Включение трехфазного двигателя в трехфазную сеть по схеме треугольник

Потомственный мастер

Электричество, сантехника, установка бытовой техники. Просто о сложном

Подключение трёхфазного двигателя в однофазную сеть.

В статье пойдет речь о подключении трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть 220 вольт.

Двигатели бывают синхронные и асинхронные. Тип и прочие параметры двигателя указываются на шильдике . Основное техническое отличие синхронного от асинхронного заключается в следующем. Синхронный двигатель сохраняет свои обороты до последнего. То есть, когда он не справляется с нагрузкой он просто встает. У асинхронного двигателя до какого-то критического момента обороты будут снижаться постепенно, затем лавинообразно и только потом произойдет полная остановка.

Подключение трёхфазного двигателя в трёхфазную сеть

Подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети

Давайте разберемся, когда это возможно. Асинхронные трёхфазные двигатели чаще всего выпускаются на два напряжения — 220/380 вольт. Реже встречаются двигатели 220/127 и 380/660. Двигатели, которые изготовлены только на одно напряжение, теоретически могут быть переделаны посредством несложных манипуляций, но об этом речь пойдет в отдельной статье.

Здесь мы рассмотрим непосредственно подключение и теорию, почему это возможно.

Схема обмоток двигателя. Соединение обмоток двигателя

Наиболее распространенными схемами соединения обмоток трёхфазного асинхронного двигателя являются звезда и треугольник.

Звезда треугольник — что мощнее?

Этот вопрос довольно часто можно встретить в сети. На самом деле мощность одинаковая, если схема соответствует своему напряжению, но есть один нюанс. Помните, я говорил, что асинхронные двигатели теряют обороты, если перестают справляться с нагрузкой? Так вот схема соединения «звезда» подвержена этому эффекту сильнее. Отсюда есть еще один вывод. У такой схемы меньший пусковой ток, следовательно, сниженный пусковой момент, и как вывод, такое соединение можно использовать, чтобы снизить пусковой ток и перегрузки во время запуска. В другой статье я рассмотрю ещё несколько вариантов плавного пуска. Здесь на этом останавливаться не будем.

Начало и конец обмотки

Рано или поздно, если вы работаете или собираетесь работать с двигателями, вы столкнетесь с таким понятием, как начало и конец обмотки. Открою вам маленький секрет, это абсолютно условное понятие. То есть начало может быть концом и наоборот. Запутал? Ничего, сейчас распутаю. Если совсем просто, то ток должен протекать по обмоткам двигателя в определенном направлении. Если одна из обмоток включена задом наперед, то возникает своеобразное магнитное короткое замыкание, то есть одна обмотка работает в обратном направлении по отношению к двум другим. Несложно понять, что мощность такого двигателя мало того, что упадет в три раза (ведь две обмотки будут взаимоисключающими), так если такой двигатель ещё каким-то образом раскрутить, то токи магнитного короткого замыкания будут нагревать двигатель до недопустимой температуры, и он вскоре сгорит. Таким образом получается, что выводы обмоток от которых ток протекает или к которым возвращается можно назвать хоть концами, хоть началами, главное, чтобы они были одноименными. И если мы назовем вывод с ЛЮБОЙ стороны обмотки началом, то другая сторона автоматически будет называться концом. Абсолютно без разницы (для переменного тока), какой из выводов обмотки будет концом, а какой началом. И теперь любые обмотки в которых магнитный поток будет совпадать, должны будут маркироваться согласно нашему принятому условно направлению. Поэтому дальше, когда я буду говорить начало обмотки или её конец, понимайте, что это лишь одноимённые концы трёх обмоток и совершенно неважно, будут это концы или начало, главное сам принцип. Начало это один вывод обмотки, а конец — другой.

Схема соединения обмоток звезда

В этом случае начала обмоток соединяются в одну точку, а на свободные концы подается напряжение. Особенность такой схемы заключается в том, что напряжение подается как-бы на две обмотки. Посмотрите на схему. Другими словами, возможность соединения звезда-треугольник были придуманы для того, чтобы можно было питать двигатель двумя напряжениями линейным (380 вольт) и фазным (220 вольт). Во втором случае, имеется возможность разогнать двигатель на низком значении тока, а затем переключить его в нормальный режим. А из этого можно сделать вывод, что схема соединения выбирается не с бухты-барахты, а с того, какое напряжение мы подведем к двигателю.

Схема соединения обмоток треугольник

В такой схеме «начало» одной обмотки подключается к концу второй обмотки, следом включается третья, которая подключается к первой. Графически это похоже на треугольник. В этой схеме напряжение прикладывается непосредственно к обмотке. На рисунке показано, как будет протекать ток по обмоткам, если мы подключим только одну фазу. Теперь мы можем вернуться к главному вопросу:

Читать еще:  Гранта тихо работал двигатель

Подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети

Конденсаторное включение двигателя

Если вы еще не знаете, то ток в индуктивности отстает от напряжения, а в конденсаторе наоборот опережает. Именно на этом свойстве и было придумано подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети. Задача заключается в том, чтобы создать в двигателе круговое магнитное поле. За счёт правильного подбора ёмкости конденсатора и имеющейся индуктивности двигателя задается смещение тока относительно напряжения. А магнитный поток создает именно ток. Поэтому для подключения трехфазного асинхронного двигателя чаще всего используется метод конденсаторного включения, который полностью рассмотрен здесь .

