Схема подключения трехфазного асинхронного двигателя: Схемы подключения асинхронных электродвигателей

Схемы подключения асинхронных электродвигателей

Чтобы привести ротор электродвигателя в движение необходимо правильно подключить концы обмоток статора к трехфазной сети, где рабочее напряжение может быть:

• 220 вольт
• 380 вольт
• 660 вольт

Заказать новый электродвигатель по телефону
Асинхронные электродвигатели АИР предполагают два способа подключения к трехфазной промышленной сети – «треугольник» и «звезда». В основном электродвигатели АИР рассчитаны на 2 номинальных напряжения 220/380 В, либо 380/660 В и имеют два способа подключения к трехфазной промышленной сети: «звезда» и «треугольник»

220/380 220 В – «треугольник» 380 В – «звезда»

380/660 380 В — «треугольник» 660 В — «звезда»

Как правильно подключить шесть проводов электродвигателя?

Как правило двигатели имеют шесть выводов для возможности выбора схемы подключения: «звезда» либо «треугольник».

Но встречаются и три вывода — уже соединенных внутри двигателя по схеме «звезда».

Схема подключения «звезда»

При подключении обмоток звездой начала обмоток подключаются к фазам, а концы обмоток собираются общую точку (0 точку).

Таким образом напряжение фазной обмотки составит 220В, а линейное напряжение между обмотками 380В. Основным преимуществом подключения электродвигателя по схеме звезда является:

1. Плавный пуск
2. Возможность перегрузки (недлительной)
3. Повышенная надежность

При этом данная схема подключения обеспечит более низкую мощность от заявленной.

Схема подключения «треугольник»

При подключении треугольником последовательно конец одной обмотки соединяется с началом следующей обмотки.

Главными преимуществами такого подключения являются:

1. Максимальная мощность
2. Повышенный вращающий момент
3. Увеличенные тяговые способности

Однако, электродвигатели подключенные по схеме звезда больше нагреваются.

Комбинированный тип подключения

Как уже было отмечено, подключение «звездой» обеспечивает более плавный пуск, но пр этом не достигается максимальная заявленная мощность электромотора. При подключении «треугольником» достигается полная мощность, но пусковой ток может повредить изоляцию. Поэтому для мощных двигателей (начиная от АИР100L2), часто применяют комбинированную схему подключения трехфазных электродвигателей «звезда-треугольник», когда запуск двигателя происходит по схеме «звезда», в рабочем состоянии он переключается на схему «треугольник». Переключение обеспечивается магнитным пускателем или пакетным переключателем.

Наиболее популярные модели асинхронных электродвигателей:

Подключение трехфазного асинхронного двигателя

У трёхфазного асинхронного двигателя существует 6 выводов обмотки статора – три начала и три конца. Выводы могут соединяться звездой или треугольником, в зависимости от напряжения питающей сети (380В или 220В).

Для этого на корпусе двигателя имеется коробка, в которую выведены начала фаз С1, С2, С3 и концы фаз С4, С5, С6.

Большинство двигателей в настоящее время работают при фазном напряжении 220 В.

Виды соединения обмоток

Соединение звездой – это соединение, при котором концы обмоток имеют одну общую точку (ноль). При таком соединении, линейной напряжение больше чем напряжение в фазе в 1,73 раз. Это значит что если линейное напряжение 380 В, то в фазе будет в 1,73 раза меньше, то есть 220 В. Большой плюс такого соединения в том что пусковые токи невелики в отличие от соединения треугольником. Но при соединении звездой двигатель испытывает значительные потери в мощности.

Соединение треугольником – это соединение, при котором обмотки соединены так, чтобы начало одной обмотки входило в конец другой обмотки. При соединении треугольником фазное напряжение равно линейному, а значит если мы имеем линейное напряжение в сети 220 В, то для правильного подключения двигателя нужно подключать выводы треугольником. Плюс такого соединения в большой мощности, минус в значительных пусковых токах.

 

Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети

Иногда обстоятельства складываются так, что источником питания является однофазная сеть. Для подключения трехфазного двигателя в этом случае следует воспользоваться конденсатором. Конденсатора может быть два – пусковой и рабочий. Два потому что необходимо в процессе запуска и работы изменять емкость, этого добиваются включением-отключением одного из конденсаторов (пускового). Обычно используют бумажные конденсаторы, потому что они неполярные, а в цепи переменного тока это важно учитывать.

Емкость рабочего конденсатора можно рассчитать по формуле:

Емкость пускового конденсатора нужно выбирать в 2-2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора, а его рабочее напряжение должно быть выше питающего в 1,5 раза.

В момент подачи напряжения ключ SA замыкают, а затем размыкают, тем самым кратковременно увеличивая ток необходимый для запуска двигателя.

Нужно учитывать, что далеко не все двигатели можно подключать к однофазной цепи. Также нужно знать, что максимальная мощность при таком подключении составит не более 50-60% от мощности при подключении к трехфазной цепи.

Просмотров: 6617

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Схемы подключения электродвигателя. Звезда, треугольник, звезда — треугольник.

Асинхронные двигатели, имея ряд таких неоспоримых достоинств, как надежность в эксплуатации, высокая производительность, способность выдерживать большие механические перегрузки, неприхотливость и невысокая стоимость обслуживания и ремонта, обусловленные простотой конструкции, имеют, конечно и свои определенные недостатки.

На практике применяются основные способы подключения к сети трёхфазных электродвигателей: «подключение звездой» и «подключение треугольником».

При соединении трёхфазного электродвигателя звездой, концы его статорных обмоток соединяются вместе, соединение происходят в одной точке, а на начала обмоток подаётся трехфазное напряжение (рис 1).

При соединении трёхфазного электродвигателя по схеме подключения «треугольником» обмотки статора электродвигателя соединяются последовательно таким образом что конец одной обмотки соединяется началом следующей и так далее (рис 2).

Не вдаваясь в технические и теоретические основы электротехники известно, что электродвигатели у которого обмотки, соединенные звездой работают плавнее и мягче, чем электродвигатели с соединенными обмотками треугольником, необходимо отметить, что при соединении обмоток звездой электродвигатель не может развить полную мощность. При соединении обмоток по схеме треугольник электродвигатель работает на полную паспортную мощность (что составляет в 1,5 раз больше по мощности, чем при соединении звездой), но при этом имеет очень большие значения пусковых токов.

 В связи с этим для снижения пусковых токов целесообразно (особенно для электродвигателей с большей мощностью) подключение по схеме звезда — треугольник; первоначально запуск осуществляется по схеме «звезда», после этого (когда электродвигатель «набрал обороты»), происходит автоматическое переключение по схеме «треугольник».

 Схема управления :

Еще вариант схемы управления двигателем

 Подключение напряжения питания через контакт NC (нормально закрытый) реле времени К1 и контакт NC К2, в цепи катушки пускателя К3.

 После включения пускателя К3, своими нормально-замкнутыми контактами размыкает цепи катушки пускателя К2 контактами К3 (блокировка случайного включения) и замыкает контакт К3, в цепи питания катушки магнитного пускателя К1, который совмещен с контактами реле времени.

 При включении пускателя К1 происходит замыкание контактов К1 в цепи катушки магнитного пускателя К1 и одновременно включается реле времени, размыкается контакт реле времени К1 в цепи катушки пускателя К3, замыкает контакт реле времени К1 в цепи катушки пускателя К2.

 Отключение обмотки пускателя К3, замыкается контакт К3 в цепи катушки магнитного пускателя К2. После включение пускателя К2, размыкает своими контактами К2 в цепи катушки питания пускателя К3.

_{^{(Начало обмоток статора: U1; V1; W1. Концы обмоток: U2; V2; W2. На клеммной доске шпильки начала и концов обмоток расположены в строгой последовательности: W2; U2; V2; под ними расположены: U1; V1; W1. При подключении двигателя в «треугольник» шпильки соединяются перемычками: W2-U1; U2-V1; V2-W1.)}}

На начала обмоток U1, V1 и W1 через силовые контакты магнитного пускателя К1 подаётся трехфазное напряжение. При срабатывании магнитного пускателя К3 с помощью его контактов К3, происходит замыкание, соединяя концы обмоток U2, V2 и W2 между собой обмотки двигателя соединены звездой.

 Через некоторое время срабатывает реле времени, совмещённое с пускателем К1, отключая пускатель К3 и одновременно включая К2, замыкаются силовые контакты К2 и происходит подача напряжение на концы обмоток электродвигателя U2, V2 и W2. Таким образом электродвигатель включается по схеме треугольник.

Для запуска двигателей по схеме звезда-треугольник разными производителями выпускаются так называемые пусковые реле, название они могут иметь разные «Пусковые реле времени» , реле «старт-дельта» и др. , но назначение у них одно и тоже:

РВП-3, ВЛ-32М1, D6DS (Австрия) , ВЛ-163 (Украина), CRM-2T  (Чехия), TRS2D (Чехия),  1SVR630210R3300 (ABB), 80 series (Finder) и другие.

Типовая схема с пусковым реле времени (реле «звезда/треугольник») для управления запуском трехфазного асинхронного двигателя:

Вывод:  Для снижения пусковых токов запускать двигатель необходимо в следующей последовательности: сначала включенным по схеме «звезда» на пониженных оборотах, далее переключаться на «треугольник».
Запуск сначала треугольником создает максимальный момент, а уже переключение на звезду (пусковой момент в 2 раза меньше) с дальнейшей работой в номинальном режиме, когда электродвигатель «набрал обороты», происходит автоматическое переключение на схему треугольник, стоит учитывать какая нагрузка на валу перед запуском, ведь вращающий момент при звезде ослаблен, поэтому такой способ запуска вряд ли подойдет для очень загруженных двигателей, может выйти из строя.

Схемы подключения трехфазного двигателя. к 3-х и 1-о фазной сети

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»

Такой способ подключения применяется в основном в трехфазных сетях с линейным напряжением 380 вольт. Концы всех обмоток: C4, C5, C6 (U2, V2, W2), — соединяются в одной точке. К началам обмоток: C1, C2, C3 (U1, V1, W1), — через аппаратуру коммутации подключаются фазные проводники A, B, C (L1, L2, L3). При этом напряжение между началами обмоток будет 380 вольт, а между местом подключения фазного проводника и местом соединения обмоток буде составлять 220 вольт.

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»

Для того чтобы трехфазный двигатель мог развить свою максимальную паспортную мощность используют подключение, которое получило название «треугольник». При этом конец каждой обмотки соединяют с началом последующей, что в действительности образует на принципиальной 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 Δ, а также может указываться мощность, развиваемая при схеме «звезда» и «треугольник».

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

Виды электродвигателей

Наибольшее распространение имеет трехфазный асинхронный электродвигатель. Электродвигатели постоянного тока и синхронные применяются редко.

Большинство электрифицированных машин нуждаются в приводе мощностью от 0,1 до 10 кВт, значительно меньшая часть — в приводе мощностью в несколько десятков кВт. Как правило, для привода рабочих машин используются короткозамкнутые трехфазные электродвигатели. По сравнению с фазным такой электродвигатель имеет более простую конструкцию, меньшую стоимость, большую надежность в эксплуатации и простоту в обслуживании, несколько более высокие эксплутационные показатели (коэффициент мощности и коэффициент полезного действия), а при автоматическом управлении требует простой аппаратуры. Недостаток короткозамкнутых электродвигателей — относительно большой пусковой ток. При соизмеримости мощностей трансформаторной подстанции и электродвигателя его пуск сопровождается заметным снижением напряжения сети, что усложняет как пуск самого двигателя, так и работу соседних токоприемников.

Наряду с трехфазными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями основного исполнения применяются также отдельные модификации этих двигателей: с повышенным скольжением, многоскоростные, с фазным ротором, с массивным ротором и т. д. Электродвигатели с фазным ротором применяют и в тех случаях, когда мощность питающей сети недостаточна для пуска двигателя с короткозамкнутым ротором.

Механические характеристики асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором в значительной мере зависят от формы и размеров пазов ротора, а также от способа выполнения роторной обмотки. По этим признакам

Рис. 1. Кривые моментов M = f(S) асинхронных электродвигателей

различают электродвигатели с нормальным ротором (нормальная беличья клетка), с глубоким пазом и с двумя клетками на роторе. Конструкция ротора короткозамкнутых асинхронных электродвигателей общего назначения мощностью свыше 500 Вт предопределяет явление вытеснения тока в обмотке, эквивалентно увеличению ее активного сопротивления. Поэтому, а также вследствие насыщения магнитных путей потоков рассеивания такие электродвигатели (в первую очередь обмотки ротора) обладают переменными параметрами и аналитические выражения их механических характеристик усложняются. Увеличение активного сопротивления ротора в период пуска вызывает увеличение начального пускового момента при некотором снижении силы начального пускового тока (рис. 1).

Однофазный

Теперь поговорим еще об одном виде асинхронных электродвигателей. Это однофазные конденсаторные машины переменного тока. У них две обмотки, из которых, после пуска, работает только одна из них. Такие двигатели имеют свои особенности. Рассмотрим их на примере модели АВЕ-071-4С.

По-другому они еще называются асинхронными двигателями с расщепленной фазой. У них на статоре намотана еще одна, вспомогательная обмотка, смещенная относительно основной. Пуск производится при помощи фазосдвигающего конденсатора.

Схема однофазного асинхронного двигателя

Из схемы видно, что электрические машины АВЕ отличаются от своих трехфазных собратьев, а также от коллекторных однофазных агрегатов.

Всегда внимательно читайте, что написано на бирке! То, что выведено три провода, абсолютно не значит, что это для подключения на 380 в. Просто спалите хорошую вещь!

Включение в работу

Первое, что нужно сделать, это определить, где середина катушек, то есть, место соединения. Если наш асинхронный аппарат в хорошем состоянии, то это сделать будет проще – по цвету проводов. Можно посмотреть на рисунок:

Если все так выведено, то проблем не будет. Но чаще всего приходится иметь дело с агрегатами, снятыми со стиральной машины неизвестно когда, и неизвестно кем. Здесь, конечно, будет сложнее.

Стоит попробовать вызвонить концы при помощи омметра. Максимальное сопротивление – это две катушки, соединенные последовательно. Помечаем их. Дальше, смотрим на значения, которые показывает прибор. Пусковая катушка имеет сопротивление больше, чем рабочая.

Теперь берем конденсатор. Вообще, на разных электрических машинах они разные, но для АВЕ это 6 мкФ, 400 вольт.

Если точно такого нет, можно взять с близкими параметрами, но с напряжением, не ниже 350 В!

Давайте обратим внимание: кнопка на рисунке служит для пуска асинхронного электродвигателя АВЕ, когда он уже включен в сеть 220! Другими словами, должно быть два выключателя: один общий, другой – пусковой, который, после его отпускания, отключался бы сам. Иначе спалите аппарат

Если нужен реверс, то он делается по такой схеме:

Если все сделано правильно, тогда будет работать. Правда, есть одна загвоздка. В борно могут быть выведены не все концы. Тогда с реверсом будут сложности. Разве что разбирать и выводить их наружу самостоятельно.

Вот некоторые моменты, как подсоединять асинхронные электрические машины к сети 220 вольт. Схемы несложные, и при некоторых усилиях вполне возможно все это сделать собственными руками.

Электродвигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока широко применяются в качестве привода электротранспорта, промышленного оборудования, а также микропривода исполнительных механизмов. Такие электрические машины обладают следующими преимуществами:

• Возможность регулировки частоты вращения путем изменения напряжения в обмотке возбуждения. При этом крутящий момент на валу ДПТ (двигатели постоянного тока) остается неизменным.
• Высокий к.п.д. (коэффициент полезного действия) у машин постоянного тока несколько выше, чем у самых распространенных асинхронных двигателей переменного тока. При неполной нагрузке на валу к.п.д. ДПТ выше на 10-15%.
• Возможность изготовления ДПТ небольших габаритов. Практически все используемые микроприводы рассчитаны на постоянный ток.
• Простота схем управления. Для пуска, реверса и регулирования скорости и момента не требуется сложного электронного оборудования и большого количества аппаратов для коммутации.
• Возможность работы в режиме генератора. Электродвигатели такого типа можно использовать в качестве источников постоянного тока.
• Высокий пусковой момент. ДПТ используют в составе электроприводов кранов, тяговых и грузоподъемных механизмов, где требуется запуск под значительной нагрузкой.

ДПТ различают по способу возбуждения, они бывают:

• С постоянными магнитами. Такие двигатели отличаются малыми габаритами. Основная область их применения – микроприводы.
• С электромагнитным возбуждением.

Электрические машины с электромагнитами такого типа получили самое широкое распространение. Их классифицируют по способу подключения обмотки статора:

• Двигатели с параллельным возбуждением. Обмотки якоря и статора в электрической машине такого типа соединены параллельно. Такие электрические машины не требуют дополнительного источника питания для обмотки возбуждения, скорость вращения ротора практически не зависит от нагрузки. Их используют для привода металлорежущих станков и другого оборудования.
• Электродвигатели с последовательно включенной обмоткой статора. ДПТ этого типа имеют значительный пусковой момент. Их применяют в качестве привода электротранспорта и промышленных установок с необходимостью пуска под нагрузкой.
• Двигатели с независимым возбуждением. Для питания обмотки статора таких электромашин используется независимый источник постоянного тока. ДПТ такого типа отличаются широким диапазоном регулирования скоростей.
• Электрические машины со смешанным возбуждением. Электромагнит возбуждения в таких двигателях поделен на 2 части. Одна из них включена параллельно, вторая последовательно обмотке якоря. Электрические машины такого типа используются в механизмах и оборудовании, где необходим высокий пусковой момент, а также переменная и постоянная скорость при переменном моменте.

Переключение на нужное напряжение

Для начала необходимо убедиться в том, что наш двигатель имеет нужные параметры. Они написаны на бирке, прикрепленной у него сбоку. Там должно быть указано, что один из параметров – 220в. Далее, смотрим подключение обмоток. Стоит запомнить такую закономерность схемы: звезда – для более низкого напряжения, треугольник – для более высокого. Что это означает?

Увеличение напряжения

Предположим, на бирке написано: Δ/Ỵ220/380. Это значит, что нам нужно включение треугольником, так как чаще всего соединение по умолчанию – на 380 вольт. Как это сделать? Если электродвигатель в борне имеет клеммную коробку, то несложно. Там есть перемычки, и все, что нужно – переключить их в нужное положение.

Но что, если просто выведено три провода? Тогда придется аппарат разбирать. На статоре нужно найти три конца, которые между собой спаяны. Это и есть соединение звездой. Провода нужно рассоединить и подключить треугольником.

В данной ситуации это сложностей не вызывает. Главное помнить, что есть начало и конец катушек. К примеру, возьмем за начало концы, которые были выведены в борно электродвигателя. Значит то, что спаяно – это концы

Теперь важно не перепутать

Подключаем так: начало одной катушки соединяем с концом другой, и так далее.

Как видим, схема простая. Теперь двигатель, который был соединен для 380, можно включать в сеть 220 вольт.

Уменьшение напряжения

Предположим, на бирке написано: Δ/Ỵ 127/220. Это означает, что нужно подсоединение звездой. Опять же, если есть клеммная коробка, то все хорошо

А если нет, и включен наш электродвигатель треугольником? А если еще и концы не подписаны, то как их правильно соединить? Ведь здесь тоже важно знать, где начало намотки катушки, а где конец. Есть некоторые способы решения этой задачи

Для начала разведем все шесть концов в стороны и омметром найдем сами статорные катушки.

Возьмем скотч, изоленту, еще что-нибудь из того, что есть, и пометим их. Пригодится сейчас, а может быть, и когда-нибудь в будущем.

Берем обычную батарейку и подсоединяем к концам а1-а2. К двум другим концам (в1-в2) подсоединяем омметр.

В момент разрыва контакта с батарейкой стрелка прибора качнется в одну из сторон. Запомним, куда она качнулась, и включаем прибор к концам с1-с2, при этом не меняем полярность батарейки. Проделываем все заново.

Наши читатели рекомендуют!

Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют «Экономитель энергии Electricity Saving Box». Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Если стрелка отклонилась в другую сторону, тогда меняем провода местами: с1 маркируем как с2, а с2 как с1. Смысл в том, чтобы отклонение было одинаковым.

Теперь батарейку с соблюдением полярности соединяем с концами с1-с2, а омметр – на а1-а2.

Добиваемся того, чтобы отклонение стрелки на любой катушке было одинаковым. Перепроверяем еще раз. Теперь один пучок проводов (например, с цифрой 1) у нас будет началом, а другой – концом.

Берем три конца, например, а2, в2, с2, и соединяем вместе и изолируем. Это будет соединение звездой. Как вариант, можем вывести их в борно на клеммник, промаркировать. На крышку наклеиваем схему соединения (или рисуем маркером).

Переключение треугольник – звезда сделали. Можно подключаться к сети и работать.

Асинхронные электродвигатели

Благодаря дешевизне и простоте конструкции электрические машины такого типа получили самое широкое распространение. Их принципиальное отличие – наличие так называемого скольжения. Это разность между частотой вращения магнитного поля неподвижной части электрической машины и скоростью вращение ротора. Напряжение на вращающейся части индуцируется за счет переменного магнитного поля обмоток статора двигателя. Вращение вызывает взаимодействие поля электромагнитов неподвижной части и магнитного поля ротора, возникающего под влиянием наведенных в нем вихревых токов. По особенностям обмоток статора выделяют:

• Однофазные двигатели переменного тока. Двигатели такого типа требуют для пуска наличия внешнего фазосдвигающего элемента. Это может быть пусковой конденсатор или индуктивное устройство. Область применения однофазных двигателей – маломощные приводы.
• Двухфазные электрические машины. Такие двигатели имеют 2 обмотки со смещенными относительно друг друга фазами. Их также используют для бытовых устройств и оборудования, имеющего небольшую мощность.
• Трех- и многофазные электродвигатели. Наиболее распространенный тип асинхронных машин. Электрические двигатели такого типа имеют от 3-х и более обмоток статора, сдвинутых по фазе на определенный угол.

По конструкции ротора асинхронные электрические машины делят на двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором.

Обмотка ротора электрических машин первого типа представляет собой несколько неизолированных стержней, выполненных из сплавов меди или алюминия, замкнутых с двух сторон кольцами (конструкция “беличья клетка”). Асинхронные двигатели такого типа обладают следующими преимуществами:

• Достаточно простая схема пуска. Такие электрические машины можно подключать непосредственно к электрической сети через аппараты коммутации.
• Допустимость кратковременных перегрузок.
• Возможность изготавливать электрические машины высокой мощности. Двигатель такого типа не содержит скользящих контактов, препятствующих наращиванию мощности.
• Относительно простое ТО и ремонт. Асинхронные электромашины имеют несложную конструкцию.
• Невысокая цена. Двигатели асинхронного типа стоят дешевле синхронных машин и ДПТ.

Электрические машины с короткозамкнутым ротором имеют свои недостатки:

• Предельная скорость вращения составляет не более 3000 об/мин при входе в синхронный режим.
• Технически сложная реализация регулирования частоты вращения.
• Высокие пусковые токи при прямом запуске.

Электродвигатели с фазным ротором частично лишены недостатков, присущих машинам с ротором конструкции “беличья клетка”. Вращающаяся часть электрической машины такого типа имеет обмотки, соединенные в схему “звезда”. Напряжение подводится к обмотке через 3 контактных кольца, закрепленных на роторе и изолированных от него.

Такие электродвигатели обладают следующими достоинствами:

• Возможность ограничивать пусковые токи при помощи резистора, включенного в цепь электромагнитов ротора.
• Больший, чем у электромашин с короткозамкнутым ротором, пусковой момент.
• Возможность регулировки скорости.

Недостатками таких двигателей являются относительно большие габариты и масса, высокая цена, более сложный ремонт и сервисное обслуживание.

Как работает трёхфазный асинхронный двигатель?

Прежде всего, для работы трёхфазного асинхронного двигателя, необходимо создать вращающееся магнитное поле.

Создание вращающегося магнитного поля

Обмотки, которые расположены на статоре, равномерно смещены на 120 градусов относительно друг друга. Обмотка каждой фазы смещена относительно двух других на угол 120 градусов, то есть по обе стороны через 120 градусов расположены соседние фазы. Статор представляет собой полый цилиндр, который в сечении представляет собой кольцо. Внутри такого цилиндра расположен ротор. Три источника тока, отличатся друг от друга фазовым сдвигом. Этот сдвиг также составляет 120 градусов. В итоге, при прохождении трёхфазного переменного тока в обмотках статора, внутри статора образуется вращающееся магнитное поле.

В чем секрет создания вращения магнитного поля? Так как ток переменный, то создаваемое каждой фазой магнитное поле будет также переменным. Магнитный поток, который порождается прохождением тока в каждой обмотке, будет изменяться во времени точно также как породивший его ток. В то время когда один магнитный поток от первой фазы будет возрастать по величине, магнитный поток от второй фазы достигнет своего максимального значения и начнёт убывать по величине, магнитный поток от третьей фазы будет всё более уменьшаться, пока не достигнет своего минимального значения.

Магнитный поток переменного синусоидального тока любой из фаз изменяется по величине и направлению, тем самым чередуясь и пульсируя. Там где ранее был северный магнитный полюс, становится южный, а там где был южный полюс, там на его месте образуется северный полюс. Магнитное поле как бы пульсирует, но не вращается. Если пространственно равномерно по окружности расположить три катушки (соленоиды) так, чтобы их сердечники были направлены к центру окружности, а затем соединить в один общий магнитопровод наружные концы соленоидов (катушек), то мы получим прототип статора трёхфазного асинхронного двигателя. Подключив каждую катушку к источнику переменного тока, а именно к трём разным фазам, которые сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов, мы получим не пульсирующее, а вращающееся магнитное поле.

По той причине, что магнитопровод будет общим, пульсирующие магнитные потоки от каждой катушки будут складываться с учётом направления и величины, тем самым образуя вращающийся вектор магнитного потока. Это удивительно, потому как статор неподвижен, но представляет собой магнит, поле такого магнита вращается, но статор остаётся неподвижен!!!

Как же преобразуется в дальнейшем электрическая энергия в механическую энергию? Если в статор, по обмоткам которого протекает трёхфазный ток и, соответственно, внутри него сосредоточено вращающееся магнитное поле, внести металлический предмет, то на него будет действовать механическая сила, которая будет пытаться этот предмет выкинуть из поля статора.

Как такое происходит? Магнитный поток статора индуцирует в короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя ЭДС, так как цепь ротора замкнута, то по ней будет протекать электрический ток, который создаст второй магнитный поток – поток ротора. Взаимодействие двух встречных потоков ротора и статора создаст крутящий момент на роторе, и он начнёт вращаться. В соответствии с законом Ленца, ротор будет вращаться в том направлении, которое позволяет уменьшить магнитный поток статора.

Следует заметить, что принцип работы асинхронного двигателя не допускает синхронной скорости ротора с магнитным полем статора. В этом случае исчезнет ЭДС индукции в роторе, и ротор начнёт останавливаться. Синхронизация не достижима для асинхронного электродвигателя, скорость ротора в двигательном режиме может быть меньше скорости вращения магнитного поля.

Если ротору придать дополнительный крутящий момент от внешнего механического источника, так, чтобы его скорость стала больше чем скорость вращающегося магнитного поля статора, тогда электрическая машина перейдёт в генераторный режим работы, при котором происходит преобразование механической энергии в электрическую энергию.

Разница скоростей между статором и ротором позволяет говорить о таком явлении как скольжение ротора в магнитном поле статора. Необходимо помнить, что асинхронная электрическая машина переменного тока – это обратимая машина, которая может работать как в генераторном, так и двигательном режимах.

Производители электродвигателей

Российские производители электродвигателей

Регион	Производитель	Асинхронный двигатель	Синхронный двигатель	УД	КДПТ
		СДОВ	СДПМ, серво	СРД, СГД	Шаговый
Краснодарский край	Армавирский электротехнический завод
Свердловская область	Баранчинский электромеханический завод
Владимир	Владимирский электромоторный завод
Санкт-Петербург	ВНИТИ ЭМ
Москва	ЗВИМосковский электромеханический завод имени Владимира Ильича
Пермь	ИОЛЛА
Республика Марий Эл	Красногорский завод «Электродвигатель»
Воронеж	МЭЛ
Новочеркасск	Новочеркасский электровозостроительный завод
Санкт-Петербург	НПО «Электрические машины»
Томская область	НПО Сибэлектромотор
Новосибирск	НПО Элсиб
Удмуртская республика	Сарапульский электрогенераторный завод
Киров	Электромашиностроительный завод Лепсе
Санкт-Петербург	Ленинградский электромашиностроительный завод
Псков	Псковский электромашиностроительный завод
Ярославль	Ярославский электромашиностроительный завод

Аббревиатура:

• АДКР —
• АДФР —
• СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения
• СДПМ — синхронный двигатель с постоянными магнитами
• СРД — синхронный реактивный двигатель

• СГД — синхронный гистерезисный двигатель
• УД — универсальный двигатель
• КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
• КДПТ ОВ —
• КДПТ ПМ —

Производители электродвигателей ближнего зарубежья

Страна	Производитель	Асинхронный двигатель	Синхронный двигатель	УД	КДПТ
		СДОВ	СДПМ, серво	СРД, СГД	Шаговый
Беларусь	Могилевский завод «Электродвигатель»
Беларусь	Полесьеэлектромаш
Украина	Харьковский электротехнический завод «Укрэлектромаш»
Молдова	Электромаш
Украина	Электромашина
Украина	Электромотор
Украина	Электротяжмаш

Производители электродвигателей дальнего зарубежья

Страна	Производитель	Асинхронный двигатель	Синхронный двигатель	УД	КДПТ
		СДОВ	СДПМ, серво	СРД, СГД	Шаговый
Швейцария	ABB Limited
США	Allied Motion Technologies Inc.
США	Ametek Inc.
США	Anaheim automation
США	Arc System Inc.
Германия	Baumueller
Словения	Domel
США	Emerson Electric Corporation
США	General Electric
США	Johnson Electric Holdings Limited
Германия	Liebherr
Швейцария	Maxon motor
Япония	Nidec Corporation
Германия	Nord
США	Regal Beloit Corporation
Германия	Rexroth Bosch Group
Германия	Siemens AG
Бразилия	WEG

ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
И.В.Савельев. Курс общей физики, том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика.-М.:Наука, 1970.
ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Стандартные напряжения.
ГОСТ 16264.0-85 Электродвигатели малой мощности
А.И.Вольдек, В.В.Попов. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов.- СПб.: Питер, 2007.
Paul Waide, Conrad U. Brunner. Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems. International Energy Agency Working Paper, Energy Efficiency Series.: Paris, 2011.
Dr. J. Merwerth. The hybrid-synchronous machine of the new BMW i3 & i8 challenges with electric traction drives for vehicles. BMW Group, Workshop University Lund: Lund, 2014.

Подключение к однофазной сети

Для подключения трёхфазного электродвигателя 380В к однофазной сети 220В чаще всего используется схема с фазосдвигающими конденсаторами (пусковыми и рабочими). Без конденсаторов двигатель может и запустится, но только без нагрузки, и придется при запуске крутануть его вал от руки.

Проблема состоит в том, что для работы АД нужно вращающееся магнитное поле, которое нельзя получить от однофазной сети без дополнительных элементов. Но подключив одну из обмоток через дроссель, можно сдвинуть фазу напряжения до -90˚ а с помощью конденсатора на +90˚ относительно фазы в сети. Подробнее вопрос сдвига фаз мы рассматривали в статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Чаще всего для сдвига фаз используют именно конденсаторы, а не дроссели. Таким образом получают не вращающееся, а эллиптическое. В результате вы теряете около половины мощности от номинала. Однофазные АД работают при таком включении лучше, за счет того, что у них обмотки изначально рассчитаны и расположены на статоре для такого подключения.

Типовые схемы подключения двигателя без реверса для схем звезды или треугольника вы видите ниже.

Резистор на схеме ниже нужен для разрядки конденсаторов, так как после отключения питания на его выводах останется напряжение и вас может ударить током.

Ёмкость конденсатора для подключения трёхфазного двигателя к однофазной сети вы можете выбрать исходя из таблицы ниже. Если вы наблюдаете сложный и затяжной запуск — зачастую нужно увеличить пусковую (а иногда и рабочую) ёмкость.

Или посчитать по формулам:

Если двигатель мощный или запускается под нагрузкой (например, в компрессоре) — нужно подключить и пусковой конденсатор.

Чтобы упростить включение вместо кнопки «РАЗГОН» используют «ПНВС». Это кнопка для запуска двигателей с пусковым конденсатором. У неё три контакта, на два из них подключается фаза и ноль, а через третий – пусковой конденсатор. На лицевой панели расположено две клавиши — «ПУСК» и «СТОП» (как на автоматах АП-50).

Когда вы включаете двигатель и нажимаете первую клавишу до упора, замыкаются три контакта, после того как двигатель раскрутился, и вы отпускаете «ПУСК», средний контакт размыкается, а два крайних остаются замкнутыми, из цепи выводится пусковой конденсатор. При нажатии кнопки «СТОП» все контакты разомкнуться. Схема подключения при этом почти аналогична.

Подробно о том, что такое и как правильно подключить ПНВС, вы можете посмотреть в следующем видео:

Схема подключения электродвигателя 380В к однофазной сети 220В с реверсом изображена ниже. За реверс отвечает переключатель SA1.

Обмотки двигателя 380/220 соединяют треугольником, а у двигателей 220/127 – звездой, так чтобы напряжение питания (220 вольт) соответствовало номинальному напряжению обмоток. Если всего три выхода, а не шесть, то вы не сможете изменять схемы подключения обмоток без вскрытия. Здесь есть два варианта:

1. Номинальное напряжение 3х220В — вам повезло, и используйте приведенные выше схемы.
2. Номинальное напряжение 3х380В — вам меньше повезло, так как двигатель может плохо запускать или вообще не запускаться если подключать его в сеть 220В, но стоит попробовать, возможно работать будет!

Но при подключении электродвигателя 380В на 1 фазу 220В через конденсаторы есть одна большая проблема — потери мощности. Они могут достигать 40-50%.

Главным и действенным способом подключения без потери мощности является использование частотника. Однофазные частотные преобразователи выдают на выходе 3 фазы с линейным напряжением 220В без нуля. Таким образом вы можете подключать двигатели до 5 кВт, для большей мощности просто очень редко встречаются преобразователи, способные работать с однофазным вводом. В этом случае вы не только получите полную мощность двигателя, но и сможете полноценно регулировать его обороты и реверсировать его.

Теперь вы знаете, как подключить трехфазный двигатель на 220 и 380 Вольт, а также что для этого нужно. Надеемся, предоставленная информация помогла вам разобраться в вопросе!

Материалы по теме:

• Подключение магнитного пускателя на 380 и 220в
• Как собрать трехфазный щит
• Как выбрать частотный преобразователь

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.

С этими тремя проводами и работаем дальше — исползуем для подключения однофазного двигателя.

• Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

подключение однофазного двигателя

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 крайние (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 (бифолярного) 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).

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

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 (бетономешалки. 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 0,7-0,8 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 В берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите конденсатор 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.

Как все может выглядеть на практике

Устройство электродвигателя

Основные элементы, из которых состоит типичный трехфазный двигатель таковы:

• Корпус, имеющий ножки, которыми он крепится к фундаменту;
• Статор, напоминающий по строению простой трансформатор. Имеет сердечник и обмотку При подаче тока создается вихревое электромагнитное поле.
• Ротор. Основная вращающаяся часть.
• Вал, на который жестко насажен ротор. Передняя часть выходит наружу, имеет шпоночную борозду под шестерни или шкив. На заднюю часть, выходящую за пределы корпуса насаживается крыльчатка для охлаждения и обдува.
• Подшипки, находящиеся в нишах передней и задней крышки.
• Герметичная клеммная коробка.

Схема подключения электродвигателя, подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть

Схема подключения электродвигателя во многом определяется условиями его эксплуатации.

Например, подключение «звездой» обеспечивает большую плавность работы, но дает потерю мощности по сравнению с подключением «треугольником».

Иногда бывает нужно подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть. В любом случае рассматривать этот вопрос надо по порядку. (Здесь и далее разговор пойдет про асинхронный электродвигатель как наиболее часто встречающийся).

На рисунке 1 представлены две схемы соединения обмоток двигателя.

1. Схема соединения «звездой». Начала (или концы) всех обмоток соединяются в одной точке, оставшиеся концы (или начала) подключаются каждый к своей фазе (L1, L2, L3).

   Эта схема не позволяет использовать электрический двигатель на полную мощность, но имеет меньший пусковой ток.

2. Соединение обмоток электродвигателя «треугольником». При этом начало одной обмотки соединяется с концом другой. Вершины получившегося треугольника подключаются к цепи трехфазного тока.

   В отличие от соединения «звездой» эта схема позволяет использовать всю паспортную мощность двигателя, но имеет больший пусковой ток.

3. Подключение двигателя к сети одинаково, вне зависимости от способа соединения обмоток, поэтому, рассказывая про различные его подключения я буду использовать приведенное здесь обозначение электродвигателя, чтобы лишний раз не затруднять восприятие схемы.

Подключение двигателя к сети производится через электромагнитный пускатель. Схемы таких подключений приведены здесь.

Соединение обмоток двигателя в ту или иную схему производится соответствующей установкой перемычек в клеммной коробке. (См. на соответствующих рисунках под схемами соединений). Для тех, кто привык разбираться во всем досконально на нижней части рисунка 1.с приведена схема подключения обмоток электродвигателя к соответствующим клеммам.

Следует заметить, что сказанное относится к двигателям не подвергавшимся переделкам (ремонту) и имеющим штатную маркировку обмоток.

В противном случае нужно самостоятельно найти обмотки, их начала и концы. Как это сделать поясняет рисунок 2.

1. Прозваниваем обмотки. Для этого один измерительный щуп мультиметра в режиме измерения сопротивления подсоединяем к любой клемме (выводу), другим последовательно проверяем остальные. Точки, сопротивление между которыми составляет единицы или доли ом (близко к нулю), являются выводами одной обмотки.
2. Отмечаем найденную обмотку, аналогичным образом прозваниваем оставшиеся выводы, находим остальные.
3. Определяем начала и концы обмоток электродвигателя. Для этого соединяем любые две последовательно, подаем на них переменное напряжение. Для безопасности лучше ограничиться его величиной 12-36 Вольт. К оставшейся подключаем мультиметр в режиме измерения переменного напряжения. Наличие напряжения свидетельствует, что обмотки соединены синфазно, то есть конец одной подключен к началу другой.

   Этот вариант как раз изображен на рисунке. Отсутствие напряжения говорит о том, что обмотки соединены концами (или началами). Маркируем их соответствующим образом. Повторяем указанные действия для оставшейся обмотки, соединенной с любой из первых двух.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ В ОДНОФАЗНУЮ СЕТЬ

Такая необходимость возникает достаточно часто. Сразу замечу — мощность электродвигателя при этом теряется.

Схема подключения трехфазного электродвигателя в однофазную (220 В) сеть требует наличия фазосдвигающего конденсатора Ср. Значение его емкости в микрофарадах (мкФ) для двигателей мощностью до 2,5 кВт можно определить умножив мощность двигателя в кВт на 100.

Конечно, для этого существует специальная формула, но описанным образом емкость можно получить с достаточной степенью приближения.

Наиболее простая схема приведена на рисунке 3.

В зависимости от положения переключателя SB1 будет меняться направление вращения электродвигателя. Подключение двигателя к сети производится выключателем F, в качестве которого лучше использовать автоматический выключатель.

Сразу после его включения для старта (набора оборотов) нужно подключить дополнительный конденсатор Сдоп, емкостью в 2-3 раза большей, чем Сраб. Это достигается нажатием кнопки SB2, которая должна быть отпущена сразу после набора электродвигателем оборотов.

Резистор R служит для разряда конденсатора Сдоп после его отключения. Значение этого резистора некритично и может быть порядка 100 — 500 кОм.

По этой схеме можно подключать электродвигатели с по схеме как «треугольник» так и «звезда».

Следующая схема (рис.4) использует подключение электродвигателя через пускатель. Сделано это так, чтобы включение можно было производить одним нажатием. Давайте посмотрим как эта схема работает.

При нажатии кнопки «пуск» срабатывает пускатель КМ1. Одними своими контактами он подключает дополнительный конденсатор Сдоп, другими — включает пускатель КМ2, который подает на электродвигатель напряжение (контактная группа КМ2.1) и одновременно блокирует контакты КМ1.1 первого пускателя.

После набора оборотов кнопка пуск отпускается, пускатель КМ1 отключается, отключая Cдоп. Напряжение на пускатель КМ2 подается им самим, он находится в замкнутом состоянии до нажатия кнопки «стоп», размыкающей цепь питания.

Катушки пускателей должны быть рассчитана на напряжение 220В.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

1. Подключение асинхронного двигателя в однофазную сеть

Применение конденсаторов в асинхронных двигателях
 

	рабочий	пусковой
применение	В схемах асинхронных электродвигателей	В схемах асинхронных электродвигателей
тип подключения	Последовательно со вспомогательной обмоткой электродвигателя	Параллельно рабочему конденсатору
в качестве	Является фазосмещающим элементом	Является фазосмещающим элементом
назначение	Позволяет получить круговое вращающееся магнитное поле, необходимое для работы электродвигателя	Позволяет получить магнитное поле, необходимое для повышения пускового момента электродвигателя
время включения	В процессе работы электродвигателя	В момент пуска электродвигателя

Существуют две основные области применения конденсаторов для асинхронных электродвигателей.
 

1) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть

В случае,  когда трехфазный электродвигатель необходимо подключить к однофазной сети, существует два возможных варианта подключения: «звезда» или «треугольник», причем наиболее предпочтительным во многих случаях является вариант «треугольник».

Приблизительный расчет для данного типа соединения производится по следующей формуле:

 

 

                             Сраб.=k*Iф/Uсети

где:

k – коэффициент, зависящий от соединения обмоток.

 

Для схемы соединения «Звезда» — k=2800

Для схемы соединения «Треугольник» — k=4800

Iф – номинальный фазный ток электродвигателя, А.

Uсети – напряжение однофазной сети, В.

 

Для определения пусковой емкости Сп.  исходят из пускового момента. В случае если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковая емкость не требуется.

Для получения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп.=(2.5-3) Ср.

Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети.

 

Схема подключения
 

Рис 1.   Схема включения в однофазную сеть     трехфазного асинхронного двигателя с  обмотками статора, соединенными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б): B1 Переключатель направления вращения  (реверс) В2 — Выключатель пусковой емкости; Ср — рабочий конденсатор; Cп — пусковой конденсатор; АД — асинхронный электродвигатель.

 

2) Асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая — последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске конденсаторного асинхронного двигателя оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают. Это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске.

Схема подключения
 

Рис 2. Схема (а) и векторная диаграмма  конденсаторного асинхронного двигателя: U, UБ, UC — напряжения; IA, IБ — токи; А и Б — обмотки статора; В — центробежный выключатель для отключения С1 после разгона двигателя; C1 и C2 — конденсаторы.

 

 

Конденсаторный асинхронный электродвигатель по пусковым и рабочим характеристикам близок к трехфазному асинхронному двигателю. 

 

Подключение электродвигателя

Подключение асинхронного двигателя

Трехфазный переменный ток

Электрическая сеть трехфазного переменного тока получила наиболее широкое распространение среди электрических систем передачи энергии. Главным преимуществом трехфазной системы по сравнению с однофазной и двухфазной системами является ее экономичность. В трехфазной цепи энергия передается по трем проводам, а токи текущие в разных проводах сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120°, при этом синусоидальные ЭДС на разных фазах имеют одинаковую частоту и амплитуду.

Трехфазный ток (разница фаз 120°)

Звезда и треугольник

Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения питания сети. Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя (из двигателя выходит три провода), выведены наружу (выходит шесть проводов), выведены в распределительную коробку (в коробку выходит шесть проводов, из коробки три).

Фазное напряжение — разница потенциалов между началом и концом одной фазы. Другое определение: фазное напряжение это разница потенциалов между линейным проводом и нейтралью.

Линейное напряжение — разность потенциалов между двумя линейными проводами (между фазами).

Внимание: Несмотря на то, что мощность для соединений в звезду и треугольник вычисляется по одной формуле, подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Пример: Допустим электродвигатель был подключен по схеме «звезда» к трехфазной сети переменного тока U_л=380 В (соответственно U_ф=220 В) и потреблял ток I_л=1 А. Полная потребляемая мощность:

S = 1,73∙380∙1 = 658 Вт.

Теперь изменим схему соединения на «треугольник», линейное напряжение останется таким же U_л=380 В, а фазовое напряжение увеличится в корень из 3 раз U_ф=U_л=380 В. Увеличение фазового напряжения приведет к увеличению фазового тока в корень из 3 раз. Таким образом линейный ток схемы «треугольник» будет в три раза больше линейного тока схемы «звезда». А следовательно и потребляемая мощность будет в 3 раза больше:

S = 1,73∙380∙3 = 1975 Вт.

Таким образом, если двигатель рассчитан на подключение к трехфазной сети переменного тока по схеме «звезда», подключение данного электродвигателя по схеме «треугольник» может привести к его поломке.

Если в нормальном режиме электродвигатель подключен по схеме «треугольник», то для уменьшения пусковых токов на время пуска его можно соединить по схеме звезда. При этом вместе с пусковым током уменьшится также пусковой момент.

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

Обозначение выводов обмоток статора вновь разрабатываемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода	Обозначение вывода
	Начало	Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза	U1	U2
вторая фаза	V1	V2
третья фаза	W1	W2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фаза	U
вторая фаза	V
третья фаза	W
точка звезды (нулевая точка)	N
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый вывод	U
второй вывод	V
третий вывод	W

Обозначение выводов обмоток статора ранее разработанных и модернизируемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода	Обозначение вывода
	Начало	Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза	C1	C4
вторая фаза	C2	C5
третья фаза	C3	C6
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фаза	C1
вторая фаза	C2
третья фаза	C3
нулевая точка	0
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый вывод	C1
второй вывод	C2
третий вывод	C3

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента

Трехфазные асинхронные электродвигатели могут быть подключены к однофазной сети с помощью фазосдвигаюших элементов. При этом электродвигатель будет работать либо в режиме однофазного двигателя с пусковой обмоткой (рисунок а, б, г) либо в режиме конденсаторного двигателя с постоянно включенным рабочим конденсатором (рисунок в, д, е).

Схемы подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к однофазной сети

Схемы приведенные на рисунке «а», «б», «д» применяются, когда выведены все шесть концов обмотки. Электродвигатели с соединением обмоток согласно схемам «а», «б», «г» практически равноценны двигателям, которые спроектированы как однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. Номинальная мощность при этом состовляет 40-50% от мощности в трехфазном режиме, а при работе с рабочим конденсатором 75-80%.

Емкость рабочего конденсатора при частоте тока 50 Гц для схем «в», «д», «е» примерно рассчитывается соответственно по формулам:

• ,где C_раб — емкость рабочего конденсатора, мкФ,
• I_ном – номинальный (фазный) ток статора трехфазного двигателя, А,
• U₁ – напряжение однофазной сети, В.

Управление асинхронным двигателем

Прямое подключение к сети питания

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

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

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

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

Нереверсивная схема

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

Реверсивная схема

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

Частотное управление асинхронным электродвигателем

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

Функциональная схема частотно-регулируемого привода

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

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

Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

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

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

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

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

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

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора

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

Show & Tell: асинхронные двигатели переменного тока

Двигатели переменного тока просты в управлении, надежны и экономичны для общего применения. По этим причинам они являются наиболее популярным типом электродвигателей в различных отраслях промышленности. В этом посте мы кратко представим асинхронные двигатели и продемонстрируем, как ими управлять.

Немного истории

Термин «индукция» в асинхронных двигателях (также известных как асинхронные двигатели) относится к электромагнитной индукции, которая является основной теорией работы асинхронных двигателей.Я объясню это в следующем разделе. Согласно Википедии, с изобретением асинхронного двигателя переменного тока связано несколько имен. В 1824 году французский физик Франсуа Араго открыл вращающиеся магнитные поля и ввел термин «Вращения Араго» (или «Диск Араго»). В 1831 году Майкл Фарадей смог объяснить эффекты, представив теорию электромагнитной индукции. В 1879 году Уолтер Бейли продемонстрировал первый примитивный асинхронный двигатель, включив и выключив его вручную.Первые трехфазные асинхронные двигатели переменного тока без коммутатора были независимо изобретены Галилео Феррарисом в 1885 году и Николой Тесла в 1887 году. Оба опубликовали статьи в 1888 году, чтобы объяснить эти технологии. Тесла подал заявку на патенты в США в 1887 году и получил некоторые из этих патентов в 1888 году. Джордж Вестингауз, который в то время разрабатывал систему переменного тока, лицензировал патенты Теслы в 1888 году и приобрел опцион на патент США на концепцию асинхронного двигателя Феррариса, чтобы развивать технологию дальше.General Electric (GE) начала разработку трехфазных асинхронных двигателей в 1891 году. ^{К 1896 году General Electric и Westinghouse подписали соглашение о перекрестном лицензировании конструкции ротора со стержневой обмоткой, позже названного ротором с короткозамкнутым ротором. Та же концепция используется и сегодня.}

Асинхронные двигатели идеальны для приложений, требующих непрерывной работы в одном направлении , таких как конвейеры, миксеры и вращающиеся знаки. Они рассчитаны на длительный режим работы и обычно служат долгое время благодаря своей простой конструкции.

Конструкция и теория эксплуатации

На этом изображении показана структура асинхронного двигателя переменного тока, который является основным типом двигателей переменного тока с постоянными разделенными конденсаторами. Вращающийся элемент, ротор, поддерживается в корпусе двигателя двумя шарикоподшипниками для длительного срока службы. Статор расположен вокруг ротора с тонким воздушным зазором. Выходной вал соединен с ротором. Выводные провода подсоединяются к обмоткам статора.Фланцевый кронштейн запрессован в корпус двигателя для обеспечения качества.

Поскольку переменный ток подается на медные обмотки статора, вокруг ротора создается вращающееся магнитное поле со скоростью колебаний переменного тока. Согласно правилу левой руки Флеминга, движущееся магнитное поле индуцирует ток на алюминиевых стержнях (проводнике) в стальном роторе, который генерирует свои собственные противоположные магнитные поля (закон Ленца). Магнитные поля от ротора затем взаимодействуют с вращающимся магнитным полем от статора, и ротор начинает вращаться.

Теорию работы асинхронного двигателя переменного тока можно объяснить с помощью диска Arago , который представляет собой наблюдаемое явление, включающее правило правой руки Флеминга и правило левой руки Флеминга. Хотите узнать больше о теории работы двигателей переменного тока?

Однофазные асинхронные двигатели

Однофазные асинхронные двигатели предлагаются с различным напряжением и частотой для разных регионов мира. Для США однофазные двигатели обычно предлагаются на 110/115 вольт или 220/230 вольт, которые легко доступны. 60 Гц — типичная частота источника питания.

Вот действующие схемы подключения этих стандартных 3-проводных двигателей. FYI направление вращения двигателя указано, если смотреть со стороны выходного вала двигателя.

Хотя принцип работы должен быть одинаковым для всех однофазных двигателей переменного тока с постоянным разделенным конденсатором, представленных на рынке, цвета выводных проводов могут быть разными для разных производителей.

Для стандартного 3-проводного двигателя цвета проводов обычно белый, красный и черный. Черный всегда связан с нейтралью (N). И белый, и черный подключены к 2 клеммам специального конденсатора. Когда ток (L) подключен к черному или красному через клемму конденсатора, двигатель начнет вращаться в заданном направлении. Для двигателей с клеммной коробкой принцип работы такой же. Однако клеммы имеют маркировку Z2, U2 и U1.

Подключение конденсатора

Для однофазных двигателей конденсатор критически важен для запуска.Без пускового момента, обеспечиваемого конденсатором, вам пришлось бы помогать запускать двигатель, вручную вращая вал. Это похоже на старые пропеллеры на старинном самолете. Убедитесь, что вы не забыли правильно подключить конденсатор. Это был очень распространенный случай устранения неполадок, когда я работал инженером службы поддержки.

Вот пример подключения 4-контактного конденсатора и однофазного двигателя.

Пусть вас не смущает количество выводов на конденсаторе.На приведенной ниже схеме внутренней проводки показано, что две ближайшие клеммы имеют внутреннее соединение. В электрическом отношении это то же самое, что и у традиционных конденсаторов с двумя выводами, которые имеют только по одному выводу с каждой стороны.

Мы также сняли видео, чтобы продемонстрировать правильный способ подключения этих двигателей, включая автоматические выключатели, переключатели и конденсатор.

Трехфазные асинхронные двигатели

Трехфазные асинхронные двигатели обычно предлагаются в США на 220/230 В и 50/60 Гц.В некоторых случаях предлагается 460 вольт. Трехфазные двигатели могут работать либо с постоянной скоростью, либо с инвертором / VFD (частотно-регулируемым приводом) для приложений с регулируемой скоростью.

Вот действующие схемы подключения этих стандартных 3-проводных двигателей. FYI направление вращения двигателя указано, если смотреть со стороны выходного вала двигателя.

Для трехпроводного трехфазного двигателя у нас такие же цвета проводов. Три фазы от источника питания обозначены L1 (R), L2 (S) и L3 (T).Подключите красный к L1 (R), белый к L2 (S) и черный к L3 (T). Для двигателей с клеммной коробкой клеммы имеют маркировку U, V и W. Принцип действия такой же. Для переключения направления вращения переключите любое из 2 соединений между R, S и T.

При перегрузке или блокировке вала рекомендуется использовать либо электромагнитный переключатель, либо электронную тепловую функцию инвертора, чтобы предотвратить перегорание двигателя.

Вы наверное обратили внимание, что на схеме подключения нет конденсатора .Для однофазных двигателей требуется конденсатор для создания многофазного источника питания. Для трехфазных двигателей конденсатор не требуется. Мы также сняли видео, чтобы продемонстрировать правильную проводку.

И последнее, но не менее важное. Не забудьте электрически заземлить двигатели с помощью специальной клеммы защитного заземления (PE), чтобы избежать удара или травм со стороны персонала.

Это все, что нужно для подключения однофазных и трехфазных асинхронных двигателей.Следите за новостями в следующем посте, где я расскажу о подключении других типов двигателей переменного тока, таких как реверсивные двигатели и двигатели с электромагнитным тормозом.

Не забудьте подписаться!

Узнайте о серии KII и KIIS Вот видео, в котором кратко объясняется история развития двигателей переменного тока Oriental Motor с 1966 года, когда серия K считалась фактическим стандартом для всех двигателей переменного тока, до введения серий KII и KIIS, которые являются новейшим стандартом одно- и трехфазные двигатели сегодня.

Определение и принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Электродвигатель — это электромеханическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. В случае трехфазного переменного тока (переменного тока) наиболее широко используемым двигателем является трехфазный асинхронный двигатель , так как этот тип двигателя не требует дополнительного пускового устройства. Эти типы двигателей известны как асинхронные двигатели с самозапуском.

Чтобы получить хорошее представление о принципе работы трехфазного асинхронного двигателя, важно понять конструкцию трехфазного асинхронного двигателя. Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей:

Статор трехфазного асинхронного двигателя

Статор Трехфазного асинхронного двигателя состоит из нескольких пазов для создания трехфазной цепи обмотки, которую мы соединяем с трехфазной. Источник переменного тока. Трехфазную обмотку мы размещаем в пазах таким образом, чтобы они создавали одно вращающееся магнитное поле, когда мы включаем источник трехфазного переменного тока.

Ротор трехфазного асинхронного двигателя

Ротор трехфазного асинхронного двигателя состоит из многослойного цилиндрического сердечника с параллельными прорезями, по которым могут проходить проводники. Проводники представляют собой тяжелые медные или алюминиевые шины, вставленные в каждый паз и закороченные концевыми кольцами. Прорези не совсем параллельны оси вала, но они немного скошены, потому что такое расположение снижает шум магнитного гудения и может избежать остановки двигателя.

Работа трехфазного асинхронного двигателя

Создание вращающегося магнитного поля

Статор двигателя состоит из перекрывающейся обмотки, смещенной на электрический угол 120 ^o . Когда мы подключаем первичную обмотку или статор к трехфазному источнику переменного тока, он создает вращающееся магнитное поле, которое вращается с синхронной скоростью.

Секреты вращения:
Согласно закону Фарадея ЭДС, индуцированная в любой цепи, происходит из-за скорости изменения магнитной индукционной связи через цепь .Поскольку обмотка ротора в асинхронном двигателе либо замкнута через внешнее сопротивление, либо напрямую закорочена концевым кольцом и сокращает вращающееся магнитное поле статора, в медном стержне ротора индуцируется ЭДС, и из-за этой ЭДС через ротор течет ток. дирижер.

Здесь относительная скорость между вращающимся потоком и неподвижным проводником ротора является причиной генерации тока; следовательно, согласно закону Ленца, ротор будет вращаться в том же направлении, чтобы уменьшить причину, то есть относительную скорость.

Таким образом, исходя из принципа работы трехфазного асинхронного двигателя , можно заметить, что скорость ротора не должна достигать синхронной скорости, создаваемой статором. Если скорости станут равными, такой относительной скорости не будет, поэтому в роторе не будет индуцированной ЭДС, не будет протекать ток и, следовательно, не будет создаваться крутящий момент. Следовательно, ротор не может достичь синхронной скорости. Разница между скоростями статора (синхронной скорости) и ротора называется скольжением.Вращение магнитного поля в асинхронном двигателе имеет то преимущество, что не требуется никаких электрических соединений с ротором.

Таким образом, трехфазный асинхронный двигатель :

• Самозапускающийся.
• Меньшая реакция якоря и искрение щеток из-за отсутствия коммутаторов и щеток, которые могут вызвать искры.
• Прочная конструкция.
• Экономичный.
• Легче в обслуживании.

Видео — принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Трехфазный асинхронный двигатель является наиболее широко используемым электродвигателем. Почти 80% механической энергии, используемой в промышленности, обеспечивается трехфазными асинхронными двигателями из-за его простой и прочной конструкции, низкой стоимости, хороших рабочих характеристик, отсутствия коммутатора и хорошего регулирования скорости. В трехфазном асинхронном двигателе мощность передается от статора к обмотке ротора посредством индукции. Асинхронный двигатель также называется синхронным двигателем, поскольку он работает со скоростью, отличной от синхронной.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Как и любой другой тип асинхронного двигателя электродвигателя, трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, а именно ротора и статора:

1. Статор: Как видно из названия, статор является Стационарная часть асинхронного двигателя.Обмотка статора помещается в статор асинхронного двигателя, и на нее подается трехфазное питание.
2. Ротор: Ротор — это вращающаяся часть асинхронного двигателя. Ротор связан с механической нагрузкой через вал.

Ротор трехфазного асинхронного двигателя дополнительно классифицируется как

1. Ротор с короткозамкнутым ротором
2. Ротор с контактным кольцом или ротор с фазной обмоткой или ротор с фазовой обмоткой.

В зависимости от типа конструкции ротора трехфазный асинхронный двигатель классифицируется как:

1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
2. Асинхронный двигатель с контактным кольцом или асинхронный двигатель с обмоткой или асинхронный двигатель с фазной обмоткой.

Конструкция статора для обоих типов трехфазных асинхронных двигателей идентична и кратко обсуждается ниже. Убедитесь, что вы используете соответствующие электрические инструменты, если собираетесь самостоятельно разбирать двигатель.

Другие части трехфазного асинхронного двигателя:

1. Вал для передачи крутящего момента на нагрузку. Этот вал сделан из стали.
2. Подшипники для опоры вращающегося вала.
3. Одной из проблем электродвигателя является выделение тепла при его вращении.Чтобы решить эту проблему, нам понадобится вентилятор для охлаждения.
4. Для получения внешнего электрического подключения необходима клеммная коробка.
5. Между ротором и статором есть небольшое расстояние, которое обычно составляет от 0,4 мм до 4 мм. Такое расстояние называется воздушным зазором.

Вы можете узнать больше об асинхронных двигателях, изучив наш электронный журнал MCQ.

Статор трехфазного асинхронного двигателя

Статор трехфазного асинхронного двигателя состоит из трех основных частей:

1. рама статора,
2. сердечник статора,
3. обмотка статора или обмотка возбуждения.

Рама статора

Это внешняя часть трехфазного асинхронного двигателя . Его основная функция — поддерживать сердечник статора и обмотку возбуждения. Он действует как покрытие и обеспечивает защиту и механическую прочность всех внутренних частей асинхронного двигателя. Рама изготавливается из литой под давлением или сварной стали. Рама трехфазного асинхронного двигателя должна быть прочной и жесткой, так как длина воздушного зазора трехфазного асинхронного двигателя очень мала.В противном случае ротор не будет оставаться концентрическим относительно статора, что вызовет несбалансированное магнитное притяжение.

Сердечник статора

Основная функция сердечника статора — переносить переменный поток. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечник статора ламинирован. Эти слоистые конструкции состоят из штамповки толщиной примерно от 0,4 до 0,5 мм. Все штамповки штампуются вместе, образуя сердечник статора, который затем помещается в раму статора. Штамп изготовлен из кремнистой стали, что помогает уменьшить потери на гистерезис в двигателе.

Обмотка статора или обмотка возбуждения

В пазах на периферии сердечника статора трехфазного асинхронного двигателя расположены трехфазные обмотки. К этой трехфазной обмотке подается трехфазный переменный ток. Три фазы обмотки соединены звездой или треугольником в зависимости от того, какой метод пуска мы используем. Мы запускаем двигатель с короткозамкнутым ротором в основном с помощью статера звезда-треугольник, и, следовательно, статор двигателя с короткозамкнутым ротором соединен треугольником. Мы запускаем трехфазный асинхронный двигатель с контактным кольцом, вставляя сопротивления, так что обмотка статора асинхронного двигателя с контактным кольцом может быть подключена по схеме звезды или треугольника.Обмотка, намотанная на статор трехфазного асинхронного двигателя, также называется обмоткой возбуждения, и когда эта обмотка возбуждается трехфазным источником переменного тока, она создает вращающееся магнитное поле.

Типы трехфазных асинхронных двигателей

Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором

Ротор трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором имеет цилиндрическую форму и имеет пазы на периферии. Прорези не параллельны друг другу, а немного скошены (кроме того, на рисунке короткозамкнутого ротора перекос не показан), так как перекос предотвращает магнитную блокировку зубьев статора и ротора и делает работу двигателя более плавной и тихой. Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из алюминиевых, латунных или медных стержней (ротор из медной латуни показан на рисунке рядом). Эти алюминиевые, латунные или медные шины называются проводниками ротора и помещаются в пазы на периферии ротора. Проводники ротора постоянно закорочены медными или алюминиевыми кольцами, называемыми концевыми кольцами. Для обеспечения механической прочности эти проводники ротора прикреплены к концевому кольцу и, следовательно, образуют полную замкнутую цепь, напоминающую клетку, и поэтому получили свое название асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.Обмотка ротора с короткозамкнутым ротором выполнена симметричной. Поскольку концевые кольца постоянно замыкают стержни, сопротивление ротора довольно мало, и невозможно добавить внешнее сопротивление, поскольку стержни постоянно закорачиваются. Отсутствие контактного кольца и щеток делает конструкцию трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором очень простой и надежной и, следовательно, широко используемым трехфазным асинхронным двигателем. Преимущество этих двигателей заключается в использовании любого количества пар полюсов. На приведенной ниже диаграмме показан индукционный ротор с короткозамкнутым ротором, имеющий алюминиевые стержни, закороченные алюминиевыми концевыми кольцами.

Преимущества индукционного ротора с короткозамкнутым ротором

1. Его конструкция очень проста и надежна.
2. Из-за отсутствия щеток и контактных колец эти двигатели требуют меньшего обслуживания.

Применение индукционного ротора с короткозамкнутым ротором

Мы используем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором в токарных станках, сверлильных станках, вентиляторах, нагнетательных печатных машинах и т. Д.

Трехфазный асинхронный двигатель с контактным кольцом или намотанным ротором

У асинхронного двигателя ротор намотан на то же количество полюсов, что и у статора, но у него меньше пазов и меньше витков на фазу более тяжелого проводника.Ротор также имеет звездообразную или треугольную обмотку, аналогичную обмотке статора.

Ротор состоит из нескольких пазов, и обмотки ротора размещаются внутри этих пазов. Три концевых вывода соединены вместе, образуя соединение звездой. Как следует из названия, трехфазный асинхронный двигатель с контактным кольцом состоит из контактных колец, соединенных на том же валу, что и ротор.

Три конца трехфазных обмоток постоянно подключены к этим контактным кольцам.Внешнее сопротивление можно легко подключить через щетки и контактные кольца и, следовательно, использовать для управления скоростью и улучшения пускового момента трехфазного асинхронного двигателя. Щетки используются для передачи тока к обмотке ротора и от нее. Эти щетки дополнительно подключены к трехфазным сопротивлениям, соединенным звездой. Электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя с контактным кольцом показана ниже:

При запуске сопротивление подключается к цепи ротора и постепенно отключается по мере того, как ротор набирает скорость.Когда двигатель работает, контактное кольцо закорачивается путем подсоединения металлического хомута, который соединяет все контактные кольца вместе, а также снимаются щетки. Это снижает износ щеток. Из-за наличия контактных колец и щеток конструкция ротора несколько усложняется, поэтому он меньше используется по сравнению с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.

Преимущества асинхронного двигателя с контактным кольцом

1. Он имеет высокий пусковой момент и низкий пусковой ток.
2. Возможность добавления дополнительного сопротивления для контроля скорости.

Применение асинхронного двигателя с контактным кольцом

Асинхронный двигатель с контактным кольцом используется там, где требуется высокий пусковой момент, например, в подъемниках, кранах, лифтах и ​​т. Д.

Разница между контактным кольцом и асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

Контактное кольцо или с фазной обмоткой Асинхронный двигатель	Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Конструкция сложна из-за наличия контактного кольца и щеток	Конструкция очень проста
Обмотка ротора аналогична обмотке статора	Ротор состоит из стержней ротора, которые постоянно закорочены с помощью концевых колец
Мы можем легко добавить сопротивление ротору с помощью контактного кольца и щеток	Поскольку стержни ротора постоянно закорочены, невозможно добавить внешнее сопротивление
За счет наличия внешнего сопротивления можно получить высокий пусковой момент 9001 9	Начальный крутящий момент низкий и не может быть улучшен
Контактное кольцо и щетки отсутствуют	Контактное кольцо и щетки отсутствуют
Из-за наличия щеток требуется частое обслуживание	Требуется меньшее обслуживание
Конструкция сложная, а наличие щеток и контактного кольца делает двигатель более дорогим.	Конструкция проста и надежна, и она дешевле по сравнению с асинхронным двигателем с контактным кольцом. использует асинхронный двигатель с контактным кольцом	Благодаря простой конструкции и невысокой стоимости.Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором широко используется
Потери меди в роторе высоки и, следовательно, ниже эффективность	Меньшие потери меди в роторе и, следовательно, высокая эффективность
Возможно регулирование скорости с помощью метода сопротивления ротора	Регулирование скорости с помощью сопротивления ротора метод невозможен
Асинхронный двигатель с контактным кольцом используется там, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в подъемниках, кранах, лифтах и ​​т. д.	Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором используется в токарных станках, сверлильных станках, вентиляторах, нагнетательных печатных машинах и т. д.

Перемотка 3-фазного двигателя: 54 шага (с изображениями)

Введение: 3-фазный электродвигатель перемотки

Всем привет, я Нико, и в этой инструкции я покажу вам, как перематывать и обновлять старый трехфазный электродвигатель .

Если вы ищете перемотки однофазного двигателя , вы можете найти его здесь .

В этой статье я сделаю шаг вперед. В следующих шагах я покажу вам, как анализировать обмотку двигателя, разбирать двигатель, снимать подшипники, рассчитывать новую обмотку, перематывать двигатель, собирать его с новыми подшипниками и тестировать двигатель. Перемотка — очень долгий процесс. На его перемотку, замену всех старых деталей и сборку потребовалось около двух дней.

Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете легко написать мне.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 1: Анализ двигателя

Я получил этот двигатель в моем университете.

Трехфазный асинхронный двигатель — самый распространенный двигатель в мире. Он имеет очень хорошую эффективность и низкие затраты на производство и обслуживание. Две основные части двигателя — это ротор и статор. Ротор обычно выполнен в виде беличьей клетки и вставляется в отверстие статора. Статор выполнен из стального сердечника и обмотки.

Статор используется для создания магнитного поля.3 фазы генерируют вращающееся магнитное поле, поэтому нам не нужен конденсатор на трехфазном двигателе. Магнитное поле вращения «режет» беличью клетку, где наводит напряжение. Поскольку клетка закорочена, напряжение генерирует электрический ток. Ток в магнитном поле создает силу.

Потому что магнитное поле должно вращаться быстрее, чем ротор, чтобы вызвать напряжение в роторе. Поэтому скорость двигателя немного меньше скорости магнитного поля ((3000 об / мин [Магнитное поле] — 2810 об / мин [Электродвигатель])).Вот почему мы называем их Трехфазным электродвигателем АСИНХРОННЫЙ .

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 2: Анализ двигателя

Двигатели Табло с надписью

На доске с надписью двигателей мы можем найти наиболее полезную информацию о двигателе:

• Номинальное напряжение двигателя (для звезды (Y) и треугольник ( D) подключение двигателя) [В]
• Номинальный ток двигателя (для звезды (Y) и треугольника (D) подключение двигателя) [A]
• Мощность электродвигателя [Вт]
• Коэффициент мощности cos Fi
• Скорость вращения [об / мин]
• Номинальная частота [Гц]

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 3: Анализ обмотки

Откройте крышку распределительной коробки.

Перед измерением удалите все соединения в распределительной коробке. Измерьте сопротивление каждой обмотки, сопротивление между двумя разными обмотками и сопротивление между обмоткой и корпусом двигателя.

Сопротивления трех обмоток должны быть одинаковыми (+/- 5%). Сопротивление между двумя обмотками и рамой обмотки должно быть более 1,5 МОм.

Обгоревшие обмотки двигателей можно определить по уникальному запаху (запах горелого лака).

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 4: Разборка двигателя

Сделайте несколько снимков двигателя.Отметьте места между первой крышкой и статором и вторым корпусом и статором (нам понадобятся эти отмеченные точки при сборке двигателей).

Снимите крышки с двигателя. Обычно они крепятся к статору длинными винтами. Если не удается разделить крышку и статор, можно использовать резиновый молоток. Осторожно ударьте по крышке и попробуйте повернуть ее. Если это не сработает, нагрейте его.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 5: Разборка двигателя

Снимите ротор со статора. По оси роторов можно аккуратно ударить резиновым молотком.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 6: Разборка двигателя

Снимите вентилятор с оси роторов. У меня был металлический вентилятор, поэтому я его нагрел. Я очень легко отделил его от оси.

Снимите зажим и предохранительное кольцо, если оно у вас есть. Затем снимите вторую крышку.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 7: Снятие подшипников

Используйте съемник для снятия подшипников с обеих сторон. Будьте осторожны, так как вы легко можете повредить ось ротора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 8: Удаление старой обмотки

Сначала вам нужно отрезать старую обмотку статора. Для этой работы используйте молоток и зубила. Старайтесь не повредить ламели статоров.

Проделайте то же самое с обеих сторон статора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 9: Удаление старой обмотки

Снимите соединения и распределительную коробку со статора. На следующем этапе вам нужно будет нагреть старые змеевики, при этом распределительный короб должен быть пустым.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 10: Удаление старой обмотки

Нагрейте обмотку пламенной горелкой, чтобы сжечь остатки лака.

Если вы прожгли старый лак, вы сможете вытолкнуть оставшуюся обмотку из зазоров статора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 11: Пескоструйная очистка

Пескоструйная обработка — это процесс, при котором песок ударяет по поверхности заготовки с очень высокой скоростью и слегка повреждает ее.

Вы можете легко удалить двигатель старой окраски с помощью пескоструйной обработки. При пескоструйной очистке нужно быть осторожным, чтобы не повредить слишком сильно поверхность, особенно края колпаков.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 12: Покраска двигателя

Цвет должен выдерживать не менее 100 градусов Цельсия.Убедитесь, что вы не красили доску для надписей.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 13: Идентификация старой обмотки

Вы можете найти всю информацию о типе старой обмотки в «намоточной головке». Обмоточная головка — это часть обмотки, в которой выполняются все соединения.

По головке намотки (тип намотки), количеству проводов в каждом зазоре и толщине провода вы можете перемотать обмотку нового двигателя, не выполняя расчетов на следующем шаге.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 14: Расчет параметров новой обмотки

Новая обмотка двигателя зависит от комплекта статоров (размеров стального сердечника).Для лучшего представления я сделал 3D модель своего статора.

Необходимо измерить следующие вещи:

• Длина пакета статоров: lp = 87мм;
• Внешний диаметр статора пакета: Dv = 128мм;
• Внутренний диаметр корпуса статоров: D = 75,5 мм;
• Количество зазоров статоров: Z = 24;

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 15: Расчет параметров для новой обмотки

Теперь измерьте размеры паза статора.

• Ширина паза статора: b1 = 6,621 мм; b2 = 8,5мм;
• Высота паза статора: hu = 13,267 мм;
• Открытие паза статора: b0 = 2мм;
• Высота прорези «горловина»: a1 = 0,641 мм;
• Ширина зубца: bz = 3,981 мм;

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 16: Расчет параметров для новой обмотки

Если у вас прорезь другой формы, посмотрите на верхний рисунок.

Я скопировал эту картинку из книги [Neven Srb; Электромоторы].

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 17: Рассчитайте количество пар полюсов

Количество пар полюсов зависит от номинальных частот и скорости вращения магнитного поля. Вы можете получить скорость вращения магнитного поля, округлив скорость двигателя (2810) до ближайшего значения (3000, 1500, 1000, 750 …).

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 18: Подсчитать количество пар полюсов

Я подсчитал, что у моего двигателя 2 пары полюсов, и он генерирует магнитное поле, как вы можете видеть на верхнем рисунке.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 19: Расчет шага полюса

Шаг полюса — это расстояние по внутреннему кругу статора, и он отмечает размер каждого полюса.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 20: Расчет поверхности полюса

Поверхность полюса отмечена красным на рисунке 2. Одна полюсная поверхность — это ровно половина поверхности статора, потому что у меня двухполюсный двигатель.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 21: Расчет поверхности полюса

Поскольку железный сердечник статора не сделан из чистого железа, нам необходимо рассчитать реальную длину корпуса.Коэффициент наполнения железом указан в верхней таблице. Это зависит от типа изоляции.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 22: Расчет длины зуба

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 23: Расчет высоты ярма статора

Ярмо статора является частью пакета статоров, который простирается от зуба статора до конец пакета.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 24: Расчет поперечного сечения ярма

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 25: Расчет поперечного сечения зубьев одного полюса

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 26: Расчет прорези Поверхность

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 27: Выбор типа обмотки

Я выбрал тип обмотки на основе технических характеристик своих двигателей.В намоточных книгах очень много разных типов схем намотки. Каждый утоплен для разного количества пар полюсов.

Обмотку по картинке взял из книжки. Моя новая обмотка была трехфазной, однослойной, концентрической.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 28: Расчет количества слотов на полюс и фазу

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 29: Расчет шага полюса (в слотах)

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 30: фактор обмотки

На верхнем рисунке есть таблица.Вы не можете подобрать коэффициент намотки из таблицы, если у вас однослойная намотка.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 31: Индукция в воздушном зазоре

Выберите соответствующее значение индукции в воздушном зазоре из таблицы. Это зависит от количества пар полюсов. Если двигатель старше, выберите столбец I , в противном случае выберите значение из столбца II .

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 32: Расчет индукции в зубцах статора

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 33: Расчет индукции в ярме статора

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 34: Магнитный поток одной пары полюсов

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 35: Расчет расчетного числа витков в фазе

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 36: Расчет расчетного количества витков в слоте

Добавить TipAsk ВопросЗагрузить

Шаг 37: Определите коэффициент заполнения

Чтобы получить правильный коэффициент заполнения, вам необходимо иметь поверхность вашего гнезда. Тогда вы легко запишите коэффициент заполнения с верхнего графика. Коэффициент заполнения должен находиться между верхней и нижней рекомендованной линией.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 38: Расчет поперечного сечения провода

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 39: Расчет толщины проволоки

В соответствии с результатом вы выбираете провод, который находится в +/- 2% диапазон результата. Выбрал провод 0,8мм.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 40: Схема обмотки

Я переделал схему обмотки из книги, чтобы она соответствовала моему статору.Я рисую новую схему обмотки, которую использовал для намотки двигателя.

На втором рисунке показано магнитное поле, создаваемое обмоткой статора. O и X показывают направление электрического тока. Ток, протекающий внутри изображения, имеет направление магнитного поля по часовой стрелке. Если бы был 4-полюсный двигатель, у нас было бы 4 области вместо 2 областей магнитного поля.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 41: Изоляция пазов статора

Измерьте длину паза и добавьте около 16 мм (в зависимости от того, как вы будете скручивать бумагу).Вырежьте и скрутите, как я делал на гифках. Положите изолирующую бумагу на стол и поместите на нее линейку так, чтобы получился зазор около 4 мм, когда вы вставляете изолирующую бумагу и затем скручиваете ее. С помощью отвертки согните его и вставьте в щель. Он должен идеально подходить, чтобы вы не могли его вытащить.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 42: Измерьте длину катушек

Сделайте модель катушки. Поместите модель в правые гнезда, оставив немного свободного места. Вы не должны оставлять слишком много места, потому что обмотка будет слишком короткой, и вы не должны делать ее слишком маленькой, потому что вы не сможете получить доступ ко всем слотам.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 43: Намотка катушек

Поместите модель в специальный инструмент. Бесплатная 3d модель намоточного инструмента доступна в инструкции «Перемотка однофазного двигателя». Убедитесь, что вы наматываете правильное количество оборотов. После того, как намотаете катушку, ее нужно перевязать куском проволоки. Затем вы можете взять его из намоточного инструмента.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 44: Вставка катушек в пазы статора

Осторожно поместите катушки в пазы статоров.Это может занять много времени. Будьте осторожны, чтобы не повредить лак для проводов. Поверните катушки так, чтобы их концевые провода выходили сбоку, где находится отверстие от статора к электрическим зажимам. Вы можете использовать деревянную палку, чтобы вставить обмотку в пазы.

Отметьте концы катушек!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 45: Соединение катушек

Соедините катушки вместе согласно схеме намотки. Спаяйте и изолируйте их. Конец каждого провода катушки к распределительной коробке и дополнительно изолируйте их.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 46: Свяжите катушки

Свяжите катушки с помощью шнуровочной нити статора. Пришейте нитку для проточки статора вокруг катушек, как вы можете видеть на картинках. Плотная намотка хорошо.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 47: Покрытие двигателя лаком

1. Нагрейте духовку до 100 ° C. Поставил в него мотор.

2. Когда двигатель нагревается, на обмотки двигателя проливается лак, как вы видите на рисунках

3. Переверните двигатель и сделайте то же самое

4.Вы можете повторно использовать старый лак.

5. Поместите мотор в горячую духовку и готовьте около 4 часов.

6. Выньте мотор и очистите край (чтобы крышка подходила идеально).

НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТО ВНУТРИ ЗДАНИЯ ИЛИ КУХНИ!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 48: Соберите двигатель

Установите новые подшипники. Смажьте ось ротора. Вы найдете тип подшипника на стороне подшипника. Если вы не можете найти его, вы можете измерить его и найти номер в каталоге в Интернете.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 49: Соберите двигатель

Установите крышку на статор. Следите за отметками, чтобы поставить его в нужное место.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 50: Соберите двигатель

Вставьте ротор в статор и закройте его второй крышкой. Скрутите мотор вместе.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 51: Соберите двигатель

Подсоедините концы катушек к зажимам, как показано на изображении из анализируемого двигателя.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 52: Соберите двигатель

Установите вентилятор и последнюю крышку на двигатель.Если у вас есть железный вентилятор, нагрейте его.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 53: Измерение

Я отвез отремонтированный двигатель в университет для проведения измерений. Мы установили двигатель на специальное испытательное устройство и соединили его с измерительным оборудованием. Мы проверили следующее:

• Сопротивление обмотки
• Испытание электродвигателя в свободном режиме
• Испытание нагруженного электродвигателя
• Испытание оптимального напряжения
• Испытание короткого замыкания
• Характеристика крутящего момента

* PF = Мощность factor

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 54: Заключение

Перемотка этого мотора заняла у меня около недели.Больше всего времени я потратил на расчет новой обмотки. У меня было много проблем с расчетом, но я их решил и получил те же параметры намотки, что и на старой.

У меня тоже было много проблем с намоткой новой обмотки. Сначала я сделал катушки слишком маленькими, и я не мог вставить последние катушки в пазы. Я не мог получить к ним доступ, потому что другие обмотки были слишком маленькими. Затем я решил увеличить размер, но снова обнаружил проблему. На этот раз обмотка была слишком большой, и я не мог закрыть крышку мотора.

Третий раз удачный двигатель перемотки.Поскольку зазор между статором и крышкой был очень маленьким, я решил сделать первые катушки немного большего размера и последние катушки немного меньше. Вы можете увидеть это при измерении сопротивления, когда сопротивления обмоток не идентичны. Но в следующем измерении мы увидим, что сопротивления не сильно влияют на работу электродвигателей.

Все тесты я провел с двумя разными напряжениями. Мотор был рассчитан на напряжение 380В, но сейчас у нас в ЕС 400В.

В верхней таблице данные от производителя в первой строке.Во второй строке — измерения при 380 В, а в третьей строке — 400 В. Если мы сравним все данные, то увидим, что мотор совсем неплох. Все параметры очень близки друг к другу.

Я взял все электрические уравнения и таблицы ориентации из книги: Neven Srb ELEKTROMOTORI

Надеюсь, вам понравилась моя презентация перемотки трехфазного двигателя. Если у вас есть вопросы, задавайте, и я постараюсь ответить как можно скорее. Спасибо за Ваше внимание.

С уважением Niko

Добавить TipAsk ВопросЗагрузить

Будьте первым, кто поделится

Вы сделали этот проект? Поделитесь с нами!

Я сделал это!

Рекомендации

Что такое трехфазный двигатель и как он работает?

Трехфазные двигатели (также численно обозначаемые как трехфазные двигатели) широко используются в промышленности и стали рабочей лошадкой многих механических и электромеханических систем из-за их относительной простоты, проверенной надежности и длительного срока службы.Трехфазные двигатели являются одним из примеров типа асинхронного двигателя, также известного как асинхронный двигатель, который работает на принципах электромагнитной индукции. Хотя существуют также однофазные асинхронные двигатели, эти типы асинхронных двигателей реже используются в промышленных приложениях, но широко используются в домашних условиях, таких как пылесосы, компрессоры холодильников и кондиционеры, из-за использования однофазных двигателей. фаза переменного тока в домах и офисах. В этой статье мы обсудим, что такое трехфазный двигатель, и опишем, как он работает.Чтобы получить доступ к другим ресурсам о двигателях, обратитесь к одному из наших других руководств по двигателям, посвященным двигателям переменного тока, двигателям постоянного тока, асинхронным двигателям, или к более общей статье о типах двигателей. Полный список статей о моторах можно найти в разделе статей по теме.

Что такое трехфазное питание?

Чтобы понять трехфазные двигатели, полезно сначала понять трехфазную мощность.

При производстве электроэнергии переменный ток (AC), создаваемый генератором, имеет характеристику, состоящую в том, что его амплитуда и направление меняются со временем.Если отображать графически с амплитудой на оси y и временем на оси x, соотношение между напряжением или током в зависимости от времени будет напоминать синусоидальную волну, как показано ниже:

Рисунок 1 — Однофазный переменный ток

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Электроэнергия, подаваемая в дома, является однофазной, что означает, что имеется один токоведущий провод плюс нейтраль и заземление. В трехфазном питании, которое используется в промышленных и коммерческих условиях для работы более крупного оборудования, которое требует большей мощности, есть три проводника электрического тока, каждый из которых работает с разностью фаз 120 ^o 2π / 3. радианы друг от друга.Если рассматривать графически, каждая фаза будет выглядеть как отдельная синусоида, которая затем объединяется, как показано на изображении ниже:

Рисунок 2 — Трехфазное электрическое питание со сдвигом фаз 120 ^o между каждой фазой

Изображение предоставлено: teerawat chitprung / Shutterstock.com

Трехфазные двигатели питаются от электрического напряжения и тока, которые генерируются как трехфазная входная мощность и затем используются для выработки механической энергии в виде вращающегося вала двигателя.

Что такое трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели — это тип двигателя переменного тока, который является конкретным примером многофазного двигателя. Эти двигатели могут быть асинхронными двигателями (также называемыми асинхронными двигателями) или синхронными двигателями. Двигатели состоят из трех основных компонентов — статора, ротора и корпуса.

Статор состоит из ряда пластин из легированной стали, вокруг которых намотана проволока, образуя индукционные катушки, по одной катушке на каждую фазу источника электроэнергии.Катушки статора питаются от трехфазного источника питания.

Ротор также содержит индукционные катушки и металлические стержни, соединенные в цепь. Ротор окружает вал двигателя и представляет собой компонент двигателя, который вращается для выработки механической энергии на выходе двигателя.

Кожух двигателя удерживает ротор с валом двигателя на комплекте подшипников для уменьшения трения вращающегося вала. Корпус имеет торцевые крышки, которые удерживают подшипниковые опоры и вентилятор, который прикреплен к валу двигателя, который вращается при вращении вала двигателя. Вращающийся вентилятор втягивает окружающий воздух снаружи корпуса и заставляет воздух проходить через статор и ротор, чтобы охладить компоненты двигателя и рассеять тепло, которое генерируется в различных катушках от сопротивления катушки. Кожух также обычно имеет выступающие механические ребра снаружи, которые служат для дальнейшего отвода тепла в наружный воздух. Торцевая крышка также обеспечит место для электрических подключений для трехфазного питания двигателя.

Как работает трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели работают по принципу электромагнитной индукции, который был открыт английским физиком Майклом Фарадеем еще в 1830 году.Фарадей заметил, что когда проводник, такой как катушка или проволочная петля, помещается в изменяющееся магнитное поле, в проводнике возникает наведенная электродвижущая сила или ЭДС. Он также заметил, что ток, протекающий в проводнике, таком как провод, будет генерировать магнитное поле, и что магнитное поле будет меняться, когда ток в проводе изменяется по величине или направлению. Это выражается в математической форме, связывая ротор электрического поля со скоростью изменения во времени магнитного потока:

Эти принципы составляют основу для понимания того, как работает трехфазный двигатель.

На рисунке 3 ниже показан закон индукции Фарадея. Обратите внимание, что наличие ЭДС зависит от движения магнита, которое приводит к изменению магнитного поля.

Рисунок 3 — Принцип электромагнитной индукции

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Для асинхронных двигателей, когда статор питается от трехфазного источника электроэнергии, каждая катушка генерирует магнитное поле, полюса которого (северный или южный) меняют положение, поскольку переменный ток колеблется в течение полного цикла.Поскольку каждая из трех фаз переменного тока сдвинута по фазе на 120, ^или , магнитная полярность трех катушек не одинакова в один и тот же момент времени. Это состояние приводит к тому, что статор производит так называемое RMF или вращающееся магнитное поле. Когда ротор находится в центре катушек статора, изменяющееся магнитное поле статора индуцирует ток в катушках ротора, что, в свою очередь, приводит к возникновению противоположного магнитного поля, создаваемого ротором. Поле ротора стремится выровнять свою полярность относительно поля статора, в результате чего на вал двигателя прикладывается чистый крутящий момент, и он начинает вращаться, пытаясь выровнять свое поле.Обратите внимание, что в трехфазном асинхронном двигателе нет прямого электрического соединения с ротором; магнитная индукция вызывает вращение двигателя.

В трехфазных асинхронных двигателях ротор стремится поддерживать соосность с RMF статора, но никогда не достигает этого, поэтому асинхронные двигатели также называют асинхронными. Явление, которое заставляет скорость ротора отставать от скорости RMF, известно как скольжение, что выражается как:

, где N _r — скорость ротора, а N _s — синхронная скорость вращающегося поля (RMF) статора.

Синхронные двигатели работают аналогично асинхронным двигателям, за исключением того, что в случае синхронного двигателя поля статора и ротора синхронизированы, так что RMF статора заставляет ротор вращаться с точно такой же скоростью вращения (в синхронизация — значит скольжение равно 0). Для получения дополнительной информации о том, как это делается, обратитесь к статьям о реактивных двигателях и бесщеточных двигателях постоянного тока. Обратите внимание, что синхронные двигатели, в отличие от асинхронных двигателей, не нуждаются в питании от сети переменного тока.

Контроллеры двигателей для трехфазных двигателей

Скорость, создаваемая трехфазным двигателем переменного тока, является функцией частоты источника переменного тока, поскольку она является источником RMF в катушках статора. Поэтому некоторые контроллеры двигателей переменного тока работают, используя вход переменного тока для генерации модулированной или управляемой частоты на входе двигателя, тем самым управляя скоростью двигателя. Другой подход, который можно использовать для управления скоростью двигателя, — это изменение скольжения (описанное ранее).Если скольжение увеличивается, скорость двигателя (то есть скорость ротора) уменьшается.

Чтобы узнать больше о подходах к управлению двигателями, просмотрите нашу статью о контроллерах двигателей переменного тока.

Резюме

В этой статье представлено краткое обсуждение того, что такое трехфазные двигатели и как они работают. Чтобы узнать больше о двигателях, ознакомьтесь с нашими соответствующими статьями, перечисленными ниже. Для получения информации о других продуктах ознакомьтесь с нашими дополнительными руководствами или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://kebblog.com/how-a-3-phase-ac-induction-motor-works/
2. https://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/15848/Three-Phase-Electric-Power-Explained.aspx
3. http://www.oddparts.com/oddparts/acsi/defines/poles.htm
4. http://www.gohz.com/how-to-determine-the-pole-number-of-an-induction-motor
5. https://www.elprocus.com/induction-motor-types-advantages/
6. https: // www.intechopen.com/books/electric-machines-for-smart-grids-applications-design-simulation-and-control/single-phase-motors-for-household-applications
7. https://www.worldwideelectric.net/resource/construction-ac-motors/

Прочие изделия из двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

Однофазные асинхронные двигатели

---

---

ЦЕЛИ

• описать основные операции следующих типов асинхронных двигателей:

• Двухфазный двигатель (одно и два напряжения)
• конденсаторный пуск, асинхронный двигатель (одинарное и двойное напряжение)
• конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с одним конденсатором
• конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с двумя конденсаторами
• конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с автотрансформатором с один конденсатор

• сравните двигатели в списке цели 1 в отношении запуска крутящий момент, скоростные характеристики и коэффициент мощности при номинальной нагрузке.

Два основных типа однофазных асинхронных двигателей — это двухфазные двигатель и конденсаторный двигатель. Оба типа однофазных асинхронных двигателей обычно имеют дробную оценку мощности. Используется двигатель с расщепленной фазой для работы с такими устройствами, как стиральные машины, небольшие водяные насосы, масляные горелки и другие типы небольших нагрузок, не требующие сильного пускового момента. Конденсаторный двигатель обычно используется с устройствами, требующими сильного пуска. крутящий момент, например, в холодильниках и компрессорах.Оба типа однофазных асинхронные двигатели относительно невысоки в стоимости, имеют прочную конструкцию; и демонстрируют хорошие производственные показатели.

КОНСТРУКЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ РАЗДЕЛЕННОЙ ФАЗЫ

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой в основном состоит из статора, ротора, центробежный выключатель, расположенный внутри двигателя, корпус с двумя торцевыми щитками подшипники, поддерживающие вал ротора, и стальная литая рама в к которому прижимается сердечник статора.Два торцевых щита прикручены к стальной литой каркас. Подшипники, размещенные в торцевых щитках, удерживают ротор. центрируется внутри статора, так что он будет вращаться с минимальным трением, без ударов и трения сердечника статора.

Статор двигателя с расщепленной фазой состоит из двух удерживаемых на месте обмоток. в пазах ламинированного стального сердечника. Обе обмотки состоят из изолированных катушки распределены и соединены в две обмотки, разнесенные на 90 электрических градусы друг от друга.Одна обмотка — это бегущая обмотка, а вторая обмотка это пусковая обмотка.

Ходовая обмотка состоит из изолированного медного провода. Он находится по адресу дно пазов статора. Сечение провода в пусковой обмотке меньше, чем у бегущей обмотки. Эти катушки размещены сверху катушек ходовой обмотки в ближайших к ротору пазах статора.

Пусковая и рабочая обмотки подключены параллельно к однофазная линия при пуске двигателя.После того, как мотор разгоняется до скорости, равной примерно от двух третей до трех четвертей номинальной скорости, пусковая обмотка автоматически отключается от линии с помощью центробежного переключателя.

Ротор электродвигателя с расщепленной фазой имеет такую ​​же конструкцию, как и трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. То есть ротор состоит цилиндрического сердечника, собранного из стальных пластин. Медные прутки устанавливается возле поверхности ротора.Прутки припаиваются или привариваются к два медных концевых кольца. В некоторых двигателях ротор выполнен из литого алюминия. Блок.

илл. 1 показан типичный короткозамкнутый ротор для однофазной индукции. мотор. Этот тип ротора требует минимального обслуживания, так как нет обмотки, щетки, контактные кольца или коммутаторы. Обратите внимание на рисунок, что роторные вентиляторы являются частью ротора с короткозамкнутым ротором. Эти ротор вентиляторы поддерживают циркуляцию воздуха через двигатель, чтобы предотвратить сильное увеличение по температуре обмоток.

ил. 1 Литой алюминиевый ротор с короткозамкнутым ротором.

Центробежный выключатель установлен внутри двигателя. Центробежный переключатель отключает пусковую обмотку после достижения ротором заданного скорость, обычно от двух третей до трех четвертей номинальной скорости. Переключатель состоит из неподвижной части и вращающейся части. Стационарная часть установлен на одном из торцевых щитов и имеет два контакта, которые действуют как однополюсный однонаправленный переключатель.Вращающаяся часть центробежного переключатель установлен на роторе.

Простая схема работы центробежного выключателя приведена в Рисунок 2. Когда ротор остановлен, давление пружины на волоконном кольце вращающейся части удерживает контакты замкнутыми. Когда ротор достигает примерно трех четвертей своей номинальной скорости, центробежное действие ротора заставляет пружину сбрасывать давление на оптоволоконном кольце и контакты размыкаются.В результате пусковая обмотка цепь отключена от линии. ill 3 — типичный центробежный переключатель, используемый с асинхронными двигателями с расщепленной фазой.

ил. 2 Схема показывает работу центробежного выключателя: ротор при остановке центробежный выключатель замкнут; ротор с нормальной скоростью центробежный усилие, установленное в механизме переключателя, заставляет воротник двигаться и позволяет переключать контакты для открытия. ил. 3 Центробежный выключатель с переключатель удален.

Принцип работы

Когда цепь к асинхронному двигателю с расщепленной фазой замкнута, оба пусковая и ходовая обмотки запитываются параллельно. Потому что бег обмотка состоит из проволоки относительно большого сечения, ее сопротивление составляет низкий. Напомним, что ходовая обмотка размещена внизу прорезей. сердечника статора. В результате индуктивное сопротивление этой обмотки сравнительно высока из-за массы окружающего его железа.Поскольку бегущая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление, ток бегущей обмотки отстает от напряжения примерно на 90 электрические степени.

Пусковая обмотка состоит из проволоки меньшего сечения; поэтому его сопротивление высокое. Поскольку обмотка размещена в верхней части статора пазы, масса железа, окружающего его, сравнительно мала, а индуктивная реактивное сопротивление низкое. Следовательно, пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление.В результате ток пускового обмотка почти синфазна с напряжением.

Ток ходовой обмотки отстает от тока пусковой обмотки. примерно на 30 электрических градусов. Эти два тока разнесены на 30 электрических градусы друг от друга проходят через эти обмотки и вращающееся магнитное поле разработан. Это поле движется по внутренней части сердечника статора. Скорость магнитного поля определяется с использованием той же процедуры. дано для трехфазного асинхронного двигателя.

Если асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет четыре полюса на обмотках статора и подключен к однофазному источнику с частотой 60 Гц, синхронная скорость Оборотного поля:

S = 120 x f / 4

S = синхронная скорость

f = частота в герцах

S = 120 x 60/4 = 1800 об / мин

Когда поле вращающегося статора движется с синхронной скоростью, оно сокращает медные шины ротора и индуцирует напряжение в стержнях беличьей клетки обмотка.Эти наведенные напряжения создают токи в стержнях ротора. Как в результате создается поле ротора, которое реагирует с полем статора на развивают крутящий момент, который заставляет ротор вращаться.

Когда ротор разгоняется до номинальной скорости, центробежный выключатель отключается. пусковая обмотка от линии. Затем двигатель продолжает работать. используя только ходовую обмотку. На рисунке 4 показаны соединения центробежного выключателя в момент запуска двигателя (выключатель замкнут) и когда двигатель достигает своей нормальной скорости вращения (выключатель разомкнут).

Двигатель с расщепленной фазой должен иметь под напряжением как пусковая, так и рабочая обмотка. при запуске мотора. Двигатель похож на двухфазный асинхронный двигатель. в котором токи этих двух обмоток составляют примерно 90 электрических градусов не в фазе. Однако источник напряжения однофазный; следовательно, двигатель называется двухфазным двигателем, потому что он запускается как двухфазный двигатель от однофазной сети. Как только двигатель разгонится до значения, близкого к его номинальная частота вращения, он работает на ходовой обмотке как однофазный индукционный мотор.

Если контакты центробежного переключателя не замыкаются при остановке двигателя, тогда цепь пусковой обмотки все еще разомкнута. Когда цепь двигателя снова запитана, двигатель не запускается. Двигатель должен иметь как пусковая и рабочая обмотки находятся под напряжением в момент замыкания цепи двигателя для создания необходимого пускового момента. Если мотор не запускается, но просто издает низкий гудящий звук, а затем цепь пусковой обмотки размыкается. Либо контакты центробежного переключателя не замкнуты, либо есть обрыв катушек пусковых обмоток.Это небезопасное состояние. Бегущая обмотка потребляет чрезмерный ток и, следовательно, двигатель должен быть отключен от сети.

ил. 22-4 Подключения центробежного переключателя при пуске и работе. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой: центробежный переключатель размыкается примерно при При 75% номинальной скорости пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление. Ходовая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление.(обеспечивает фазовый угол 45-50 градусов для запуска крутящий момент.)

Если механическая нагрузка слишком велика при запуске двигателя с расщепленной фазой, или если напряжение на клеммах двигателя низкое, двигатель может не достичь скорости, необходимой для работы центробежного переключателя.

Пусковая обмотка предназначена для работы от сетевого напряжения в течение всего три или четыре секунды, пока двигатель ускоряется к его номинальной скорости.Важно, чтобы пусковая обмотка была отключена. от линии центробежным выключателем, как только двигатель разгонится до 75 процентов номинальной скорости. Работа двигателя при его запуске обмотка более 60 секунд может вызвать ожог изоляции обмотки или вызвать перегорание обмотки.

Чтобы изменить направление вращения двигателя, просто поменяйте местами провода пусковая обмотка (5). Это приводит к тому, что направление поля устанавливается обмотками статора на обратное.В результате направление вращения обратное. Направление вращения двигателя с расщепленной фазой также можно изменить местами, поменяв местами два провода ходовой обмотки. Как обычно, пусковая обмотка используется для реверса.

Однофазные двигатели часто имеют двойное номинальное напряжение 115 и 230 Вольт. вольт. Для получения этих номиналов ходовая обмотка состоит из двух секций. Каждая секция обмотки рассчитана на 115 вольт. Один участок бега обмотка обычно обозначается T и T, а другая часть обозначается T и T. Если двигатель должен работать от 230 вольт, две обмотки по 115 вольт соединены последовательно через линию 230 В.Если мотор должен быть работает от 115 вольт, затем две 115-вольтовые обмотки подключаются в параллельно линии 115 В.

ил. 5 Изменение направления вращения при двухфазной индукции мотор.

Пусковая обмотка, как правило, состоит только из одной обмотки на 115 В. В выводы пусковой обмотки обычно имеют маркировку T и T. Если двигатель должен работать от 115 вольт, обе секции ходовой обмотки подключены параллельно пусковой обмотке (6).

Для работы от 230 В в клемме заменены перемычки. коробку так, чтобы две 115-вольтовые секции ходовой обмотки были соединены последовательно по линии 230 В (7). Обратите внимание, что 115 вольт пусковая обмотка подключена параллельно одной секции ходовой обмотка. Падение напряжения на этом участке ходовой обмотки равно 115 вольт, и напряжение на пусковой обмотке тоже 115 вольт.

ил.6 Двигатель с двойным напряжением, подключенный на 115 В.

ил. 7 Двигатель с двойным напряжением, подключенный на 230 В.

ил. 8 Обмотка двухвольтного двигателя с двумя пусковая и две ходовые обмотки

Некоторые двухфазные двигатели с двойным напряжением имеют пусковую обмотку с двумя секции, а также двухсекционная ходовая обмотка. Бегущая обмотка секции помечены T1 и T2 для одной секции и T3 и T4 для другой. раздел.Одна секция пусковой обмотки имеет маркировку Т5 и Т6, а вторая секция пусковой обмотки имеет маркировку Т7 и Т8.

Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) имеет цветовую кодировку терминальные выводы. Если используются цвета, их следует кодировать следующим образом: Т1 — синий; Т2 — белый; Т3 — оранжевый; Т4 — желтый; Т5 — черный; и Т6 — красный.

илл. 7 показано расположение обмоток для двухвольтного двигателя с две пусковые обмотки и две ходовые обмотки.Правильные соединения для режима 115 В и для режима 230 В приведены в таблице проиллюстрировано в 8.

У асинхронного двигателя с расщепленной фазой очень хорошее регулирование скорости. Это имеет быстродействие от холостого хода до полной нагрузки, аналогичное этому трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Процент скользит по большинству дробная мощность двигателей с разделенной фазой составляет от 4 до 6 процентов.

Пусковой момент двигателя с расщепленной фазой сравнительно низкий.В низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление в цепи бегущей обмотки, а также высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление в пусковой обмотке цепи приводят к тому, что два значения тока будут значительно меньше 90 электрических градусы друг от друга. Токи пусковой и ходовой обмоток во многих электродвигатели с расщепленной фазой имеют сдвиг по фазе только на 30 электрических градусов с каждым Другой. В результате поле, создаваемое этими токами, не развивается. сильный пусковой момент.

КОНДЕНСАТОР ПУСК, ВПУСКНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Конструкция конденсаторного пускового двигателя почти такая же, как и у двигателя. асинхронного двигателя с расщепленной фазой. Однако для конденсаторного пускового двигателя конденсатор включен последовательно с пусковыми обмотками. Конденсатор обычно устанавливается в металлическом кожухе наверху двигателя. Конденсатор может быть установлен в любом удобном внешнем положении на раме двигателя и, в некоторых случаях может быть установлен внутри корпуса двигателя.Конденсатор обеспечивает более высокий пусковой момент, чем можно получить со стандартной расщепленной фазой мотор. Кроме того, конденсатор ограничивает пусковой выброс тока. до более низкого значения, чем у стандартного двигателя с расщепленной фазой.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском применяется в холодильных установках, компрессорах, масляные горелки, и для небольшого машинного оборудования, а также для приложений которые требуют сильного пускового момента.

ил.9 Два соединения ходовой обмотки и одна пусковая обмотка схема подключения.

Принцип работы

Когда конденсаторный пусковой двигатель подключен для более низкого напряжения и запущен, как ходовая, так и пусковая обмотки подключены параллельно через линейное напряжение при замыкании центробежного выключателя. Пусковая обмотка, однако он подключен последовательно с конденсатором. Когда мотор достигает При значении 75 процентов от его номинальной скорости центробежный выключатель размыкает и отключает пусковую обмотку и конденсатор от сети.В тогда двигатель работает как однофазный асинхронный двигатель, используя только обмотка. Конденсатор используется для улучшения пускового момента и не улучшает коэффициент мощности двигателя.

Для создания необходимого пускового момента вращающееся магнитное поле должно настраиваться обмотками статора. Пусковой ток в обмотке приведет к рабочий ток обмотки на 90 электрических градусов, если конденсатор имеет правильная емкость подключена последовательно с пусковой обмоткой.В результате магнитное поле, создаваемое обмотками статора, почти идентичен таковому у двухфазного асинхронного двигателя. Пусковой момент для двигателя с конденсаторным пуском, таким образом, намного лучше, чем у стандартного двухфазный двигатель.

Неисправные конденсаторы — частая причина неисправностей конденсатора. пусковые, асинхронные двигатели. Возможны следующие отказы конденсаторов:

• конденсатор может закоротить сам себя, о чем свидетельствует более низкий пусковой ток. крутящий момент.

• конденсатор может быть «открыт», в этом случае цепи пусковой обмотки будет открыт, в результате чего двигатель не запустится.

• конденсатор может вызвать короткое замыкание и вызвать срабатывание предохранителя для вторичная цепь двигателя на обрыв. Если номиналы предохранителей достаточно высоки и не прерывают подачу питания к двигателю достаточно быстро, запуск обмотка может перегореть.

• пусковые конденсаторы могут вызвать короткое замыкание, если двигатель многократно включается и выключается за короткий промежуток времени.Чтобы предотвратить выход из строя конденсатора, многие производители двигателей рекомендуют запускать двигатель с конденсаторным пуском. не более 20 раз в час. Поэтому этот тип двигателя используется только в тех приложениях, где относительно мало запусков в коротком временной период.

ил. 10 Подключения для конденсаторного пуска, асинхронный двигатель

Скоростные характеристики двигателя с конденсаторным пуском очень хорошие. Увеличение в процентном скольжении от холостого хода до полной нагрузки составляет от 4 процентов до 6 процентов.Таким образом, быстродействие такое же, как у стандартного двухфазный двигатель.

Провода цепи пусковой обмотки поменяны местами на реверс направление вращения конденсаторного пускового двигателя. В результате направление вращения магнитного поля, создаваемого обмотками статора в сердечнике статора меняется на противоположное, и вращение ротора меняется на противоположное. (См. Рисунок 9, где показано подключение проводов в обратном направлении.)

ил 10 — схема подключения конденсаторного пускателя. электродвигатель перед заменой проводов пусковой обмотки, чтобы направление вращения ротора.Схема на рисунке 11 показывает схемы подключения двигателя после замены выводов пусковой обмотки для изменения направления вращения.

Второй способ изменения направления вращения пускового конденсатора двигатель должен поменять местами два провода ходовой обмотки. Однако этот метод редко используется.

Конденсаторный пуск, асинхронные двигатели часто имеют двойное напряжение 115 вольт и 230 вольт. Подключения для конденсаторного пускового двигателя такие же, как для асинхронных двигателей с расщепленной фазой.

ил. 11 Соединения для реверсирования конденсаторного пуска, индукционные запустить мотор.

КОНДЕНСАТОР ПУСК, КОНДЕНСАТОР РАБОТАЮЩИЙ ДВИГАТЕЛЬ

Конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель аналогичен конденсаторному пуску, асинхронный двигатель, за исключением того, что пусковая обмотка и конденсатор постоянно включен в цепь. У этого мотора очень хороший пуск крутящий момент. Коэффициент мощности при номинальной нагрузке составляет почти 100 процентов или единицу. из-за того, что в двигателе постоянно используется конденсатор.

Для этого типа двигателя существует несколько различных конструкций. Один тип конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель имеет две обмотки статора, которые разнесены на 90 электрических градусов. Подключена основная или ходовая обмотка непосредственно через номинальное сетевое напряжение. Конденсатор подключен последовательно с пусковой обмоткой и эта последовательная комбинация также связана через номинальное сетевое напряжение. Центробежный переключатель не используется, потому что пусковая обмотка находится под напряжением в течение всего периода работы мотор.

ил 12 иллюстрирует внутренние соединения для запуска конденсатора, конденсатор запускает двигатель с использованием одного значения емкости.

ил. 12 Подключения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя.

Чтобы реверсировать вращение этого двигателя, проводные соединения пускового обмотку необходимо поменять местами. Этот тип конденсаторного запуска, конденсаторный запуск двигатель работает бесшумно и используется на масляных горелках, вентиляторах и небольших деревообрабатывающие и металлообрабатывающие станки.

Второй тип конденсаторного запуска, конденсаторный двигатель имеет два конденсатора. Рис. 13 представляет собой схему внутренних соединений двигателя. В в момент запуска двигателя два конденсатора включаются параллельно. Когда двигатель достигает 75 процентов номинальной скорости, центробежный переключатель отключает конденсатор большей емкости. Затем двигатель работает с меньший конденсатор подключен только последовательно с пусковой обмоткой.

ил.13 Подключения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя: МАЛЫЙ КОНДЕНСАТОР, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ЗАПУСКА И РАБОТЫ; КОНДЕНСАТОР БОЛЬШОГО РАЗМЕРА ДЛЯ ЗАПУСК.

Этот тип двигателя имеет очень хороший пусковой момент, хорошее регулирование скорости и коэффициент мощности почти 100 процентов при номинальной нагрузке. Заявки на К этому типу двигателей относятся топочные топки, холодильные агрегаты и компрессоры.

Третий тип конденсаторного пуска, конденсаторный двигатель с автотрансформатором. с одним конденсатором.Этот двигатель имеет высокий пусковой момент и высокую рабочую фактор силы. Рис. 14 представляет собой схему внутренних соединений для этот мотор. При запуске двигателя центробежный переключатель подключает обмотку 2 в точку А на отводном автотрансформаторе. Поскольку конденсатор подключен через максимальное количество витков трансформатора, он получает максимальное напряжение вывод при запуске. Таким образом, конденсатор подключается с номиналом примерно 500 вольт. В результате в обмотке имеется большое значение ведущего тока. 2, и развивается сильный пусковой крутящий момент.

Когда двигатель достигает примерно 75 процентов номинальной скорости, центробежный выключатель отключает пусковую обмотку от точки A и снова подключает эту обмотку к точке B на автотрансформаторе. Применяется меньшее напряжение к конденсатору, но двигатель работает с обеими обмотками под напряжением. Таким образом, конденсатор поддерживает коэффициент мощности, близкий к единице, при номинальной нагрузке.

Пусковой момент этого двигателя очень хороший, а регулировка скорости удовлетворительно.Приложения, требующие этих характеристик, включают большие холодильники и компрессоры.

ил. 14 Подключения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя с автотрансформатором

НАЦИОНАЛЬНЫЙ КОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОДА

Раздел 430-32 (b) (1) Национального электротехнического кодекса гласит, что любые двигатель мощностью не более одной лошадиных сил, который запускается вручную и находится в пределах вид с места стартера, считается защищенным от перегрузка устройством максимального тока, защищающим проводники ответвления цепь.Это устройство максимального тока ответвления не должно быть больше указанного. в статье 430, Часть D (Ответвительная цепь двигателя, короткое замыкание и замыкание на землю Защита). Исключением является то, что любой такой двигатель можно использовать при напряжении 120 вольт. или менее в ответвленной цепи, защищенной не более 20 ампер.

Считается, что расстояние более 50 футов находится вне поля зрения стартовая локация. Раздел 430-32 (c) распространяется на двигатели мощностью в одну лошадиную силу или меньше, запускаются автоматически, вне поля зрения со стартовой точки или стационарно установлен.

Раздел 430-32 (c) (1) гласит, что любой двигатель мощностью в одну или менее лошадиных сил который запускается автоматически, должен иметь отдельное устройство максимального тока который реагирует на ток двигателя. Этот блок перегрузки должен быть установлен для отключения при не более 125% номинального тока полной нагрузки мотор для моторов с маркировкой на повышение температуры не более 40 градусов Цельсия или с коэффициентом эксплуатации не менее 1,15 (1,15 или выше) и не более 115 процентов для всех других типов двигателей.

РЕЗЮМЕ

Однофазный асинхронный двигатель — один из наиболее часто используемых двигателей в жилых и легких коммерческих целях. Каждое приложение подскажет правильный мотор стиль для использования. Все двигатели используют концепцию использования одной фазы или одной фазы. синусоиды, и смещение эффектов токов через катушки на создают движущееся магнитное поле. Расщепленная фаза и конденсаторный пуск в двигателе используется пусковой выключатель для отключения пусковых обмоток от линия, когда двигатель наберет скорость.Двухконденсаторные двигатели используют несколько конденсаторов или варианты конденсаторов двух номиналов для создания пусковой и работающей цепи. Все те же правила NEC, которые применяются к трехфазному двигатели по-прежнему применимы к однофазным двигателям. Есть много исключений, применимо только к двигателям малой мощности.

ВИКТОРИНА

1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

2. Что произойдет, если контакты центробежного переключателя не включатся повторно при мотор останавливается?

3.Объясните, как направление вращения асинхронного двигателя с расщепленной фазой обратный.

4. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет номинальное значение двойного напряжения 115/230 вольт. Двигатель имеет две ходовые обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 вольт и одну пусковую обмотку на 115 вольт. Нарисуйте принципиальную схему этого асинхронного двигателя с расщепленной фазой, подключенного для работы на 230 В.

5. Нарисуйте принципиальную схему подключения асинхронного двигателя с расщепленной фазой. в вопросе 4 подключен для работы от 115 В.

6. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет номинальное значение двойного напряжения 115/230. вольт. Двигатель имеет две ходовые обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 вольт. Кроме того, есть две пусковые обмотки, и каждая из этих обмоток рассчитан на 115 вольт. Нарисуйте принципиальную схему подключения этой разделенной фазы. асинхронный двигатель подключен для работы от 230 В.

7. В чем основное отличие асинхронного двигателя с расщепленной фазой от конденсаторного двигателя с асинхронным пуском?

8.Если центробежный переключатель не открывается при ускорении двигателя с расщепленной фазой до номинальной скорости, что будет с пусковой обмоткой?

9. Какое ограничение у конденсаторного запуска асинхронного двигателя?

10. Вставьте правильное слово или фразу для завершения каждого из следующих заявления.

а. Двигатель мощностью не более одной лошадиных сил, который запускается вручную и который находится в пределах видимости от стартовой точки, считается защищенной ______

г.Двигатель мощностью в одну или менее лошадиных сил, запускаемый вручную, считается в пределах видимости места стартера, если расстояние не превышает _________

г. Конденсатор используется с конденсаторным пуском, используется асинхронный двигатель. только для улучшения ______

г. Конденсаторный пуск, асинхронный двигатель имеет лучший пусковой момент чем 3-фазный асинхронный двигатель _________

с помощью промышленного пускателя со звездой-треугольником

3-фазный асинхронный двигатель состоит из статора, который содержит 3-фазную обмотку, подключенную к 3-фазному источнику переменного тока.Расположение обмотки таково, чтобы создавать вращающееся магнитное поле. Ротор асинхронного двигателя содержит цилиндрический сердечник с параллельными пазами, в которых расположены проводники.

Проблемы, возникающие при запуске двигателя:

Самой основной особенностью асинхронного двигателя является его механизм самозапуска. Из-за вращающегося магнитного поля в роторе индуцируется ЭДС, из-за которой в роторе начинает течь ток. Согласно закону Ленца, ротор начинает вращаться в направлении, препятствующем прохождению электрического тока, и это дает крутящий момент двигателю.Таким образом двигатель запускается самостоятельно.

Период пуска двигателя по сравнению с периодом работы в установившемся состоянии

Во время этого периода самозапуска по мере увеличения крутящего момента в роторе протекает большой ток. Для этого статор потребляет большое количество тока, и к тому времени, когда двигатель достигает своей полной скорости, потребляется большое количество тока, и катушки нагреваются, повреждая двигатель. Следовательно, возникает необходимость контролировать запуск двигателя. Один из способов — уменьшить приложенное напряжение, что, в свою очередь, снижает крутящий момент.

Цели пускателя двигателя по схеме звезда-треугольник:

• Уменьшить высокий пусковой ток и тем самым предотвратить перегрев двигателя
• Обеспечить перегрузку и гарантировать отсутствие напряжения при запуске двигатель подключается в режиме STAR в течение всего периода запуска. Когда двигатель достигает необходимой скорости, двигатель подключается в режиме ТРЕУГОЛЬНИК.
  Цепь питания управления электродвигателем звезда-треугольник

  Компоненты пускателя звезда-треугольник:

  Контакторы: Цепь пускателя звезда-треугольник состоит из трех контакторов: главного, звездообразного и треугольного.Требуется, чтобы три контактора соединяли обмотки двигателя сначала звездой, а затем треугольником.

  Таймер: Контакторы регулируются таймером, встроенным в пуск.

  Блокировочные выключатели: Блокировочные выключатели подключаются между контакторами звезды и треугольника в цепи управления в качестве меры безопасности, поэтому нельзя активировать контактор треугольника, не отключив контактор звезды. В случае одновременного срабатывания контакторов со звездой и треугольником двигатель выйдет из строя.

  Тепловое реле перегрузки: Тепловое реле перегрузки также объединено в схему управления звезда-треугольник, чтобы защитить электродвигатель от чрезмерного нагрева, который может ускорить обнаружение возгорания или износ электродвигателя. В случае, если температура превышает заданное качество, контакт размыкается и подача питания отключается таким образом, чтобы обеспечить работу двигателя.

  Работа пускателя звезда-треугольник:

  Сначала замыкаются первичный контактор и контакторы звезда. После определенного интервала времени таймер подает сигнал контактору звезды, чтобы он перешел в разомкнутое положение, а первичные контакторы треугольника переходят в положение закрытия, соответственно структурируя схему треугольника.

  Во время пуска, когда обмотки статора связаны звездой, каждая ступень статора получает напряжение VL / √3, где VL — линейное напряжение. Следовательно, линейный ток, потребляемый двигателем при запуске, уменьшается до одной трети по сравнению с пусковым током с обмотками, соединенными в треугольник. Точно так же, поскольку крутящий момент, развиваемый асинхронным двигателем, соответствует квадрату приложенного напряжения; Пускатель со звезды на треугольник снижает пусковой крутящий момент до одной трети от возможного при немедленном запуске по схеме треугольник.

  Таймер управляет преобразованием со звезды в треугольник. Таймер в пускателе со звезды на треугольник для трехфазного двигателя предназначен для перехода от режима звезды, при котором двигатель работает при пониженном напряжении и токе и производит меньший крутящий момент, в режим треугольника, необходимый для работы двигателя на полную мощность. мощность, использующая высокое напряжение и ток для преобразования высокого крутящего момента.

  Клеммные соединения в конфигурациях звезды и треугольника:

  L1, L2 и L3 — это трехфазные линейные напряжения, которые подаются на первичный контактор.Катушки главного двигателя U, V и W показаны на рисунке. В режиме звезды обмотки двигателя первичный контактор связывает сеть с клеммами основной обмотки U1, V1 и W1. Контактор звездой замыкает клеммы вспомогательной обмотки U2, V2 и W2, как показано на рисунке. Независимо от того, когда первичный контактор отключен, питание поступает на клеммы A1, B1, C1, и, следовательно, обмотки двигателя находятся под напряжением в звездном режиме.

  Таймер запускается в тот момент, когда контактор звезды находится под напряжением.После того, как таймер достигает заданного периода времени, контактор звезды обесточивается, а контактор треугольник включается.

  Клеммы обмотки асинхронного двигателя, подключенные по схеме звезды и треугольника

  Точка, когда контактор замыкается треугольником, клеммы обмотки двигателя U2, V2 и W2 связываются с V1, W1 и U1 индивидуально через замыкающие контакты первичного контактора. То есть для объединения в треугольник, выполняющий конец одной обмотки должен быть соединен с начальным концом другой обмотки.Конфигурация обмоток двигателя изменяется по схеме треугольника путем подачи линейного напряжения L1 на выводы обмотки W2 и U1, линейного напряжения L2 на выводы обмотки U2 и V1; и линейное напряжение L3 к клеммам обмотки V2 и W1, как показано на рисунке.

  Типы пускателей со звезды на треугольник:

  Существует два типа пускателей со звезды на треугольник: открытый и закрытый.

  Стартер с открытым переходом звезда-треугольник:

  Это наиболее широко признанная стратегия пуска со звезды на треугольник. Как следует из названия, в этой стратегии обмотки двигателя открыты в течение всего времени переключения обмоток из режима звезды в режим треугольника.Пускатель с размыканием звезда-треугольник использует 3 контактора двигателя и реле задержки движения.

  Достоинства:

  Пускатель с открытым переходом очень прост в реализации с точки зрения стоимости и схемотехники, он не требует дополнительного оборудования для определения напряжения.

  Недостатки:

  Открытый переход вызывает выброс тока и крутящего момента при переключении, который оглушает систему как электрически, так и механически. В электрическом плане результат мгновенных пиков тока может вызвать колебания силы или несчастья.С механической точки зрения увеличенный крутящий момент, возникающий из-за скачка тока, может быть достаточным, чтобы повредить компоненты системы, то есть сломать ведущий вал.

  Пускатель с замкнутым переходом со звезды на треугольник:

  В этом пускателе переключение со звезды на треугольник осуществляется без отключения двигателя от сети. Несколько компонентов добавляются для устранения или уменьшения выбросов, связанных с открытым переходом. Дополнительные компоненты включают контактор и несколько переходных резисторов. Переходные резисторы потребляют текущий поток во время переключения обмотки.Четвертый контактор дополнительно используется для включения резистора в цепь перед размыканием контактора со звездой и последующей откачкой воздуха из резисторов после замыкания контактора треугольником. Несмотря на необходимость в дополнительных механизмах замены, схема управления более запутана из-за необходимости полной замены резистора.

  Достоинства:

  Имеется уменьшение скачка тока приращения, возникающего в результате перехода. Таким образом, пускатель с закрытым переходом имеет плавное переключение.

  Недостаток:

  Помимо необходимости большего количества переключающих устройств, схема управления более сложна из-за необходимости переключения резисторов. Кроме того, добавление схем приводит к значительному удорожанию установки.

  Ток полной нагрузки при разомкнутом и закрытом переходах

  Пример пускателя звезда-треугольник:

  Пускатель звезда-треугольник обычно используется для уменьшения пускового тока двигателя. Дан пример, чтобы знать о пускателе со звезды на треугольник.

  Из схемы мы использовали источник питания 440 вольт для запуска двигателя. И здесь мы использовали набор реле для переключения двигателя со звезды на треугольник с задержкой по времени.

  No related posts.