Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

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

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

Оптимальная схема

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

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

В силу этих причин для подключения двигателя применяется магнитный пускатель. Этот выбор обычно основан на определенных потребностях пользователя трехфазных электродвигателей. Поэтому в зависимости от выбранной модели пускателя его катушка может быть либо на 380 В, либо на 220 В. Эта катушка подсоединяется через тепловое реле, которое обеспечивает контроль тока в статоре электромотора и отключает пускатель своими контактами. Срабатывание реле теплозащиты от заданной величины тока, потребляемого электрическим мотором, останавливает его путем отключения от электросети.

С подсоединением двигателя к трехфазной сети при появлении короткого замыкания токи контролируются выключателем-автоматом. Удобство при запуске, а также при остановке обеспечивают соответствующие кнопки. А дополнительное подсоединение — возможность блокировки пусковой кнопки ее присоединением через отдельный контакт в магнитном пускателе. С целью управления движком достаточно кратковременного нажатия на эти кнопки. Одновременное воздействие на них не вызовет нежелательные последствия, поскольку катушка пускателя при этом отключается. Две схемы, показанные далее, отличаются лишь напряжением, которое питает катушку пускателя.

Катушка одной из них подключается к фазному напряжению (220 В), а в другой к линейному, т.е. 380 В. Упомянутые соединения работают в остальном совершенно одинаково. Сначала включается коммутатор-автомат. Он подает напряжение на электрическую цепь, содержащую соленоид пускателя. Когда для соединения замыкают эту электрическую цепь кнопкой пуска с нормально разомкнутым контактом, пускатель срабатывает. Соответствующие контакты замкнут электрические цепи, питающие статор движка и обеспечивающие питание собственного соленоида. Кнопка пуска шунтируется. Таким образом, выполняется подключение асинхронного двигателя к электросети.

Возможные дальнейшие события:

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

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

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

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

3 — главные контакты пускателя;

4 — соленоид пускателя;

5 — дополнительный контакт, встроенный в пускатель;

Кнопки: 6 — запуск, 7 — остановка.

Отличительные детали

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

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Некоторым читателям может быть интересно, каково поведение движка при переключении его обмоток соответственно этим двум схемам. Все довольно просто объясняет устройство и подключение электродвигателя. Обмотки намотаны на сердечник. Он создает магнитное поле. Чем мощнее это поле, тем больше получится сила на вале двигателя. А поле тем мощнее, чем выше напряжение, к которому подключена обмотка. Поскольку линейное напряжение соответствует схеме «треугольник» 380 В, а фазное — схеме «звезда» 220 В, очевидно, что одна и та же обмотка двигателя создаст более мощное магнитное поле с подключением к напряжению 380 В.

По этой причине и получается разница мощности трехфазного асинхронного двигателя около полутора раз с переключением между этими схемами. Но в этом варианте получается разница не только в полезной механической мощности на вале двигателя, но и в силе тока при его запуске. Однако для правильного подключения движка важно также знать точные данные о его конструкции. Числа витков обмоток, подключенных к питающему напряжению, не должны при его величине и частоте вызывать насыщение сердечников статора.

В принципе, если имеется двигатель 380 В, а схема обмотки электродвигателя такова, что его фазные обмотки снабжены дополнительным выводом, соответствующим меньшему числу витков, который может быть использован для присоединения к 220 В, со схемой «звезда» будут получены параметры, аналогичные «треугольнику» с основными обмотками. В том числе и пусковое свойство тока. Ввиду того, что конструкция движка в таком варианте усложняется, чаще применяется электродвигатель, подключение которого обеспечивается переключением между этими схемами. Перед подключением трехфазного двигателя к схеме «треугольник», его запуск делается со схемой соединения «звезда». Дополнительное реле времени через заданный интервал срабатывает и выполняет переход к «треугольнику» (см. схемы, показанные ниже).

Читать также:  Какой недорогой хороший электролобзик

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

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

K1 — пускатель с возможностью управления по времени;

K2 и K3 — дополнительные пускатели.

Управляющее напряжение на клеммах N и L питает соленоид K3, который блокирует включение соленоида K2, но включает соленоид K1 и соединяет три вывода обмоток вместе. Двигатель начинает вращение, будучи соединенным по схеме «звезда». K1 снабжен реле времени. По истечении заданного интервала оно срабатывает. При этом K3 выключается, и K2, включаясь, замыкает контакты, переводя электродвигатель по схеме «звезда» в схему «треугольник».

Как получить более длительный срок службы

В асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором-болванкой есть только те элементы, которые изнашиваются с течением времени. Это можно легко заметить, проанализировав его конструкцию. Если электрические и механические режимы соответствуют конструктивно заложенным нормам, асинхронный движок — это самый долгоживущий из всех электромоторов. Поэтому применяя схемы, создающие оптимальные рабочие режимы или отключающие двигатель при неблагоприятных условиях работы, тем самым вы увеличиваете срок службы асинхронного двигателя, так же, как и любого другого электродвигателя.

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

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

Для защиты двигателя применяются различные элементы, которые своевременно отключают его при заданной величине электрического тока. Эти элементы — плавкие предохранители и коммутаторы различной конструкции. Они позволяют беспрепятственно разгонятся движкам, несмотря на пусковые токи, но немедленно отключают двигатели при замыканиях. Схема с использованием таких коммутаторов, как автоматический выключатель и тепловое реле, уже описывалась в первом вопросе этой статьи. Она является самой простой и безотказной.

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

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

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

3 — пускатель и принадлежащие ему контакты 5 и 7.

Кнопки: 6 — запуска, 8 — остановки.

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

Как выглядит схема подключения трехфазного двигателя к сети 220 В

Если надо сделать подключение трехфазного двигателя к сети 220 В, самый лучший и поэтому единственно правильный вариант — одну из его фазных обмоток присоединить к 220 В. Только в этом случае все напряжение будет приложено ко всей обмотке, и в ее сердечнике магнитный поток получится для данной ситуации наибольшим. Остальные две обмотки должны вместе с первой создать пространственно перемещающийся максимум магнитного потока. Это достигается включением конденсаторов. Их приходится соединять параллельно.

Емкость получается относительно большой, а конденсаторы применяются не менее, чем для 450 В номинального напряжения, металлобумажные или металлопленочные. Такие конденсаторы на большие емкости не делаются. Чтобы не заниматься вычислениями необходимой емкости, можно выбрать конденсаторы (суммарную емкость) из соотношения 7 мкФ для каждых 100 Вт двигателя. Схема управления двигателем путем увеличения пускового момента выглядит так:

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Какая схема нужна для реверса трехфазного асинхронного двигателя

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

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Схема весьма проста и не требует специальных пояснений

Можно ли управлять двигателем из двух мест

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

Читать также:  Перечислите механизмы и системы четырехтактных поршневых двигателей

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

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

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

Схемы подключения

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

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

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

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

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

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

Использование схемы «звезда-треугольник»

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

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

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

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

Трехфазный двигатель с магнитным пускателем

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

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

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

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

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380При эксплуатации или изготовлении того или иного оборудования нередко возникает необходимость подключения асинхронного трехфазного двигателя к обычной сети 220 В. Сделать это вполне реально и даже не особо сложно, главное — найти выход из следующих возможных ситуаций, если нет подходящего однофазного мотора, а трехфазный лежит без дела, а также если имеется трехфазное оборудование, но в мастерской лишь однофазная сеть.

Читать также:  Векторные чертежи для лазерной резки

Схемы подключения к сети

Для начала имеет смысл вспомнить схему подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети.

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 220 В по схеме «Звезда» и «Треугольник»

Для простоты восприятия магнитный пускатель и прочие узлы коммутации не изображены. Как видно из схемы, каждая обмотка мотора питается от своей фазы. В однофазной же сети, как следует из ее названия, «фаза» всего одна. Но и ее достаточно для питания трехфазного электромотора. Взглянем на асинхронный двигатель, подключенный на 220 В.

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Как подключить трехфазный электродвигатель 380 В на 220 В через конденсатор по схеме «Звезда» и «Треугольник»: схема.

Здесь одна обмотка трехфазного электромотора напрямую включена в сеть, две остальные соединены последовательно, а на точку их соединения подается напряжение через фазосдвигающий конденсатор С1. С2 является пусковым и включается кнопкой В1 с самовозвратом только в момент пуска: как только двигатель запустится, ее нужно отпустить.

Сразу возникает несколько вопросов:

  1. Насколько такая схема эффективна?
  2. Как обеспечить реверс двигателя?
  3. Какие емкости должны иметь конденсаторы?

Реверсирование двигателя

Для того чтобы заставить двигатель вращаться в другую сторону, достаточно «перевернуть» фазу, поступающую на точку соединения обмоток В и С (соединение «Треугольник») или на обмотку В (схема «Звезда»). Схема же, позволяющая изменять направление вращения ротора простым щелчком переключателя SB2, будет выглядеть следующим образом.

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Реверсирование трехфазного двигателя на 380 В, работающего в однофазной сети

Здесь следует заметить, что практически любой трехфазный двигатель — реверсный, но выбирать направление вращения мотора нужно перед его пуском. Реверсировать электродвигатель во время его работы нельзя! Сначала нужно обесточить электродвигатель, дождаться его полной остановки, выбрать нужное направление вращение тумблером SВ1 и лишь затем подать на схему напряжение и кратковременно нажать на кнопку В1.

Емкости фазосдвигающего и пускового конденсаторов

Для подсчета емкости фазосдвигающего конденсатора нужно воспользоваться несложной формулой:

  • С1 = 2800/(I/U) — для включения по схеме «Звезда»;
  • С1 = 4800/(I/U) — для включения по схеме «Треугольник».

Здесь:

  • С1 — емкость фазосдвигающего конденсатора, мкФ;
  • I — номинальный ток одной обмотки двигателя, А;
  • U — напряжение однофазной сети, В.

Но что делать, если номинальный ток обмоток неизвестен? Его можно легко рассчитать, зная мощность мотора, которая обычно нанесена на шильдик устройства. Для расчета воспользуемся формулой:

I = P/1,73*U*n*cosф, где:

  • I — потребляемый ток, А;
  • U — напряжение сети, В;
  • n — КПД;
  • cosф — коэффициент мощности.

Символом * обозначен знак умножения.

Емкость пускового конденсатора С2 выбирается в 1,5−2 раза больше емкости фазосдвигающего.

Рассчитывая фазосдвигающий конденсатор, нужно иметь в виду, что двигатель, работающий не в полную нагрузку, при расчетной емкости конденсатора может греться. В этом случае номинал его нужно уменьшить.

Эффективность работы

К сожалению, трехфазный двигатель при питании одной фазой развить свою номинальную мощность не сможет. Почему? В обычном режиме каждая из обмоток двигателя развивает мощность в 33,3%. При включении мотора, к примеру, «треугольником» лишь одна обмотка С работает в штатном режиме, а в точке соединения обмоток В и С при правильно подобранном конденсаторе напряжение будет в 2 раза ниже питающего, а значит, мощность этих обмоток упадет в 4 раза — всего 8,325% каждая. Произведем несложный подсчет и рассчитаем общую мощность:

33,3 + 8,325 + 8,325 = 49.95%.

Итак, даже теоретически трехфазный двигатель, включенный в однофазную сеть, развивает лишь половину своей паспортной мощности, а на практике эта цифра еще меньше.

Способ повысить развиваемую мотором мощность

Оказывается, повысить мощность мотора можно, и притом существенно. Для этого даже не придется усложнять конструкцию, а достаточно лишь подключить трехфазный двигатель по приведенной ниже схеме.

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 380

Асинхронный двигатель — подключение на 220 В по улучшенной схеме

Здесь уже обмотки A и B работают в номинальном режиме, и лишь обмотка C отдает четверть мощности:

33,3 + 33,3 + 8,325 = 74.92%.

Совсем неплохо, не правда ли? Единственное условие при таком включении — обмотки A и B должны быть включены противофазно (отмечено точками). Реверсирование же такой схемы производится обычным образом — переключением полярности цепи конденсатор-обмотка C.

И последнее замечание. На месте фазосдвигающего и пускового конденсатора могут работать лишь бумажные неполярные приборы, к примеру, МБГЧ, выдерживающие напряжение в полтора-два раза выше напряжения питающей сети.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *