Начало конец трехфазного двигателя

Содержание
  1. Определение обмоток двигателя
  2. Обозначение обмоток трехфазного двигателя
  3. Как правильно можно определить, где начало и конец обмотки трехфазного электродвигателя
  4. Потомственный мастер
  5. Электричество, сантехника, установка бытовой техники. Просто о сложном
  6. Как определить начало и конец обмотки в двигателе.
  7. Выводы асинхронного двигателя. Маркировка выводов асинхронного двигателя
  8. Начало и конец обмоток электродвигателя
  9. Первым делом нужно определить обмотки двигателя
  10. Как определить начало и конец обмоток
  11. Выводы обмоток электродвигателя — схемы соединения
  12. Обозначение выводов обмоток статора
  13. Схема соединения обмоток электродвигателя по схеме «треугольник»
  14. Схема соединения обмоток электродвигателя по схеме «звезда»
  15. Определение выводов обмоток
  16. Определение начала и конца обмоток трехфазного двигателя.
  17. Трехфазный асинхронный двигатель
  18. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  19. Конструкция асинхронного электродвигателя
  20. Принцип работы. Вращающееся магнитное поле
  21. Концепция вращающегося магнитного поля
  22. Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток
  23. Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя
  24. Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора
  25. Звезда и треугольник
  26. Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя
  27. Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента
  28. Управление асинхронным двигателем
  29. Прямое подключение к сети питания
  30. Нереверсивная схема
  31. Реверсивная схема
  32. Плавный пуск асинхронного электродвигателя
  33. Частотное управление асинхронным электродвигателем
  34. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором
  35. Конструкция АДФР
  36. Фазный ротор
  37. Статор АДФР
  38. Обозначение выводов вторичных обмоток трехфазного АДФР
  39. Пуск АДФР

Определение обмоток двигателя

Иногда случается так, что человек покупает или получает трехфазный электродвигатель с шестью катушками, которые не промаркированы. Если говорить проще, мотор имеет шесть проводов, идущих из статора, и они не обладают никакими надписями. Для его включения необходимо попарно соединить проводники, получив три контакта. Этот процесс называют маркировкой выводов. О том, как определить начало и конец обмотки, и как они обозначаются, рассказано в этом материале.

Обозначение обмоток трехфазного двигателя

Любой статор трехфазного электрического мотора обладает тремя катушечными группами, которые по-другому называются обмотками. Одна обмотка соответствует одной фазе и обладает двумя выходами. Они являются началом и концом катушки, то есть всего из двигателя выходит шесть проводов, маркируемых следующим образом:

Обратите внимание! На условных схемах их также подписывают такими буквами, а обозначаются они волнистыми линиями с тремя бугорками. В этом можно убедиться, посмотрев на любую схему подключения трехфазного двигателя.

Кабеля катушек выводят в специальную клеммную коробку движка. От того, как эти провода будут соединены, зависит номинальный электрический ток, подающийся на статор, а также напряжение сети питания.

Обозначение катушек на схеме

Как правильно можно определить, где начало и конец обмотки трехфазного электродвигателя

Маркировку выводящих проводников можно быстро найти, используя простую контрольную лампочку на 220 В и электрический тестер. Из всего движка нужен только статор. С помощью тестера находят три кабеля и переключают режим измерения на «сопротивление». Поочередно выполняют прозвонку выводов. Если прибор пищит или издает другие звуки, то найден правильный проводник

То же самое можно сделать и с помощью лампы. Для этого:

Важно! После определения выводных проводников каждой из катушек их необходимо пометить, чтобы не запутаться в будущем. Для этого используют маркер или цветные трубки из ПВХ, которые надевают на выводы.

Таким образом, было рассмотрено, как определить начало и конец обмотки электродвигателя с помощью подручных средств. Без этого не получится подключить движок в сеть и обеспечить корректную его работу. Обозначения наносят на выводные провода или на колодки зажимов, находящиеся рядом с выводами. Если соединение фаз находится внутри движка, то их кончики не обозначают. Достаточно будет нанести буквы без цифр.

Источник

Потомственный мастер

Электричество, сантехника, установка бытовой техники. Просто о сложном

Как определить начало и конец обмотки в двигателе.

В этой статье я расскажу способ, как определить начало и конец обмотки в асинхронном трёхфазном двигателе.

Выводы асинхронного двигателя. Маркировка выводов асинхронного двигателя

Встречаются различные маркировки выводов обмоток двигателя. Отечественная маркировка от С1 до С6 и международная, которую вы видите на рисунке.

маркировка начало и конец обмотки

В наше время встречаются обе маркировки, но для «обучения» мы будем применять новые обозначения, как более наглядные. Ранее, я уже говорил, что начало и конец обмоток понятия абсолютно условные, главное условие, которое играет важную роль это такое соединение обмоток, когда магнитные потоки не направлены встречно. Если два одинаковых потока направить встречно, они как бы уничтожают друг друга. Нам же надо получить согласованное направление магнитных потоков. В двигателе находятся три обмотки. Грубо говоря, двигатель, это трансформатор с тремя обмотками и сердечником в виде статора. Таким образом, обмотки в двигателе связывает магнитный поток, который протекает по статору, а его создает ток, который протекает по обмоткам. Ротор – это лишь приятная «вкусняшка», наличие которой позволяет получить из электрической энергии механическую.

Начало и конец обмоток электродвигателя

Ну что ж, приступим. Прежде, чем начинать процедуру, вам нужно подготовиться. Для этого вам потребуются:

маркеры начало и конец обмотки

В качестве маркеров можно использовать кембрики, бумагу с резинками, цветную изоленту и обычные перманентные маркеры, в общем, что угодно, что позволит вам промаркировать выводы. Вам потребуется шесть маркеров, на которых вы напишете обозначения начала и концов обмоток.

Первым делом нужно определить обмотки двигателя

Как определить начало и конец обмоток

Приступаем к поиску концов. Снова предупрежу о технике безопасности, поскольку сейчас вы будете работать с опасным напряжением 220 вольт. Сама процедура очень простая. Вам надо на одну обмотку присоединить лампу или вольтметр (мультиметр, в режиме измерения напряжения ), а две других обмотки соединить последовательно и подать на них напряжение. Теперь рассмотрим эту процедуру подробнее.

согласованное и встречное направление магнитного потока начало и конец обмоток

С присоединением лампы или вольтмера проблем не возникнет. Допустим это будет обмотка W1-W2. Остается две обмотки. Согласно имеющимся маркерам вы соединяете их в таком порядке, как это показано на рисунке, а именно соединяете между собой U2 и V1. На выводы U1 и V2 подаете ПЕРЕМЕННОЕ напряжение 220 вольт. Обратите внимание, именно переменное, поскольку постоянное превратит наш двигатель в электромагнит, но при этом напряжение в третьей обмотке наводиться не будет. На реальном двигателе это будет выглядеть, как на фотографии ниже:

определить начало и конец обмоток

Обратите внимание, я специально выделил одним цветом (зеленым) соединенные обмотки на схеме и на фотографии. Теперь, если магнитные потоки обмоток совпадут, то в третьей обмотке будет наведено напряжение. Если посчитать грубо, то чуть меньше 100 вольт. Следовательно, лампочка на третьей обмотке начнет светиться, но не в полный накал. Если же магнитные потоки будут направлены встречно, то в третьей обмотке напряжение наводиться не будет и лампочка не загорится. Если лампочка загорелась, все отлично, придумайте, как навсегда промаркировать выводы обмоток и приступаем к третьей. Если лампочка не загорелась, значит меняем местами выводы любой обмотки. Пусть это будет обмотка V1V2 (то есть, если раньше была схема U1→U2→ V1 →V2, то теперь будет схема U1→U2→V2→ V1 ) и снова проверяем. Лампочка засветилась? Отлично! Но прежде чем переходить к третьей обмотке, поскольку мы определили условные начала и концы двух обмоток нужно придумать, как навсегда промаркировать эти выводы, чтобы в дальнейшем вам не пришлось возвращаться к данной процедуре. Теперь будем работать только с третьей обмоткой. Маркеры первых двух трогать уже не будем. К любой из найденных обмоток подключаем третью, а на освободившуюся подключаем лампочку. То есть на обмотку (пусть будет) U1U2 мы теперь подключаем вольтметр или лампочку, а соединяем обмотки V1→V2→W1→W2. И все повторяем по новой. С одним условием, что маркеры обмоток U и V мы не трогаем. Если лампочка при проверке не загорается, то меняем маркеры только на обмотке W.

Как видите, процедура не слишком сложная и при необходимой сноровке займет не больше 15 минут.

Есть и другие методы определения начал и концов обмоток, но они более сложные и требуют стрелочного вольтметра или сборки несложной схемы, хотя с другой стороны, они более безопасные. Но этот метод наиболее простой. А если не боитесь электричества и внимательно прочитали технику безопасности, то вместо мультиметра прозванивать обмотки можно той же лампочкой. Для этого можно использовать такую схему, которую вы видите ниже:

начало и конец обмоток определить без мультиметра

То есть, можно вообще обойтись без мультиметра. Достаточно одной лампочки на 220 вольт.

Источник

Выводы обмоток электродвигателя — схемы соединения

Обозначение выводов обмоток статора

Каждый статор трехфазного электродвигателя имеет три катушечные группы (обмотки) — по одной на каждую фазу, а у каждой катушечной группы имеется по 2 вывода — начало и конец обмотки, т.е. всего 6 выводов которые подписываются следующим образом:

Условно на схемах каждая обмотка изображается следующим образом:

выводы обмотки статора электродвигателя

Начала и концы обмоток выводятся в клемную коробку электродвигателя в следующем порядке:

Обозначение выводов обмоток статора электродвигателя

В зависимости от соединения этих выводов меняются такие параметры электродвигателя как напряжение питающей сети и номинальный ток статора. О том по какой схеме необходимо подключить обмотки электродвигателя можно узнать из паспортных данных.

Читайте также:  Ремонт течи радиатора автомобиля

Основными схемами соединения обмоток являются треугольник (обозначается — Δ) и звезда (обозначается — Y) их мы и разберем в данной статье.

Примечание: В клемной коробке некоторых электродвигателей можно увидеть только три вывода — это значит, что обмотки двигателя уже соединены внутри его статора. Как правило внутри статора обмотки соединяются при ремонте электродвигателя (в случае если заводские обмотки сгорели). В таких двигателях обмотки, как правило, соединены по схеме «звезда» и рассчитаны на подключение в сеть 380 Вольт. Для подключения такого двигателя необходимо просто подать три фазы на три его вывода.

Схема соединения обмоток электродвигателя по схеме «треугольник»

Условно на схеме это изображается следующим образом:

На выводы «A», «B» и «C» подается напряжение.

В клемной коробке электродвигателя соединение обмоток по схеме «треугольник» имеет следующий вид:

как соединить треугольником выводы обмоток трехфазного двигателя

A, B, C — точки подключения питающего кабеля.

Схема соединения обмоток электродвигателя по схеме «звезда»

Что бы соединить обмотки электродвигателя по схеме «звезда» необходимо концы обмоток (С4/ U2, С5/V2 и С6/W2) соединить в общую точку, напряжение при этом подается на начала обмоток (С1/U1, С2/V1 и С3/W1).

Условно на схеме это изображается следующим образом:

В клемной коробке электродвигателя соединение обмоток по схеме «звезда» имеет следующий вид:

как соединить звездой выводы обмоток трехфазного двигателя

Определение выводов обмоток

Иногда возникают ситуации когда сняв крышку с клемной коробки электродвигателя можно с ужасом обнаружить следующую картину:

При этом выводы обмоток не подписаны, что же делать? Без паники, этот вопрос вполне решаем.

Первое, что нужно сделать — это разделить выводы по парам, в каждой паре должны быть выводы относящиеся к одной обмотке, сделать это очень просто, нам понадобится тестер или двухполюсный указатель напряжения.

В случае использования тестера устанавливаем его переключатель в положение измерения сопротивления (подчеркнуто красной линией), при использовании двухполюсного указателя напряжения им, перед применением, необходимо коснуться токоведущих частей находящихся под напряжением на 5-10 секунд, для его зарядки и проверки работоспособности.

Далее необходимо взять один любой вывод обмотки, условно примем его за начало первой обмотки и соответственно подписываем его «U1», после касаемся одним щупом тестера или указателя напряжения подписанного нами вывода «U1», а вторым щупом любого другого вывода из оставшихся пяти неподписанных концов. В случае, если коснувшись вторым щупом второго вывода показания тестера не изменились (тестер показывает единицу) или в случае с указателем напряжения — ни одна лампочка не зажглась — оставляем этот конец и касаемся вторым щупом другого вывода из оставшихся четырех концов, перебираем вторым щупом концы до тех пор пока показания тестера не изменятся, либо, в случае с указателем напряжения — до тех пор пока не загорится лампочка «Test». Найдя таким образом второй вывод нашей обмотки принимаем его условно как конец первой обмотки и подписываем его соответственно «U2».

Таким же образом поступаем с оставшимися четырьмя выводами, так же разделив их на пары подписав их соответственно как V1,V2 и W1,W2. Как это делается можно увидеть на видео ниже.

Теперь, когда все выводы разделены по парам, необходимо определить реальные начала и концы обмоток. Сделать это можно двумя методами:

Первый и самый простой метод — метод подбора, может применяться для электродвигателей мощностью до 5 кВт. Для этого берем наши условные концы обмоток (U2,V2 и W2) и соединяем их, а на условные начала (U1,V1 и W1), кратковременно, желательно не более 30 секунд, подаем трехфазное напряжение:

Если двигатель запустился и работает нормально, значит начала и концы обмоток определены верно, если двигатель сильно гудит и не развивает должные обороты, значит где то есть ошибка. В этом случае необходимо всего лишь поменять любые два вывода одной обмотки местами, например U1 c U2 и запустить заново:

Если проблема не устранилась, возвращаем U1 и U2 на свои места и меняем местами следующие два вывода — V1 с V2:

Если двигатель заработал нормально, выводы определены верно, работа закончена, если нет — возвращаем V1 и V2 по своим местам и меняем местами оставшиеся выводы W1 с W2.

Второй способ: Соединяем последовательно вторую и третью обмотки т.е. соединяем вместе конец второй обмотки с началом третьей (выводы V2 с W1),а на первую обмотку к выводам U1 и U2 подаем пониженное переменное напряжение (не более 42 Вольт). При этом на выводах V1 и W2 так же должно появиться напряжение:

как определить вывода обмоток двигателя

Если напряжение не появилось, значит вторая и третья обмотки соединены неверно, фактически оказались соединены вместе два начала (V1 с W1) или два конца (V2 c W2), в данном случае нам просто нужно поменять надписи на второй или на третьей обмотке, например V1 с V2. Затем аналогичным способом проверить первую обмотку, соединив ее последовательно со второй, а на третью подав напряжение. Данный способ представлен на следующем видео:

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Источник

Определение начала и конца обмоток трехфазного двигателя.

Иногда встречаются трехфазные электродвигатели, у которых выводы обмоток не маркированы, как правило, после перемотки, или при слишком «бережной» эксплуатации. Чтобы определить, начала и концы обмоток, необходимо:
— при помощи омметра, определить обмотки, отметить три пары – три обмотки;
— на одной из обмоток пометить один провод и подключить к нему минус батареи;
— к другой обмотке подключить стрелочный вольтметр;
— коснуться вторым проводом первой обмотки плюса батареи, и посмотреть, в какую сторону отклонятся стрелка. Необходимо, чтобы она отклонялась вперед;
— убедившись в этом, пометить вывод, подключенный к плюсу вольтметра;
— аналогично проверить и пометить вывод на третьей обмотке.
Отмеченные выводы можно считать либо началами, либо концами, и соответственно подключать двигатель к трехфазной цепи.

Как определить по какой схеме соединены концы обмоток электродвигателя?
Если визуально соединение обмоток не просматриваются (соединения выполнены внутри корпуса электродвигателя), то придется определять тип соединений (звезда или треугольник) косвенно. Теоретически, сделать это очень просто.
Схема соединений обмоток электродвигателя «звездой» выполняется соединением трёх одноименных (например, концов) выводов между собой в одной точке. Поэтому, если подключить к любым двум выводам (из трёх!) электродвигателя генератор переменного тока, то трансформации напряжения на вторичную обмотку, в качестве которой для измерений используется третья обмотка, не произойдёт и вольтметр, подключенный, как показано на Рис. 1, покажет отсутствие напряжения или напряжение, близкое к нулю вольт.

Если обмотки электродвигателя соединены по схеме треугольника (Рис.2), то вольтметр, при аналогично составленной схеме измерений, зафиксирует присутствие напряжения. Произойдёт это потому, что обмотки на схеме «треугольника» соединены друг с другом разноимёнными выводами (начала с концами).

На практике вместо генератора переменного тока можно использовать обычный полуторавольтный элемент питания (например 316), кратковременно подключая его к выводам электродвигателя. Измерения напряжений в этом случае следует производить на минимальном пределе шкалы вольтметра. Если электродвигатель большой мощности, то прибор следует установить для измерения тока (микроампер).
В крайних случаях, соблюдая все меры предосторожности, вместо генератора переменного тока можно использовать сетевое напряжение 220 вольт, подключая источник к обмоткам последовательно с лампой мощностью 60 ватт.

При измерениях тока или напряжения нежелательно пользоваться цифровым мультиметром, поскольку существующая задержка измерения (индикации) в цифровых приборах может не успевать зафиксировать кратковременные всплески тока (напряжения).

Соединение обмоток трёхфазного электродвигателя по схеме треугольника
Нет ничего проще соединения уже промаркированных выводов электродвигателя в схему треугольника! Соединяем последовательно (в кольцо) обмотки в таком порядке: начало одной («Н») с концом другой («К»). Получим три вывода электродвигателя, обмотки которого соединены по схеме «треугольника». К ним добавим ещё один провод «корпусной» для подсоединения его к внешнему контуру заземления

Классический способ включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть
Самая простая и самая распространённая схема подключения трёхфазного электродвигателя к однофазному источнику питания 220 вольт приведена на рисунке 1.

Существуют методики расчёта величины ёмкости фазосдвигающего конденсатора C1, но большого значения придавать им не стоит, поскольку эти расчёты приводят практически к тем же результатам, которые получаются при грубом расчёте ёмкости по следующей простой формуле.

С= 10P

Что произойдёт, если величина ёмкости конденсатора выбрана неправильно?
Если величина ёмкости фазосдвигающего конденсатора выбрана больше, чем требуется при данных конкретных условиях работы электродвигателя, то двигатель будет быстро перегреваться. Если величина ёмкости выбрана меньше требуемой, то мощность электродвигатель будет занижена в сравнении с оптимальной. Отсюда вывод: при подборе фазосдвигающего конденсатора следует начинать выбор величины емкости от минимальной, постепенно увеличивая её до того значения, когда электродвигатель сможет обеспечить механическую работу привода.

Читайте также:  Ремонт двигателя тнвд mitsubishi

Почему рабочее напряжение фазосдвигающего конденсатора должно быть не ниже 400 вольт?
Причин, по которым рабочее напряжение фазосдвигающего конденсатора должно быть не ниже 400 вольт, три. Первая причина та, что амплитудное значение переменного напряжения в бытовой сети 220 вольт составляет почти триста вольт (220х1,3). Почему так? Как мы помним из школьного курса физики, напряжение бытовой сети переменного тока 220 вольт является действующим напряжением.

Направление вращения ротора электродвигателя зависит от того, куда подключен тот конец фазосдвигающего конденсатора, который соединён с проводом сетевого питания. Попросту, чтобы изменить направление вращения ротора электродвигателя, следует этот вывод конденсатора отключить от одного провода питающей сети и подключить к другому проводу питающей сети. Другими словами, перекоммутировать вывод с клеммы А электродвигателя на клемму В.

Схема пуска трехфазного электродвигателя при работе в однофазной сети
Трёхфазный электродвигатель нормально работает при подключении к однофазному источнику питания переменного тока с напряжением бытовой сети 220 вольт по схемамприведённым на рисунках 1 и 2. Однако, запустить под нагрузкой его не удастся. Для того, чтобы обеспечить вращение ротора электродвигателя при пуске нужна специальная схема. Согласно этой схеме, при пуске, параллельно фазосдвигающему конденсатору (С1) подключается дополнительный «пусковой» конденсатор С2 с примерно такой же величиной ёмкости, как и у фазосдвигающего. Такая схема приведена ниже на Рис.3.

При пуске, после включения переключателя SA, требуется вручную нажать кнопку SB и удерживать её нажатой несколько секунд, пока обороты ротора электродвигателя достигнут 70% от номинальных.

Подключение электродвигателя к сети через контактор, кнопки «пуск» и «стоп»
При возникновении неисправностей, в аварийных ситуациях и при пропадании напряжения питающей сети электродвигатель должен выключаться быстро и легко. Кроме того, при возобновлении питания, во избежание поражения людей электрическим током, предотвращения поломок электропривода и самого электродвигателя, электродвигатель не должен автоматически запускаться повторно.
Всем этим требованиям отвечает схема включения электродвигателя контактором К1. Двигатель запускается нажатием кнопки «Пуск». Последующее выключение осуществляется нажатием кнопки «Стоп». Такая схема приведена ниже на Рис.4.

Для включения электродвигателя нажимается кнопка SA1 «Пуск». Напряжение сети 220 вольт поступает на обмотку контактора К1. Сердечник контактора втягивается, замыкая контакты К1.1 и К1.2. Контакты кнопки «Пуск» самоблокируются контактами К1.1, а контактами К1.2 к сети подключаются обмотки двигателя.
При нажатии кнопки «Стоп» цепь обмотки контактора К1 размыкается, обмотка обесточивается. Контакты К1.1 размыкаются, кнопка «Пуск» разблокируется. Размыкаются контакты К1.2 и снимается напряжение с обмоток электродвигателя. Двигатель выключается. Состояние схемы не изменяется и после отпускания кнопки «Стоп». Электродвигатель остается в выключенном состоянии.

Схема автоматического запуска трёхфазного электродвигателя
На схеме Рис. 4, так же, как и на предыдущих схемах, приходится вручную нажимать кнопку SA3, подключая пусковой конденсатор С2, и ожидать, когда ротор электродвигателя наберёт обороты, что не очень удобно. Вместо ручной кнопки можно воспользоваться схемой пуска, в которой применяется реле задержки, с заданным временем задержки включения (после подачи на него напряжения питания) 3-10 секунд. Схема замены ручной кнопки автоматом приведена ниже на Рис.5.

При включении электродвигателя нажимается кнопка SA1 «Пуск». Напряжение сети 220 вольт приходит на обмотку контактора К1. Сердечник контактора втягивается, замыкая контакты К1.1 и К1.2. Контактами К1.1, как и в предыдущей схеме, самоблокируется кнопка «Пуск» (перемыкаются её контакты), а контактами К1.2 к сети подключаются обмотки двигателя. В это время через нормально замкнутые контакты реле задержки КТ1.1 параллельно фазосдвигающему конденсатору С1 подключен пусковой конденсатор С2.
Одновременно с подачей напряжения на контактор К1, напряжение питания подаётся на реле задержки КТ. Начинается отсчёт времени задержки размыкания нормально замкнутых контактов КТ1.1 реле КТ. По истечению нескольких секунд задержки, реле КТ срабатывает, размыкая контакты КТ1.1. Пусковая ёмкость С2 отсоединяется от фазосдвигающей ёмкости С1. Процесс пуска завершён.

Подключение пускового конденсатора через мощные контакты
Подключение пускового конденсатора параллельно фазосдвигающему конденсатору сопровождается сильным искрением контактов. Маломощные контакты реле задержки К1, как показано в предыдущей схеме, не смогут длительно обеспечивать работу электродвигателя в пусковом режиме. Они попросту залипнут или выгорят. Поэтому целесообразно управлять подключением пускового конденсатора контактами мощного реле (контактора). Такая схема изображена на Рис.6.

При нажатии кнопки «Пуск» точно так же напряжение подаётся на реле задержки КТ1. Но пусковой конденсатор С2 при пуске сразу же подключится к фазосдвигающему конденсатору контактами дополнительного контактора К2, обмотка которого в свою очередь подключится при пуске к сети 220 вольт через нормально замкнутые контакты реле задержки КТ1.
Когда закончится задержка времени реле КТ1, оно включится и его контакты КТ1.1 разомкнутся, разъединяя цепь обмотки контактора К2 от источника 220 вольт. Обмотка контактора К2 обесточится, его контакты К2.1 разомкнутся и отсоединят от фазосдвигающего конденсатора С1 пусковой конденсатор С2, завершая, тем самым, процесс пуска.

Токовая защита трёхфазного электродвигателя
В приведённых выше схемах обмотка электродвигателя оказывается постоянно подключенной к сети 220 вольт, что создаёт опасность поражения людей электрическим током и не соответствует требованиям техники безопасности. По завершению работ электроинструмент должен быть полностью обесточен. Опасное для жизни напряжение 220 вольт не должно присутствовать ни на одной из частей электрооборудования.
Кроме того, необходима защита электродвигателя от серьёзных повреждений при коротких замыканиях схемы или токоведущих компонентов конструкции электродвигателя. Для защиты внешней электропроводки от критических и аварийных токов также необходима токовая защита. Такую защиту с успехом выполнит трёхфазный токовый автомат. Схема подключения электродвигателя через токовый автомат изображена на Рис.7.

На схеме подключения трёхфазного электродвигателя к бытовой сети 220 вольт, изображенной на рис. 7, питание сети поступает через трёхфазный токовый автомат SA3 16А. В автомате используются две группы контактов (из трёх). Автомат выполняет также функции простого выключателя питания.

Когда включен токовый автомат SA3, горит синий светодиод VL1.1. При пуске и работе электродвигателя загорается красный светодиод VL1.2 (правый по схеме), а синий светодиод гаснет. Резисторы R1 и R2, мощностью по 1 ватту, ограничивают ток через светодиоды на уровне 4 миллиампер. Диоды VD1 и VD2 защищают светодиоды от пробоя обратным напряжением 220 вольт.

Дата добавления: 2017-01-08 ; просмотров: 16535 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Трехфазный асинхронный двигатель

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Конструкция асинхронного электродвигателя

Статор асинхронного трехфазного электродвигателяСтатор асинхронного двигателя
Ротор асинхронного трехфазного электродвигателяРотор асинхронного двигателя

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.

Корпус и сердечник статора асинхронного трехфазного электродвигателяКорпус и сердечник статора асинхронного электродвигателя
Конструкция шихтованного сердечника асинхронного трехфазного электродвигателяКонструкция шихтованного сердечника асинхронного двигателя

Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип работы. Вращающееся магнитное поле

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Магнитный поток асинхронного двигателя

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

Концепция вращающегося магнитного поля

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

Магнитный поток проводника с током

Магнитное поле создаваемое обмоткой

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

Магнитное поле при максимальном токе в красном витке

Магнитное поле при нулевом токе в желтом витке

Магнитное поле при максимальном токе в синем витке

Магнитное поле создаваемое трехфазным током в разный момент времени Ток электродвигателяТок протекающий в витках электродвигателя (сдвиг 60°)

Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике. В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике. Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

Сила действуюшая на рамку с током в магнитном полеВлияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

Читайте также:  Первый двигатель готлиб даймлер

Короткозамкнутый ротор беличья клеткаКороткозамкнутый ротор «беличья клетка» наиболее широко используемый в асинхронных электродвигателях (показан без вала и сердечника)

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться. На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля. Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

Магнитное поле пронизывающее ротор

Магнитный момент действующий на роторМагнитный момент действующий на ротор

Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента. Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из-за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора.

Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n2 меньше синхронной частоты вращения магнитного поля статора n1.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n2 Трехфазный токТрехфазный 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).

S = 1,73∙380∙1 = 658 Вт.

Теперь изменим схему соединения на «треугольник», линейное напряжение останется таким же Uл=380 В, а фазовое напряжение увеличится в корень из 3 раз Uф=Uл=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.

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

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
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
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).

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети 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:

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:

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

Нереверсивная схема

Реверсивная схема

Недостатком прямой коммутации обмоток асинхронного электродвигателя с сетью является наличие больших пусковых токов, во время запуска электродвигателя.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя

В задачах, где не требуется регулировка скорости электродвигателя во время работы для уменьшения пусковых токов используется устройство плавного пуска.

Устройство плавного пуска защищает асинхронный электродвигатель от повреждений вызванных резким увеличением потребляемой энергии во время пуска путем ограничения пусковых токов. Устройство плавного пуска позволяет обеспечить плавный разгон и торможение асинхронного электродвигателя.

Устройство плавного пуска дешевле и компактнее частотного преобразователе. Применяется там, где регулировка скорости вращения и момента требуется только при запуске.

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.

Скалярное управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с датчиком скорости 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 трехфазным асинхронным электродвигателем по датчику положения 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.

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

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

До широкого распространения частотных преобразователей асинхронные двигатели средней и большой мощности делали с фазным ротором. Трехфазные асинхронные двигатели с фазным ротором (АДФР) обычно применяли в устройствах с тяжелыми условиями пуска, например в качестве крановых двигателей переменного тока, или же для привода устройств, требующих плавного регулирования частоты вращения.

Конструкция АДФР

Фазный ротор

Конструктивно фазный ротор представляет из себя трехфазную обмотку (аналогичную обмотки статора) уложенную в пазы сердечника фазного ротора. Концы фаз такой обмотки ротора обычно соединяются в «звезду», а начала подключают к контактным кольцам, изолированным друг от друга и от вала. Через щетки к контактным кольцам обычно присоединяется трехфазный пусковой или регулировочный реостат. Асинхронные двигатели с фазным ротором имеют более сложную конструкцию, чем у двигателей с короткозамкнутым ротором, однако обладают лучшими пусковыми и регулировочными свойствами.

Фазный роторФазный ротор

Статор АДФР

Статор асинхронного двигателя с фазным ротором по конструкции не отличается от статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Обозначение выводов вторичных обмоток трехфазного АДФР

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Начало Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза K1 K2
вторая фаза L1 L2
третья фаза M1 M2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фаза K
вторая фаза L
третья фаза M
точка звезды (нулевая точка) Q
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый вывод K
второй вывод L
третий вывод M
Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фаза Р1
вторая фаза Р2
третья фаза Р3
нулевая точка
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый вывод Р1
второй вывод Р2
третий вывод Р3

Пуск АДФР

Схема асинхронного двигателя с фазным ротором

Пуск двигателей с фазным ротором производится с помощью пускового реостата в цепи ротора.

Применяются проволочные и жидкостные реостаты.

Металлические реостаты являются ступенчатыми, и переключение с одной ступени на другую осуществляется либо вручную с помощью рукоятки контроллера, существенным элементом которого является вал с укрепленными на нем контактами, либо же автоматически с помощью контакторов или контроллера с электрическим приводом.

Жидкостный реостат представляет собой сосуд с электролитом, в котором опущены электроды. Сопротивление реостата регулируется путем изменения глубины погружения электродов [3].

Для повышения КПД и снижения износа щеток некоторые АДФР содержат специальное устройство (короткозамкнутый механизм), которое после запуска поднимает щетки и замыкает кольца.

При реостатном пуске достигаются благоприятные пусковые характеристики, так как высокие значения моментов достигаются при невысоких значениях пусковых токов. В настоящее время АДФР заменяются комбинацией асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и частотным преобразователем.

Источник