Включение двигателя через частотный преобразователь

Очень хороший метод, но дорогостоящий. Частотный преобразователь позволит получить полную мощность от двигателя, поскольку может получать из одной фазы все три. В этом способе есть одна особенность: вы получаете трёхфазную сеть 220 вольт. Таким образом, если у вас двигатель 220/380 Δ/Y, то вам надо будет его соединить по схеме «треугольник». Приятным бонусом будет то, что вы сможете регулировать обороты в широких пределах.

Что ещё надо знать про подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети

Конденсаторный метод, хоть и хорош, но имеет один недостаток. Поскольку напряжение мы получаем достигая баланса между ёмкостным и индуктивным током, это влечёт за собой определённые потери. Таким образом, теряется около 30% мощности двигателя. Хотя можно получить и 100% и даже больше, вызвав перегрузку и добавив рабочие конденсаторы, но тогда надо будет контролировать температуру двигателя и вовремя его отключить, или сделать термореле, которое автоматически будет отключать двигатель при достижении какой-то заданной критической температуры.

Ну вот наверное и всё. На этом откланиваюсь.

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

В раздел : Советы → Подключение электродвигателя

Для чего трехфазные электродвигатели подключают к напряжению по — разному соединив их обмотки? Мы иногда слышим в разговоре между электриками про соединения звездой и треугольником. А нельзя ли обойтись без этих разных электрических схем подключения?
Оказывается, можно соединить двигатели звездой, а точнее по «схеме звезда», но в этом случае для разгона самого двигателя потребуется больше времени и он будет отдавать меньшую мощность, а можно включать по схеме «треугольник» — двигатель при включении (разгоне) потребляет больше энергии, происходит бросок тока, а в сети падает напряжение, вот поэтому и комбинируют между собой эти схемы включения.

Схемы подключения электродвигателя. Звезда — треугольник

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).

Клеммные колодки электродвигателей и схемы соединения обмоток :

Не вдаваясь в технические и подробные теоретические основы электротехники необходимо сказать, что электродвигатели у которого обмотки, соединенные звездой работают плавнее и мягче, чем электродвигатели с соединенные обмотками в 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 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.

Читать еще:  Двигатель rotax 912 uls характеристики

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-1-15, ВЛ-32М, ВЛ-163, CRM-2T ELKO Чехия.

В итоге что дает для двигателя подключение звездой или треугольником? При соединении звездой пусковой ток электродвигателя уменьшается в 1,73·1,73 = 3 раза.

Включение трехфазного двигателя в трехфазную сеть по схеме треугольник

Существует два основных способа подключения трёхфазных электродвигателей: подключение звезда и подключение треугольник.

При соединении трёхфазного электродвигателя звездой концы его статорных обмоток сводятся вместе, соединяясь в одной точке, а на начала обмоток подаётся питание (рис 1).

При соединении трёхфазного электродвигателя треугольником обмотки статора соединяются последовательно – конец одной обмотки соединён с началом следующей (рис 2).

Клеммные колодки электродвигателей и схемы соединения обмоток:

Не вдаваясь в подробности теоретических основ электротехники можно сказать, что электродвигатели с обмотками, соединёнными звездой работают намного мягче, чем с соединением обмоток в треугольник, однако при соединении обмоток звездой двигатель не способен развить полную мощность. При соединении обмоток треугольником двигатель работает на полную паспортную мощность (примерно в 1,5 раз больше, чем при соединении звездой), но имеет очень большие значения пусковых токов.

Поэтому целесообразно (особенно для электродвигателей большой мощности) подключение по схеме звезда – треугольник; запуск осуществляется по схеме звезда, после чего (когда электродвигатель «набрал обороты»), происходит автоматическое переключение на схему треугольник.

Схема управления:

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

Включение пускателя К3, размыкает контакт К3 в цепи катушки пускателя К2 (блокировка случайного включения) и замыкает контакт К3, в цепи катушки магнитного пускателя К1 – он совмещен с контактами реле времени.

При включении пускателя К1 замыкается контакт 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 пускателя К3, замыкается контакт К3 в цепи катушки магнитного пускателя К2. Включение пускателя К2, размыкает контакт К2 в цепи катушки пускателя К3.

На начала обмоток U1, V1 и W1 через силовые контакты магнитного пускателя К1 подаётся рабочее напряжение. Срабатывание магнитного пускателя К3 его силовые контакты К3, таким образом, соединяя концы обмоток U2, V2 и W2 – обмотки двигателя соединены звездой.

Далее срабатывает реле времени, совмещённое с пускателем К1, отключая пускатель К3 и одновременно включая К2 – замыкаются силовые контакты К2 и подаётся напряжение на концы обмоток электродвигателя U2, V2 и W2. Теперь электродвигатель включен по схеме треугольник.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Способы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Три обмотки асинхронного двигателя вставлены в пазы статора со сдвигом 120°. Вывода этих обмоток выведены в соединительную коробку. Концы обмоток соединяются по схеме “звезда” или “треугольник”. В трехфазной сети электромагнитное поле статора вращает ротор.

Читать еще:  Aston martin тюнинг двигателя

Трехфазный асинхронный электродвигатель

Если этот же электродвигатель включить в однофазную сеть, ротор вращаться не будет, так как нет электромагнитного поля со сдвигом 120°. Самым простым вариантом создать вращающееся магнитное поле – это использовать фазосдвигающий конденсатор. При таком подключении частота вращения ротора практически не меняется, а вот мощность падает от 30 до 50%, для разных схем подключения.

В однофазных сетях 220 В используют асинхронные электродвигатели марок А, АО2, АОЛ, АПН и другие с рабочим напряжением 380/220 B и 220/127 В. Первая цифра указана для схемы соединения обмоток “звезда”, а вторая для “треугольника”. Обычно используют электродвигатели по схеме “треугольник”, имеющие меньшие потери мощности чем схема “звезда”.

Если обмотки расключены по схеме “звезда” и выведено только 3 вывода для подключения, тогда есть два выбора. Первый, когда вы подключаете двигатель к однофазной сети как есть, со значительной потерей мощности по схеме “звезда”. Или разбираете электродвигатель и переключаете схему обмоток на “треугольник” с 30% потерей мощности.

Электродвигатели с рабочим напряжением 220/127 В “звезда” – “треугольник” собирают только на “звезду” (220 В), так как на “треугольнике” (127 В) обмотки сгорят. Если обмотки включены по схеме “треугольник” для двигателя 380/220 В, тогда остается только подключить рабочий и пусковой конденсаторы. При соединении схемы на “звезду”, можно легко ее переключить перемычками на схему “треугольника” (схема включения указывается на внутренней стороне крышки коробки соединений).

Схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Самое продуктивное подключение трехфазного двигателя к однофазной сети будет по схеме “треугольник”, при которой сохраняется 70% полезной мощность электродвигателя. Здесь два вывода обмоток, подключаются к сети 220 В, а оставшуюся третью подключают через конденсатор на любой вывод сети.

Подключение асинхронного двигателя на клеммной колодке

Электродвигатель можно запускать на холостом ходу без нагрузки с одной рабочей емкостью, или под нагрузкой. Здесь запуск под нагрузкой будет более тяжелым, поэтому на время запуска подключают пусковой дополнительный конденсатор на 2 – 3 сек.

Специально для такого запуска двигателя используют кнопку с дополнительными отключающими контактами. Если установить двухпозиционный тумблер на обмотки электродвигателя, тогда можно менять направление вращения ротора. Если обмотки электродвигателя собраны по схеме “звезда”, тогда рабочая емкость рассчитывается по формуле:

Cр = 2800•I/U,

в случае “треугольника”

Cр = 4800•I/U, здесь рабочая емкость Cр в мкФ, ток в амперах, а напряжение в вольтах.

Рассчитать ток можно по формуле:

I = P/(1.73•U•n•cosф),

где Р – указанная на табличке мощность электродвигателя, cosф – коэффициент мощности также указан на табличке, 1,73 – соотношение линейного и фазного тока, n – КПД двигателя указан также на табличке.

Упростить расчёт можно по формуле:

C = 70•Pн, Pн – мощность электродвигателя в кВт.

Эта формула показывает, что на каждый 100 Вт мощности двигателя ставят приблизительно 7 мкф емкости конденсатора. Более точную подгонку емкости рабочего конденсатора проводят при эксплуатации. Большая ёмкость вызовет перегрев электродвигателя, а маленькая снизит мощность.

Схемы подключения трехфазного двигателя от однофазной сети с тяжелым пуском и реверсом

Выбрать оптимальный режим работы электродвигателя для определенной нагрузки, нужно подбором рабочей емкости с измерением тока каждой обмотки токоизмерительными клещами. Токи всех обмоток должны быть по возможности близки. При таком подборе рабочей емкости электродвигатель будет работать с минимальными шумами и максимальной мощностью для данной нагрузки.

Двигатель под нагрузкой запускается тяжелее, поэтому для такого запуска нужно подключать C пуск – пусковую ёмкость. Обычно пусковую емкость берут в 2-3 раза превышающую рабочую емкость. Например, для рабочей емкости 50 мкФ подбирают Cпуск в пределах 100 – 150 мкФ.

Значение пусковой емкости зависит от величины нагрузки, для большой нагрузки Cпуск выбирают большой, а для малых нагрузок пусковая емкость может отсутствовать. Запуск электродвигателя происходит за короткое время 2 – 3 сек, поэтому для запуска применяют электролитические конденсаторы, которые предназначены именно для пуска электродвигателей.

Устанавливают рабочую емкость Ср с запасом по напряжению в пределах 350 – 400 В. Для подключения трехфазных электродвигателей используют конденсаторы марки МБГ, МБГО, КГБ, К75-12 в металлобумажном исполнении.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector