателя
  32. Схема подключения электродвигателя звезда треугольник
  33. Подключение схемы звезда-треугольник

Асинхронный двигатель — что это такое, как устроен и где используется?

Сегодня есть множество типов электрических двигателей: коллекторные двигатели постоянного тока и универсальные, двигатели переменного тока синхронные и асинхронные, бесщеточные двигатели постоянного тока и синхронные двигатели с постоянными магнитами, шаговые двигатели и сервоприводы и т.д. Но самым распространенным на производстве был, есть и будет – асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. В этой статье мы поговорим о том, что это такое и в чем заключаются его особенности.

Определение и немного истории

Автором асинхронного двигателя считают Михаила Осиповича Доливо-Добровольского, который в 1889 году получил патент на двигатель с ротором типа «Беличья клетка», а в 1890 году на двигатель с фазным ротором, которые без особых изменений в конструкции используются и сегодня. А первые исследования и наработки в этом направлении были проведены в 1888 Галилео Феррарисом и Николой Тесла независимо друг от друга.

Главным отличием разработки Доливо-Добровольского от разработок Теслы было использование трёхфазной, а не двухфазной конструкции статора. Демонстрация первых двигателей состоялась на Международной электротехнической выставке во Франкфурте на Майне в сентябре 1891 года. Там представили три трёхфазных асинхронных электродвигателя, самый мощный из которых был на 1.5 кВт. Конструкция этих машин оказалась настолько удачно, что не пережила весомых изменений до наших дней.

Определение асинхронной машины звучит следующим образом:

Асинхронной называется электрическая машина переменного тока, в которой частота вращения ротора не равна частоте вращения магнитного поля, создаваемого обмотками статора.

Принцип работы

В любом электродвигателе ротор приводится во вращение в результате взаимодействия магнитных полей ротора и статора и работы силы Ампера. Для создания магнитного поля используются либо постоянные магниты, либо электромагниты — обмотки статора и ротора. Одну из обмоток (ротора или статора) называют обмоткой возбуждения, вторую обмотку называют обмоткой якоря. Асинхронный двигатель отличается от других типов электромашин тем, что у него нет выраженной обмотки возбуждения, отсюда возникает вопрос «если нет обмотки возбуждения, то как создаётся магнитное поле?», если опустить некоторые особенности, то ответ на этот вопрос достаточно простой — асинхронный двигатель почти как трансформатор.

Напряжение от сети подключают к обмоткам статора. В них протекает электрический ток, в результате чего возникает магнитное поле статора. Так как сеть трёхфазная, фазы токов и напряжений каждой из фаз сдвинуты друг относительно друга на 120˚. Сила тока изменяется по синусоидальному закону и ток протекает то в одной, то в другой обмотке. Из-за этого магнитное поле получается вращающимся, что наглядно иллюстрирует ЭТО ВИДЕО

Магнитное поле статора индуцирует ЭДС в обмотках ротора (хоть короткозамкнутого, хоть фазного, о конструкции и видах мы поговорим дальше). Так как обмотки ротора закорочены или подключены к сопротивлениям — в них начинает протекать электрический ток, из-за которого возникает еще одно магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем статора, приводит во вращение ротор.

Скорость вращения поля статора называют «синхронной», а скорость вращения ротора «асинхронной», из-за такой особенности этот тип электромашин и получил своё название. Ротор всегда немного отстает от поля статора, разность этих скоростей называют «скольжением». Скорость вращения (оборотов в минуту) поля статора зависит от частоты тока в питающей сети и числа его полюсов, если проще — от количества катушек в обмотке, и вычисляется по формуле:

где f – частота напряжения питающей сети, р – число пар полюсов, 60 – секунд в минуте

Синхронная скорость двигателя с одной парой полюсов равна: 60*50/1=3000 оборотов в минуту. Но асинхронная скорость или скорость вращения ротора будет несколько ниже, как отмечалось ранее. Обычно она находится в районе 2700-2950 об/мин, а скольжение лежит в пределах 2-8% (зависит от типа электродвигателя, его мощности и нагрузки на валу). Скольжение измеряется в относительных величинах или в процентах, и рассчитывается по формуле:

где n1 — синхронная скорость вращения, n2 — скорость вращения ротора.

Конструкция

Конструкция асинхронного двигателя, пожалуй, самая простая среди его аналогов. Он состоит из ротора и статора. Зачастую на статоре расположена трёхфазная обмотка, исключение составляют двигатели, предназначенные для работы в однофазной сети с двухфазной обмоткой или с рабочей и пусковой обмоткой. Статор состоит из металлического корпуса и сердечника с обмотками (собственно их называют обмоткой статора).

Так как двигатель питается переменным током, возникает проблема, связанная с потерями на блуждающие токи (т.н. токи Фуко), для этого сердечник статора набирают из тонких пластин. Стальные пластины для предотвращения контакта друг с другом изолируются окалиной, скрепляются лаком. Ток, протекающий в обмотках статора, называют током статора.

Корпус статора закрывается с двух сторон подшипниковыми щитами, в них, соответственно, устанавливаются подшипники скольжения или качения, в зависимости от мощности и размеров машины. Подшипники закрываются крышками, это нужно для их смазки, обычно используют пластичную смазку, как литол, солидол и подобные.

Реже, в больших и мощных электрических машинах могут использоваться опорные подшипники скольжения с циркуляционной системой смазки (жидкостная смазка). В них маслонасос закачивает масло, в рабочем режиме ротор таких машин скользит по тонкой масляной плёнке, подобно тому, как это происходит во вкладышах на ДВС.

По конструкции корпуса и типу крепления различают двигатели на лампах или с фланцевым креплением, также бывают с комбинированным типом крепления — с лапами и фланцем.

В зависимости от типа двигателя вал из него может выходить как с одной, так и с обеих сторон. К нему присоединяется исполнительный механизм, для этого конец выполняется конической или цилиндрической формы или с проточкой для установки шпонки и соединения с исполнительным механизмом.

В большинстве электродвигателей используется принудительное воздушное охлаждения. Для этого на корпусе продольно располагаются рёбра, а на другом конце вала устанавливается крыльчатка вентилятора охлаждения. Во время работы двигателя она вращается и прогоняет воздух вдоль рёбер, забирая тепло от статора.

Короткозамкнутый и фазный ротор

Различают два типа асинхронных двигателей — с короткозамкнутым и с фазным ротором.

Короткозамкнутый ротор или ротор типа «Беличья клетка» представляет собой набор медных или алюминиевых стержней (2) соединенных (замкнутых) между собой кольцом (3). Стержни впаиваются или заливаются в сердечник (1). Беличьей клеткой его называют из-за внешней схожести, что вы и можете наблюдать в левой части следующей иллюстрации.

Фазный ротор отличается конструкцией, на нём расположена полноценная трёхфазная обмотка, зачастую её катушки соединены по схеме «звезды», то есть их концы соединяются в одной точке, а начала катушек соединяются с токопроводящими кольцами. С помощью щеточного узла образуется скользящий контакт с кольцами. Он, в свою очередь, состоит из щёток и щеткодержателей.

Фазный ротор используют для плавного пуска или регулировки момента на валу посредством изменения величины скольжения двигателя за счет изменения активного сопротивления обмотки ротора. Для этого к выводам щеток подсоединяется регулировочный реостат или набор мощных резисторов (для ступенчатой регулировки). Если сказать кратко, то в двигателе с фазным ротором на обмотку ротора не подают ток, как в синхронном двигателе, например, а, наоборот, к ним подключают сопротивления в качестве нагрузки.

Такие двигатели зачастую используются в грузоподъемных механизмах — кранах или лифтах. Двигатели с короткозамкнутым ротором используются везде: в вентиляции, в станках, и в грузоподъёмных механизмах, для привода насосов и задвижек и т.д.

Схема соединения обмоток статора

Так как в статоре односкоростного асинхронного двигателя расположено три обмотки, то для подключения к трёхфазной сети их необходимо как-то соединить. Как и в любой трёхфазной цепи различают две схемы соединения:

1. «Звезда». Концы обмоток соединяются вместе, напряжение подводится к их началам.

2. «Треугольник». Начало следующей обмотки соединяется с концом предыдущей.

Концы обмоток выводятся в клеммную коробку, которую еще называют «брно» или «борно» (мне не удалось найти правильного названия, а в словаре указаны оба варианта). В зависимости от типа и конструкции двигателя в «борно» может быть выведено 3 или 6 проводов. Если выведено 3 провода – то обмотки соединены «с завода» по определенной схеме, а если 6, то вы можете выбрать схему подключения исходя из напряжения питающей сети.

В зависимости от года производства и производителя электродвигателя могут применяться такие обозначения выводов обмоток, как приведены в таблице ниже.

Концы обмоток на клеммнике расположены таким образом, чтобы с помощью одного комплекта из трёх перемычек можно было соединить обмотки по нужной схеме. Для соединения по схеме звезды перемычки устанавливают в ряд на концы обмоток, а для треугольника – параллельно друг другу соединяя «верхние» и «нижние» клеммы. Для этого начала и концы обмоток смещены друг относительно друга, что вы увидите на следующей иллюстрации.

Напряжение и схема подключения

Как отмечалось выше, схему соединения обмоток выбирают исходя из доступного линейного напряжения в трёхфазной сети. Наиболее распространенное напряжение в РФ это 380/220. Допустим, что у нас есть двигатель, шильдик которого выглядит, как показано на фотографии:

Здесь мы видим обозначение «треугольник/звезда» и напряжения «220/380В» — это значит, что если линейное напряжение в сети 380 – использовать «звезду», как зачастую и делают. Но если линейное напряжение в трёхфазной сети равно 220В, то нужно подключать этот двигатель по схеме «треугольник» (такое встречается и сегодня на старых предприятиях или отдельных участках электросети с напряжениями 220/127 вольт).

Также на эти цифры обращают внимание, когда двигатель подключают к однофазной сети, хоть через фазосдвигающий конденсатор, хоть через частотный преобразователь с однофазным входом и трёхфазным выходом, всегда выбирают ту схему обмоток, которая рассчитана на подключение к сети 220В.

Порой попадаются и старые электродвигатели, в которых обмотки рассчитаны на номинальные напряжения 127/220 и они не предназначены для прямого включения в трёхфазную электросеть с линейным напряжением 380В. Их можно подключать только к однофазной сети через конденсатор или частотник, как было отмечено выше, но в этом случае обмотки уже нужно соединять «звездой».

На предприятиях часто используются мощные электродвигатели, в которых наоборот, схема «треугольник» рассчитана на питание напряжением 380В, а звезда 660В (тогда на шильдике указывается 380/660). Такие двигатели, зачастую, используются, чтобы снизить пусковые токи при пуске, посредством переключения обмоток со схемы «звезда» на схему «треугольник», так как это дешевле, чем использовать частотник или устройства плавного пуска в этих же целях.

Читайте также:  Стуки на горячем двигателе к4м

Обращайте внимание на то, что написано на шильдике. Неправильное подключение двигателя опасно его преждевременной смертью.

Заключение

Асинхронные двигатели нашли широчайшее применение практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Такая популярность обусловлена простотой конструкции и, как следствие, долгим сроком службы. В асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором обслуживания требуют только подшипники. При надлежащей эксплуатации в номинальных для конкретной серии режимах работы, а также соблюдении требований по климатическим условиям и условиям окружающей среды — эти двигатели служат десятилетиями.

Источник

Как подключить 3 фазный двигатель – советы электрика

Подключение электродвигателя на 380 вольт, схемы подключения

Различают несколько типов электродвигателей – трехфазные и однофазные. Главное отличие трехфазных электродвигателей от однофазных заключается в том, что они более производительные. Если у вас дома есть розетка на 380 В, то лучше всего купить оборудование с трехфазным электродвигателем.

Использование такого типа двигателя позволит вам сэкономить на электроэнергии и получить прирост мощности. Также вам не придется использовать различные устройства для запуска двигателя, так как благодаря напряжению в 380 В вращающее магнитное поле появляется сразу после подключения в электросеть.

Схемы подключения электродвигателя на 380 вольт

Если у вас нет сети на 380 В, то вы все равно сможете подключить трехфазный электродвигатель в стандартную электросеть на 220 В. Для этого вам понадобиться конденсаторы, которые нужно подключить по данной схеме. Но при подключении в обычную электросеть вы будете наблюдать потерю мощности. Об этом бы можете почитать здесь.

Электродвигатели на 380 В устроены таким образом, что в статоре у них есть три обмотки, которые соединяются по типу треугольника или звезды и уже к их вершинам осуществляется подключение трех различных фаз.

Нужно помнить, что, используя подключение по типу звезды, ваш электродвигатель не будет работать на полную мощность, но зато его запуск будет плавным. При использовании схемы треугольник вы получите прирост мощности по сравнению со звездой в полтора раза, но при таком подключении возрастает шанс повредить обмотку при запуске.

Перед использованием электродвигателя нужно в первую очередь ознакомиться с его характеристиками. Все необходимые сведения можно найти в техпаспорте и на шильдике двигателя.

Особое внимание следует обратить на трех фазные двигатели западноевропейского образца, так как они предназначены для работы от напряжения в 400 или 690 вольт.

Для того, чтобы подключить такой электродвигатель к отечественным сетям, необходимо использовать только подключение по типу треугольник.

Но в большинстве случаев при монтаже брезгуют этим правилом и подключают по типу звезда, и вследствие этого большинство электромоторов сгорают под нагрузкой. Что касается отечественных электродвигателей, рассчитанных на напряжение в 380 В, то их следует подключать звездой. Также бывает комбинированное подключение, для того чтобы получить максимум мощности, но это встречается крайне редко.

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Некоторые отечественные электродвигатели собираются по типу звезды, это легко определить по трем концам, которые выходят из статора. И чтобы начать работать нужно всего лишь присоединить к этим концам три фазы. Если вы хотите собрать звезду, то вам необходимы два конца, каждой обмотки или шесть выводов.

На схемах обычно концы обмотки нумеруются с лева на право. Поэтому к номерам 4,5 и 6 нужно подключать фазы A, B и С. Для того, чтобы запустить электродвигатель по схеме звезда, необходимо обмотки статора соединить в одной точке и к концам подключить три фазы от сети в 380 В.

Если вы хотите сделать схему треугольник, то вам необходимо соединить обмотки последовательно. Нужно соединить конец одной обмотки с началом следующей и затем к трем местам соединений нужно подключить три фазы электросети. Подключение схемы звезда-треугольник.

Благодаря этой схеме мы можем получить максимальную мощность, но у нас не будет возможности изменить направление вращения. Для того, чтобы схема заработала будут нужны три пускателя.

На первый (К1) с одной стороны подключается питание, а с другой подключаются концы обмоток. К К2 и к К3 подключаются их начала. С пускателя К2 начала обмоток присоединяются на другие фазы по типу соединения треугольник.

Когда К3 включается, то все три фазы закорачиваются и, в итоге, электродвигатель работает по схеме звезда.

Схема подключения трехфазного электродвигателя к трехфазной сети

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

Схемы подключения

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

Существует две схемы подключения:

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема звезда-треугольник

Такая схема подключения к трехфазной сети используется достаточно редко. Но она существует, поэтому есть смысл сказать о ней несколько слов.

Для чего она используется? Весь смысл такого соединения основан на позиции, что при пуске электродвигателя используется схема звезда, то есть плавный пуск, а для основной работы используется треугольник, то есть выжимается максимум мощности агрегата.

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

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

Подключение электрического двигателя через магнитный пускатель

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

Подключение трехфазного двигателя к сети

Электродвигатели — это весьма распространенный элемент электрических сетей. Поэтому подключение двигателя всегда сопровождается определенными вопросами.

Далее в статье мы ответим на такие распространенные вопросы относительно присоединения к сети асинхронного электродвигателя.

Оптимальная схема

Оптимальная схема подключения электродвигателя к сети 380 /220 В содержит минимум элементов и обеспечивает следующее:

  • удобно включать и выключать трехфазный электродвигатель 380 вольт (как и 220 вольт);
  • защищает электродвигатель 380 В (220 В) от основной перегрузки — токовой.

В силу этих причин для подключения двигателя применяется магнитный пускатель. Этот выбор обычно основан на определенных потребностях пользователя трехфазных электродвигателей. Поэтому в зависимости от выбранной модели пускателя его катушка может быть либо на 380 В, либо на 220 В.

Эта катушка подсоединяется через тепловое реле, которое обеспечивает контроль тока в статоре электромотора и отключает пускатель своими контактами.

Срабатывание реле теплозащиты от заданной величины тока, потребляемого электрическим мотором, останавливает его путем отключения от электросети.

С подсоединением двигателя к трехфазной сети при появлении короткого замыкания токи контролируются выключателем-автоматом. Удобство при запуске, а также при остановке обеспечивают соответствующие кнопки.

А дополнительное подсоединение — возможность блокировки пусковой кнопки ее присоединением через отдельный контакт в магнитном пускателе. С целью управления движком достаточно кратковременного нажатия на эти кнопки.

Одновременное воздействие на них не вызовет нежелательные последствия, поскольку катушка пускателя при этом отключается. Две схемы, показанные далее, отличаются лишь напряжением, которое питает катушку пускателя.

Катушка одной из них подключается к фазному напряжению (220 В), а в другой к линейному, т.е. 380 В. Упомянутые соединения работают в остальном совершенно одинаково. Сначала включается коммутатор-автомат. Он подает напряжение на электрическую цепь, содержащую соленоид пускателя.

Когда для соединения замыкают эту электрическую цепь кнопкой пуска с нормально разомкнутым контактом, пускатель срабатывает. Соответствующие контакты замкнут электрические цепи, питающие статор движка и обеспечивающие питание собственного соленоида. Кнопка пуска шунтируется.

Таким образом, выполняется подключение асинхронного двигателя к электросети.

Возможные дальнейшие события:

  • нажатие на кнопку «Стоп»,
  • короткое замыкание,
  • перегрузка двигателя

вызовет срабатывание соответствующего коммутатора и, как следствие, размыкание питания с подключенными клеммами катушки магнитного пускателя. А его можно включить только кнопкой «Пуск». Поэтому, что бы ни произошло, включения электродвигателя не будет до следующего запуска.

Соленоид пускателя запитан фазным напряжениемСоленоид пускателя запитан фазным напряжением

1 — автоматический коммутатор с тремя контактами (трехфазный, трехполюсный);

3 — главные контакты пускателя;

4 — соленоид пускателя;

5 — дополнительный контакт, встроенный в пускатель;

Кнопки: 6 — запуск, 7 — остановка.

Отличительные детали

То, что схема включения типа «звезда» существенно отличается от схемы «треугольник», очевидно. В этом можно убедиться, глядя на изображения, показанные ниже.

Читайте также:  На горячем двигателе горит лампа давления масла ваз 2112 16 клапанов

Схемы «звезда» (1) и «треугольник» (2)

Некоторым читателям может быть интересно, каково поведение движка при переключении его обмоток соответственно этим двум схемам. Все довольно просто объясняет устройство и подключение электродвигателя. Обмотки намотаны на сердечник. Он создает магнитное поле.

Чем мощнее это поле, тем больше получится сила на вале двигателя. А поле тем мощнее, чем выше напряжение, к которому подключена обмотка.

Поскольку линейное напряжение соответствует схеме «треугольник» 380 В, а фазное — схеме «звезда» 220 В, очевидно, что одна и та же обмотка двигателя создаст более мощное магнитное поле с подключением к напряжению 380 В.

По этой причине и получается разница мощности трехфазного асинхронного двигателя около полутора раз с переключением между этими схемами.

Но в этом варианте получается разница не только в полезной механической мощности на вале двигателя, но и в силе тока при его запуске. Однако для правильного подключения движка важно также знать точные данные о его конструкции.

Числа витков обмоток, подключенных к питающему напряжению, не должны при его величине и частоте вызывать насыщение сердечников статора.

В принципе, если имеется двигатель 380 В, а схема обмотки электродвигателя такова, что его фазные обмотки снабжены дополнительным выводом, соответствующим меньшему числу витков, который может быть использован для присоединения к 220 В, со схемой «звезда» будут получены параметры, аналогичные «треугольнику» с основными обмотками. В том числе и пусковое свойство тока.

Ввиду того, что конструкция движка в таком варианте усложняется, чаще применяется электродвигатель, подключение которого обеспечивается переключением между этими схемами. Перед подключением трехфазного двигателя к схеме «треугольник», его запуск делается со схемой соединения «звезда». Дополнительное реле времени через заданный интервал срабатывает и выполняет переход к «треугольнику» (см.

схемы, показанные ниже).

Схема переключения обмоток трехфазного асинхронного двигателяСхема соединения катушек электромагнитных коммутаторов

В показанных выше схемах U* и W* — выводы статора асинхронного трехфазного двигателя.

K1 — пускатель с возможностью управления по времени;

K2 и K3 — дополнительные пускатели.

Управляющее напряжение на клеммах N и L питает соленоид K3, который блокирует включение соленоида K2, но включает соленоид K1 и соединяет три вывода обмоток вместе.

Двигатель начинает вращение, будучи соединенным по схеме «звезда». K1 снабжен реле времени. По истечении заданного интервала оно срабатывает.

При этом K3 выключается, и K2, включаясь, замыкает контакты, переводя электродвигатель по схеме «звезда» в схему «треугольник».

Как получить более длительный срок службы

В асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором-болванкой есть только те элементы, которые изнашиваются с течением времени. Это можно легко заметить, проанализировав его конструкцию.

Если электрические и механические режимы соответствуют конструктивно заложенным нормам, асинхронный движок — это самый долгоживущий из всех электромоторов.

Поэтому применяя схемы, создающие оптимальные рабочие режимы или отключающие двигатель при неблагоприятных условиях работы, тем самым вы увеличиваете срок службы асинхронного двигателя, так же, как и любого другого электродвигателя.

Рассмотрим наиболее частые ситуации, в которых необходимо использование специальных защитных схем:

  • Замыкания между витками обмотки статора и его сердечником, замыкания перед статором как в коробке с клеммами, так и в соединительном кабеле. Если не применять меры при замыканиях, связанных с витками обмоток, можно получить в результате повреждения электрические цепи с токами такой силы, что обмоточные провода местами оплавятся и оборвутся. Придется перематывать статор.
  • Механическая перегрузка движка вызывает значительный его нагрев. Причины этому могут быть разные. Не только со стороны полезной нагрузки, но и со стороны подшипников, в которых трение благодаря тем или иным обстоятельствам стало весьма значительным. Аналогичным тепловым эффектом сопровождается отключение одной фазы в нагруженном двигателе. Токи в двух подключенных обмотках могут вдвое увеличиться (в сравнении с номинальным значением), что вызовет нагрев и их порчу. Нагрев ухудшает изоляционные свойства витков и проводов в клеммной коробке, затем происходит замыкание и быстрое лавинообразное нарастание событий разрушительного характера.

Для защиты двигателя применяются различные элементы, которые своевременно отключают его при заданной величине электрического тока. Эти элементы — плавкие предохранители и коммутаторы различной конструкции.

Они позволяют беспрепятственно разгонятся движкам, несмотря на пусковые токи, но немедленно отключают двигатели при замыканиях.

Схема с использованием таких коммутаторов, как автоматический выключатель и тепловое реле, уже описывалась в первом вопросе этой статьи. Она является самой простой и безотказной.

Однако в ней не рассматривалась возможность отключения движка при пропадании напряжения в одной из фаз. Для того чтобы реализовать такое отключение, в схему вводится дополнительное реле (2 на схеме далее).

Схема, обеспечивающая более длительный срок службы асинхронного трехфазного двигателя

2 — реле контроля напряжения фаз, а также принадлежащие ему контакты 3,

3 — пускатель и принадлежащие ему контакты 5 и 7.

Кнопки: 6 — запуска, 8 — остановки.

Как схема работает, уже было пояснено ранее в разделе «Оптимальная схема» Реле тепловой защиты здесь не показано, но его подключение при необходимости уже демонстрировалось выше.

Как выглядит схема подключения трехфазного двигателя к сети 220 В

Если надо сделать подключение трехфазного двигателя к сети 220 В, самый лучший и поэтому единственно правильный вариант — одну из его фазных обмоток присоединить к 220 В.

Только в этом случае все напряжение будет приложено ко всей обмотке, и в ее сердечнике магнитный поток получится для данной ситуации наибольшим. Остальные две обмотки должны вместе с первой создать пространственно перемещающийся максимум магнитного потока.

Это достигается включением конденсаторов. Их приходится соединять параллельно.

Емкость получается относительно большой, а конденсаторы применяются не менее, чем для 450 В номинального напряжения, металлобумажные или металлопленочные. Такие конденсаторы на большие емкости не делаются.

Чтобы не заниматься вычислениями необходимой емкости, можно выбрать конденсаторы (суммарную емкость) из соотношения 7 мкФ для каждых 100 Вт двигателя.

Схема управления двигателем путем увеличения пускового момента выглядит так:

Конденсаторная батарея содержит отключаемые пусковые конденсаторы и штатныеКонденсатор

Какая схема нужна для реверса трехфазного асинхронного двигателя

Это схемное решение путем коммутации изменяет последовательность обмоток. При этом на них смотрят с оси вращения вала. В результате этого вал трехфазного асинхронного движка вращается в противоположном направлении (схема показана ниже).

Схема для реверса трехфазного асинхронного двигателя

Схема весьма проста и не требует специальных пояснений

Можно ли управлять двигателем из двух мест

Управлять двигателем из двух мест можно, и схема, которая обеспечивает этот процесс, несложная. Для нее нужны спаренные кнопки «Пуск» и «Стоп», что и отражено на изображении ниже. В остальном ее элементы и соединения такие же, как и в схеме, которую можно назвать стандартной для трехфазного асинхронного движка.

Схема управления трехфазным асинхронным двигателем из двух мест

Трехфазные асинхронные двигатели — не единственные часто используемые движки. Но их схемы получаются наиболее сложными из-за трех статорных обмоток. В коллекторных движках аналогичные задачи решаются намного проще. Хотя бы потому, что они присоединяются к электросети только двумя клеммами. Но это уже совсем другая история…

Схемы подключения электродвигателя к электропитанию

Практически ежедневно мы сталкиваемся с одним и тем же вопросом от наших клиентов: «как подключить электродвигатель к сети питания?» Самый простой и надежный способ – обратиться к нормальному электрику и не экономить на этом, т.к. зачастую, пытаясь сэкономить, приглашают «дядю Васю», или других отзывчивых «специалистов», которые рядом, но на самом деле слабо понимают, что происходит.

В лучшем случае, эти «профи» звонят и спрашивают – правильно ли я подключаю. Тут ещё есть шанс не спалить двигатель. Сразу становится понятна квалификация «электрика», когда задают такие вопросы, от которых можно просто впасть в ступор (так как именно этому и учат электриков).

Например: – зачем шесть контактов в двигателе? – а почему контактов всего три? – что такое «звезда» и «треугольник»? – а почему, когда я подключаю трехфазный насос и ставлю поплавковый выключатель, который рвёт одну фазу, двигатель не останавливается? – а как измерить ток в обмотках? – что такое пускатель? и т.п.

Если ваш электрик задаёт такие вопросы, то нужно его отправить туда, откуда он пришёл. Иначе всё закончится сгоревшим электродвигателем, потерей денег, времени, дорогостоящим ремонтом. Давайте попробуем разобраться в схемах подключения электродвигателя к электропитанию. Для начала нужно понимать, что существуют несколько популярных типов сетей переменного тока: 1. Однофазная сеть 220 В, 2.

Трехфазная сеть 220 В (обычно используется на кораблях), 3. Трехфазная сеть 220В/380В, 4. Трехфазная сеть 380В/660В. Есть ещё на напряжение 6000В и некоторые другие редкие, но их рассматривать не будем.

В трёхфазной сети обычно есть 4 провода (3 фазы и ноль). Может быть ещё отдельный провод «земля». Но бывают и без нулевого провода. Как определить напряжение в вашей сети? Очень просто.

Для этого нужно измерить напряжение между фазами и между нулём и фазой.

В сетях 220/380 В напряжение между фазами (U1, U2 и U3) будет равно 380 В, а напряжение между нолём и фазой (U4, U5 и U6) будет равно 220 В.

В сетях 380/660В напряжение между любыми фазами (U1, U2 и U3) будет равно 660В, а напряжение между нулем и фазой (U4, U5 и U6) будет равно 380 В.

Возможные схемы подключения обмоток электродвигателей

Асинхронные электродвигатели имеют три обмотки, каждая из которых имеет начало и конец и соответствует своей фазе. Системы обозначения обмоток могут быть разными.

В современных электродвигателях принята система обозначения обмоток U, V и W, а их выводы обозначают цифрой 1 начало обмотки и цифрой 2 – её конец, то есть обмотка U имеет два вывода: U1 и U2, обмотка V – V1 и V2, а обмотка W – W1 и W2.

Однако до сих пор ещё в эксплуатации находятся старые асинхронные двигатели, сделанные во времена СССР и имеющие старую советскую систему маркировки. В них начала обмоток обозначаются C1, C2, C3, а концы – C4, C5, C6. Значит, первая обмотка имеет выводы C1 и C4, вторая – C2 и C5, а третья – C3 и C6.

Обмотки трёхфазных электродвигателей можно подключать по двум различным схемам: звездой (Y) или треугольником (Δ).

Название схемы подключения обусловлено тем, что при соединении обмоток по данной схеме (см. рисунок справа), визуально это напоминает трёхлучевую звезду.

Как видно из схемы подключения электродвигателя, все три обмотки своим одним концом соединены вместе. При таком подключении (сеть 220/380 В), к каждой обмотке отдельно подходит напряжение 220 В, а к двум обмоткам, соединённым последовательно, – напряжение 380 В.

Основным преимуществом подключения электродвигателя по схеме звезда являются небольшие пусковые токи, так как напряжение питания 380 В (межфазное) потребляют сразу 2 обмотки, в отличие от схемы «треугольник». Но при таком подключении мощность питаемого электродвигателя ограничена (главным образом из экономических соображений): обычно по звезде включают относительно слабые электродвигатели.

Подключение электродвигателя по схеме треугольник

Название этой схемы также идёт от графического изображения (см. правый рисунок):

Читайте также:  Почему чихает газель 405 двигатель на газу

Как видно из схемы подключения электродвигателя – «треугольник», обмотки подключаются последовательно друг к другу: конец первой обмотки соединяется с началом второй и так далее.

То есть к каждой обмотке будет приложено напряжение 380 В (при использовании сети 220/380 В). В этом случае по обмоткам течёт больший ток, по треугольнику обычно включают двигатели большей мощности, чем при соединении по звезде (от 7,5 кВт и выше).

Подключение электродвигателя к трёхфазной сети на 380 В

Последовательность действий такова:

1. Для начала выясняем, на какое напряжение рассчитана наша сеть.

2. Далее смотрим на табличку, которая есть на электродвигателе, она может выглядеть так (звезда Y /треугольник Δ):

Двигатель для однофазной сети 220В
(

Двигатель для трехфазной сети
220В/380В (220/380, Δ / Y)

Двигатель для трехфазной сети 380В
(

Двигатель для трехфазной сети
(380В / 660В (Δ / Y, 380В / 660В)

3. После идентификации параметров сети и параметров электрического подключения электродвигателя (звезда Y /треугольник Δ), переходим к физическому электрическому подключению электродвигателя.
4.

Чтобы включить трёхфазный электродвигатель, нужно одновременно подать напряжение на все 3 фазы. Достаточно частая причина выхода из строя электродвигателя – работа на двух фазах.

Это может произойти из-за неисправного пускателя, или при перекосе фаз (когда напряжение в одной из фаз сильно меньше, чем в двух других). Есть 2 способа подключения электродвигателя:

– использование автоматического выключателя или автомата защиты электродвигателя

Эти устройства при включении подают напряжение сразу на все 3 фазы.

Мы рекомендуем ставить именно автомат защиты электродвигателя серии MS, так как его можно настроить в точности на рабочий ток электродвигателя, и он будет чутко отслеживать его повышение в случае перегрузки. Это устройство в момент пуска даёт возможность некоторое время работать на повышенном (пусковом) токе, не отключая двигатель.

Обычный же автомат защиты требуется ставить с превышением номинального тока электродвигателя, с учётом пускового тока (в 2-3 раза выше номинала). Такой автомат может отключить двигатель только в случае КЗ или его заклинивания, что часто не обеспечивает нужной защиты.

– использование пускателяПускатель представляет собой электромеханический контактор, который замыкает каждую фазу с соответствующей обмоткой электродвигателя. Привод механизма контактора осуществляется с помощью электромагнита (соленоида).

Устройство электромагнитного пускателя: Магнитный пускатель устроен достаточно просто и состоит из следующих частей: (1) Катушка электромагнита (2) Пружина (3) Подвижная рама с контактами (4) для подключения питания сети (или обмоток) (5) Контакты неподвижные для подключения обмоток электродвигателя (сети питания).

При подаче питания на катушку, рама (3) с контактами (4) опускается и замыкает свои контакты на соответствующие неподвижные контакты (5).

Типовая схема подключения электродвигателя с использованием пускателя:При выборе пускателя следует обращать внимание на напряжение питания катушки магнитного пускателя и покупать его в соответствии с возможностью подключения к конкретной сети (например, если у вас есть только 3 провода и сеть на 380 В, то катушку нужно брать на 380 В, если у вас сеть 220/380 В, то катушка может быть и на 220 В).

5. Проконтролировать, в правильную ли сторону крутится вал.

Если требуется изменить направление вращения вала электродвигателя, то нужно просто поменять местами любые 2 фазы. Это особенно важно при запитывании центробежных электронасосов, имеющих строго определённое направление вращения рабочего колеса

Как подключить поплавковый выключатель к трёхфазному насосу

Из всего вышеописанного становится понятно, что для управления трёхфазным электродвигателем насоса в автоматическом режиме с использованием поплавкового выключателя НЕЛЬЗЯ просто разрывать одну фазу, как это делается с монофазными двигателями в однофазной сети.

Самый простой способ – использовать для автоматизации магнитный пускатель. В этом случае достаточно поплавковый выключатель встроить последовательно в цепь питания катушки пускателя.

При замыкании цепи поплавком будет замыкаться цепь катушки пускателя, и включаться электродвигатель, при размыкании – будет отключаться питание электродвигателя.

Обычно для подключения к однофазной сети 220В используются специальные двигатели, предназначенные для подключения именно к такой сети, и вопросов с их питанием не возникает, т.к.

для этого просто требуется вставить вилку (большинство бытовых насосов оснащены стандартной вилкой Шуко) в розетку Иногда требуется подключение трехфазного электродвигателя к сети 220 В (если, например, нет возможности провести трехфазную сеть).

Максимально возможная мощность электродвигателя, который можно включить в однофазную сеть 220 В, составляет 2,2 кВт. Самый простой способ – подключить электродвигатель через частотный преобразователь, рассчитанный на питание от сети 220 В. Следует помнить, что частотный преобразователь на 220 В, выдает на выходе 3 фазы по 220 В.

То есть подключить к нему можно только электродвигатель, который имеет напряжение питания на 220 В трёхфазной сети (обычно это двигатели с шестью контактами в распаячной коробке, обмотки которых можно подключить как по звезде, так и по треугольнику). В данном случае требуется подключение обмоток по треугольнику.

Возможно ещё более простое подключение трехфазного электродвигателя в сеть 220 В с использованием конденсатора, но такое подключение приведёт к потере мощности электродвигателя приблизительно на 30%. Третья обмотка запитывается через конденсатор от любой другой.

Данный тип подключения мы рассматривать не будем, так как нормально с насосами такой способ не работает (либо при старте двигатель не запускается, либо электродвигатель перегревается из-за снижения мощности).

Использование частотного преобразователя

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

Это позволяет не только экономить электроэнергию (например, при использовании частотного регулирования насосов для подачи воды), но и управлять подачей насосов объёмного типа, превращая их в дозировочные (любые насосы объёмного принципа действия).

Но очень часто при использовании частотных преобразователей не обращают внимания на некоторые нюансы их применения: – регулировка частоты, без доработки электродвигателя, возможна в пределах регулировки частоты +/- 30% от рабочей (50 Гц), – при увеличении частоты вращения более 65 Гц требуется замена подшипников на усиленные (сейчас с помощью ЧП возможно поднять частоту тока до 400 Гц, обычные подшипники просто разваливаются на таких скоростях), – при уменьшении частоты вращения встроенный вентилятор электродвигателя начинает работать неэффективно, что приводит к перегреву обмоток. Из-за того, что не обращают внимания при проектировании установок на такие «мелочи», очень часто электродвигатели выходят из строя. Для работы на низкой частоте ОБЯЗАТЕЛЬНО требуется установка дополнительного вентилятора принудительного охлаждения электродвигателя. Вместо крышки вентилятора устанавливается вентилятор принудительного охлаждения (см. фото). В этом случае, даже при снижении оборотов вала основного двигателя, дополнительный вентилятор обеспечит надёжное охлаждение электродвигателя. Мы имеем большой опыт модернизации электродвигателей для работы на низкой частоте. На фото можно видеть винтовые насосы с дополнительными вентиляторами на электродвигателях. Данные насосы используются в качестве дозирующих насосов на пищевом производстве.

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

Технический директор ООО “Насосы Ампика”

Как подключить трёхфазный электродвигатель на 380 Вольт

Трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 вольт.

Если у Вас в доме или гараже есть ввод на 380 Вольт, тогда обязательно покупайте компрессор или станок с трехфазным электродвигателем. Это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств.

Для пуска мотора не понадобятся различные пусковые устройства и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к электросети 380 Вольт.

Выбор схемы включения электродвигателя

Схемы подключения 3-х фазных двигателей при помощи магнитных пускателей Я подробно описывал в прошлых статьях: «Схема подключения электромоторов с тепловым реле» и «Схема реверсивного пуска«.

Подключить трех фазный двигатель возможно и в сеть 220 Вольт с использованием конденсаторов по этой схеме. Но будет значительное падение мощности и эффективности его работы.

В статоре асинхронного двигателя на 380 В расположены три отдельные обмотки, которые соединяются между собой в треугольник или звезду и к трем лучам или вершинам подключаются 3 разноименные фазы.

Вы должны учитывать, что при подключении звездой пуск будет плавным, но для того что бы достичь полной мощности необходимо подключить мотор треугольником. При этом мощность возрастет в 1.5 раза, но ток при запуске мощных или средних моторов будет очень высоким, и да же может повредить изоляцию обмоток.

Перед подключением электродвигателя ознакомьтесь с его характеристиками в паспорте и на шильдике.

Особенно это важно при подключении 3 фазных электродвигателей западно-европейского производства, которые рассчитаны на работу от сети напряжением 400/690. Пример такого шильдика на картинке снизу.

Такие моторы подключаются только по схеме «треугольник» к нашей электросети. Но многие монтажники подключают их аналогично отечественным в «звезду» и электромоторы при этом сгорают, особенно быстро под нагрузкой.

На практике все электродвигатели отечественного производства на 380 Вольт подключаются звездой. Пример на картинке. В очень редких случаях на производстве для того что бы, выжать всю мощность используется комбинированная схема включения звезда-треугольник. Об этом подробно узнаете в самом конце статьи.

Схема подключения электродвигателя звезда треугольник

В некоторых наших электромоторах выходит всего 3 конца из статора с обмотками- это означает, что уже внутри двигателя собрана звезда. Вам только остается подключить к ним 3 фазы. А для того, что бы собрать звезду необходимы оба конца, каждой обмотки или 6 выводов.

Нумерация концов обмоток на схемах идет слева направо. К номерам 4, 5 и 6 подключаются 3 фазы А-В-С от электросети.

При соединении звездой трёхфазного электродвигателя начала его обмоток статора соединяются вместе в одной точке, а к концам обмоток подключаются 3 фазы электропитания на 380 Вольт.

При соединении треугольником статорные обмотки между собой соединяются последовательно. Практически, необходимо соединить конец одной обмотки с началом следующей. К трем точкам соединения их между собой подключаются 3 фазы питания.

Подключение схемы звезда-треугольник

Для подключения мотора по довольно редкой схеме звезды при запуске, с последующим переводом для работы в рабочем режиме в схему треугольника. Так Мы сможем выжать максимум мощности, но получается довольно сложная схема без возможности реверсирования или изменения направления вращения.

Для работы схемы необходимы 3 пускателя. На первый К1 подключено электропитание с одной стороны, а с другой — концы обмоток статора. Их же начала подключены к К2 и К3. С пускателя К2 начала обмоток подключаются соответственно на другие фазы по схеме треугольник. При включении К3 все 3 фазы закорачиваются между собой и получается схема работы звездой.

Внимание, одновременно не должны включаться магнитные пускатели К2 и К3, а то произойдет произойдет аварийное отключение автомата защиты из-за возникновения межфазного короткого замыкания. Поэтому и делается электрическая блокировка между ними- при включении одного из них размыкается блок контактами цепь управления другого.

Схема работает следующим образом. При включении пускателя К1 реле времени включает К3 и двигатель запускается по схеме звезда. По истечении заданного промежутка, достаточного для полного запуска двигателя реле времени отключает пускатель К3 и включает К2. Мотор переходит на работу обмоток по схеме треугольник.

Отключение происходит пускателем К1. При повторном запуске все снова повторяется.

Источник