Připojení třífázového motoru k třífázové síti. Třífázový motor - do jednofázové sítě 3fázový motor 220 voltů

Schémata zapojení třífázového motoru - motory navržené pro provoz z třífázové sítě mají mnohem vyšší výkon než jednofázové motory na 220 voltů. Pokud jsou tedy v pracovně tři fáze střídavého proudu, musí být zařízení instalováno s ohledem na připojení ke třem fázím. Výsledkem je, že třífázový motor připojený k síti poskytuje úsporu energie a stabilní provoz zařízení. Pro spuštění není třeba připojovat další prvky. Jedinou podmínkou dobrého fungování zařízení je bezchybné zapojení a instalace obvodu, při dodržení pravidel.

Schémata zapojení třífázového motoru

Z mnoha obvodů vytvořených specialisty se pro instalaci asynchronního motoru prakticky používají dva způsoby.

• Hvězdný diagram.
• Trojúhelníkový diagram.

Názvy obvodů jsou uvedeny podle způsobu připojení vinutí k napájecí síti. Chcete-li na elektromotoru určit, ke kterému obvodu je připojen, musíte se podívat na specifikované údaje na kovové desce, která je instalována na krytu motoru.

I na starých vzorcích motorů lze určit způsob připojení statorových vinutí a také síťové napětí. Tato informace bude správná, pokud byl motor již v provozu a nevyskytly se žádné provozní problémy. Někdy je ale potřeba provést elektrická měření.

Schémata zapojení do hvězdy pro třífázový motor umožňují hladký start motoru, ale výkon je o 30 % nižší než jmenovitá hodnota. Proto z hlediska výkonu zůstává vítězem trojúhelníkový obvod. Existuje funkce týkající se aktuálního zatížení. Proud se prudce zvyšuje při spouštění, což negativně ovlivňuje vinutí statoru. Vznikající teplo se zvyšuje, což má škodlivý vliv na izolaci vinutí. To vede k selhání izolace a poškození elektromotoru.

Mnoho evropských zařízení dodávaných na domácí trh je vybaveno evropskými elektromotory pracujícími s napětím od 400 do 690 V. Takové 3fázové motory musí být instalovány v domácí síti 380 V pouze s použitím trojúhelníkového vzoru vinutí statoru. Jinak motory okamžitě selžou. Ruské motory pro tři fáze jsou zapojeny do hvězdy. Občas je instalován trojúhelníkový obvod pro získání největšího výkonu z motoru, který se používá ve speciálních typech průmyslových zařízení.

Výrobci dnes umožňují zapojit třífázové elektromotory podle libovolného obvodu. Pokud jsou v montážní krabici tři konce, pak byl vyroben tovární hvězdicový obvod. A pokud existuje šest svorek, pak lze motor připojit podle libovolného obvodu. Při montáži do hvězdy je třeba spojit tři svorky vinutí do jedné jednotky. Zbývající tři svorky jsou napájeny fázovým napájením s napětím 380 voltů. V trojúhelníkovém obvodu jsou konce vinutí zapojeny do série, aby se navzájem. Fázový výkon je připojen k uzlovým bodům konců vinutí.

Kontrola schématu zapojení motoru

Představme si nejhorší scénář pro připojení vinutí, kdy svorky vodičů nejsou z výroby označeny, sestavení obvodu se provádí uvnitř krytu motoru a je vyveden jeden kabel. V tomto případě je nutné demontovat elektromotor, odstranit kryty, demontovat vnitřní část a poradit si s vodiči.

Metoda stanovení fáze statoru

Po odpojení koncovek vodičů změřte odpor pomocí multimetru. Jedna sonda je připojena k libovolnému vodiči, druhá je postupně přivedena ke všem vodičovým svorkám, dokud není nalezena svorka patřící k vinutí prvního vodiče. Udělejte totéž pro ostatní terminály. Je třeba si uvědomit, že označení vodičů jakýmkoli způsobem je povinné.

Pokud není k dispozici multimetr nebo jiné zařízení, použijte domácí sondy vyrobené z žárovky, vodičů a baterií.

Polarita vinutí

Chcete-li najít a určit polaritu vinutí, musíte použít některé techniky:

• Připojte pulzní stejnosměrný proud.
• Připojte zdroj střídavého proudu.

Obě metody fungují na principu přivedení napětí na jednu cívku a jeho transformace podél magnetického obvodu jádra.

Jak zkontrolovat polaritu vinutí pomocí baterie a testeru

Na kontakty jednoho vinutí je připojen voltmetr se zvýšenou citlivostí, který může reagovat na impuls. Napětí je rychle připojeno k druhé cívce pomocí jednoho pólu. V okamžiku připojení se sleduje výchylka ručičky voltmetru. Pokud se šipka posune do kladné polohy, pak se polarita shoduje s druhým vinutím. Když se kontakt otevře, šipka přejde do mínusu. Pro 3. vinutí se experiment opakuje.

Změnou svorek na jiné vinutí při zapnutí baterie se určí, jak správně jsou označeny konce statorových vinutí.

AC test

Libovolná dvě vinutí jsou připojena paralelně svými konci k multimetru. Napětí je zapnuto do třetího vinutí. Podívají se na to, co ukazuje voltmetr: pokud se polarita obou vinutí shoduje, pak voltmetr ukáže hodnotu napětí, pokud jsou polarity odlišné, pak ukáže nulu.

Polarita 3. fáze se určí přepnutím voltmetru, změnou polohy transformátoru na jiné vinutí. Dále se provádějí kontrolní měření.

Hvězdný diagram

Tento typ obvodu připojení třífázového motoru je vytvořen spojením vinutí v různých obvodech, spojených nulovým a společným fázovým bodem.

Takový obvod vzniká po kontrole polarity statorových vinutí v elektromotoru. Jednofázové napětí 220V je přiváděno přes stroj na začátek 2 vinutí. Kondenzátory jsou vloženy do mezery do jednoho: pracovní a spouštěcí. Nulový napájecí vodič je připojen ke třetímu konci hvězdy.

Hodnota kapacity kondenzátorů (pracovních) je určena empirickým vzorcem:

C = (2800 I) / U

Pro startovací okruh je kapacita zvýšena 3x. Při chodu motoru pod zátěží je nutné měřením řídit velikost proudů vinutí a upravovat kapacitu kondenzátorů podle průměrného zatížení pohonu mechanismu. V opačném případě se zařízení přehřeje a dojde k porušení izolace.

Nejlepší je připojit motor k provozu přes přepínač PNVS, jak je znázorněno na obrázku.

Ten již obsahuje dvojici uzavíracích kontaktů, které společně napájí 2 obvody pomocí tlačítka „Start“. Po uvolnění tlačítka se obvod přeruší. Tento kontakt se používá ke spuštění obvodu. Úplné vypnutí napájení se provede kliknutím na „Stop“.

Trojúhelníkový diagram

Schéma zapojení třífázového motoru s trojúhelníkem je opakováním předchozí verze při spouštění, liší se však způsobem připojení statorových vinutí.

Proudy, které v nich procházejí, jsou větší než hodnoty hvězdicového obvodu. Provozní kapacity kondenzátorů vyžadují zvýšené jmenovité kapacity. Vypočítávají se pomocí vzorce:

C = (4800 I) / U

Správná volba kapacit se vypočítá i poměrem proudů v cívkách statoru měřením se zátěží.

Motor s magnetickým startérem

Třífázový elektromotor pracuje přes podobný obvod s jističem. Tento obvod má navíc blok pro zapnutí a vypnutí s tlačítky Start a Stop.

Jedna fáze, normálně zavřená, připojená k motoru, je připojena k tlačítku Start. Po jeho stisknutí se kontakty sepnou a do elektromotoru protéká proud. Je třeba počítat s tím, že po uvolnění tlačítka Start se rozpojí svorky a vypne se napájení. Aby k této situaci nedošlo, je magnetický startér navíc vybaven pomocnými kontakty, které se nazývají samodržné. Blokují řetěz a brání jeho přetržení při uvolnění tlačítka Start. Napájení můžete vypnout pomocí tlačítka Stop.

Díky tomu lze 3fázový elektromotor připojit k síti třífázového napětí pomocí zcela odlišných metod, které se volí podle modelu a typu zařízení a provozních podmínek.

Připojení motoru ke stroji

Obecná verze tohoto schématu zapojení vypadá na obrázku:

Zde je znázorněn jistič, který vypne napájení elektromotoru v případě nadměrné proudové zátěže a zkratu. Jistič je jednoduchý 3pólový jistič s tepelnou automatickou zátěžovou charakteristikou.

Pro přibližný výpočet a posouzení požadovaného proudu tepelné ochrany je nutné zdvojnásobit jmenovitý výkon motoru určeného pro provoz ze tří fází. Jmenovitý výkon je uveden na kovovém štítku na krytu motoru.

Taková schémata připojení pro třífázový motor mohou dobře fungovat, pokud neexistují žádné jiné možnosti připojení. Délku prací nelze předvídat. Totéž platí, pokud zkroutíte hliníkový drát s měděným. Nikdy nevíte, jak dlouho bude trvat, než zkroucení vyhoří.

Při použití schématu zapojení pro třífázový motor je třeba pečlivě zvolit proud pro stroj, který by měl být o 20 % větší než provozní proud motoru. Vlastnosti tepelné ochrany volte s rezervou, aby při spouštění nefungovalo blokování.

Pokud je například motor 1,5 kilowattu, maximální proud je 3 ampéry, pak stroj potřebuje alespoň 4 ampéry. Výhodou tohoto schématu připojení motoru je nízká cena, jednoduchá konstrukce a údržba.

Pokud je elektromotor v jednom čísle a pracuje na celou směnu, pak jsou zde následující nevýhody:

• Není možné nastavit tepelný proud jističe. Pro ochranu elektromotoru je ochranný vypínací proud stroje nastaven o 20 % vyšší, než je provozní proud jmenovitého výkonu motoru. Proud elektromotoru je třeba po určité době změřit kleštěmi a upravit proud tepelné ochrany. Ale jednoduchý jistič nemá schopnost upravit proud.
• Elektromotor nelze vypnout a zapnout na dálku.

Snad nejběžnějším a nejjednodušším způsobem připojení třífázového elektromotoru k jednofázové síti při absenci napájecího napětí ~ 380 V je metoda využívající kondenzátor s fázovým posunem, přes který se třetí vinutí el. motor je napájen. Před připojením třífázového elektromotoru k jednofázové síti se ujistěte, že jeho vinutí jsou zapojena do trojúhelníku (viz obrázek níže, možnost 2), protože toto zapojení způsobí minimální ztráty výkonu 3fázového motoru, když se je připojen k síti ~ 220 V.

Výkon vyvinutý třífázovým elektromotorem připojeným k jednofázové síti s takovým schématem zapojení vinutí může být až 75 % jeho jmenovitého výkonu. V tomto případě se rychlost otáčení motoru prakticky neliší od jeho frekvence při provozu v třífázovém režimu.

Na obrázku jsou svorkovnice elektromotorů a odpovídající schémata zapojení vinutí. Konstrukce svorkovnice elektromotoru se však může lišit od níže uvedeného - namísto svorkovnic může skříň obsahovat dva oddělené svazky vodičů (v každém tři).

Tyto svazky vodičů představují "začátky" a "konce" vinutí motoru. Je třeba je „zakroužkovat“, aby se vinutí od sebe oddělila a spojila podle vzoru „trojúhelníku“, který potřebujeme – v sérii, kdy je konec jednoho vinutí spojen se začátkem druhého atd. (C1 -C6, C2-C4, C3-C5).

Při zapojení třífázového elektromotoru do jednofázové sítě je do trojúhelníkového obvodu přidán rozběhový kondenzátor Cp, který se krátkodobě používá (pouze pro rozběh) a pracovní kondenzátor Cp.

Jako tlačítko SB pro spuštění el. Pro motor s nízkým výkonem (do 1,5 kW) můžete použít obvyklé tlačítko „START“, používané v řídicích obvodech magnetických startérů.

U motorů vyššího výkonu se vyplatí vyměnit za výkonnější spínací zařízení - například automat. Jedinou nepříjemností v tomto případě bude nutnost ručního vypnutí kondenzátoru Sp automaticky poté, co elektromotor nabere otáčky.

Obvod tedy implementuje možnost dvoustupňového řízení elektromotoru, což snižuje celkovou kapacitu kondenzátorů, když motor „zrychluje“.

Pokud je výkon motoru malý (do 1 kW), pak bude možné jej nastartovat bez startovacího kondenzátoru a v okruhu zůstane pouze provozní kondenzátor Cp.

• C slave = 2800. I / U, µF - pro motory připojené k jednofázové síti s vinutími zapojenými do hvězdy.

Toto je nejpřesnější metoda, vyžaduje však měření proudu v obvodu motoru. Při znalosti jmenovitého výkonu motoru je lepší použít následující vzorec pro určení kapacity pracovního kondenzátoru:

C slave = 66·Р nom, μF, kde Р nom je jmenovitý výkon motoru.

Pro zjednodušení vzorce můžeme říci, že pro provoz třífázového elektromotoru v jednofázové síti by kapacita kondenzátoru na každých 0,1 kW jeho výkonu měla být asi 7 μF.

Takže pro 1,1 kW motor by měla být kapacita kondenzátoru 77 μF. Takovou kapacitu lze získat několika paralelně zapojenými kondenzátory (celková kapacita v tomto případě bude rovna součtu) pomocí následujících typů: MBGCh, BGT, KGB s provozním napětím převyšujícím síťové napětí o 1,5 časy.

Výpočtem kapacity pracovního kondenzátoru můžete určit kapacitu spouštěcího kondenzátoru - měla by překročit kapacitu pracovního kondenzátoru 2-3krát. Rozběhové kondenzátory by měly být stejného typu jako pracovní, v extrémních případech a za podmínky velmi krátkodobého rozběhu lze použít elektrolytické - typy K50-3, KE-2, EGC-M , určený pro napětí minimálně 450 V.

Jak připojit třífázový motor k jednofázové síti.

připojení motoru 380 až 220 V

správný výběr kondenzátorů pro elektromotor

1.1. Výběr třífázového motoru pro připojení k jednofázové síti.

Mezi různými způsoby spouštění třífázových elektromotorů v jednofázové síti je nejjednodušší založen na připojení třetího vinutí přes kondenzátor s fázovým posunem. Užitečný výkon vyvinutý motorem je v tomto případě 50...60 % jeho výkonu v třífázovém provozu. Ne všechny třífázové elektromotory však fungují dobře, když jsou připojeny k jednofázové síti. Mezi takové elektromotory můžeme vyzdvihnout například motory s dvojitým rotorem nakrátko řady MA. V tomto ohledu by při výběru třífázových elektromotorů pro provoz v jednofázové síti měly být upřednostněny motory řady A, AO, AO2, APN, UAD atd.

Pro normální provoz kondenzátorového startovacího elektromotoru je nutné, aby se kapacita použitého kondenzátoru měnila v závislosti na otáčkách. V praxi je tato podmínka dosti obtížně splnitelná, proto se používá dvoustupňové řízení motoru. Při spouštění motoru se zapojí dva kondenzátory a po zrychlení se jeden kondenzátor odpojí a zůstane pouze pracovní.

1.2. Výpočet parametrů a prvků elektromotoru.

Pokud je například na datovém listu elektromotoru uvedeno jeho napájecí napětí 220/380, pak je motor připojen k jednofázové síti podle schématu na obr. 1

Po zapnutí dávkového spínače P1 se kontakty P1.1 a P1.2 sepnou, poté musíte okamžitě stisknout tlačítko „Zrychlení“. Po nabrání rychlosti se tlačítko uvolní. Reverzace elektromotoru se provádí přepínáním fáze na jeho vinutí páčkovým spínačem SA1.

Kapacita pracovního kondenzátoru Cp v případě připojení vinutí motoru do „trojúhelníku“ je určena vzorcem:

A v případě připojení vinutí motoru do „hvězdy“ je určeno vzorcem:

Proud spotřebovaný elektromotorem ve výše uvedených vzorcích se známým výkonem elektromotoru lze vypočítat z následujícího výrazu:

Kapacita startovacího kondenzátoru Sp je volena 2..2,5 krát větší než kapacita pracovního kondenzátoru. Tyto kondenzátory musí být dimenzovány na napětí 1,5 násobku síťového napětí. Pro síť 220 V je lepší použít kondenzátory jako MBGO, MBPG, MBGCh s provozním napětím 500 V a vyšším. Po krátkodobém zapnutí lze jako spouštěcí kondenzátory použít elektrolytické kondenzátory typu K50-3, EGC-M, KE-2 s provozním napětím minimálně 450 V. Pro větší spolehlivost jsou elektrolytické kondenzátory zapojeny do série , spojující jejich záporné póly k sobě a jsou bočníkové diody (obr. 2)

Celková kapacita připojených kondenzátorů bude (C1+C2)/2.

V praxi se hodnoty kapacity pracovních a startovacích kondenzátorů volí v závislosti na výkonu motoru podle tabulky. 1

Tabulka 1. Hodnota kapacit pracovních a rozběhových kondenzátorů třífázového elektromotoru v závislosti na jeho výkonu při připojení k síti 220 V.

Je třeba poznamenat, že u elektromotoru s kondenzátorem spouštěným v režimu naprázdno protéká vinutím napájeným kondenzátorem proud o 20...30 % vyšší než jmenovitý. V tomto ohledu, pokud je motor často používán v režimu nízké zátěže nebo volnoběhu, pak by v tomto případě měla být kapacita kondenzátoru Cp snížena. Může se stát, že při přetížení se elektromotor zastaví, k jeho rozběhu se opět připojí spouštěcí kondenzátor, čímž se zátěž úplně odstraní nebo se sníží na minimum.

Kapacita spouštěcího kondenzátoru C p může být snížena při spouštění elektromotorů naprázdno nebo při malé zátěži. Chcete-li zapnout například elektromotor AO2 o výkonu 2,2 kW při 1420 ot./min, můžete použít pracovní kondenzátor s kapacitou 230 μF a spouštěcí kondenzátor - 150 μF. V tomto případě se elektromotor s jistotou spustí s malým zatížením hřídele.

1.3. Přenosná univerzální jednotka pro spouštění třífázových elektromotorů o výkonu cca 0,5 kW ze sítě 220 V.

Pro spouštění elektromotorů různých řad o výkonu cca 0,5 kW z jednofázové sítě bez reverzace lze sestavit přenosnou univerzální startovací jednotku (obr. 3)

Po stisku tlačítka SB1 se spustí magnetický spouštěč KM1 (přepínač SA1 je sepnut) a jeho kontaktní systém KM 1.1, KM 1.2 připojí elektromotor M1 k síti 220 V. Zároveň třetí skupina kontaktů KM 1.3 zavře tlačítko SB1. Po úplném zrychlení motoru vypněte startovací kondenzátor C1 pomocí páčkového spínače SA1. Motor se zastaví stisknutím tlačítka SB2.

1.3.1. Podrobnosti.

Zařízení využívá elektromotor A471A4 (AO2-21-4) o výkonu 0,55 kW při 1420 ot./min a magnetický startér typu PML, určený pro střídavé napětí 220 V. Tlačítka SB1 a SB2 jsou spárována typu PKE612. Přepínač T2-1 se používá jako přepínač SA1. V zařízení je konstantní rezistor R1 vinutý drátem typu PE-20 a rezistor R2 je typu MLT-2. Kondenzátory C1 a C2 typ MBGCh pro napětí 400 V. Kondenzátor C2 je tvořen paralelně zapojenými kondenzátory 20 μF 400 V. Lampa HL1 typ KM-24 a 100 mA.

Startovací zařízení je namontováno v kovovém pouzdře o rozměrech 170x140x50 mm (obr. 4)

Rýže. 4 Vzhled startovacího zařízení a výkres panelu, poz. 7.

Na horním panelu pouzdra jsou tlačítka „Start“ a „Stop“ - signálka a přepínač pro vypnutí startovacího kondenzátoru. Na předním panelu skříně přístroje je konektor pro připojení elektromotoru.

Pro vypnutí startovacího kondenzátoru lze použít přídavné relé K1, pak není potřeba pákový spínač SA1 a kondenzátor se vypne automaticky (obr. 5).

Po stisknutí tlačítka SB1 se sepne relé K1 a dvojice kontaktů K1.1 zapne magnetický startér KM1 a K1.2 zapne startovací kondenzátor C. Magnetický startér KM1 je samosvorný pomocí svého páru kontaktů KM 1.1, a kontakty KM 1.2 a KM 1.3 připojují elektromotor k síti. Tlačítko "Start" je drženo stisknuté, dokud motor plně nezrychlí, a poté je uvolněte. Relé K1 je bez napětí a vypíná spouštěcí kondenzátor, který je vybíjen přes rezistor R2. Magnetický startér KM 1 přitom zůstává zapnutý a dodává energii elektromotoru v provozním režimu. Pro zastavení elektromotoru stiskněte tlačítko "Stop". Ve vylepšeném spouštěcím zařízení podle schématu na obr. 5 lze použít relé typu MKU-48 nebo podobně.

2. Použití elektrolytických kondenzátorů ve spouštěcích obvodech elektromotorů.

Při připojování třífázových asynchronních elektromotorů k jednofázové síti se zpravidla používají běžné papírové kondenzátory. Praxe ukázala, že místo objemných papírových kondenzátorů lze použít oxidové (elektrolytické) kondenzátory, které jsou rozměrově menší a cenově dostupnější. Ekvivalentní náhradní schéma pro konvenční papír je znázorněno na Obr. 6

Kladná půlvlna střídavého proudu prochází řetězcem VD1, C2 a záporná půlvlna VD2, C2. Na základě toho je možné použít oxidové kondenzátory s přípustným napětím, které je poloviční než u konvenčních kondenzátorů stejné kapacity. Pokud je například v obvodu pro jednofázovou síť s napětím 220 V použit papírový kondenzátor s napětím 400 V, pak při jeho výměně můžete podle výše uvedeného schématu použít elektrolytický kondenzátor s napětí 200 V. Ve výše uvedeném diagramu jsou kapacity obou kondenzátorů stejné a jsou voleny stejným způsobem jako způsob výběru kondenzátorů papírových kondenzátorů pro spouštěcí zařízení.

2.1. Připojení třífázového motoru k jednofázové síti pomocí elektrolytických kondenzátorů.

Schéma zapojení třífázového motoru do jednofázové sítě pomocí elektrolytických kondenzátorů je na obr. 7. Obr.

Ve výše uvedeném schématu je SA1 přepínač směru otáčení motoru, SB1 je tlačítko akcelerace motoru, elektrolytické kondenzátory C1 a C3 se používají ke spouštění motoru, C2 a C4 se používají během provozu.

Výběr elektrolytických kondenzátorů v obvodu znázorněném na Obr. 7 se nejlépe provádí pomocí proudových kleští. Proudy se měří v bodech A, B, C a rovnosti proudů v těchto bodech se dosahuje postupným výběrem kapacit kondenzátorů. Měření se provádějí s motorem naloženým v režimu, ve kterém se očekává jeho provoz. Diody VD1 a VD2 pro síť 220 V se volí s maximálním přípustným zpětným napětím minimálně 300 V. Maximální propustný proud diody závisí na výkonu motoru. Pro elektromotory s výkonem do 1 kW jsou vhodné diody D245, D245A, D246, D246A, D247 se stejnosměrným proudem 10 A. S vyšším výkonem motoru od 1 kW do 2 kW je třeba vzít výkonnější diody s odpovídajícím dopředným proudem nebo paralelně dejte několik méně výkonných diod a instalujte je na radiátory.

Upozorňujeme, že při přetížení diody může dojít k poruše a elektrolytickým kondenzátorem bude protékat střídavý proud, což může vést k jeho zahřátí a výbuchu.

3. Připojení výkonných třífázových motorů do jednofázové sítě.

Kondenzátorový obvod pro připojení třífázových motorů k jednofázové síti umožňuje získat z motoru nejvýše 60 % jmenovitého výkonu, přičemž limit výkonu elektrifikovaného zařízení je omezen na 1,2 kW. To zjevně nestačí na provoz elektrického hoblíku nebo elektrické pily, které by měly mít výkon 1,5...2 kW. Problém v tomto případě lze vyřešit použitím elektromotoru s vyšším výkonem, např. o výkonu 3...4 kW. Motory tohoto typu jsou navrženy pro napětí 380 V, jejich vinutí jsou zapojena do hvězdy a svorkovnice obsahuje pouze 3 svorky. Připojení takového motoru do sítě 220 V vede ke snížení jmenovitého výkonu motoru o 3x a o 40% při provozu v jednofázové síti. Toto snížení výkonu činí motor nevhodným pro provoz, ale může být použit pro roztočení rotoru naprázdno nebo s minimální zátěží. Praxe ukazuje, že většina elektromotorů s jistotou zrychluje na jmenovitou rychlost a v tomto případě startovací proudy nepřesahují 20 A.

3.1. Zdokonalení třífázového motoru.

Nejjednodušší způsob, jak převést výkonný třífázový motor do provozního režimu, je převést jej na jednofázový provozní režim, přičemž dostává 50 % jmenovitého výkonu. Přepnutí motoru do jednofázového režimu vyžaduje mírnou úpravu. Otevřete svorkovnici a zjistěte, na kterou stranu krytu krytu motoru pasují svorky vinutí. Odšroubujte šrouby zajišťující kryt a sejměte jej z krytu motoru. Najděte místo, kde jsou tři vinutí připojena ke společnému bodu a ke společnému bodu připájejte další vodič o průřezu odpovídajícím průřezu vodiče vinutí. Zákrut s pájeným vodičem je izolován elektrickou páskou nebo polyvinylchloridovou trubicí a přídavná svorka je vtažena do svorkovnice. Poté se víko pouzdra vymění.

Spínací obvod elektromotoru bude mít v tomto případě tvar znázorněný na Obr. 8.

Při akceleraci motoru se používá hvězdicové zapojení vinutí se zapojením fázově posunutého kondenzátoru Sp. V provozním režimu zůstává k síti připojeno pouze jedno vinutí a otáčení rotoru je podporováno pulzujícím magnetickým polem. Po přepnutí vinutí se přes rezistor Rр vybije kondenzátor Cn. Provoz prezentovaného okruhu byl testován s motorem typu AIR-100S2Y3 (4 kW, 2800 ot./min) instalovaným na podomácku vyrobeném dřevoobráběcím stroji a prokázal jeho účinnost.

3.1.1. Podrobnosti.

Ve spínacím obvodu vinutí elektromotoru by měl být jako spínací přístroj SA1 použit paketový spínač s provozním proudem minimálně 16 A, např. spínač typu PP2-25/N3 (dvoupólový s neutrálem, pro proud 25 A). Spínač SA2 může být libovolného typu, ale s proudem minimálně 16 A. Pokud není požadována reverzace motoru, pak lze tento spínač SA2 z obvodu vyřadit.

Nevýhodou navrhovaného schématu připojení výkonného třífázového elektromotoru k jednofázové síti lze považovat citlivost motoru na přetížení. Pokud zatížení hřídele dosáhne poloviny výkonu motoru, může se rychlost otáčení hřídele snižovat, dokud se úplně nezastaví. V tomto případě je zátěž odstraněna z hřídele motoru. Přepínač se nejprve přesune do polohy „Zrychlení“ a poté do polohy „Práce“ a další práce pokračuje.

Pro zlepšení startovacích charakteristik motorů lze kromě rozběhového a provozního kondenzátoru použít i indukčnost, která zlepšuje rovnoměrnost fázové zátěže. To vše je napsáno v článku Zařízení pro spouštění třífázového elektromotoru s nízkými ztrátami výkonu

Při psaní článku byly použity některé materiály z knihy V.M.Pestrikova. "Domácí elektrikář a další..."

Všechno nejlepší, pište do © 2005

Skládá se ze dvou hlavních částí – statoru a rotoru. Stator je stacionární část, rotor je rotační část. Rotor je umístěn uvnitř statoru. Mezi rotorem a statorem je malá vzdálenost, nazývaná vzduchová mezera, obvykle 0,5-2 mm.

Stator asynchronního motoru

Rotor asynchronního motoru

Stator sestává z těla a jádra s vinutím. Jádro statoru je sestaveno z tenkého plechu technické oceli, obvykle tloušťky 0,5 mm, potaženého izolačním lakem. Konstrukce laminovaného jádra přispívá k výraznému snížení vířivých proudů vznikajících při procesu obrácení magnetizace jádra rotujícím magnetickým polem. Vinutí statoru je umístěno ve štěrbinách jádra.

Skříň a jádro statoru asynchronního elektromotoru

Návrh vrstveného jádra asynchronního motoru

Rotor sestává z jádra s vinutím nakrátko a hřídele. Jádro rotoru má rovněž laminovaný design. V tomto případě nejsou plechy rotoru lakovány, protože proud má nízkou frekvenci a oxidový film je dostatečný k omezení vířivých proudů.

Princip činnosti. Rotující magnetické pole

Princip třífázového provozu je založen na schopnosti třífázového vinutí při připojení k síti třífázového proudu vytvářet točivé magnetické pole.

Zahájení

Stop

Rotační magnetické pole asynchronního elektromotoru

Frekvence otáčení tohoto pole neboli frekvence synchronního otáčení je přímo úměrná frekvenci střídavého proudu f 1 a nepřímo úměrná počtu pólových párů p třífázového vinutí.

,

• kde n 1 je frekvence otáčení magnetického pole statoru, ot./min.,
• f 1 – frekvence střídavého proudu, Hz,
• p – počet pólových párů

Koncept rotujícího magnetického pole

Chcete-li lépe porozumět jevu rotujícího magnetického pole, zvažte zjednodušené třífázové vinutí se třemi závity. Proud procházející vodičem vytváří kolem něj magnetické pole. Obrázek níže ukazuje pole vytvořené třífázovým střídavým proudem v určitém časovém okamžiku

Zahájení

Stop

Magnetické pole přímého vodiče se stejnosměrným proudem

Magnetické pole vytvořené vinutím

Složky střídavého proudu se budou časem měnit, což způsobí změnu magnetického pole, které vytvářejí. V tomto případě bude mít výsledné magnetické pole třífázového vinutí různé orientace při zachování stejné amplitudy.

Magnetické pole vytvořené třífázovým proudem v různých časech Proud tekoucí v otáčkách elektromotoru (posun 60°)

Zahájení

Stop

Vliv rotujícího magnetického pole na uzavřenou smyčku

Nyní umístíme uzavřený vodič do rotujícího magnetického pole. Měnící se magnetické pole způsobí vznik elektromotorické síly (EMF) ve vodiči. EMF zase způsobí proud ve vodiči. V magnetickém poli tedy bude uzavřený vodič s proudem, na který bude odpovídajícím způsobem působit síla, v důsledku čehož se obvod začne otáčet.

Vliv rotujícího magnetického pole na uzavřený vodič s proudem

Klecový rotor asynchronního motoru

Tento princip také funguje. Namísto proudovodného rámu je uvnitř asynchronního motoru rotor s klecí nakrátko, jehož konstrukce připomíná veverkové kolo. Rotor nakrátko se skládá z tyčí, které jsou na koncích spojeny nakrátko s kroužky.

Rotor nakrátko nejrozšířenější u indukčních motorů (zobrazeno bez hřídele a jádra)

Třífázový střídavý proud, procházející vinutím statoru, vytváří rotující magnetické pole. Tedy, jak již bylo popsáno dříve, v tyčích rotoru bude indukován proud, který způsobí, že se rotor začne otáčet. Na obrázku níže si můžete všimnout rozdílu mezi indukovanými proudy v tyčích. K tomu dochází v důsledku skutečnosti, že velikost změny magnetického pole se u různých párů tyčí liší v důsledku jejich různého umístění vzhledem k poli. Změna proudu v tyčích se bude měnit s časem.

Zahájení

Stop

Rotující magnetické pole pronikající rotorem nakrátko

Můžete si také všimnout, že ramena rotoru jsou nakloněna vzhledem k ose otáčení. To se provádí za účelem snížení vyšších harmonických EMF a odstranění zvlnění točivého momentu. Pokud by tyče směřovaly podél osy otáčení, pak by v nich vzniklo pulzující magnetické pole kvůli tomu, že magnetický odpor vinutí je mnohem vyšší než magnetický odpor zubů statoru.

Prokluz asynchronního motoru. Rychlost rotoru

Charakteristickým rysem asynchronního motoru je, že rychlost rotoru n 2 je menší než synchronní rychlost magnetického pole statoru n 1 .

To je vysvětleno skutečností, že EMF v tyčích vinutí rotoru je indukován pouze tehdy, když jsou rychlosti otáčení n 2 nestejné

,

• kde s je skluz asynchronního elektromotoru,
• n 1 – frekvence otáčení magnetického pole statoru, ot./min,
• n 2 – otáčky rotoru, otáčky za minutu,

Uvažujme případ, kdy se frekvence otáčení rotoru shoduje s frekvencí otáčení magnetického pole statoru. V tomto případě bude relativní magnetické pole rotoru konstantní, takže v tyčích rotoru nevznikne žádné EMF, a tedy žádný proud. To znamená, že síla působící na rotor bude nulová. Tím se zpomalí rotor. Poté bude na tyče rotoru opět působit střídavé magnetické pole, čímž se indukovaný proud a síla zvýší. Ve skutečnosti rotor nikdy nedosáhne rychlosti otáčení magnetického pole statoru. Rotor se bude otáčet určitou rychlostí, která je o něco menší než synchronní rychlost.

Skluz asynchronního motoru se může měnit v rozsahu od 0 do 1, tedy 0-100 %. Je-li s~0, pak to odpovídá režimu volnoběhu, kdy rotor motoru nevykazuje prakticky žádný protipůsobící moment; jestliže s=1 - zkratový režim, ve kterém je rotor motoru v klidu (n 2 = 0). Prokluz závisí na mechanickém zatížení hřídele motoru a zvyšuje se s jeho růstem.

Skluz odpovídající jmenovitému zatížení motoru se nazývá jmenovitý skluz. U asynchronních motorů s nízkým a středním výkonem se jmenovitý skluz pohybuje od 8 % do 2 %.

Přeměna energie

Polně orientované řízení asynchronního elektromotoru pomocí snímače polohy rotoru

Řízení orientované na pole umožňuje plynule a přesně řídit parametry pohybu (rychlost a točivý moment), ale jeho realizace vyžaduje informaci o směru a vektoru vazby toku rotoru motoru.

Podle způsobu získávání informací o poloze táhla toku rotoru elektromotoru se rozlišují:
• řízení senzorů orientované na pole;
• řízení orientované na pole bez senzoru: poloha vazby rotorového toku se vypočítá matematicky na základě informací dostupných ve frekvenčním měniči (napájecí napětí, statorová napětí a proudy, odpor a indukčnost vinutí statoru a rotoru, počet pólů motoru páry).

Polně orientované řízení asynchronního elektromotoru bez snímače polohy rotoru

Pro zvýšení účinnosti a snížení opotřebení kartáčů obsahují některé ADFR speciální zařízení (zkratovací mechanismus), které po nastartování zvedne kartáče a uzavře kroužky.

S reostatickým spouštěním je dosaženo příznivých startovacích charakteristik, protože vysokých hodnot točivého momentu je dosaženo při nízkých hodnotách startovacího proudu. V současné době jsou ADDF nahrazovány kombinací indukčního motoru s kotvou nakrátko a frekvenčního měniče.

V životě nastávají situace, kdy potřebujete připojit nějaké průmyslové zařízení k běžné domácí napájecí síti. Okamžitě nastává problém s počtem vodičů. Stroje určené pro použití v podnicích mají obvykle tři, ale někdy i čtyři terminály. Co s nimi dělat, kam je připojit? Ti, kteří zkoušeli různé možnosti, byli přesvědčeni, že motory se prostě nechtějí točit. Je vůbec možné připojit jednofázový třífázový motor? Ano, můžete dosáhnout rotace. Bohužel v tomto případě je pokles výkonu nevyhnutelný téměř o polovinu, ale v některých situacích je to jediné východisko.

Napětí a jejich poměr

Abyste pochopili, jak připojit třífázový motor k běžné zásuvce, musíte pochopit, jak souvisí napětí v průmyslové síti. Hodnoty napětí jsou dobře známé - 220 a 380 voltů. Dříve bylo ještě 127 V, ale v padesátých letech se od tohoto parametru upustilo ve prospěch vyššího. Odkud se tato „magická čísla“ vzala? Proč ne 100, 200 nebo 300? Zdá se, že kulatá čísla se počítají snadněji.

Většina průmyslových elektrických zařízení je navržena pro připojení do třífázové sítě.Napětí každé fáze ve vztahu k nulovému vodiči je 220 voltů, stejně jako v domácí zásuvce. Odkud pochází 380 V? Je to velmi jednoduché, stačí uvažovat rovnoramenný trojúhelník s úhly 60, 30 a 30 stupňů, což je vektorový diagram napětí. Délka nejdelší strany se bude rovnat délce stehna vynásobené cos 30°. Po několika jednoduchých výpočtech se můžete ujistit, že 220 x cos 30° = 380.

Zařízení s třífázovým motorem

Ne všechny typy průmyslových motorů mohou fungovat z jedné fáze. Nejběžnější z nich jsou „pracanti“, kteří tvoří většinu elektrických strojů v jakémkoli podniku - asynchronní stroje o výkonu 1 - 1,5 kVA. Jak takový třífázový motor funguje v třífázové síti, pro kterou je určen?

Vynálezcem tohoto revolučního zařízení byl ruský vědec Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolskij. Tento vynikající elektrotechnik byl zastáncem teorie třífázové napájecí sítě, která se stala dominantní v naší době. třífázový pracuje na principu indukce proudů z vinutí statoru do uzavřených vodičů rotoru. V důsledku jejich proudění přes zkratovaná vinutí vzniká v každém z nich magnetické pole, které interaguje s elektrickými vedeními statoru. To vytváří točivý moment, který vede ke kruhovému pohybu osy motoru.

Vinutí jsou natočena o 120°, takže točivé pole generované každou fází tlačí postupně každou zmagnetizovanou stranu rotoru.

Trojúhelník nebo hvězda?

Třífázový motor v třífázové síti lze zapnout dvěma způsoby - s neutrálním vodičem nebo bez něj. První metoda se nazývá „hvězda“, v tomto případě je každé z vinutí pod (mezi fází a nulou), což se v našich podmínkách rovná 220 V. Schéma zapojení třífázového motoru s „trojúhelníkem“ zahrnuje připojení tří vinutí v sérii a přivedení lineárního (380 V) napětí na spínací uzly. V druhém případě bude motor vyrábět zhruba jedenapůlkrát větší výkon.

Jak otočit motor zpět?

Řízení třífázového motoru může vyžadovat změnu směru otáčení na opačný, tedy zpětný. Abyste toho dosáhli, stačí prohodit dva ze tří vodičů.

Pro snazší výměnu obvodu jsou ve svorkovnici motoru umístěny propojky, obvykle vyrobené z mědi. Pro spínání do hvězdy jemně spojte tři výstupní vodiče vinutí dohromady. „Trojúhelník“ se ukazuje být trochu složitější, ale každý průměrně kvalifikovaný elektrikář to zvládne.

Nádrže s fázovým posunem

Někdy tedy vyvstává otázka, jak připojit třífázový motor k běžné domácí zásuvce. Pokud se jen pokusíte připojit dva vodiče k zástrčce, nebude se otáčet. Aby věci fungovaly, je potřeba nasimulovat fázi posunutím přiváděného napětí o nějaký úhel (nejlépe 120°). Tohoto efektu lze dosáhnout použitím prvku s fázovým posunem. Teoreticky by to mohla být indukčnost nebo dokonce odpor, ale nejčastěji se třífázový motor v jednofázové síti zapíná pomocí elektrických obvodů označených na schématech latinkou C.

Pokud jde o použití tlumivek, je obtížné z důvodu obtížného určení jejich hodnoty (pokud to není uvedeno na těle zařízení). Pro měření hodnoty L je zapotřebí speciální zařízení nebo obvod sestavený pro tento účel. Navíc je většinou omezený výběr dostupných tlumivek. Experimentálně však lze vybrat jakýkoli prvek fázového posunu, což je však obtížný úkol.

Co se stane, když zapnete motor? Na jeden ze spojovacích bodů je aplikována nula, na druhý je aplikována fáze a na třetí je aplikováno určité napětí, posunuté o určitý úhel vzhledem k fázi. Neodborníkovi je jasné, že chod motoru nebude z hlediska mechanického výkonu na hřídeli úplný, ale v některých případech stačí samotný fakt otáčení. Již při spuštění však mohou nastat určité problémy, například nedostatek počátečního točivého momentu schopného přesunout rotor z jeho místa. Co dělat v tomto případě?

Startovací kondenzátor

V okamžiku rozjezdu vyžaduje hřídel další úsilí k překonání setrvačných sil a statického tření. Chcete-li zvýšit točivý moment, měli byste nainstalovat další kondenzátor, připojený k obvodu pouze v okamžiku spuštění a poté vypnutý. Pro tyto účely je nejlepší možností použití aretačního tlačítka bez fixace polohy. Schéma zapojení pro třífázový motor se startovacím kondenzátorem je uvedeno níže, je jednoduché a srozumitelné. V okamžiku, kdy je napětí přiloženo, stiskněte tlačítko „Start“ a vytvoří se další fázový posun. Po vytočení motoru do požadovaných otáček lze (a dokonce by mělo) tlačítko uvolnit a v okruhu zůstane pouze pracovní kapacita.

Výpočet velikostí kontejnerů

Zjistili jsme tedy, že pro zapnutí třífázového motoru v jednofázové síti je nutný další připojovací obvod, který kromě spouštěcího tlačítka obsahuje dva kondenzátory. Musíte znát jejich hodnotu, jinak systém nebude fungovat. Nejprve určíme velikost elektrické kapacity potřebné k pohybu rotoru. Při paralelním zapojení je to součet:

C = C st + St, kde:

C st - startovací přídavná kapacita, kterou lze po vzletu vypnout;

C p je pracovní kondenzátor, který zajišťuje rotaci.

Dále potřebujeme hodnotu jmenovitého proudu I n (je uvedena na štítku připevněném k motoru u výrobce). Tento parametr lze také určit pomocí jednoduchého vzorce:

I n = P / (3 x U), kde:

U - napětí, když je připojeno jako „hvězda“ - 220 V, a pokud je připojeno jako „trojúhelník“, pak 380 V;

P je výkon třífázového motoru; někdy, pokud se deska ztratí, je určena okem.

Závislosti požadovaného provozního výkonu se tedy vypočítají pomocí vzorců:

C p = St = 2800 I n / U - pro „hvězdu“;

C p = 4800 I n / U - pro „trojúhelník“;

Startovací kondenzátor by měl být 2-3krát větší než pracovní kondenzátor. Jednotkou měření jsou mikrofarady.

Existuje také velmi jednoduchý způsob výpočtu kapacity: C = P /10, ale tento vzorec udává spíše pořadí čísla než jeho hodnotu. V každém případě však budete muset šťourat.

Proč je potřeba úprava

Výše uvedená metoda výpočtu je přibližná. Za prvé, jmenovitá hodnota uvedená na těle elektrické kapacity se může výrazně lišit od skutečné. Za druhé, papírové kondenzátory (obecně řečeno drahá věc) jsou často z druhé ruky a stejně jako všechny ostatní položky podléhají stárnutí, což vede k ještě větší odchylce od zadaného parametru. Za třetí, proud, který bude motor spotřebovávat, závisí na velikosti mechanického zatížení hřídele, a proto jej lze posoudit pouze experimentálně. Jak to udělat?

To vyžaduje trochu trpělivosti. Výsledkem může být poměrně objemná sestava kondenzátorů.Hlavní je po ukončení práce vše dobře zajistit, aby připájené konce vlivem vibrací vycházejících z motoru nespadly. A pak by bylo dobré výsledek znovu analyzovat a případně návrh zjednodušit.

Skládání baterie kontejnerů

Pokud velitel nemá k dispozici speciální elektrolytické svorky, které vám umožňují měřit proud bez otevření obvodů, měli byste ke každému vodiči, který vstupuje do třífázového motoru, připojit ampérmetr v sérii. V jednofázové síti poteče celková hodnota a výběrem kondenzátorů je třeba usilovat o co nejrovnoměrnější zatížení vinutí. Je třeba si uvědomit, že při sériovém zapojení se celková kapacita snižuje podle zákona:

Je také nutné nezapomenout na tak důležitý parametr, jako je napětí, pro které je kondenzátor navržen. Nesmí být nižší než nominální hodnota sítě, nebo ještě lépe s marží.

Vybíjecí odpor

Obvod třífázového motoru zapojený mezi jednu fázi a nulový vodič je někdy doplněn odporem. Slouží k zabránění hromadění náboje zbývajícího na startovacím kondenzátoru po již vypnutí stroje. Tato energie může způsobit úraz elektrickým proudem, který není nebezpečný, ale extrémně nepříjemný. Abyste se chránili, měli byste paralelně se startovací kapacitou zapojit odpor (elektrikáři tomu říkají „bypass“). Hodnota jeho odporu je velká - od půl megohmu po megohm a je malá, takže stačí půl wattu výkonu. Pokud se však uživatel nebojí „skřípnutí“, může se tento detail zcela obejít.

Použití elektrolytů

Jak již bylo zmíněno, filmové nebo papírové elektrokontejnery jsou drahé a jejich nákup není tak snadný, jak bychom chtěli. Je možné provést jednofázové připojení k třífázovému motoru pomocí levných a snadno dostupných elektrolytických kondenzátorů. Zároveň nebudou příliš levné, protože musí vydržet 300 voltů DC. Pro bezpečnost by měly být přemostěny polovodičovými diodami (např. D 245 nebo D 248), ale bylo by užitečné pamatovat na to, že při proražení těchto zařízení se do elektrolytu dostane střídavé napětí a ten se nejprve velmi zahřeje a pak vybuchnout, hlasitě a účinně. Proto, pokud to není nezbytně nutné, je stále lepší používat papírové kondenzátory, které pracují buď pod konstantním nebo střídavým napětím. Někteří řemeslníci zcela umožňují použití elektrolytů ve startovacích obvodech. Kvůli krátkodobému vystavení střídavému napětí nemusí mít čas explodovat. Je lepší neexperimentovat.

Pokud nejsou kondenzátory

Kde je nakupují běžní občané, kteří nemají přístup k požadovaným elektrickým a elektronickým součástkám? Na bleších trzích a bleších trzích. Tam leží, pečlivě připájené něčími (obvykle staršími) rukama ze starých praček, televizí a dalšího domácího a průmyslového vybavení, které se nepoužívá a nepoužívá. Po těchto výrobcích sovětské výroby žádají hodně: prodejci vědí, že pokud je potřeba součástka, koupí ji, a pokud ne, nevezmou ji za nic. Stává se, že právě to nejnutnější (v tomto případě kondenzátor) tam prostě není. Tak co bychom měli dělat? Žádný problém! Poslouží i rezistory, jen potřebujete výkonné, nejlépe keramické a vitrifikované. Ideální odpor (aktivní) samozřejmě neposouvá fázi, ale nic v tomto světě není ideální a v našem případě je to dobře. Každé fyzické tělo má svou vlastní indukčnost, elektrickou energii a měrný odpor, ať už je to malé smítko prachu nebo obrovská hora. Připojení třífázového motoru k elektrické zásuvce je možné, pokud ve výše uvedených schématech nahradíte kondenzátor odporem, jehož hodnota se vypočítá podle vzorce:

R = (0,86 x U) / kI, kde:

kI - hodnota proudu pro třífázové připojení, A;

U - naše věrné 220 voltů.

Jaké motory jsou vhodné?

Před pořízením motoru za nemalé peníze, který hodlá horlivý majitel využít jako pohon brusného kotouče, okružní pily, vrtačky či jiného užitečného domácího zařízení, by nebylo na škodu zamyslet se nad jeho použitelností pro tyto účely. Ne každý třífázový motor v jednofázové síti bude vůbec schopen provozu. Například řada MA (má klecový rotor s dvojitou klecí) by měla být vyloučena, abyste domů nemuseli nosit značnou a zbytečnou váhu. Obecně je nejlepší nejprve experimentovat nebo pozvat zkušeného člověka, například elektrikáře, a před nákupem se s ním poradit. Zcela vhodný je třífázový asynchronní motor řady UAD, APN, AO2, AO a samozřejmě A. Tyto indexy jsou uvedeny na typových štítcích.