- Схема подключения трехфазного электродвигателя | У электрика.ру
- принцип работы, схема подключения к трёхфазной сети 380 вольт
- Обмотка трехфазных двигателей переменного тока | Программное обеспечение серии Generator
- Трехфазная система, соединенная треугольником – Все формулы – eeeeepw-portal
Схема подключения трехфазного электродвигателя | У электрика.ру
Здравствуйте. Информацию по этой теме трудно не найти, но я постараюсь сделать данную статью наиболее полной. Речь пойдет о такой теме, как схема подключения трехфазного двигателя на 220 вольт и схема подключения трехфазного двигателя на 380 вольт.
Для начала немного разберемся, что такое три фазы и для чего они нужны. В обычной жизни три фазы нужны только для того, чтобы не прокладывать по квартире или по дому провода большого сечения. Но когда речь идет о двигателях, то здесь три фазы нужны для создания кругового магнитного поля и как результат, более высокого КПД. Двигатели бывают синхронные и асинхронные. Если очень грубо, то синхронные двигатели имеют большой пусковой момент и возможность плавной регулировки оборотов, но более сложные в изготовлении. Там, где эти характеристики не нужны, получили распространение асинхронные двигатели. Нижеизложенный материал подходит для обоих типов двигателей, но в бóльшей степени относится к асинхронным.
Что нужно знать о двигателе? На всех моторах есть шильдики с информацией, где указаны основные характеристики двигателя. Как правило, двигатели выпускаются сразу на два напряжения. Хотя если у вас двигатель на одно напряжение, то при сильном желании его можно переделать на два. Это возможно из-за конструктивной особенности. Все асинхронные двигатели имеют минимум три обмотки. Начала и концы этих обмоток выводятся в коробку БРНО (блок расключения (или распределения) начал обмоток) и в неё же, как правило, вкладывается паспорт двигателя:
Если двигатель на два напряжения, то в БРНО будет шесть выводов. Если двигатель на одно напряжение, то вывода будет три, а остальные выводы расключены и находятся внутри двигателя. Как их оттуда «достать» в этой статье мы рассматривать не будем.
Итак, какие двигатели нам подойдут. Для включения трёхфазного двигателя на 220 вольт подойдут только те, где есть напряжение 220 вольт, а именно 127/220 или 220/380 вольт. Как я уже говорил, двигатель имеет три независимых обмотки и в зависимости от схемы соединения они способны работать на двух напряжениях.
Схемы эти называются «треугольник» и «звезда»:Думаю, даже не нужно объяснять, почему они так называются. Нужно обратить внимание, что у обмоток есть начало и конец и это не просто слова. Если, к примеру, лампочке неважно, куда подключить фазу, а куда ноль, то в двигателе при неправильном подключении возникнет «короткое замыкание» магнитного потока. Сразу двигатель не сгорит, но как минимум не будет вращаться, как максимум потеряет 33% своей мощности, начнёт сильно греться и, в итоге, сгорит. В то же время, нет чёткого определения, что «вот это начало», а «вот это конец». Тут речь идет скорее об однонаправленности обмоток. Дам небольшой пример.
Представим, что у нас есть три трубки в некоем сосуде. Примем за начала этих трубок обозначения с заглавными буквами (A1, B1, C1), а за концы со строчными (a1, b1, c1) Теперь, если мы подадим воду в начала трубок, то вода закрутится по часовой стрелке, а если в концы трубок, то против часовой. Ключевое слово здесь «примем». То есть, от того назовём мы три однонаправленных вывода обмотки началом или концом меняется только направление вращения.
А вот такая картина будет, если мы перепутаем начало и конец одной из обмоток, а точнее не начало и конец, а направление обмотки. Эта обмотка начнёт работать «против течения». В итоге, неважно, какой именно вывод мы называем началом, а какой концом, важно, чтобы при подаче фаз на концы или начала обмоток не произошло замыкания магнитных потоков, создаваемых обмотками, то есть, совпало направление обмоток, или ещё точнее, направление магнитных потоков, которые создают обмотки.
В идеале, для трёхфазного двигателя желательно использовать три фазы, потому что конденсаторное включение в однофазную сеть даёт потерю мощности порядка 30%.
Ну, а теперь непосредственно к практике. Смотрим на шильдик двигателя. Если напряжение на двигателе 127/220 вольт, то схема соединения будет «звезда», если 220/380 – «треугольник». Если напряжения другие, например, 380/660, то для включения двигателя в сеть 220 вольт такой двигатель не подойдет. Точнее, двигатель напряжением 380/660 можно включить, но потери мощности здесь уже будут более 70%. Как правило, на внутренней стороне крышки коробки БРНО указано, как надо соединить выводы двигателя, чтобы получить нужную схему. Посмотрите ещё раз внимательно на схему соединения:
Что мы здесь видим: при включении треугольником напряжение 220 вольт подаётся на одну обмотку, а при включении звездой — 380 вольт подаётся на две последовательно соединённых обмотки, что в результате даёт те же 220 вольт на одну обмотку. Именно за счёт этого и появляется возможность использовать для одного двигателя сразу два напряжения.
Существует два метода включения трехфазного двигателя в однофазную сеть.
- Использовать частотный преобразователь, который преобразует одну фазу 220 вольт в три фазы 220 вольт (в этой статье мы рассматривать такой метод не будем)
- Использовать конденсаторы (этот метод мы и рассмотрим более подробно).
Схема включения трехфазного двигателя на 220 вольт
Для этого нам потребуются конденсаторы, но не абы какие, а для переменного напряжения и номиналом не менее 300, а лучше 350 вольт и выше. Схема очень простая.
А это более наглядная картинка:
Как правило, используется два конденсатора (или два набора конденсаторов), которые условно называются пусковые и рабочие. Пусковой конденсатор используется только для старта и разгона двигателя, а рабочий включен постоянно и служит для формирования кругового магнитного поля. Для того, чтобы рассчитать ёмкость конденсатора применяются две формулы:
Ток для расчёта мы возьмём с шильдика двигателя:
Здесь, на шильдике мы видим через дробь несколько окошек: треугольник/звезда, 220/380V и 2,0/1,16А. То есть, если мы соединяем обмотки по схеме треугольник (первое значение дроби), то рабочее напряжение двигателя будет 220 вольт и ток 2,0 ампера. Осталось подставить в формулу:
Ёмкость пусковых конденсаторов, как правило, берётся в 2-3 раза больше, здесь всё зависит от того, какая нагрузка находится на двигателе – чем больше нагрузка, тем больше нужно брать пусковых конденсаторов, чтобы двигатель запустился. Иногда для запуска хватает и рабочих конденсаторов, но это обычно случается, когда нагрузка на валу двигателя мала.
Чаще всего, на пусковые конденсаторы ставят кнопку, которую нажимают в момент запуска, а после того, как двигатель набирает обороты, отпускают. Наиболее продвинутые мастера ставят полуавтоматические системы запуска на основе реле тока или таймера.
Есть ещё один способ определения ёмкости, чтобы получилась схема включения трёхфазного двигателя на 220 вольт. Для этого потребуется два вольтметра. Как вы помните, из закона Ома, сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. Сопротивление двигателя можно считать константой, следовательно, если мы создадим равные напряжения на обмотках двигателя, то автоматически получим требуемое круговое поле. Схема выглядит так:
Суть метода, как я уже говорил, заключается в том, чтобы показания вольтметра V1 и вольтметра V2 были одинаковые. Добиваются равенства показаний изменением номинала ёмкости «Cраб»
Подключение трехфазного двигателя на 380 вольт
Здесь вообще нет ничего сложного. Есть три фазы, есть три вывода двигателя и рубильник. Нулевую точку (где соединяются три обмотки, началами или концами – как я уже говорил выше, абсолютно неважно, как мы назовём выводы обмоток) при схеме соединения обмоток звездой, подключать к нулевому проводу не надо. То есть, для включения трехфазного двигателя в трехфазную сеть 380 вольт (если двигатель 220/380) нужно соединить обмотки по схеме звезда, и подать на двигатель только три провода с тремя фазами. А если двигатель 380/660 вольт, то схема соединения обмоток будет треугольник, ну а там точно нулевой провод некуда подключать.
Смена направления вращения вала трехфазного двигателя
Независимо от того, будет это конденсаторная схема включения или полноценная трехфазная, для смены вращения вала нужно поменять местами две любые обмотки. Другими словами поменять местами два любых провода.
На чём хочется остановиться более подробно. Когда мы считали ёмкость рабочего конденсатора, то мы использовали номинальный ток двигателя. Проще говоря, такой ток в двигателе будет только тогда, когда он будет полностью нагружен. Чем меньше нагружен двигатель, тем меньше будет ток, поэтому ёмкость рабочего конденсатора, полученная по этой формуле будет МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНОЙ ёмкостью для данного двигателя. Чем плохо использовать максимальную емкость для недогруженного двигателя – это вызывает повышенный нагрев обмоток. В общем, чем-то приходится жертвовать: маленькая ёмкость не даёт двигателю набрать полную мощность, большая ёмкость при недогрузке вызывает повышенный нагрев. Обычно в этом случае я предлагаю такой выход – сделать рабочие конденсаторы из четырёх одинаковых конденсаторов с переключателем или набором переключателей (что будет доступнее). Допустим, мы посчитали ёмкость 40 мкФ. Значит, для работы нам надо использовать 4 конденсатора по 10 мкФ (или три конденсатора 10, 10 и 20 мкФ) и в зависимости от нагрузки использовать 10, 20, 30 или 40 мкФ.
Ещё один момент по пусковым конденсаторам. Конденсаторы для переменного напряжения стоят гораздо дороже конденсаторов для постоянного. Использовать конденсаторы для постоянного напряжения в сетях с переменным, крайне не рекомендуется по причине того, что конденсаторы взрываются. Однако, для двигателей существует специальная серия конденсаторов Starter, предназначенная именно для работы, как пусковые. Использовать конденсаторы серии Starter в качестве рабочих тоже запрещено.
И в завершение нужно отметить такой момент – добиваться идеальных значений нет смысла, поскольку это возможно только, если нагрузка будет стабильной, например, если двигатель будет использоваться в качестве вытяжки. Погрешность в 30-40% это нормально. Другими словами, конденсаторы надо подбирать так, чтобы был запас по мощности в 30-40%.
принцип работы, схема подключения к трёхфазной сети 380 вольт
Трёхфазные электродвигатели получили большое распространение как в промышленном использовании, так и в личных целях благодаря тому что они значительно эффективнее двигателей для обычной двухфазной сети.
Компания «ИвСпецОдежда» производит разработку, дизайн и пошив современной и удобной экипировки для различных сфер деятельности. По просьбе заказчика возможно нанесение на одежду логотипа, фирменного знака и надписей. Также в ассортименте представлена одежда для туризма, охоты и рыбалки. Все подробности смотрите на сайте компании.
Принцип действия трёхфазного двигателя
Трехфазный асинхронный двигатель представляет собой устройство, состоящее из двух частей: статора и ротора, которые разделены воздушным зазором и не имеют никакой механической связи друг с другом.
На статоре расположены три обмотки, намотанные на специальном магнитопроводе, который набран из пластин специальной электротехнической стали. Обмотки намотаны в пазах статора и расположены под углом в 120 градусов друг к другу.
Ротор представляет собой конструкцию, опирающуюся на подшипники, имеющую крыльчатку для вентиляции. В целях электропривода ротор может иметь прямую связь с механизмом либо через редукторы или другие системы передачи механической энергии.
- Короткозамкнутый ротор, который представляет собой систему проводников соединенных с торцов кольцами. Образуется пространственная конструкция, напоминающая беличье колесо. В роторе индуцируются токи, создающее свое поле, взаимодействующее с магнитным полем статора. Это и приводит в движение ротор.
- Массивный ротор – это цельная конструкция из ферромагнитного сплава, в которой одновременно индуцируются токи и являющаяся магнитопроводом. Благодаря возникновению в массивном роторе вихревых токов идет взаимодействие магнитных полей, которое и является движущей силой ротора.
Главной движущей силой в трехфазном асинхронном двигателе является вращающееся магнитное поле, которое возникает, во-первых, благодаря трехфазному напряжению, а, во-вторых, взаимному расположению обмоток статора. Под его воздействием в роторе возникают токи, создающее поле, которое взаимодействует с полем статора.
[attention type=green]Асинхронным двигатель называют из-за того, что частота вращения ротора отстает от частоты вращения магнитного поля, ротор постоянно пытается «догнать» поле, но его частота всегда меньше.
[/attention]
Главные преимущества асинхронных двигателей
- Простота конструкции, которая достигается за счет отсутствия коллекторных групп, имеющие быстрый износ и создающие дополнительное трение.
- Для питания асинхронного двигателя не требуется дополнительных преобразований, он может питаться прямо из промышленной трехфазной сети.
- За счет сравнительно небольшого количества деталей асинхронные двигатели очень надежны, имеют долгий срок эксплуатации, просты в техническом обслуживании и ремонте.
Конечно, трехфазные машины не лишены недостатков
- Асинхронные электродвигатели имеют чрезвычайно малый пусковой момент, что ограничивает сферу их применения.
- При запуске эти двигатели потребляют большие токи при пуске, которые могут превышать допустимые в конкретной системе электроснабжения.
- Асинхронные двигатели потребляют немалую реактивную мощность, которая не приводит к увеличению механической мощности двигателя.
Различные схемы подключения асинхронных двигателей к сети 380 вольт
Для того чтобы заставить работать двигатель существует несколько различных схем подключения, наиболее используемые среди них — звезда и треугольник.
Как правильно подключить трехфазный двигатель «звездой»
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.
[attention type=yellow]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.[/attention]
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.
Наглядное и простое объяснение принципа работы в видео
https://www.youtube.com/watch?v=PE2ZDJseEXM
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Трехфазная система, соединенная треугольником – Все формулы – eeeeepw-portal
Автор: Радое Янкович.
Рассчитано и нарисовано Янковичем
Оригинальная работа
Здесь будет показано следующее:
1. Формирование линейных напряжений в трехфазной обмотке, соединенной треугольником
2. Напряжение, ток и мощность в трехфазной системе с полными сопротивлениями, соединенными треугольником
3. Мощность трехфазной симметричной системы с резистивной нагрузкой, соединенной в треугольник
4. Мощность трехфазной симметричной системы с активной нагрузкой, соединенной в треугольник
5. Расчет трехфазной резистивной цепи с подключением потребителей в треугольник
Поэтому все настолько понятно, что любой желающий может решить каждую трехфазную систему треугольником и найти ответы на многие вопросы и проблемы, с которыми вы сталкиваетесь в своей повседневной практике и работе по ремонту трехфазных электроприборов.
1. ФОРМИРОВАНИЕ СЕТЕВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРЕХФАЗНЫХ КАТУШКАХ, СОЕДИНЕННЫХ
Схема соединения и обозначение на рис. 1.
РИС. 1. Трехфазная обмотка, соединенная треугольником. Рис. 2. В случае трехфазной обмотки, соединенной треугольником, соединительные проводники получают потенциал точки двухфазного соединенияЛинейные напряжения для трехфазной обмотки, соединенной треугольником:
РИС. 3. Векторное представление линейного напряжения одной фазы обмотки, соединенной треугольником. На фиг. 4. Векторные зависимости напряжения для трехфазной обмотки, соединенной в треугольник2. Напряжение, ток и мощность в трехфазной системе с импедансами, подключенными к треугольник
Схема подключения и маркировка показаны на рис. 1. Система симметричная.
Мгновенные значения напряжения:
Напряжение генератора, РИС. Рис. 1. Трехфазная система, соединенная треугольником
Генератор = Генератор,
Линия = Линия
Потрошач = потребитель, нагрузка
Векторная диаграмма токов и напряжений трехфазной системы на РИС. 1, показано на фиг. 2.
РИС. 2. Напряжения и токи в трехфазной системе с соединением треугольником Действующие напряжения и токи
Напряжения:
Линейные и фазные токи
Комплексные напряжения
Комплексные токи
Линейные токи нагрузки
kroz – струй potrošač = Ток через нагрузку
Для симметричной системы векторная диаграмма в двух формах показана на рис. 3 и фиг. 4.
РИС. 3. Векторная диаграмма напряжения и тока – первая форма Рис. 4. Векторная диаграмма тока и напряжения в начале фазы – вторая формаТоки для симметрично чистой омической нагрузки
Линейные токи
Для
Токи:
Фазно-векторные токи потребителей-нагрузок и линейные токи показаны на рис. 5. в то время как на фиг. 6 показаны линейный и фазный токи трехфазного потребителя на фиг. 1, соединенный треугольником.
Сл. 5. Векторы фазных токов нагрузок и линейных напряжений Рис. 6. Линейные токи трехфазного потребителя, подключенного к треугольнику на фиг. 1. Текущая система линии 90⁰ фаза с задержкой по отношению к системе фазного тока.ТРЕХФАЗНАЯ СИСТЕМА С НЕСИММЕТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ С ПОТРЕБИТЕЛИ, СОЕДИНЕННЫЕ В ТРЕУГОЛЬНИК
Полное сопротивление
Напряжение
Фазные токи:
Комплексная мощность:
где
Фазные углы нагрузки потребителей в отдельных фазах.
Фазные токи:
Линейные токи:
Пример расчета 1.
Резисторы номиналами R1 = 20 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 5 Ом соединены треугольником и подключены к трехфазному напряжению 460/260 В переменного тока. Рассчитать все фазные и линейные токи.
Вычисления:
Линейное напряжение Vl = 460 В, поэтому токи через резисторы:
Фазные токи,
Комплексные фазные токи теперь:
Линейные токи:
То есть:
Расчет Пример 2.
Три обмотки, реактивные сопротивления которых XL1 = 5 Ом, XL2 = 4 Ом, XL3 = 3 Ом, соединены треугольником и подключены к сети напряжением 270 В, 60 Гц. Рассчитайте фазный и линейный токи в этой электрической цепи.
Расчет:
Фазные токи с напряжением
А
То есть
Линейные токи:
Расчет пример 3.
Трехфазная симметричная система линейного напряжения Vл = 200 В, питаемая от потребителя, полное сопротивление которого:
А
соединены треугольником. Рассчитать фазные линейные токи в схема.
Расчет
Фазные токи потребителей:
Токи в силовых линиях:
3. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОЙ СИММЕТРИЧНОЙ СИСТЕМЫ С РЕЗИСТЕНТНОЙ НАГРУЗКОЙ, ПОДКЛЮЧЕННОЙ В А ТРЕУГОЛЬНИК
Схема соединения и маркировка на РИС. 1. Система симметрична.
РИС. 1. Резистивная трехфазная нагрузка-потребитель, соединенная треугольникомИз (а) следует:
РИС. 2. Схема фазных и линейных токов для симметричного резистивного потребителя, соединенного треугольникомИз (б) следует:
Из (в) получается:
Pдельта – общая мощность нагрузки в Вт
Вф1, Вл – фазное и линейное напряжение в В
If, Il – фазный и линейный ток в А
Rf – сопротивление нагрузки в ответвлении треугольника в омах.
Pdelta – общая мощность нагрузки в Вт
Vf1, Vl – фазное и линейное напряжение в В
If, Il – фазный и линейный ток в А
Rf – сопротивление нагрузки в ответвлении треугольника в Омах.
4. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОЙ СИММЕТРИЧНОЙ СИСТЕМЫ С АКТИВНЫМИ ПРОВОДНИКАМИ, ПОДКЛЮЧЕННЫМИ В ТРЕУГОЛЬНИК
Схема соединения и маркировка на РИС. 1. Система симметрична.
Трехфазная мощность
Активная проводимость
Фазный ток
Линейный ток
Мощность потребителя-нагрузки
РИС. 1. Трехфазный потребитель-нагрузка, соединенный треугольником. Из (а) следует:
Из (б):
Фазная проводимость:
Линейный ток:
5. РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНЫХ СОПРОТИВЛЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С РАЗЪЕМОМ СОЕДИНЕНИЕ
Пример расчета 1.
Используя форму для резистивной трехфазной электрической цепи с соединением резисторов треугольником, рассчитайте все параметры резистивного потребителя на рис. 1.
Расчет
Согласно фиг. 1. имеется:
Линейное напряжение: Vl = 400 В
Фазное напряжение: Vf = Vl
Фазный ток:
Линейный ток:
РИС. 1. Резистивная нагрузка потребителя, соединенная треугольником и подключенная к трехфазной сетиМощность на фазу:
Общая трехфазная мощность:
Расчет пример 2.
Мощность водонагревателя в примере 1 составляет 1500 Вт на фазу. Рассчитайте все параметры этой трехфазной электрической цепи с использованием всех форм мощности и проверьте счета.
Расчет
Мощность по фазам и напряжение:
Фазный ток:
Линейные токи:
Сопротивление нагревателя по фазам:
Суммарная трехфазная мощность:
Фазный ток:
Линейный ток:
Проверка линейного напряжения:
Пример расчета 3.
Используя формы для активных проводимостей в трехфазной электрической цепи, рассчитайте все параметры трехфазного потребителя в электрической цепи на рис.