Подключение трехфазного: Подключение трехфазного электродвигателя

Содержание

Подключение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть

Достаточно часто у домашнего мастера возникает необходимость подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть, например для привода циркулярной пилы, электронаждака и т.д.

Несмотря на то, что трёхфазные двигатели рассчитаны для работы в сетях 380В их можно подключить при помощи фазоздвигающего конденсатора в однофазную сеть. Однако следует знать, что наибольшую мощность( около 75% ) можно получить от двигателя обмотки которого соединены по схеме треугольник.

На практике для нормальной работы электродвигателя необходимо использовать два кондесатора, один из которых отключается после пуска и разгона.

На схеме это выглядит следующим образом.

На схеме представлены трехфазный асинхронный электродвигатель с обмотками соединенными по схеме треугольник, С1-конденцатор для запуска электродвигателя, С2-рабочий конденсатор электродвигателя, SA1- выключатель пускового конденсатора электродвигателя, AD-асинхронный электродвигатель.

Ёмкость рабочего конденсатора рассчитывается по формуле:

Сраб = 4800*(I /U)мкФ — для двигателя с обмотками соединенными по схеме «звезда»

Сраб = 4800*(I /U)мкФ — для двигателя с обмотками соединенными по схеме «треугольник»

Если вы знаете номинальную мощность двигателя, можно воспользоваться формулой:

Сраб = 66*Рном, мкФ, в которой Рном номинальная мощность двигателя.

Если упростить формулу, то можно сказать, что для работы трехфазного асинхронного двигателя в однофазной сети емкость конденсатора должна составлять 7 мкФ на каждые 0,1 кВт мощности. То есть, при мощности двигателя 1,1кВт емкость конденсатора составляет 77мкФ. Необходимую емкость можно набрать несколькими конденсаторами, соединенными параллельно. Ёмкость пускового конденсатора должна быть в 2-3 раза выше емкости рабочего конденсатора. Конденсаторы следует подбирать с рабочим напряжением превышающим сетевое в 1,5 раза марок: МБГО,МБГЧ,МБМ.

Материалы, близкие по теме:

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через частотник

Практически вся генерируемая электроэнергия в мировом хозяйстве трехфазная. В быту, где в больших мощностях нет особой необходимости, для безопасности людей, простоты управления и удешевления применяется однофазная сеть. Что делать, если при определенных обстоятельствах возникает необходимость приспособить однополюсную бытовую розетку для питания техники, рассчитанной на трехфазное напряжение? Скажем, для подключения циркулярной пилы, насоса, наждачного или сверлильного станка.

Прежде всего, необходимо уточнить какого рода сама нагрузка. Электродвигатели бывают постоянного/переменного токаи, в то же время, делятся на синхронные/асинхронные. При этом на втором различии основываетсяэлектромагнитный принцип возникновения вращения, а постоянный/переменный тип тока используется для работы электродвигателя.

Таким образом, двигатель постоянного тока вполне может быть асинхронным. Тогда достаточно преобразовать напряжение 220 В переменного тока в 380 В постоянного тока.

Схема подключения его очень простая:

Читая чертёж слева направо, видим, что имеется однофазная сеть с переменным током. Приведение напряжения 220 к 380 В осуществляется с помощью повышающего трансформатора и мостового выпрямителя. Это делается путем выбора соответствующего соотношения обмоток каждой стороны преобразующего трансформатора.

При монтаже выпрямителя необходимо учесть полярность на выходе. Есть риск повредить конденсатор и считайте, повезёт, если этим дело ограничится. Схема мостового выпрямителя, наиболее популярная, по ней выполнена почти все выпущенные трансформаторные блоки питания. Сложно? Есть много других способов подключения.

Схема регулирования трёхфазного двигателя, подключенного в однофазную сеть через частотный преобразователь

  • UZ –частотник;
  • L — фаза;
  • N — нулевая фаза;
  • u, v, w — выводы для включения электродвигателя. Реле времени:K1 — пуск электродвигателя;
  • K2 — реверс;
  • K3, K4 – II и III скорости.

Принцип построения всех преобразователей частоты одинаковый. Сначала посредством выпрямителя преобразовывается напряжение переменноевпостоянное. Далее управляемым приводом создаются разно частотные импульсы.

Импульсы, распределенные по трем фазам асинхронного двигателя, порождают вращающееся магнитоэлектрическое поле статора. Регулировка частотным преобразователем может осуществляться либо с его съемной панели, либо с помощью аналоговых входов.

Существует несколько способов подключения фаз двигателя. Классические варианты соединения фаз: «звезда» и треугольник». «Звезда» — это соединение, при коем концы фазных обмоток соединяются в один узел. Подключение фаз в «треугольник», это когда конец одной фазы является началом следующей.

Но самым распространённым способом плавного пуска асинхронного двигателя считается вариант «звезда-треугольник».

Схема подключения трехфазного двигателя к 220В через преобразователя частоты по принципу «звезда – треугольник»

Для уменьшения пусковых токов и момента (P движка больше 5 кВт) часто используется комбинированный способ.

При пуске напряжение на статор подаётся по принципу «звезда», по мере разгона мотора до номинального значения скорости, питание переключается на «треугольник». В схеме задействовано реле времени, выполняющее переключение. При этом на нём выставляется продолжительность разгона, чтобы движок успел набрать обороты по номиналу.

Заключение

Пусковые токи асинхронных двигателей очень большие и, если не делать пуск плавным, их величина теоретически может достигать значений токов КЗ. Случается, она равняется 90% от номинала двигателя. Схема подключения трехфазного двигателя к 220 В по принципу «звезда-треугольник» — это один из эффективных способов плавного пуска со снижением напряжения, преимущества которого состоят в высоком пусковом моменте, снижении пускового тока, повышении КПД, широком диапазоне регулирования скорости,полном спектре встроенных защит привода.

Схема подключение трехфазного на 220. Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсатора

Одна из причин подключение трехфазного двигателя к однофазной цепи заключается в том, что подача электрической энергии на промышленные объекты и для бытовых нужд кардинально отличается.

Для промышленного производства электротехнические предприятия изготавливают электродвигатели с трехфазной системой питания и для запуска двигателя нужно иметь 3 фазы.

Что делать, если вы приобрели двигатели для промышленного производства, а нужно подключить к домашней розетке? Некоторые умелые специалисты, с помощью нехитрых электрических схем, приспосабливают электромотор к однофазной сети.

Схема подключения обмоток

Чтобы разобраться человеку, впервые столкнувшемуся с подобной проблемой, необходимо знать, как устроен трехфазный двигатель. Если открыть коммутационную крышку, то можно увидеть колодку и присоединенными к клеммам провода, их количество будет равно 6.

Трехфазный электродвигатель имеет три обмотки и соответственно 6 выводов, они имеют начало и конец, и соединяются в электрические конфигурации под названием – «звезда и треугольник».

Это интересно, но большинстве случаев стандартная коммутация формируется в «звезду», так как соединение в «треугольник» ведет за собой потерю мощность, но возрастают обороты двигателя.

Бывает так, что провода находятся в произвольном положении и не подключены к разъемам или вообще нет клеммы. В таком случае необходимо воспользоваться прибором тестером или омметром.

Нужно прозвонить каждый провод и найти пару, это и будут три обмотки двигателя. Далее соединяем в конфигурацию «звезда» следующим образом: начало-конец-начало. Зажимаем три провода под одну клемму. Остаться должно три вывода, вот к ним и будет происходить дальнейшая коммутация.

Важно знать: в бытовой сети организована однофазная система питания или – «фаза и ноль». Эту конфигурация нужно использовать для подключения двигателя. С начало один провод от электромотора подключаем к любому проводу сети, потом, ко второму концу обмотки подключаем сетевой провод и туда же один конец конденсаторного блока.

Остается свободными последний провод от двигателя и неподключенный контакт набора конденсаторов, их соединяем и схема запуска трехфазного двигателя в однофазную сеть готова. Графически их можно изобразить следующим образом:

  • А, В, С — линии 3-х фазной цепи.
  • Ф и О – фаза и ноль.
  • С – конденсатор.

В промышленном производстве используется 3-х фазная система подачи напряжения. Согласно стандартам ПУЭ все шины сети маркируются буквенными значениями и имеют соответствующий цвет:

А – желтый.

В – зеленый.

С – красный.

Примечательно то, что независимо от расположений фаз, в , шина «В», с зеленым цветом, должна быть всегда посредине. Внимание! Межфазовое напряжение измеряется специальным прибором, прошедшим госпроверку и рабочим, имеющим соответствующую группу допуска. В идеале межфазное напряжение составляет – 380 вольт.

Устройство электродвигателя

Чаще всего нам в руки попадают электромоторы с трехфазной асинхронной схемой работы. Что собой представляет двигатель? Это вал, на котором впрессован короткозамкнутый ротор, на краях которого находятся подшипники скольжения.

Статор изготавливается из трансформаторной стали, с большой магнитной проницаемостью, цилиндрической формы с продольными канавками для укладки провода и поверхностным изолирующим слоем.

По специальной технологии, провода обмоток укладываются в каналы статора и изолируются от корпуса. Симбиоз статора и ротора и называется – электродвигатель асинхронного типа.

Как рассчитать емкость конденсатора

Чтобы запустить 3-х фазный двигатель от бытовой сети необходимо произвести некоторые манипуляции с конденсаторными блоками. Для запуска электродвигателя без «нагрузки», нужно подобрать емкость конденсатора исходя из формулы 7-10 мФ на 100 Вт мощности двигателя.

Если вы внимательно присмотритесь к боковой части электромотора, то найдете его паспорт, где и указана мощность агрегата. Например: если двигатель имеет мощность 0,5 кВт, то емкость конденсатора должна составлять 35 – 50 мФ.

Надо отметить то, что конденсаторы используются только «постоянные», ни в коем случае «электролитические». Обратите внимание на надписи, которые находятся на боковой части корпуса, они говорят о емкости конденсатора, измеряемые в микрофарадах, и напряжение, на которое они рассчитаны.

Блок пусковых конденсаторов собирается именно по такой формуле. Использования двигателя, как силового агрегата: подсоединить его к водяной помпе или использовать как циркулярную пилу, необходим добавочный блок конденсаторов. Эта конструкция называется – рабочим блокам конденсаторов.

Запускают двигатель и путем последовательного или параллельного подсоединения подбирают емкость конденсатора так, чтобы звук от электромотора исходил самый тихий, но есть более точным метод подборки емкости.

Для выверенного подбора конденсатора необходимо иметь прибор под названием – магазин емкостей. Экспериментируя с разными комбинациями подключения, добиваются одинакового значения напряжения между всеми тремя обмотками. Затем считывают емкость и подбирают нужный конденсатор.

Необходимые материалы

В процессе подключения 3-х фазного двигателя в однофазную сеть понадобятся некоторые материалы и приборы:

  • Набор конденсаторов с разными номиналами или «магазин емкостей».
  • Электрические провода, типа ПВ-2,5.
  • Вольтметр или тестер.
  • Переключатель на 3 положения.

Под рукой должны находиться элементарные инструменты: индикатор напряжение, диэлектрические пассатижи, изоляционная лента, крепеж.

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов

Конденсатор относится к электронным деталям и при разных комбинациях коммутации, его номинальные значения могут меняться.

Параллельное соединение:

Последовательное соединение:

Следует отметить, что при параллельном соединении конденсаторов емкости будут складываться, но при этом напряжение уменьшится и наоборот последовательный вариант дает увеличение напряжения и уменьшение емкости.

В заключение можно сказать, что безвыходных положений нет, надо только приложить немного старания и результат не заставит себя ждать. Электротехника познавательная и полезная наука.

Как подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть, смотрите инструкцию в следующем видео:

Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В.

Поэтому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В этой статье рассмотрим, как правильно сделать подключение однофазного двигателя.

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Недостатки коллекторных двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

  • один с рабочей обмотки — рабочий;
  • с пусковой обмотки;
  • общий.

Со всеми этими

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайн ие (произвольно). К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим ). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку.

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском ( , например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

  • рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
  • пусковой — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

Электродвигатель 220В является простым и широко распространенным устройством. Благодаря такому напряжению его часто применяют в бытовых приборах. Однако он не лишен недостатков. О том, какими бывают данные электрические двигатели, об их применении, минусах и путях решения проблем, а также о возможности подключения к сети расскажем в статье.

Однофазные устройства. Описание

Если необходимо подключить универсальный коллекторный двигатель с последовательным возбуждением, обмотку соединяют с коллекторно-щеточным узлом. После нагрузки вала устройством, с которым двигатель будет работать, подается необходимое напряжение.

Обычно коллекторные двигатели на постоянном токе являются низковольтными. Поэтому, чтобы подключить электродвигатель 3000 об. мин 220В, необходимо применить соответствующий блок питания с трансформатором и выпрямителем.

Подключение трехфазного двигателя

В настоящее время уже нередки случаи, когда автолюбители используют электродвигатель. Если его необходимо заменить или отремонтировать, то может возникнуть вопрос о том, как подключить электродвигатель в сеть 220В. Трехфазный двигатель легко можно активировать без вызова специалистов, воспользовавшись нижеприведенными рекомендациями.

В качестве инструментов могут пригодиться отвертка, тепловое реле, изоляционная лента, автомат, и тестер.

Подробная инструкция

Старый мотор снимают и помечают нулевой провод при помощи изоленты. Если его устанавливают заново, то нулевой провод можно легко определить, используя индикатор. На конце его лампочка не загорится.

Новому двигателю добавляют арматуру с магнитным пускателем, а также с автоматом и тепловым реле. Арматуру устанавливают в щитке.

Тепловое реле подключают к пускателю. Выбирая последний, нужно быть уверенным, что он соответствует мощности мотора.

Арматурные выводы входа подключают к клеммам автомата, кроме нулевого провода. Выходные клеммы соединяют с теми же теплового реле. На выходе пускателя подключают кабель, непосредственно идущий на мотор.

При мощности менее одного киловатта автомат можно подсоединить, минуя магнитный пускатель.

Для подключения электромотора снимают крышку. На клеммнике выводы будут соединены в форме треугольника или звезды. Концы кабеля соединяют с колодками. При форме звезды контакты подключают поочередно.

Если же выводы расположены беспорядочно, то используют тестер. Его подсоединяют к концам, отыскивая обмотки. После этого соединяют как при форме звезды, а выводы катушек собирают в точку. Остальные концы подключают кабель.

Двигатель прикрывают крышкой и проверяют работу механизма. Если вал вращается не в том направлении, в котором нужно, любые провода на вводе просто меняют местами.

Бытовые электродвигатели — это двигатели однофазные, по ошибке их часто называют («двухфазные двигатели») т.к. они применятся в сети с напряжением 220В. В связи с этим двигатели однофазные называют электродвигатель 220 или двигатель 220в. Электродвигатели серии АИРЕ (двигатели однофазные — «бытовые электродвигатели») асинхронные однофазные с короткозамкнутым ротором конденсаторные предназначены для работы от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. Допускается работа от сети напряжением 230 В частотой 50 Гц и 220, 230 В частотой 60 Гц. Двигатели однофазные выполнены с двухфазной обмоткой на статоре («двухфазные двигатели»). Для уменьшения влияния температуры окружающей среды на емкость конденсаторов их следует размещать в местах, наименее подверженных колебаниям температуры. В процессе эксплуатации двигателя рекомендуется периодически контролировать величину емкости конденсатора.

Условия эксплуатации

  • Напряжение и частота: 220 В при частоте 50 Гц.
  • Вид климатического исполнения: У2, У3, У5, УХЛ,2, Т2.
  • Режим работы: S1.
  • Степень защиты базового варианта: IP 54.
  • Степень охлаждения — IC 041.
  • Класс нагревостойкости изоляции: электродвигатели изготавливаются с изоляцией класса нагревостойкости «В» или «F» по ГОСТ 8865-93.
  • Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
  • Запыленность воздуха не более 2 мг/м3.
  • Группа механического исполнения М1 по ГОСТ 17516.1-90.
  • Воздействие вибрационных нагрузок для двигателей, соответствующих 1 степени жесткости по ГОСТ 17516.1-90.

Область применения однофазных двигателей

Однофазный асинхронный двигатель предназначен для привода механизмов. В частности насосов, вентиляции и для другово бытового оборудования. Электродвигатели с питанием напряжения 220в комплектуются как одним, так и двумя конденсаторами (рабочий и пусковой). Электродвигатели серии АИРЕ, АИРМУТ, АИРУТ, АДМЕ, АИСЕ, АИС2Е (однофазные с двумя конденсаторам) последние подходят для использования на оборудовании требующей большой пусковой момент: деревообрабатывающих станков, транспортеров, компрессоров, подъемников и др., применяется для привода средств малой механизации: кормоизмельчителей, бетоносмесителей и др. Электропитание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220В. Как правило, двигатели поставляются заводами-изготовителями укомплектованными конденсаторами (потребителю остается только подключить двигатель к однофазной сети согласно схеме подключения). Монтажные исполнения однофазных двигателей и их габаритно-присоединительные размеры соответствуют общепромышленным двигателям серии АИР(АИРМ, 5А, АДМ и пр.) Расшифровка обозначения: АИРЕ, АИРМУТ, АИСЕ — однофазный электродвигатель с двухфазной обмоткой и рабочим конденсатором. АИР3Е, АИР3УТ — однофазный электродвигатель с трехфазной обмоткой и рабочим конденсатором.

Пример условного обозначения электродвигателя аире:

АИРE 100S4 У3 IМ1081

  • АИРЕ
    • А асинхронный,
    • И унифицированная серия (Интерэлектро)
    • Р привязка мощностей к установочным размерам (Р по ГОСТ, С -по (CENELEK, DIN)
    • Е однофазный двигатель
  • 100 -габарит двигателя(высота между центром вала и основанием)
  • S — установочный размер по длине станины
  • 4 — число полюсов
  • У3 -климатическое исполнение и категория размещения
  • IМ1081 — исполнения на лапах

Конструктивные исполнения по способу монтажа:

  • IM1081 (лапы)
  • IM2081 (лапы+фланец)
  • IM3081 (фланец)
Конструктивные исполнения по способу монтажа: IM1081

Конструктивное исполнение по способу монтажа: IM1081 — на лапах с одним цилиндрическим концом вала.

IM1081

Тип двигателя Число полюсов
l1 l10 b1 b11 h d1 d10 l30 l33 h41 d30
АИРМУТ 63 2,4 30 80 5 129 63 14 7 227 261 154 135
АИРУТ 71 2,4 40 90 6 135 71 19 7 272,5 316,5 188 163
АИРЕ 80 А 2,4 50 100 6 155 80 22 10 296,5 350 204,5 177
АИРЕ 80 В 2,4 50 100 6 155 80 22 10 320,5 374 204,5 177
АИРЕ 100S 4 60 112 8 200 100 28 12 360 424 246,5 226
АИСЕ 100L 2 60 140 8 200 100 28 12 391 455 246,5 226
АИС2Е100LВ 2 60 140 8 200 100 28 12 391 455 246,5 226
АИС2Е112МВ 2 80 140 10 228 112 32 12 435 520 285 246
Конструктивные исполнения по способу монтажа: IM2081

Конструктивное исполнение по способу монтажа: IM2081 — на лапах с одним цилиндрическим концом вала.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры IM2081

Тип двигателя Число полюсов Установочные и присоединительные размеры, мм
l1 l10 b1 b10 b11 h d1 d10 d20 d22 d25 n l30 h41 d24
АИРМУТ 63 2,4 30 80 5 100 129 63 14 7 130 10 130 6 227 154 160
АИРУТ 71 2,4 40 90 6 112 135 71 19 7 165 12 130 7 272,5 188 200
АИРЕ 80 А 2,4 50 100 6 125 155 80 22 10 165 12 130 8 296,5 204,5 200
АИРЕ 80 В 2,4 50 100 6 125 155 80 22 10 165 12 130 9 320,5 204,5 200
АИРЕ 100S 4 60 112 8 160 200 100 28 12 215 15 180 11 360 246,5 250
АИСЕ 100L 2 60 140 8 160 200 100 28 12 215 15 180 12 391 246,5 250
АИС2Е100LВ 2 60 140 8 160 200 100 28 12 215 15 180 12 391 246,5 250
АИС2Е112МВ 2 80 140 10 190 228 112 32 12 265 15 230 13 435 285 300

Необходимость использования трехфазного асинхронного электродвигателя самостоятельно чаще всего возникает, когда устанавливается или проектируется самодельное оборудование. Обычно на дачах или в гараже мастера хотят использовать самодельные наждачные станки, бетономешалки, приборы по заточке и обрезке изделий.

Использование трехфазного асинхронного электродвигателя самостоятельно

Тут и возникает вопрос: как подключить электродвигатель, рассчитанный на 380, к сети в 220 Вольт. Кроме того, важно как подключить электродвигатель в сеть, так и обеспечить необходимый показатель коэффициента полезного действия (КПД), сохранить эффективность и работоспособность агрегата.

Особенности устройства двигателя

На каждом двигателе есть пластина или шильдик, где указаны технические данные и схема скрутки обмоток. Символ Y обозначает соединение звездой, а ∆ – треугольником. Помимо этого, на пластине обозначено напряжение сети, для которого предназначен электродвигатель. Разводка для подсоединения к сети находится на клеммнике, куда выводят провода обмотки.

Для обозначения начала и конца обмотки используют буквы С или U, V, W. Первое обозначение было в практике раньше, а английские буквы стали применять после введения ГОСТа.

Не всегда использовать для работы двигатель, предназначенный для трехфазной сети, представляется возможным. Если на клеммник выведено 3 вывода, а не 6 как обычно, то подключение возможно только с напряжением, которое указано в инженерных характеристиках. В этих агрегатах соединение треугольником или звездой уже сделано внутри самого прибора. Поэтому использовать электродвигатель на 380 Вольт с 3 выводами для однофазной системы невозможно.

Можно частично разобрать двигатель и переделать 3 вывода на 6, но это сделать не так просто.

Существует разные схемы того, как лучше подключать приборы с параметрами в 380 Вольт в однофазную сеть. Чтобы использовать трехфазный электродвигатель в сети 220 Вольт, проще воспользоваться одним из 2 способов подключения: «звезда» или «треугольник». Хотя можно осуществить запуск трехфазного двигателя с 220 без конденсаторов. Рассмотрим все варианты.

На рисунке показано, как выполняется этот тип подключения. В работе электродвигателя следует дополнительно воспользоваться фазосдвигающими конденсаторами, которые ещё называют пусковыми (Спуск. ) и рабочими (Сраб.).

Тип подключения “Звезда”

При подключении звездой все три конца обмотки соединяются. Для этого используют специальную перемычку. Питание подается на клеммы с начала обмоток. При этом начало обмотки С1(U1) через параллельно подключенные конденсаторы поступает на начало обмотки С3(U3). Далее этот конец и С2(U2) надо подключить к сети.

В этом виде подключения, как и в первом примере, используются конденсаторы. Для того чтобы подключить по этой схеме скрутки потребуются 3 перемычки. Они будут соединять начало и конец обмотки. Выводы, идущие с начала обмотки С6С1 через такую же параллельную схему, как и в случае с подключением «звезда», соединяются с выводом, идущим от С3С5. Затем полученный конец и вывод С2С4 следует подключить к сети.

Тип подключения “Треугольник”

Если на шильдике указаны показатели 380/220ВВ, то подключение в сеть возможно только по «треугольнику».

Как подсчитать емкость

Для рабочего конденсатора применяется формула:

Сраб. =2780хI/U, где
U – номинальное напряжение,
I – ток.

Существует и другая формула:

Сраб.= 66хР, где Р – это мощность трехфазного электродвигателя.

Получается, что 7мкФ емкости конденсатора рассчитаны на 100Вт его мощности.

Значение для емкости пускового устройства должно быть на 2,5-3 порядка больше рабочего. Такое расхождение показателей по емкости у конденсаторов требуется, потому что пусковой элемент включается при работе трехфазного двигателя на непродолжительное время. К тому же при включении высшая нагрузка на него значительно больше, оставлять в рабочем положении это устройство на более длительный период не стоит, иначе из-за перекоса тока по фазам через некоторое время электродвигатель начнет перегреваться.

Если вы используете для работы электродвигатель, мощность которого меньше 1кВт, то пусковой элемент не потребуется.

Иногда емкости одного конденсатора для начала работы не хватает, тогда схема подбирается из нескольких разных элементов, соединенных последовательно. Общую емкость при параллельном соединении можно рассчитать по формуле:

Cобщ=C1+C1+…+Сn.

На схеме подобное подключение выглядит следующим образом:

О том, насколько правильно подобраны емкости конденсаторов, можно будет понять только в процессе использования. Из-за этого схема из нескольких элементов более оправдана, ведь при большей емкости двигатель будет перегреваться, а при меньшей – выходная мощность не достигнет нужного уровня. Подбор емкости лучше начать с минимального ее значения и постепенно доводить до оптимального. При этом можно замерить ток с помощью токоизмерительных щипцов, тогда подобрать оптимальный вариант станет проще. Подобный замер делают в рабочем режиме трехфазного электродвигателя.

Какие выбрать конденсаторы

Для подключения электродвигателя чаще всего используют бумажные конденсаторы (МБГО, КБП или МПГО), но все они обладают небольшими емкостными характеристиками и достаточной громоздкостью. Другой вариант – подобрать электролитические модели, хотя здесь придется дополнительно подключить в сеть диоды и резисторы. К тому же при пробое диода, а это случается довольно часто, через конденсатор начнет поступать переменный ток, что может привести к взрыву.

Кроме емкости, стоит обратить внимание на рабочее напряжение в домашней сети. При этом следует подбирать модели с техническими показателями не меньше 300Вт. Для бумажных конденсаторов подсчет рабочего напряжения для сети немного другой, и рабочее напряжение у данного типа устройств должно быть выше 330-440ВВ.

Пример подключения в сеть

Посмотрим, как это подключение рассчитывается на примере двигателя со следующими характеристиками на шильдике.

Характеристики двигателя

Итак, возьмем трехфазный асинхронный двигатель со схемой соединения для сети в 220 Вольт «треугольником» и «звездой» для 380 Вольт.

В данном случае мощность взятого для примера электродвигателя составляет 0,25 kW, что значительно меньше 1 kW, пусковой конденсатор не потребуется, а общая схема будет выглядеть следующим образом.

Для подключения в сеть необходимо найти емкость рабочего конденсатора. Для этого стоит подставить значения в формулу:
Сраб.= 2780 2А/220В=25 мкФ.

Рабочее напряжение устройства выбирается выше показателя в 300 Вольт. Исходя из этих данных, сортируют соответствующие модели. Некоторые варианты можно найти в таблице:

Зависимость емкости и напряжения от типа конденсатора

Тип конденсатора Емкость, мкФ Номинальное напряжение, В
МБГ0 1
2
4
10
20
30
400, 500
160, 300, 400, 500
160, 300, 400
160, 300, 400, 500
160, 300, 400, 500
160, 300
МБГ4 1; 2; 4; 10; 0,5 250, 500
К73-2 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10 400, 630
К75-12 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10 400
К75-12 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8 630
К75-40 4; 5; 6; 8; 10; 40; 60; 80; 100 750

Подключение тиристорным ключом

Трехфазный электродвигатель, предназначенный для 380 Вольт, используют для однофазного напряжения, применяя тиристорный ключ. Для того чтобы запустить агрегат в таком режиме, потребуется вот эта схема:

Схема трехфазного электродвигателя для однофазного напряжения

В работе использованы:

  • транзисторы из серии VT1, VT2;
  • резисторы МЛТ;
  • кремниевые диффузионные диоды Д231
  • тиристоры серии КУ 202.

Все элементы рассчитаны на напряжение 300 Вольт и ток 10А.
Собирается тиристорный ключ, как и другие микросхемы, на плате.

Сделать такое устройство под силу всем, кто имеет начальные познания в создании микросхем. При мощности электродвигателя меньше 0,6-0,7kW при подключении в сеть нагрева тиристорного ключа не наблюдается, поэтому дополнительное охлаждение не потребуется.

Подобное подключение может показаться слишком сложным, но все зависит от того, какие у вас есть элементы, чтобы переделать двигатель из 380Вт в однофазный. Как видно, использовать трехфазный двигатель для 380 через однофазную сеть не так сложно, как это кажется на первый взгляд.

Подключение. Видео

Видео рассказывает о безопасном подключении наждака к сети 220 В и делится советами, что для этого нужно.

Подключение к трехфазному генератору

Компания «Cистемотехника» занимается производством и продажей энергетического оборудования.

Оказываем комплексные услуги по поставке, монтажу и обслуживанию систем бесперебойного электроснабжения по оптимальным ценам в Москве.

С однофазным электрогенератором все достаточно просто: необходимо правильно «просчитать» количество потребителей с учетом возможных проблем (например, высоких пусковых токов) и подобрать устройство, имеющее соответствующую реальную выходную мощность. Аналогичная ситуация возникает и при подключении трехфазных нагрузок к соответствующим генераторам: все дело в подобранной мощности.

В каталоге можно посмотреть все варианты мощностей трехфазных генераторов >>>

В случае же, если трехфазный дизельный генератор подключается к однофазному потребителю, есть риск возникновения проблемы, которая именуется как «перекос фаз». Чтобы избежать этого, следует строго соблюдать следующие правила:

  1. Используемая мощность однофазной нагрузки должна составлять не больше трети номинальной трехфазной выходной мощности генератора, указанной в технической характеристике. То есть, 6-киловаттный трехфазный агрегат рекомендуется использовать только для питания, скажем, однофазного обогревателя с мощностью не более двух киловатт.
  2. При запитывании одновременно двух однофазных нагрузок разница между их потребляемыми мощностями не может превышать трети от соседней фазы. К примеру: если нагрузка на одной фазе составляет 2 кВт, то для второй диапазон мощностей должен находиться в границах от 1,4 кВт до 2,5 кВт. Идеальным вариантом будет равенство мощностей всех запитанных устройств.
  3. При нарушении этих правил и создается перекос фаз. То есть, в случае несоблюдения требований правила 1 (1/3 от полной мощности) возникает перегрузка обмотки агрегата, а нарушение правила 2 (о нагрузке на соседнюю фазу) может привести к снижению напряжения на фазе, где нагрузка будет выше. Там же, где нагрузка ниже — напряжение станет выше номинала. Результат такого перекоса фаз – сбои в работе потребителей и существенная опасность повреждений подключенных устройств.

    Важно помнить! Строго воспрещается использование генератора для запитывания одно- и трехфазных потребителей одновременно. Для чего предусмотрен соответствующий переключатель на панели приборов.

Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети | Денис Прокошенков

Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети
  • Основные схемы подключения
  • Использование схемы «звезда-треугольник»
  • Трехфазный двигатель с магнитным пускателем
  • Видео

Работа трехфазных электродвигателей считается гораздо более эффективной и производительной, чем однофазных двигателей, рассчитанных на 220 В. Поэтому при наличии трех фаз, рекомендуется подключать соответствующее трехфазное оборудование. В результате, подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети обеспечивает не только экономичную, но и стабильную работу устройства. В схему подключения не требуется добавление каких-либо пусковых устройств, поскольку сразу же после запуска двигателя, в обмотках его статора образуется магнитное поле. Основным условием нормальной эксплуатации таких устройств является правильное выполнение подключения и соблюдение всех рекомендаций.

Схемы подключения

Магнитное поле, создаваемое тремя обмотками, обеспечивает вращение ротора электродвигателя. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую.

Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети

Подключение может выполняться двумя основными способами – звездой или треугольником. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Схема звезды обеспечивает более плавный пуск агрегата, однако мощность двигателя падает примерно на 30% от номинальной. В этом случае подключение треугольником имеет определенные преимущества, поскольку потеря мощности отсутствует. Тем не менее, здесь тоже есть своя особенность, связанная с токовой нагрузкой, которая резко возрастает во время пуска. Подобное состояние оказывает негативное влияние на изоляцию проводов. Изоляция может быть пробита, а двигатель полностью выходит из строя.

Особое внимание следует уделить европейскому оборудованию, укомплектованному электродвигателями, рассчитанными на напряжения 400/690 В. Они рекомендованы к подключению в наши сети 380 вольт только методом треугольника. В случае подключения звездой, такие двигатели сразу же сгорают под нагрузкой. Данный метод применим только к отечественным трехфазным электрическим двигателям.

Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети

В современных агрегатах имеется коробка подключения, в которую выводятся концы обмоток. Их количество может составлять три или шесть. В первом случае схема подключения изначально предполагается методом звезды. Во втором случае электродвигатель может включаться в трехфазную сеть обоими способами. То есть, при схеме звезда три конца, расположенные в начале обмоток соединяются в общую скрутку. Противоположные концы подключаются к фазам сети 380 В, от которой поступает питание. При варианте треугольник все концы обмоток последовательно соединяются между собой. Подключение фаз осуществляется к трем точкам, в которых концы обмоток соединяются между собой.

Использование схемы «звезда-треугольник»

Сравнительно редко используется комбинированная схема подключения, известная как «звезда-треугольник». Она позволяет производить плавный пуск при схеме звезда, а в процессе основной работы включается треугольник, обеспечивающий максимальную мощность агрегата.

Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети

Данная схема подключения довольно сложная, требующая использования сразу трех магнитных пускателей. устанавливаемых в соединения обмоток. Первый МП включается в сеть и с концами обмоток. МП-2 и МП-3 соединяются с противоположными концами обмоток. Подключение треугольником выполняется ко второму пускателю, а подключение звездой – к третьему. Категорически запрещается одновременное включение второго и третьего пускателей. Это приведет к короткому замыканию между фазами, подключенными к ним. Для предотвращения подобных ситуаций между этими пускателями устанавливается блокировка. Когда включается один МП, у другого происходит размыкание контактов.

Работа всей системы происходит по следующему принципу: одновременно с включением МП-1, включается МП-3, подключенный звездой. После плавного пуска двигателя, через определенный промежуток времени, задаваемый реле, происходит переход в обычный рабочий режим. Далее происходит отключение МП-3 и включение МП-2 по схеме треугольника.

Трехфазный двигатель с магнитным пускателем

Подключение трехфазного двигателя с помощью магнитного пускателя, осуществляется также, как и через автоматический выключатель. Просто эта схема дополняется блоком включения и выключения с соответствующими кнопками ПУСК и СТОП.

Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети

Одна нормально замкнутая фаза, подключенная к двигателю, соединяется с кнопкой ПУСК. Во время нажатия происходит смыкание контактов, после чего ток поступает к двигателю. Однако, следует учесть, что в случае отпускания кнопки ПУСК, контакты окажутся разомкнутыми и питание поступать не будет. Чтобы не допустить этого, магнитный пускатель оборудуется еще одним дополнительным контактным разъемом, так называемым контактом самоподхвата. Он выполняет функцию блокировочного элемента и препятствует разрыву цепи при выключенной кнопке ПУСК. Окончательно разъединить цепь можно только с помощью кнопки СТОП.

Таким образом, подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети может быть выполнено различными способами. Каждый из них выбирается в соответствии с моделью агрегата и конкретными условиями эксплуатации.

Подключение двигателя на 380 Вольт

Трёхфазный асинхронный двигатель это самый распространённый из всех электромоторов. Говорят, что электротехника – это наука о контактах. Большинство проблем, которые возникают в электрических цепях, вызваны теми или иными контактами. В конструкции асинхронного движка контактов нет. Этим и объясняется его надёжность. При правильной эксплуатации такие движки работают до износа подшипников. Правильность эксплуатации обеспечивает оптимальный температурный режим и наиболее медленное изменение свойств изоляции. Подшипники, а также нарушение изоляции обмоток – это две основные причины неисправностей асинхронных двигателей .

В трёхфазных электросетях применяются две схемы соединения обмоток движков – «треугольник» и «звезда». Эти схемы как раз и определяют температурные режимы обмоток и нагрузку на изоляцию. Напряжение 380 В действует либо на каждую обмотку при соединении в «треугольник», либо на электрическую цепь из двух обмоток при соединении в «звезду». Поэтому в одном и том же устройстве обмотки соединённые в «треугольник» работают в более тяжёлых режимах по напряжению и температуре. Однако при этом достигается и более высокая механическая мощность на вале двигателя.

  • При соединении обмоток по схеме «треугольник» получается в полтора раза большее значение мощности по сравнению со схемой «звезда».

Переходный процесс от пуска движка и до постоянных оборотов ротора также получается более энергичным по величине пускового тока. В маломощных электросетях это будет приводить к значительному уменьшению напряжения на время разгона ротора. Поэтому рекомендуется в таких электросетях использовать асинхронные двигатели с фазным ротором и пускорегулирующими устройствами. Из-за больших пусковых токов «звезда» является основной схемой соединения обмоток. Напряжение U для каждого движка является важнейшим параметром и поэтому всегда указывается на шильдике и в сопроводительной документации.

Поскольку в мире производится большое количество моделей двигателей перед соединением его обмоток для подключения к электросети напряжением 380 В, надо удостоверится в соответствии отечественных стандартов и модели. Если на шильдике указаны более высокие напряжения придётся применить соединение «треугольник» вместо обычно используемого соединения «звезда».

Наилучший способ пуска

Для наиболее эффективного использования асинхронного двигателя целесообразно применять комбинированные режимы его эксплуатации. Это означает использование переключений выводов обмоток для получения по выбору одного из двух вариантов соединения обмоток. Запуск и разгон двигателя происходит по схеме соединения «звезда». После того как завершится переходный процесс и величина пускового тока достигнет минимального значения происходит переключение на схему «треугольник».

Достигается такое управление тремя группами контактов по три контакта в каждой группе. Чтобы переход от одной схемы к другой не привёл к аварии, должна соблюдаться определённая последовательность срабатывания контактов.

  • При пуске асинхронного двигателя первая и вторая группы замыкаются. При этом не имеет особого значения, какая из них замкнёт контакты первой.
  • Третья группа остаётся разомкнутой до окончания разгона ротора.
  • Когда ротор разогнался, вторая группа размыкает контакты.
  • Через некоторое время, которое необходимо для завершения размыкания второй группы контактов замыкаются контакты третьей группы.
  • Отключение электродвигателя от трёхфазной сети 380 В происходит размыканием контактов первой и второй группы.
  • Чтобы сделать переход от одной схемы к другой более безопасным надо отключить контакты первой группы на время отключения контактов второй группы и включения контактов третьей группы.

Для схемы потребуется три магнитных пускателя с контактами пригодными для отключения токов управляемого двигателя.

Трехфазный асинхронный двигатель представляет собой устройство, состоящее из двух частей: статора и ротора, которые разделены воздушным зазором и не имеют никакой механической связи друг с другом.

На статоре расположены три обмотки, намотанные на специальном магнитопроводе, который набран из пластин специальной электротехнической стали. Обмотки намотаны в пазах статора и расположены под углом в 120 градусов друг к другу.

Ротор представляет собой конструкцию, опирающуюся на подшипники, имеющую крыльчатку для вентиляции. В целях электропривода ротор может иметь прямую связь с механизмом либо через редукторы или другие системы передачи механической энергии. Роторы в асинхронных машинах могут быть двух видов:

  • Короткозамкнутый ротор, который представляет собой систему проводников соединенных с торцов кольцами. Образуется пространственная конструкция, напоминающая беличье колесо. В роторе индуцируются токи, создающее свое поле, взаимодействующее с магнитным полем статора. Это и приводит в движение ротор.
  • Массивный ротор – это цельная конструкция из ферромагнитного сплава, в которой одновременно индуцируются токи и являющаяся магнитопроводом. Благодаря возникновению в массивном роторе вихревых токов идет взаимодействие магнитных полей, которое и является движущей силой ротора.

Главной движущей силой в трехфазном асинхронном двигателе является вращающееся магнитное поле, которое возникает, во-первых, благодаря трехфазному напряжению, а, во-вторых, взаимному расположению обмоток статора. Под его воздействием в роторе возникают токи, создающее поле, которое взаимодействует с полем статора.

Асинхронным двигатель называют из-за того, что частота вращения ротора отстает от частоты вращения магнитного поля, ротор постоянно пытается «догнать» поле, но его частота всегда меньше.

Главные преимущества асинхронных двигателей

  • Простота конструкции, которая достигается за счет отсутствия коллекторных групп, имеющие быстрый износ и создающие дополнительное трение.
  • Для питания асинхронного двигателя не требуется дополнительных преобразований, он может питаться прямо из промышленной трехфазной сети.
  • За счет сравнительно небольшого количества деталей асинхронные двигатели очень надежны, имеют долгий срок эксплуатации, просты в техническом обслуживании и ремонте.

Конечно, трехфазные машины не лишены недостатков

  • Асинхронные электродвигатели имеют чрезвычайно малый пусковой момент, что ограничивает сферу их применения.
  • При запуске эти двигатели потребляют большие токи при пуске, которые могут превышать допустимые в конкретной системе электроснабжения.
  • Асинхронные двигатели потребляют немалую реактивную мощность, которая не приводит к увеличению механической мощности двигателя.

Различные схемы подключения асинхронных двигателей к сети 380 вольт

Для того чтобы заставить работать двигатель существует несколько различных схем подключения, наиболее используемые среди них — звезда и треугольник.

Как правильно подключить трехфазный двигатель «звездой»

На табличке электродвигателя указывается возможность подключения по способу «звезда» в виде символа Y, а также может указываться и можно ли подключить по другой схеме. Соединение по такой схеме может быть с нейтралью, которая подключается к точке соединения всех обмоток.

Такой подход позволяет эффективно защитить электродвигатель от перегрузок при помощи четырехполюсного автоматического выключателя.

Соединение «звездой» не позволяет электродвигателю, приспособленному для сетей 380 вольт развить полную мощность в силу того, что на каждой отдельной обмотке будет напряжение в 220 вольт. Однако, такое соединение позволяет не допустить перегрузки по току, старт электродвигателя происходит плавно.

В клеммной коробке будет сразу видно, когда электродвигатель соединен по схеме «звезда». Если есть перемычка между тремя выводами обмоток, то это однозначно говорит о том, что применяется именно эта схема. В любых других случаях применяется другая схема.

Выполняем соединение по схеме «треугольник»

Выводы обмоток соединяют следующим образом: C4 соединяют с C2, С5 с C3, а С6 с C1. При новой маркировке это выглядит так: U2 соединяется с V1, V2 с W1, а W2 cU1.

В трехфазных сетях между выводами обмоток будет линейное напряжение 380 вольт, а соединение с нейтралью (рабочим нулем) не требуется. Такая схема имеет особенность еще и в том, что возникают большие пусковые токи, которые может не выдержать проводка.

На практике иногда применяют комбинированное подключение, когда на этапе запуска и разгона используется подключение «звездой», а в рабочем режиме специальные контакторы переключают обмотки на схему «треугольник».

В клеммной коробке подключение треугольником определяется наличием трех перемычек между клеммами обмоток. На табличке двигателя возможность подключения треугольником обозначается символом. а также может указываться мощность, развиваемая при схеме «звезда» и «треугольник».

Трехфазные асинхронные двигатели занимают значительную часть среди потребителей электроэнергии благодаря своим очевидным достоинствам.

Реверсивная и не реверсивная схема магнитного пускателя

Магнитный пускатель позволяет осуществить дистанционное управление, включать и отключать потребителя на расстоянии с пульта управления. Самое распространенное применение магнитного пускателя получили асинхронные двигателя, при помощи его осуществляется пуск, стоп и реверс (смена направления вращение вала) двигателя.

Еще магнитный пускатель служит для разгрузки маломощных контактов. Например, возьмем простой выключатель, который стоит дома, он рассчитан включать и отключать нагрузку не более 10 Ампер, определяем мощность: ток умножаем на напряжение 10*220 = 2200 Вт. Это значит, что через этот выключатель, можно, включить не более двадцати двух лампочек мощностью 100Вт.

Разгрузим контакт простого выключателя с помощью магнитного пускателя третьей величины, у которого силовые контакты рассчитаны включать и отключать ток 40 Ампер, мощность, которую он сможет включать и отключать: 40*220 = 8800 Вт. В итоге сможем одним щелчком выключателя, включать и отключать всю алею уличного освещения через контакты магнитного пускателя.

Управляется магнитный пускатель третьей величины с помощью электромагнитной катушки, которая потребляет 200Вт в момент срабатывания, а в сработанном состоянии потребляет всего 25Вт, что получается 200/380 = 0,52 А — это ток которым необходим, чтобы пускатель сработал и включил основную силовую цепь. Теперь представьте, что можно поставить маленький компактный выключатель, который будет управлять магнитным пускателем, а он своими силовыми контактами будет включать и отключать большие мощности.

Причины однофазного режима: перегорела плавкая вставка на одной фазе, подгорел контакт на клемме или выкрутился винт на клеммнике магнитного пускателя и выпал фазный провод от вибрации, плохой контакт на силовых контактах пускателя.

При перегрузке двигателя или работе в неполнофазном режиме увеличивается ток, проходящий через тепловое реле. В тепловом реле нагреваются токопроводящие биметаллические пластины, под действием тепла они выгибаются, и механически воздействует на размыкание контакта в тепловом реле, который отключает питание катушки магнитного пускателя, происходит отключение двигателя по средствам пускателя.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ЧЕРЕЗ МАГНИТНЫЙ ПУСКАТЕЛЬ.

Схема состоит:
из QF — автоматического выключателя; KM1 — магнитного пускателя; P — теплового реле; M — асинхронного двигателя; ПР — предохранителя; кнопки управления (С-стоп, Пуск). Рассмотрим работу схемы в динамике.
Включаем питание QF — автоматическим выключателем, нажимаем кнопку «Пуск» своим нормально разомкнутым контактом подает напряжение на катушку КМ1 — магнитного пускателя.

КМ1 – магнитный пускатель срабатывает и своими нормально разомкнутыми, силовыми контактами подает напряжение на двигатель. Для того чтобы не удерживать кнопку «Пуск», чтобы двигатель работал, нужно ее зашунтировать, нормально разомкнутым блок контактом КМ1 – магнитного пускателя.
При срабатывании пускателя блок контакт замыкается и можно отпустить кнопку «Пуск» ток побежит через блок контакт на КМ1 — катушку.

Отключаем двигатель, нажимаем кнопу «С – стоп», нормально замкнутый контакт размыкается и прекращается подача напряжение к КМ1 – катушке, сердечник пускателя под действием пружин возвращается в исходное положение, соответственно контакты возвращаются в нормальное состояние, отключая двигатель. При срабатывании теплового реле — «Р», размыкается нормально замкнутый контакт «Р», отключение происходит аналогично.

9.3: Трехфазные соединения — Engineering LibreTexts

Можно сконфигурировать системы, использующие источники, подключенные треугольником или Y, с нагрузками, подключенными треугольником или Y. Следует отметить, что системы, соединенные треугольником, всегда представляют собой трехпроводные системы, в то время как системы, соединенные по схеме Y, могут использовать четвертый нейтральный провод (общая точка, к которой подключаются все три источника).

Однородные системы

Самые простые системы — это дельта-дельта и Y-Y. Мы будем называть их однородными системами, поскольку конструкции генератора и нагрузки схожи.Примеры показаны на рисунках \ (\ PageIndex {1} \) и \ (\ PageIndex {2} \) соответственно.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): генератор, подключенный по схеме треугольник, с нагрузкой, подключенной по схеме треугольник (дельта-треугольник). Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): генератор с подключением по схеме Y и нагрузкой с подключением по схеме Y (ГГ). Показан дополнительный четвертый нейтральный провод от центра к центру.

В этих конфигурациях каждая ветвь нагрузки соответствует соответствующей ветви генератора. В конфигурации дельта-треугольник на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) должно быть очевидно, что напряжение на любом плече нагрузки должно равняться напряжению соответствующего плеча генератора.Например, полное сопротивление нагрузки, подключенное между \ (A ‘\) и \ (B’ \), должно соответствовать напряжению, подаваемому генератором, расположенным между \ (A \) и \ (B \), потому что \ (A \) напрямую соединен с \ (A ‘\) так же, как \ (B \) с \ (B’ \). Точно так же для конфигурации YY на рисунке \ (\ PageIndex {2} \) ток через любую ветвь нагрузки должен быть равен току, протекающему через связанную ветвь генератора, поскольку нет других путей для тока между \ (A \) и \ (A ‘\), \ (B \) и \ (B’ \), а также \ (C \) и \ (C ‘\).

Поскольку нагрузка уравновешена и ветви генератора идентичны, за исключением их фазы, напряжение и ток (и, следовательно, мощности) для каждой ветви нагрузки должны быть одинаковыми, за исключением фаза.Это верно как для конфигурации Y-Y, так и для конфигурации дельта-дельта. Сложность здесь — разница между током или напряжением источника (или нагрузки) и линейным током или напряжением.

\ [\ text {Напряжение линии — это величина напряжения между любыми двумя проводниками, соединяющими источник с нагрузкой, за исключением земли или общего провода.} \ Nonumber \]

\ [\ text {Линейный ток — это величина тока, протекающего в любом проводнике, соединяющем источник с нагрузкой, за исключением земли или общего провода. } \ nonumber \]

Рассмотрим систему дельта-дельта на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Мы уже установили, что напряжение, развиваемое генератором \ (A, B \), должно быть таким же, как напряжение на нагрузке \ (A ‘, B’ \). Таким образом, напряжение, измеренное от проводника A, A ‘к проводнику B, B’, должно быть таким же, как напряжения источника и нагрузки. Другими словами, в конфигурации треугольник-треугольник все напряжения источника, нагрузки и линии одинаковы.

Мы также обнаружили, что токи источника и нагрузки должны быть одинаковыми для конфигурации треугольник-треугольник, однако это не означает, что ток, протекающий через провод, соединяющий \ (A \) с \ (A ‘\), должен быть такой же, как ток, протекающий через генератор или нагрузку.В конце концов, к \ (A ‘\) подключаются два провода нагрузки, а не только один. По определению, ток, протекающий через этот провод, является линейным током, и поэтому в конфигурации треугольник-треугольник линейный ток не совпадает с токами источника или нагрузки. Чтобы избежать путаницы, напряжение или ток, связанные с одной ветвью, называют фазным напряжением или током в зависимости от линейного напряжения или тока.

Обращаясь к конфигурации Y-Y на рисунке \ (\ PageIndex {2} \), мы видим противоположную ситуацию.Источник, нагрузка и линейный ток будут одинаковыми. С другой стороны, линейное напряжение состоит из двух генераторов, а не одного (например, от \ (A \) до \ (B \) или от \ (B \) до \ (C \)). Таким образом, для конфигурации Y-Y напряжения источника и нагрузки одинаковы, но они не равны линейному напряжению (и не в два раза, благодаря фазовому сдвигу).

Определение линейного напряжения и тока

Чтобы определить линейное напряжение для генератора, подключенного по схеме Y (и аналогично, линейный ток для генератора, подключенного по схеме треугольника), полезно изучить векторную диаграмму напряжений отдельных генераторов.Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \). У нас есть три напряжения одинаковой амплитуды, единственная разница между ними — их фаза. Каждый вектор отделен от других на 120 градусов. Далее, каждый отдельный генератор соединен из общей точки с одной из внешних точек \ (A \), \ (B \) и \ (C \). Линейное напряжение определяется как потенциал, существующий между любыми двумя этими тремя точками. Хотя можно просто вычесть напряжение одного генератора из другого, чтобы получить разницу, есть хорошее графическое решение, из которого мы можем вывести точную формулу для линейного напряжения с учетом напряжения генератора.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): фазорная диаграмма Y-связанного генератора

Мы начнем с сосредоточения внимания на втором и третьем квадрантах векторной диаграммы. Этот раздел перерисован на рисунке \ (\ PageIndex {4} \). В действительности для следующего доказательства можно использовать любые два вектора, но эта пара оказывается особенно удобной по ориентации.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Решение для линейного напряжения генератора с Y-соединением.

Для удобства использования приведем величину напряжения генератора к единице. Мы видим, что векторы \ (B \) и \ (C \) идеально разделяются горизонтальной осью; то, что находится над осью, идеально отражается под ней. В верхней части мы находим прямоугольный треугольник с гипотенузой единицы (темно-красный). Угол, который он образует с горизонталью, должен составлять половину угла между ним и вектором \ (C \). Это половина 120 градусов или 60 градусов. Поскольку сумма внутренних углов треугольника должна составлять 180 градусов, это означает, что третий угол должен составлять 30 градусов. Горизонтальный отрезок треугольника (темно-желтый или, может быть, «острая горчица») может быть определен, потому что мы знаем и гипотенузу, и противоположный угол.2} \ nonumber \]

\ [\ text {vertical} = \ sqrt {\ frac {3} {4}} \ nonumber \]

\ [\ text {vertical} = \ frac {1} {2} \ sqrt {3} \ nonumber \]

Вертикальная ножка идеально отражается под горизонтальной осью. Следовательно, интервал от \ (B \) до \ (C \) должен быть в два раза больше этого значения, или \ (\ sqrt {3} \). Поскольку напряжение, развиваемое на каждой ножке генератора, называется фазным напряжением генератора, мы можем сказать:

\ [\ text {Линейное напряжение для генератора, подключенного по схеме Y, в} \ sqrt {3} \ text {умножено на его фазное напряжение.} \ label {9.1} \]

Например, если фазное напряжение генератора, подключенного по схеме Y, составляет 120 вольт, линейное напряжение будет в \ (\ sqrt {3} \) раз больше, или примерно 208 вольт.

Для генератора, соединенного треугольником, то же самое верно для фазных и линейных токов, с доказательством, оставленным в качестве упражнения. То есть

\ [\ text {Линейный ток генератора, соединенного треугольником, равен} \ sqrt {3} \ text {умноженному на его фазный ток.} \ Label {9.2} \]

Те же самые отношения справедливы как для нагрузок, так и для источников, e.g., ток в ветви нагрузки, подключенной по схеме Y, будет таким же, как и линейный ток, а его фазное напряжение будет в \ (\ sqrt {3} \) раз меньше, чем линейное напряжение.

\ [\ text {В итоге: для конфигураций треугольником (генератор или нагрузка) фазное напряжение равно линейному напряжению, а линейный ток больше фазного тока на} \ sqrt {3} \ text {. Для конфигураций Y фазный ток равен линейному току, а линейное напряжение} \ sqrt {3} \ text {больше, чем фазное напряжение.} \ nonumber \]

Для однородных систем, поскольку генератор и нагрузка имеют одинаковую конфигурацию, фазные напряжения и токи нагрузки должны быть идентичны фазам генератора. Полезное средство запоминания состоит в том, что мощность, рассеиваемая в системе, должна равняться генерируемой мощности.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Генератор с трехфазным соединением треугольником питает нагрузку с трехфазным соединением треугольником, как в системе, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Предположим, что фазное напряжение генератора составляет 120 В переменного тока (среднеквадратичное значение).Груз состоит из трех одинаковых ножек по 50 \ (\ Omega \) каждая. Определите линейное напряжение, напряжение фазы нагрузки, ток фазы генератора, линейный ток, ток фазы нагрузки и общую мощность, подаваемую на нагрузку.

Поскольку это однородная система (треугольник-треугольник), напряжение и ток фазы нагрузки такие же, как у генератора. Следовательно, напряжение фазы нагрузки также должно быть 120 вольт. Во-вторых, в конфигурации треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению, снова 120 вольт.Ток фазы нагрузки определяется по закону Ома и будет среднеквадратичным значением, потому что напряжение равно среднеквадратичному значению:

.

\ [i_ {phase} = \ frac {v_ {phase}} {Z_ {load}} \ nonumber \]

\ [i_ {phase} = \ frac {120 V} {50 \ Omega} \ nonumber \]

\ [i_ {phase} = 2,4 A \ nonumber \]

Фазный ток генератора должен быть одинаковым, поскольку генератор и нагрузка имеют одинаковую конфигурацию. Для дельта-конфигураций линейный ток в \ (\ sqrt {3} \) раз больше, чем фазный ток, таким образом,

\ [i_ {line} = \ sqrt {3} \ times i_ {phase} \ nonumber \]

\ [i_ {line} = \ sqrt {3} \ times 2.2 \ раз 50 \ Омега \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 864 Вт \ nonumber \]

Это эквивалентно примерно 1,2 л.с. Мы также могли бы вычислить мощность фазы нагрузки, используя квадрат фазного напряжения, деленный на сопротивление нагрузки, или умножая фазное напряжение на фазный ток. Поскольку это чисто резистивная нагрузка, здесь нет фазового угла и, следовательно, нет коэффициента мощности, о котором нужно было бы беспокоиться.

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Трехфазный генератор с Y-подключением питает трехфазную нагрузку с Y-подключением, аналогично системе, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).Предположим, что фазное напряжение генератора составляет 220 В переменного тока (среднеквадратичное значение). Груз состоит из трех одинаковых ножек по 100 \ (\ Omega \) каждая. Определите линейное напряжение, напряжение фазы нагрузки, ток фазы генератора, линейный ток, ток фазы нагрузки и общую мощность, подаваемую на нагрузку.

Это однородная (Y-Y) система, поэтому напряжение и ток фазы нагрузки такие же, как у генератора. Следовательно, напряжение фазы нагрузки должно быть 220 вольт. В конфигурации Y линейное напряжение равно фазному напряжению, умноженному на \ (\ sqrt {3} \).

\ [v_ {строка} = \ sqrt {3} \ times v_ {фаза} \ nonumber \]

\ [v_ {line} = \ sqrt {3} \ times 220V \ nonumber \]

\ [v_ {line} \ приблизительно 381 V \ nonumber \]

Ток фазы нагрузки определяется по закону Ома и будет среднеквадратичным значением, поскольку напряжение является среднеквадратичным. Это то же самое, что и фазный ток генератора, и линейный ток.

\ [i_ {phase} = \ frac {v_ {phase}} {Z_ {load}} \ nonumber \]

\ [i_ {phase} = \ frac {220 V} {100 \ Omega} \ nonumber \]

\ [i_ {phase} = 2.2A \ nonumber \]

Полная мощность может быть найдена с использованием основного закона мощности, поскольку нагрузка является чисто резистивной, и у нас есть среднеквадратичные значения. В этом случае мы будем использовать ток, умноженный на напряжение, для изменения темпа.

\ [P_ {total} = 3 \ times i_ {фаза} \ times v_ {фаза} \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 3 \ умножить на 2,2 А \ умножить на 220 В \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 1452 Вт \ nonumber \]

Это всего лишь 2 хп. Опять же, это чисто резистивная нагрузка и фазовый угол отсутствует.Таким образом, коэффициент мощности равен единице, причем действительная и кажущаяся мощности одинаковы.

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Для системы, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {5} \), определите общую полную и активную мощность, подаваемую на нагрузку. Также найдите напряжение в сети. Фазовое напряжение источника составляет 240 вольт (среднеквадратичное значение) при 60 Гц.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Схема для примера \ (\ PageIndex {3} \).

Учитывая тот факт, что все три опоры нагрузки находятся вместе в одной общей точке (земле), это должна быть система Y-Y.Следовательно, мы знаем, что линейное напряжение должно быть в \ (\ sqrt {3} \) раз больше фазного напряжения генератора.

\ [v_ {строка} = \ sqrt {3} \ times v_ {фаза} \ nonumber \]

\ [v_ {line} = \ sqrt {3} \ times 240 В \ nonumber \]

\ [v_ {line} \ около 416 В RMS \ nonumber \]

Это однородная система (Y-Y), поэтому мы также знаем, что напряжение нагрузки равно напряжению генератора или 240 вольт RMS. Отсюда мы можем найти ток нагрузки (линейный ток должен быть того же значения, потому что это нагрузка, подключенная по схеме Y).2 \ times R_ {load} \ nonumber \]

\ [P = 3 \ times 4.8A 2 \ times 40 \ Omega \ nonumber \]

\ [P = 2765W \ nonumber \]

Компьютерное моделирование

Схема примера \ (\ PageIndex {3} \) достойна моделирования. Первое, что нужно сделать, это определить подходящее значение индуктивности для достижения реактивного сопротивления \ (j40 \ Omega \). Учитывая частоту источника 60 Гц, получается примерно 80 мГн. Схема построена, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {6} \).Среднеквадратичное фазовое напряжение источника 240 вольт эквивалентно пиковому напряжению приблизительно 340 вольт. Положения катушки индуктивности и резистора в каждой ножке поменялись местами по причине, которая вскоре станет очевидной.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Эквивалентная система, показанная на рисунке \ (\ PageIndex {5} \) в симуляторе.

Непосредственный интерес представляет проверка временных сдвигов и амплитуд фазных напряжений. Они соответствуют узлам 1, 2 и 3. В этой конфигурации напряжение фазы нагрузки равно напряжению фазы генератора, поэтому они должны быть пиковыми 340 вольт и разделены на 120 градусов или 1/3 цикла.

Выполняется анализ переходных процессов с нанесением на график интересующих узловых напряжений. Результат показан на рисунке \ (\ PageIndex {7} \). Напряжения в точности такие, как ожидалось, и график отлично согласуется с теоретическим графиком на рисунке 9.2.4.

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): три напряжения нагрузки, смоделированные из рисунка \ (\ PageIndex {6} \).

Теперь проверяем сетевое напряжение. Было рассчитано, что это среднеквадратичное значение 416 вольт, или примерно 588 вольт пикового значения. Постпроцессор используется для отображения результата: напряжение узла 1 минус напряжение узла 2.Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {8} \). Опять же, результаты такие, как ожидалось, с пиком чуть ниже 600 вольт.

Наконец, мы исследуем истинную мощность нагрузки. Возможно, самый простой способ сделать это — определить напряжение на резистивной части нагрузки. Из предыдущих работ мы знаем, что истинная мощность связана только с сопротивлением, а не с реактивным сопротивлением. Таким образом, все, что нам нужно сделать, это измерить пиковое напряжение на резисторе. Отсюда мы находим его эквивалент RMS, возводим его в квадрат и делим на номинал резистора.Это дает нам истинную мощность нагрузки на одну ногу. Для общей мощности просто утроим результат. Получить напряжение на резисторе легко, если резистор заземлен. В этом случае это просто напряжение на узле, к которому подключен резистор. Вот почему позиции индуктора и резистора были поменяны местами при моделировании. Поскольку они включены последовательно, это не имеет никакого значения для общего импеданса нагрузки, однако новая схема позволяет нам получать напряжение резистора напрямую, вместо того, чтобы полагаться на дифференциальное напряжение, полученное через постпроцессор.

Выполняется еще один анализ переходных процессов, на этот раз строится график напряжения на одном из нагрузочных резисторов; а именно узел 4. Результат показан на рисунке \ (\ PageIndex {9} \). Пик этой формы волны составляет 271,5 вольт, или около 192 вольт (среднеквадратичное значение). Если возвести это в квадрат и разделить на 40 \ (\ Omega \), получим чуть более 921 Вт на каждую ногу, в общей сложности около 2765 Вт, как и ожидалось.

Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): одно из линейных напряжений, смоделированное из рисунка \ (\ PageIndex {6} \). Рисунок \ (\ PageIndex {9} \): моделируемое напряжение на одном из нагрузочных резисторов на рисунке \ (\ PageIndex {6} \).

Гетерогенные системы

Системы, настроенные как дельта-Y и Y-дельта, кажутся немного более сложными, чем однородные системы. Мы будем называть их гетерогенными системами, так как структуры генератора и нагрузки противоположного типа. Примеры показаны на рисунках \ (\ PageIndex {10} \) и \ (\ PageIndex {11} \) соответственно.

Рисунок \ (\ PageIndex {10} \): генератор, соединенный треугольником, с нагрузкой, соединенной треугольником (треугольник-Y). Рисунок \ (\ PageIndex {11} \): генератор, соединенный треугольником, с нагрузкой, соединенной треугольником. (Ydelta).

Эти системы вовсе не так сложны, как думают некоторые; все, что вам нужно сделать, это запомнить операторы \ ref {9.1} и \ ref {9.2}. Действительно, здесь стоит повторить суммирование:

\ text {Для конфигураций треугольником (генератор или нагрузка) фазное напряжение равно линейному напряжению, а линейный ток больше фазного тока на} \ sqrt {3} \ text {. Для конфигураций Y фазный ток равен линейному току, а линейное напряжение} \ sqrt {3} \ text {больше, чем фазное напряжение.} \ nonumber \]

Вы можете рассматривать анализ этих систем как двухэтапный процесс. Сначала определите линейное напряжение и ток от генератора или нагрузки; и во-вторых, переход от линии к другой стороне (нагрузке или генератору). Если возникнет путаница, помните, что генерируемая мощность должна равняться мощности рассеиваемой или доставленной.

На рисунке \ (\ PageIndex {10} \) линейное напряжение равно фазному напряжению генератора. Нагрузка подключена по схеме Y, поэтому на каждой ветви напряжение линии делится на \ (\ sqrt {3} \).Исходя из этого, можно вычислить каждое плечо тока нагрузки. Обратите внимание, что линейный ток равен току нагрузки. Фазный ток генератора равен линейному току, деленному на \ (\ sqrt {3} \).

На рисунке \ (\ PageIndex {11} \) линейное напряжение равно \ (\ sqrt {3} \), умноженному на фазное напряжение генератора. Нагрузка подключена по схеме треугольника, поэтому на каждой ножке отображается линейное напряжение. Зная это, можно вычислить каждое плечо тока нагрузки. Кроме того, линейный ток равен фазному току генератора, а фазный ток нагрузки будет равен линейному току, деленному на \ (\ sqrt {3} \).{\ circ} \) \ (\ Omega \), определяет фазный ток генератора, линейное напряжение, фазное напряжение нагрузки, фазный ток нагрузки и общую мощность, подаваемую на нагрузку.

Генератор подключен по схеме треугольника, поэтому линейное напряжение равно фазному напряжению генератора, или 230 вольт. Нагрузка, подключенная по схеме Y, будет видеть фазное напряжение, уменьшенное в \ (\ sqrt {3} \) раз.

\ [v_ {load} = \ frac {v_ {line}} {\ sqrt {3}} \ nonumber \]

\ [v_ {load} = \ frac {230 В} {\ sqrt {3}} \ nonumber \]

\ [v_ {load} \ около 132.{\ circ} \ Omega} \ nonumber \]

\ [i_ {load} \ приблизительно 0,664 A RMS \ nonumber \]

При Y-соединении линейный ток должен быть таким же, как ток фазы нагрузки, или 0,664 ампера. Для соединений треугольником линейный ток в \ (\ sqrt {3} \) раз больше, чем фазный ток, поэтому фазный ток генератора должен быть в \ (\ sqrt {3} \) раз меньше.

\ [i_ {gen} = \ frac {i_ {line}} {\ sqrt {3}} \ nonumber \]

\ [i_ {gen} = \ frac {0.664A} {\ sqrt {3}} \ nonumber \]

\ [i_ {gen} \ около 0.2 \ times 200 \ Omega \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 264 Вт \ nonumber \]

Для перекрестной проверки вырабатываемая мощность составляет:

\ [P_ {total} = 3 \ times i_ {gen} \ times v_ {gen} \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 3 \ умножить на 0,383A \ умножить на 230 В \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 264 Вт \ nonumber \]

Выработанная мощность равна рассеиваемой мощности.

Пример \ (\ PageIndex {5} \)

Система Y-треугольник, подобная показанной на рисунке \ (\ PageIndex {11} \), имеет фазное напряжение генератора 100 В (среднеквадратичное значение) при 60 Гц.Если нагрузка имеет величину 50 \ (\ Omega \) с запаздывающим коэффициентом мощности 0,8, определите ток фазы генератора, линейное напряжение, напряжение фазы нагрузки, ток фазы нагрузки и общую истинную мощность, подаваемую на нагрузку. .

Генератор, соединенный по схеме Y, создает линейное напряжение, равное напряжению фазы генератора, умноженному на \ (\ sqrt {3} \). Это также напряжение фазы нагрузки, поскольку оно соединено треугольником.

\ [v_ {строка} = \ sqrt {3} \ times v_ {фаза} \ nonumber \]

\ [v_ {line} = \ sqrt {3} \ times 100 V \ nonumber \]

\ [v_ {line} \ около 173.2В RMS \ nonumber \]

Нагрузка, подключенная по схеме треугольника, будет видеть фазное напряжение, такое же, как и линейное напряжение, или 173,2 вольт. Отсюда мы можем определить ток нагрузки.

\ [i_ {load} = \ frac {v_ {phase}} {Z_ {load}} \ nonumber \]

\ [i_ {load} = \ frac {173.2V} {50 \ Omega} \ nonumber \]

\ [i_ {load} \ приблизительно 3,464A RMS \ nonumber \]

Поскольку нагрузка подключена по схеме треугольника, линейный ток равен времени тока нагрузки \ (\ sqrt {3} \). Фазный ток генератора будет таким же, как и линейный ток.2 \ times 40 \ Omega \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 1440 Вт \ nonumber \]

Мы также можем найти полную мощность и использовать коэффициент мощности.

\ [P_ {total} = 3 \ times v_ {load} \ times i_ {load} PF \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 3 \ умножить на 173,2В \ умножить на 3,464 А \ умножить на 0,8 \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 1440 Вт \ nonumber \]

Для перекрестной проверки сравните рассеиваемую мощность с генерируемой.

\ [P_ {total} = 3 \ times v_ {gen} \ times i_ {gen} \ times PF \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 3 \ умножить на 100В \ умножить на 6А \ умножить на 0.8 \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 1440 Вт \ nonumber \]

Однофазное и трехфазное питание. Объяснение

Однофазный источник питания используется в большинстве домов и на малых предприятиях, поскольку его установка относительно проста и недорога. Коммерческие и промышленные предприятия с более высокими потребностями в электроэнергии предпочитают трехфазное питание, поскольку оно более эффективно и менее затратно в эксплуатации. Но в чем именно разница между однофазным и трехфазным питанием?

Трехфазная и однофазная

Чтобы проиллюстрировать разницу между однофазным и трехфазным питанием, представьте одинокого гребца в каноэ.Он может двигаться только вперед, пока его весло движется по воде. Когда он поднимает весло из воды, чтобы подготовиться к следующему гребку, мощность, подаваемая на каноэ, равна нулю.

А теперь представьте ту же каноэ с тремя гребцами. Если их гребки синхронизированы, так что каждый из них разделен на 1/3 цикла гребка, каноэ получает постоянное и последовательное движение по воде. Подается больше мощности, и каноэ движется по воде более плавно и эффективно.

Однофазное питание
  • Однофазное электричество используется в большинстве домов и на малых предприятиях
  • Обеспечивает достаточную мощность для большинства небольших потребителей, включая дома и небольшие непромышленные предприятия
  • Для работы двигателей мощностью до 5 лошадиных сил; Однофазный двигатель потребляет значительно больше тока, чем эквивалентный трехфазный двигатель, что делает трехфазный двигатель более эффективным выбором для промышленного применения

Трехфазное питание
  • Обычно используется в крупных компаниях, а также в промышленности и производстве по всему миру
  • Все более популярны в энергоемких центрах обработки данных с высокой плотностью данных
  • Дорогое преобразование существующей однофазной установки, но трехфазная установка позволяет использовать меньшую, менее дорогую проводку и более низкое напряжение, что делает ее более безопасной и менее дорогой в эксплуатации.
  • Высокоэффективный для оборудования, рассчитанного на работу от трех фаз

Однофазные и трехфазные изделия от Tripp Lite

Объяснение основных измерений трехфазной мощности

Хотя однофазное электричество используется для питания обычных бытовых и офисных электроприборов, системы трехфазного переменного тока почти повсеместно используются для распределения электроэнергии и подачи электричества непосредственно на оборудование с более высокой мощностью.

В этой технической статье описываются основные принципы работы трехфазных систем и различие между различными возможными соединениями для измерения.

  • Трехфазные системы
  • Соединение звездой или звездой
  • Соединение треугольником
  • Сравнение звезды и дельты
  • Измерения мощности
  • Подключение однофазного ваттметра
  • Однофазное трехпроводное соединение
  • Трехфазное трехпроводное соединение (метод двух ваттметров)
  • Трехфазное трехпроводное соединение (метод трех ваттметров)
  • Теорема Блонделя: необходимое количество ваттметров
  • Трехфазное, четырехпроводное соединение
  • Настройка измерительного оборудования

Трехфазные системы

Трехфазное электричество состоит из трех напряжений переменного тока одинаковой частоты и одинаковой амплитуды.Каждая фаза переменного напряжения отделена от другой на 120 ° (Рисунок 1).

Рис. 1. Форма сигнала трехфазного напряжения

Эту систему можно схематически представить как осциллограммами, так и векторной диаграммой (рис. 2).

Рисунок 2. Векторы трехфазного напряжения

Зачем нужны трехфазные системы? По двум причинам:

  1. Три разнесенных вектора напряжения могут использоваться для создания вращающегося поля в двигателе. Таким образом, двигатели можно запускать без дополнительных обмоток.
  2. Трехфазная система может быть подключена к нагрузке таким образом, чтобы количество необходимых медных соединений (и, следовательно, потери при передаче) составляло половину от того, что они были бы в противном случае.

Рассмотрим три однофазные системы, каждая из которых выдает 100 Вт на нагрузку (рисунок 3). Общая нагрузка составляет 3 × 100 Вт = 300 Вт. Для подачи питания 1 ампер протекает через 6 проводов, и, таким образом, возникают 6 единиц потерь.

Рисунок 3. Три однофазных источника питания — шесть единиц потерь

В качестве альтернативы, три источника могут быть подключены к общей обратной линии, как показано на рисунке 4. Когда ток нагрузки в каждой фазе одинаков, нагрузка считается равной. сбалансированный. При сбалансированной нагрузке и трех токах, сдвинутых по фазе на 120 ° друг от друга, сумма тока в любой момент равна нулю, и ток в обратной линии отсутствует.

Рис. 4. Трехфазное питание, сбалансированная нагрузка — 3 единицы потерь

В трехфазной системе под углом 120 ° требуется только 3 провода для передачи энергии, для которой в противном случае потребовалось бы 6 проводов. Требуется половина меди, а потери при передаче по проводам уменьшатся вдвое.

Соединение звездой или звездой

Трехфазная система с общим подключением обычно изображается, как показано на Рисунке 5, и называется соединением «звезда» или «звезда».

Рисунок 5. Соединение звездой или звездой — три фазы, четыре провода

Общая точка называется нейтральной точкой.Эта точка часто заземляется на источнике питания из соображений безопасности. На практике нагрузки не сбалансированы идеально, и четвертый нейтральный провод используется для передачи результирующего тока.

Нейтральный проводник может быть значительно меньше трех основных проводов, если это разрешено местными правилами и стандартами.

Рисунок 6. Сумма мгновенных напряжений в любой момент времени равна нулю.

Соединение треугольником

Три однофазных источника питания, о которых говорилось ранее, также могут быть подключены последовательно.Сумма трех сдвинутых по фазе напряжений на 120 ° в любой момент равна нулю. Если сумма равна нулю, то обе конечные точки имеют одинаковый потенциал и могут быть соединены вместе.

Соединение обычно выполняется, как показано на Рисунке 7, и называется соединением «треугольник» по форме греческой буквы «дельта», Δ.

Рисунок 7. Соединение треугольником — трехфазное, трехпроводное

Сравнение звездой и треугольником

Конфигурация «звезда» используется для распределения питания между однофазными бытовыми приборами в доме и офисе.Однофазные нагрузки подключаются к одной ветви звезды между линией и нейтралью. Общая нагрузка на каждую фазу распределяется в максимально возможной степени, чтобы обеспечить сбалансированную нагрузку на первичное трехфазное питание.

Конфигурация звезда также может подавать одно- или трехфазное питание на более мощные нагрузки при более высоком напряжении. Однофазные напряжения — это напряжения между фазой и нейтралью. Также доступно более высокое межфазное напряжение, как показано черным вектором на Рисунке 8.

Рисунок 8. Напряжение (фаза-фаза)

Конфигурация «треугольник» чаще всего используется для питания трехфазных промышленных нагрузок большей мощности.Различные комбинации напряжений могут быть получены от одного трехфазного источника питания по схеме «треугольник», однако путем подключения или «ответвлений» вдоль обмоток трансформаторов питания.

В США, например, система с треугольником 240 В может иметь обмотку с расщепленной фазой или обмотку с центральным отводом для обеспечения двух источников питания 120 В (рисунок 9).

Рис. 9. Конфигурация треугольником с обмоткой «расщепленная фаза» или «отвод от средней точки»

Из соображений безопасности центральный отвод может быть заземлен на трансформаторе. 208 В также имеется между центральным ответвлением и третьей «верхней ветвью» соединения треугольником.

Измерения мощности

Мощность в системах переменного тока измеряется с помощью ваттметров. Современный цифровой ваттметр с выборкой, такой как любой из анализаторов мощности Tektronix, умножает мгновенные выборки напряжения и тока вместе для расчета мгновенных ватт, а затем берет среднее значение мгновенных ватт за один цикл для отображения истинной мощности.

Ваттметр обеспечивает точные измерения истинной мощности, полной мощности, реактивной мощности вольт-ампер, коэффициента мощности, гармоник и многих других параметров в широком диапазоне форм волн, частот и коэффициента мощности.

Чтобы анализатор мощности дал хорошие результаты, вы должны уметь правильно определять конфигурацию проводки и правильно подключать ваттметры анализатора.

Подключение однофазного ваттметра

Рисунок 10. Однофазные, двухпроводные измерения и измерения постоянного тока

Требуется только один ваттметр, как показано на рисунке 10. Системное подключение к клеммам напряжения и тока ваттметра несложно. Клеммы напряжения ваттметра подключены параллельно к нагрузке, и ток проходит через клеммы тока, которые включены последовательно с нагрузкой.

Однофазное трехпроводное соединение

В этой системе, показанной на рисунке 11, напряжения вырабатываются одной обмоткой трансформатора с центральным ответвлением, и все напряжения синфазны. Эта система широко распространена в жилых домах Северной Америки, где доступны один источник питания 240 В и два источника питания 120 В, которые могут иметь разную нагрузку на каждую ногу.

Для измерения общей мощности и других величин подключите два ваттметра, как показано на Рисунке 11 ниже.

Рисунок 11. Метод однофазного трехпроводного ваттметра

Трехфазное трехпроводное соединение (метод двух ваттметров)

При наличии трех проводов требуются два ваттметра для измерения общей мощности.Подключите ваттметры, как показано на рисунке 12. Клеммы напряжения ваттметров соединены фаза с фазой.

Рисунок 12. Трехфазное, трехпроводное, метод 2 ваттметра

Трехфазное трехпроводное соединение (метод трех ваттметров)

Хотя для измерения общей мощности в трехпроводной системе требуются только два ваттметра, как показано ранее, иногда удобно использовать три ваттметра. В соединении, показанном на Рисунке 13, ложная нейтраль была создана путем соединения клемм низкого напряжения всех трех ваттметров вместе.

Рисунок 13. Трехфазное, трехпроводное (метод трех ваттметров: установите анализатор в трехфазный, четырехпроводной режим).

Трехпроводное трехпроводное соединение имеет преимущества индикации мощности в каждой фазе (не возможно при подключении двух ваттметров) и фазных напряжений.

Теорема Блонделя: необходимое количество ваттметров

В однофазной системе всего два провода. Мощность измеряется одним ваттметром. В трехпроводной системе требуется два ваттметра, как показано на рисунке 14.

Рисунок 14. Доказательство для трехпроводной системы «звезда»

В общем, количество требуемых ваттметров равно количеству проводов минус один.

Проба для трехпроводной системы звездой

Мгновенная мощность, измеренная ваттметром, является произведением мгновенных значений напряжения и тока.

  • Показание ваттметра 1 = i1 (v1 — v3)
  • Показание ваттметра 2 = i2 (v2 — v3)
  • Сумма показаний W1 + W2 = i1v1 — i1v3 + i2v2 — i2v3 = i1v1 + i2v2 — (i1 + i2) v3
  • (Из закона Кирхгофа: i1 + i2 + i3 = 0, поэтому i1 + i2 = -i3)
  • 2 показания W1 + W2 = i1v1 + i2v2 + i3v3 = общая мгновенная мощность в ваттах.

Трехфазное, четырехпроводное соединение

Три ваттметра необходимы для измерения общей мощности в четырехпроводной системе. Измеренные напряжения представляют собой истинные напряжения между фазой и нейтралью. Междуфазные напряжения могут быть точно рассчитаны по амплитуде и фазе межфазных напряжений с использованием векторной математики.

Современный анализатор мощности также будет использовать закон Кирхгофа для расчета тока, протекающего в нейтральной линии.

Настройка измерительного оборудования

Для заданного количества проводов требуются N, N-1 ваттметров для измерения общих величин, таких как мощность.Вы должны убедиться, что у вас достаточно количества каналов (метод 3 ваттметра), и правильно их подключить.

Современные многоканальные анализаторы мощности вычисляют общие или суммарные величины, такие как ватты, вольты, амперы, вольт-амперы и коэффициент мощности, напрямую с использованием соответствующих встроенных формул. Формулы выбираются в зависимости от конфигурации проводки, поэтому настройка проводки имеет решающее значение для получения точных измерений общей мощности. Анализатор мощности с функцией векторной математики также преобразует величины, измеренные между фазой и нейтралью (или звездой), в величины между фазой и фазой (или дельтой).

Коэффициент √3 может использоваться только для преобразования между системами или масштабирования измерений только одного ваттметра в сбалансированных линейных системах.

Понимание конфигурации проводки и выполнение правильных соединений имеет решающее значение для выполнения измерений мощности. Знакомство с обычными системами электропроводки и запоминание теоремы Блонделя поможет вам установить правильные соединения и получить результаты, на которые вы можете положиться.

Список литературы

Основы измерения трехфазной мощности — инструкция по применению от Tektronix

Ваттметр — это прибор для измерения электрической мощности (или скорости подачи электрической энергии) в ваттах любой данной цепи.Электромагнитные ваттметры используются для измерения полезной частоты и мощности звуковой частоты; другие типы требуются для радиочастотных измерений. Источник: Википедия

Источник: Портал электротехники

У вас однофазное или трехфазное питание?

Как определить однофазное или трехфазное питание

  • Вторник, 2 февраля 2021 г.

Одно- и трехфазное питание — это термин, который не используется в повседневной беседе.Поэтому многие из нас не до конца понимают, что это такое и как работает.

Что такое «однофазное» и «трехфазное» питание?

Одно- или трехфазное питание — это источник питания, поступающий в вашу собственность по подземным или воздушным линиям с улицы. Большинство домов обычно имеют однофазное питание. Трехфазное питание обычно используется в коммерческих / промышленных ситуациях и в больших домах с несколькими крупными электрическими приборами, потребляющими большие токи электроэнергии.Если ваша собственность потребляет много электроэнергии, будет установлено трехфазное питание, чтобы избежать колебаний мощности.

Как узнать, какая у меня фазная мощность?

  1. Просто найдите распределительный щит, обычно он находится рядом с фасадом дома или внутри в шкафу для белья
  2. В распределительном щите будет несколько автоматических выключателей. Разрыв цепи под названием «Главный выключатель» позволяет определить, какая фазная мощность доступна.
  3. Если имеется одиночный автоматический выключатель (как показано на рисунке ниже), это одно (1) фазное питание.Если есть три автоматических выключателя, соединенных одним переключателем (как показано на рисунке ниже), это трех (3) фазное питание.

Однофазный автоматический выключатель Трехфазный автоматический выключатель


Зачем нашему дому трехфазное питание?

Как упоминалось выше, трехфазное питание необходимо только в больших домах с несколькими электрическими приборами. Вам понадобится три фазы, если у вас есть:

  • Большая печь для керамики.
  • Большой канальный кондиционер с холодопроизводительностью более 15 киловатт.
  • Электродвигатели большие, обычно более 2 киловатт.
  • Сварочные аппараты или другое оборудование для гаражных мастерских.
  • Большой дом, в котором много людей используют электронные устройства в часы пик.
  • Дома с бассейнами с большими фильтрующими насосами, требующими питания.
  • Дома с несколькими холодильниками и морозильниками, требующими много энергии.

Если вы пытаетесь отключить эти машины или устройства от однофазного источника питания, автоматический выключатель продолжит отключаться, поскольку для удовлетворения потребности в питании недостаточно энергии.

Как работает одно- и трехфазное питание?

Электроснабжение в дом идет по проводам от ЛЭП по ул. Однофазный имеет два провода: активный и нейтральный. Нейтральный провод заземлен на распределительном щите. Три фазы имеют четыре провода: три активных (называемых фазами) и одну нейтраль. Нейтральный провод заземлен на распределительном щите.

Есть ли двухфазное питание?

Да. Двухфазное питание обычно устанавливается, если требования к однофазному питанию превышают максимальное потребление, рассчитанное электриком.Однако установка трехфазного источника питания не требует дополнительных затрат, поэтому более выгодно установить трехфазное питание, поскольку оно потенциально может быть использовано в будущем.

, трехфазное соединение, треугольник | Соотношение напряжения и тока

Трехфазное соединение по схеме треугольник:

Система с подключением по схеме «треугольник» — На рисунке 9.26 показана сбалансированная трехфазная трехпроводная система с подключением по схеме «треугольник». Такое расположение называется сетчатым соединением, потому что оно образует замкнутую цепь.Это также известно как трехфазное соединение треугольником, потому что три ветви в цепи также могут быть расположены в форме треугольника (Δ).

Судя по способу соединения трех фаз в цепи, может показаться, что эти три фазы закорочены между собой. Тем не менее, это не так. Поскольку система сбалансирована, сумма трех напряжений на замкнутой сетке равна нулю; следовательно, ток не может течь по сетке, когда клеммы разомкнуты.

Стрелки, расположенные рядом с напряжениями, V RY , V YB и V BR , трех фаз показывают, что клеммы R, Y и B положительны по отношению к Y, B и R, соответственно, во время их соответствующие положительные полупериоды.

Отношение напряжения:

Из рис. 9.27 мы замечаем, что только одна фаза подключена между любыми двумя линиями
. Следовательно, напряжение между любыми двумя линиями (V L ) равно фазному напряжению (V Ph ).

Поскольку система сбалансирована, все фазные напряжения равны, но смещены друг от друга на 120 °, как показано на векторной диаграмме на рис. 9.27. Предполагается фазовая последовательность RYB.

Текущее отношение:

На рис. 9.28 мы замечаем, что, поскольку система сбалансирована, трехфазные токи (I Ph ), то есть I R , I Y , I B , равны по величине, но смещены на 120 ° друг от друга, как показано на рис.9.28 (б). I 1 , I 2 и I 3 — линейные токи (I L ), т.е. I 1 — линейный ток в линии 1, соединенной с общей точкой R. Аналогично, I 2 и I 3 — линейные токи в линиях 2 и 3, подключенных к общим точкам Y и B, соответственно. Хотя здесь все линейные токи направлены наружу, ни в какой момент все три линейных тока не будут течь в одном и том же направлении, ни наружу, ни внутрь.Поскольку три линейных тока смещены на 120 ° друг от друга, когда один из них положительный, два других могут быть отрицательными, либо одним положительным и одним отрицательным. Также следует отметить, что стрелки, расположенные рядом с фазными токами на рис. 9.28 (a), указывают направление токов, когда они предполагаются положительными, а не их фактическое направление в конкретный момент. Мы можем легко определить линейные токи на рис. 9.28 (a), I 1 , I 2 и I 3 , применив KCL на трех выводах R, Y и B соответственно.Таким образом, ток в строке 1, I 1 = I R — I B ; то есть ток в любой линии равен разности векторов токов в двух фазах, подключенных к этой линии. Аналогично, ток в строке 2, I 2 = I Y — I R , и ток в строке 3, I 3 = I B — I Y .

Сложение векторов этих токов показано на рис. 9.28 (b). На рисунке

Точно так же оставшиеся два линейных тока, I 2 и I 3 , также равны √3-кратным фазным токам; я.е. I L = √3 I Ph .

Как видно из Рис. 9.28 (b), все линейные токи равны по величине, но смещены на 120 ° друг от друга; и линейные токи на 30 ° отстают от соответствующих фазных токов.

Питание в системе, соединенной треугольником:

Очевидно, что общая мощность в трехфазном соединении по схеме «треугольник» является суммой мощностей трех фаз. Поскольку нагрузка сбалансирована, мощность, потребляемая в каждой фазе, одинакова.Общая мощность равна трехкратной мощности в каждой фазе.

где Φ — фазовый угол между фазным напряжением и фазным током.

По количеству линий

С

для сбалансированной системы, будь то звезда или треугольник, выражение для полной мощности одинаковое.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *