Подключение трехфазного электродвигателя в сеть на 220 В, запуск с помощью конденсатора • Мир электрики
Содержание
- Как подключить электродвигатель 380 на 220?
- Подключение электродвигателя с конденсатором
- Подключение электродвигателя без конденсаторов
- Выбор конденсаторов для электродвигателей
Существует масса разнообразных электрических двигателей, но все они имеют две характеристики, основанные на напряжении сети, к которой привязаны они и их мощность. Многие не имеют представления, как подключить двигатель 380 на 220В. Статья раскроет эту тему.
Как подключить электродвигатель 380 на 220?
Существует две схемы такого подсоединения. Каждая имеет свои особенности.
- Звезда-треугольник;
- Конденсаторы.
В хозяйстве иногда возникает потребность подключения к однофазной электросети электрический двигатель, который рассчитан на работу в трехфазной сети. Этот случай считается исключительным, и к нему стоит прибегать только, если нет возможности подключиться к трехфазной электросети, так как в ней сразу создается магнитное вращающееся поле, которое создает условия для вращения ротора в статоре.
Ко всему прочему в этом режиме достигается максимальная мощность и эффективность работы электродвигателя.
Если вы подключаете к бытовой однофазной электрической сети, то совершайте три обмотки по схеме «треугольник» для того, чтобы получить наибольшую выходную мощность асинхронного электромотора ( это будет максимум 70%, если сравнивать с трехфазным подключением). Если подключаете схемой «звезда», то максимальная мощность будет достигать 50% от возможной.
Однофазное подключение на два выхода дает возможность подключить фазу и ноль, третьей фазы нет, но она восполняется конденсатором.
Направление вращения электрического двигателя будет зависеть от того, как будет сформирован третий контакт: через фазу или ноль. В режиме одной фазы частота вращения будет идентичной трехфазному режиму. Как подключить двигатель 380 на 220? Какова схема подключения электрического двигателя 380 на 220 В с конденсатором?
Подключение электродвигателя с конденсатором
При подключении маломощных асинхронных электрических двигателей до 1,5 кВт, запускающихся без нагрузки, необходимо иметь только рабочий конденсатор.
К нулю подключаем один его конец, другой же к третьему выходу треугольника. Чтобы изменить направление вращения мотора подключение конденсатора ведем не от нуля , а от фазы.
В случае работы двигателя сразу при запуске под нагрузкой или когда его мощность более 1,5 кВт, то для успешного запуска нужно внести в схему пусковой конденсатор, который будет включаться в работу параллельно рабочему. Он нужен для увеличения пускового толчка при старте, он станет включаться всего на несколько секунд.
Обычно пусковой конденсатор имеет кнопочное подключение, остальная же схема подключается от электрической сети через тумблер либо же через кнопку с двумя фиксирующимися положениями. Чтобы произвести запуск требуется подключить питание через тумблер или двухпозиционную кнопку, затем произвести нажатие на пусковую кнопку и удерживать ее до тех пор, пока не запустится электрический двигатель. Как только запуск произошел, отпускаем кнопку, при этом ее пружина разомкнет контакты и произведет отключение пусковой емкости.
Если необходим реверсивный запуск трехфазного двигателя в сети 220 вольт, тогда нужно будет занести в схему тумблер переключения. Он нужен для подключения одного конца рабочего конденсатора к фазе и к нулю.
В случае, если двигатель не желает запускаться либо очень медленно набирает скорость оборотов, то необходимо внести в схему пусковой конденсатор, который подключен через кнопку «Пуск». Для подключения этой кнопки на реверсивной схеме для обозначения проводов используется фиолетовый цвет. Если в реверсе нет необходимости, то со схемы выпадает кнопка вместе с проводами и пусковой правый конденсатор.
Подключение электродвигателя без конденсаторов
Как ни крути, но работать трехфазный электродвигатель будет в однофазной сети на 220 В только с конденсаторами. Они не нужны для запуска электромоторов, которые рассчитаны на работу с напряжением сети в 220 вольт.
Собрать самостоятельно схему подключения не так и сложно. Сложность будет заключаться в подборе необходимой емкости рабочего конденсатора, дополнительные хлопоты возникнут, если потребуется пусковой.
Выбор конденсаторов для электродвигателей
Как подобрать нужные модели? На корпусе находятся обозначения и величина емкости. Заострите внимание только на моделях типа МБГЧ, МБПГ, МБГО, БГТ с рабочим напряжением, которое обозначает (U раб), не менее 300 вольт.
Как рассчитать емкость конденсаторов для электродвигателей?
- Чтобы рассчитать рабочую емкость конденсатора для схемы подключения звездой, необходимо использовать формулу Cраб=2800х(I/U). В случае подключения обмоток треугольником, тогда по такой формуле: Сраб=4800х(I/U).
- Для получения результатов по величине в мкФ емкости рабочего конденсатора Сраб, нужно потребляемый двигателем ток (по паспорту) разделить на напряжение сети U, которое равняется 220 вольт, полученные данные умножаются на 4800, если задействован треугольник, или 2800, если работа производилась со звездой.
Экспериментальным способом подбирается емкость пусковых. Обычно их емкость превосходит емкость рабочих в 2-3 раза.
К примеру, есть электродвигатель обмотки, провода которого имеют соединение треугольником, величина потребляемого тока равна 3 амперам. Эти данные подставляем в формулу Сраб= 4800 x (3 / 220)≈ 65 мкФ. При этом пусковой будет иметь пределы в 130-160 мкФ. Но такая емкость редко встречается у конденсаторов, что приводит к параллельному подключению для рабочего, к примеру, шесть по десять плюс один на 5 мкФ.
Учтите то, что расчет составляется на номинальную мощность. Работая в половину силы, электрический двигатель станет нагреваться, поэтому следует уменьшить емкость рабочего конденсатора, чтобы уменьшить ток в обмотке.
При не достающей до требуемой емкости, мощность, развиваемая электрическим двигателем, будет низкой.
Профессионалы рекомендуют начинать подбирать конденсатор для трехфазного двигателя с наименьшего допустимого значения емкости, постепенно увеличивая показатель до оптимального значения.
Помните о том, что если электрический двигатель, переделанный с 380 на 220 вольт, будет долго работать без нагрузки, он сгорит.
Обратите внимание! После отключения конденсаторы на своих выводах достаточно долго сохраняют напряжение опасной величины . Не забывайте следить за соблюдением мер по безопасности: всегда их ограждайте, чтобы исключить случайное прикосновение. Перед эксплуатацией конденсаторов каждый раз не забывайте производить их разрядку.
Всегда помните о том, что не следует подключать трехфазный двигатель, у которого мощность более 3 кВт, к обычной электросети дома на 220В. Это приводит к тому, что начинает происходить выбивание пробок, плавиться изоляция проводов, если неправильно подобрана защита.
Как подключить электродвигатель 380В на 220В
Бывают ситуации, когда мы вынуждены использовать двигатель, который не адаптирован к данному источнику питания. Примером этого является подключение трехфазного двигателя к однофазной сети. Может быть, не все знают, но это возможно и даже и не так сложно осуществить. Но стоит учитывать, что трехфазный двигатель в однофазной сети теряет около 30-50% своей мощности.
В сети 220 В двигатели мощностью более 3 кВт включать не имеет смысла – бытовая электропроводка не выдержит нагрузки.
Подключение с помощью фазосдвигающего конденсатора (искусственный фазовый метод)
Наиболее распространённый и простой способ подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть – это способ с применением фазосдвигающего конденсатора, через который запитывается третья обмотка электродвигателя.
Существуют пусковые и так называемые рабочие конденсаторы, которые постоянно задействованы во время работы двигателя. Основной задачей рабочих конденсаторов является обеспечение оптимальной нагрузочной способности двигателя. Нормальная работа трехфазного электродвигателя во многом зависит от правильного выбора конденсатора.
Как правильно подобрать конденсаторы
Теоретически предполагается осуществлять расчет необходимой емкости путем деления силы тока на напряжение и полученную величину умножить на коэффициент. Для разного типа соединений обмоток коэффициент составляет:
- звездой – 2800
- треугольником — 4800
Недостатком этого метода является то, что не всегда на электродвигателе сохранилась табличка с данными.
Поэтому следует применять упрощенный расчет емкости рабочих конденсаторов. Просто учесть, что на каждые 100 ватт мощности необходимо 7 микрофарад емкости. Удобнее использовать несколько параллельно соединенных конденсаторов малой, желательно одинаковой емкости, чем один большой. Просто суммируя емкость собранных конденсаторов, можно легко определить и подобрать оптимальное значение. Для начала лучше процентов на десять занизить суммарную емкость.
Таких схем несколько, это и самодельные пусковые устройства на тиристорах с транзисторным управлением и подключение двигателя через индукционные катушки или сопротивления. На практике, эти способы сложнореализуемые и малоэффективные.
Подключение трехфазного асинхронного двигателя через преобразователь частоты
Для подключения трехфазных двигателей к сети 220В применяются однофазные ПЧ.
Хотя, это не самый бюджетный вариант, но частотник позволяет преобразовывать переменное напряжение частотой 50 Гц в напряжение с частотой от 0 Гц до 1 кГц, к тому же импульсное. Благодаря этому появляется возможность осуществить плавный пуск двигателя и регулировать частоту оборотов.
В некоторых ПЧ есть функция построения модели двигателя и преобразователь сам выставляет нужные параметры для работы.
Для подключения частотного преобразователля к двигателю применяют экранированные кабели, рекомендованным производителем марок, сечением, отвечающем мощности выбранного ПЧ. Подключение осуществляется через емкостные входы преобразователя, внешние конденсаторы при этом не нужны.
Заключение
При включении трехфазного двигателя в однофазную сеть существенно изменяются характеристики агрегата. Из-за значительных недостатков такой метод в массово в промышленности не применяется, и допускается только как исключительная мера. Такое подключение допустимо только для маломощных электродвигателей.
Почему электродвигатели выходят из строя – Water Well Journal
Часть 3. Поиск и устранение неисправностей однофазных двигателей и элементов управления.
Автор Ed Butts, PE, CPI
Последние две колонки в этой серии из четырех частей были посвящены обзору технологии однофазных двигателей и введению в технологию трехфазных двигателей. Теперь мы обсудим основные методы устранения неполадок для однофазных двигателей и элементов управления.
Поиск и устранение неисправностей при установке однофазного погружного насоса
Эффективное устранение неполадок в установке однофазного погружного водяного насоса часто представляет собой комбинацию первоначального выявления и устранения самой проблемы, а затем устранения основной причины.
Это связано с тем, что проблема обычно помогает специалисту по устранению неполадок определить основную причину сбоя. В некоторых случаях за отказ системы ответственны множественные пути отказа, что приводит к каскадным режимам отказа.
Как и в случае с трехфазной насосной установкой, однофазная погружная водонасосная система состоит из четырех компонентов, которые должны рассматриваться отдельно как потенциальные причины отказа. В моем случае я обычно спускаюсь по линии в следующем порядке из четырех шагов (рис. 1):
- Электропитание и устройства управления/защиты
- Устройства управления двигателем
- Кабель для опускания и смещения
- Мотор.
1. Электропитание и устройства управления/защиты электропитания
Безопасность всегда должна быть главным соображением при работе с электрическим оборудованием. Обесточивание электрооборудования при работах на нем или в нем, а также знание и применение правил блокировки и маркировки необходимы для обеспечения безопасности персонала.
Рис. 1. Упрощенная однолинейная схема однофазной мощности. Автоматический выключатель ответвления или предохранитель технически является частью силовой цепи двигателя, но я склонен рассматривать эти устройства как элементы процесса управления и защиты двигателя.
Я обычно начинаю процесс устранения неполадок с изучения метода защиты цепи и источника питания, так как это проще всего проверить и проверить.
Мультиметр или тестер напряжения (Wiggy) можно использовать для быстрого определения наличия надлежащего напряжения на клеммах реле давления и блока управления.
Для двигателей на 230 вольт очень важно, чтобы процедура включала проверку обеих 115-вольтовых ветвей реле давления и блока управления, а не просто проверку 115-вольтовой земли. Это связано с тем, что цепи двигателя и блока управления могут создавать петлю обратной связи, отклоняющую активную ветвь через двигатель и элементы управления и обратно к неактивной ветви, заставляя вас поверить, что двигатель питается правильной мощностью, хотя на самом деле активна только одна ветвь.
Это особенно важно, когда предохранители или два однополюсных выключателя без соединительной тяги создают общее отключение. Я предлагаю сначала проверить питание на клеммах как реле давления, так и блока управления, так как контакты реле давления могут загрязниться, покрыться ямками или обломками мертвого жука или грызуна, прерывая подачу питания на блок управления.
При определенных обстоятельствах это также может вызвать короткое замыкание. Могу привести многочисленные случаи, когда процесс устранения неисправности останавливался на этом этапе, заканчиваясь лишь заменой прессостата.
Если прерывается питание устройства защиты ответвленной цепи, осмотрите устройство на наличие признаков. Автоматический выключатель может указывать на короткое замыкание, немедленно отключаясь при сбросе, или на перегрузку, оставаясь включенным в течение нескольких секунд перед отключением.
Если используются плавкие предохранители с двойным элементом, осмотрите окошко в плавком элементе. Окно почернело, что указывает на короткое замыкание? Или пружина втянута, что указывает на перегрузку? Кроме того, проверьте соединения нагрузки на наличие автоматического выключателя и предохранителя, а также целостность зажимов крепления предохранителя или вилки, если это применимо, поскольку они часто ослабевают со временем из-за повторяющихся циклов теплового расширения и охлаждения.
Если какое-либо защитное устройство немедленно срабатывает или перегорает при восстановлении питания при отключенном двигателе или блоке управления, вероятная проблема заключается во внешней проводке между источником питания и блоком управления.
После того, как будет подтверждено, что питание доступно, стабильно и находится в пределах допустимых значений высокого и низкого статического напряжения (откачка выключена) +/–2% от номинального напряжения, специалист по устранению неполадок должен перейти к следующему шагу.
2. Устройства управления однофазным двигателем
Для большинства однофазных, трехпроводных погружных электродвигателей насосов обычно используются два наиболее очевидных устройства управления: 9Реле давления 0051 и блок управления
Реле давления является общим компонентом практически всех бытовых насосных установок и часто представляет собой единственную точку отказа. Несмотря на то, что реле давления мгновенного действия обычно работает хорошо и равномерно замыкает оба контакта при падении давления, были случаи, когда один или оба контакта переключателя были смещены или образовались ямки, или сильфон или отключающее устройство вышли из строя, что привело к неполному замыканию клапана.
контакты.
Поэтому всегда следует проверять полное напряжение как на клеммах линии, так и на клеммах нагрузки. Этот потенциальный источник отказа удваивается в потенциале отказа для более крупных двигателей, в которых используется магнитный контактор для управления двигателем.
В дополнение к возможным проблемам, с которыми можно столкнуться в реле давления, открытый характер магнитного контактора в обесточенном состоянии также может привлечь насекомых и грызунов в устройство в качестве скрытого дома. Когда на контактор подается команда замкнуться, эти твари могут застрять между контактами, что не только приведет к их выходу из строя, но и нарушить электрическую непрерывность.
Кроме того, катушка, управляющая контактором, также подвержена отказам, особенно из-за частых циклов или скачков напряжения. Блок управления для двигателей мощностью от 1/3 до 1 л.с. (рис. 2) обычно содержит как минимум три компонента:
- Пусковое реле
- Один пусковой конденсатор
- Одно реле перегрузки, которое обычно является частью сборки в виде компонента, прикрепленного к пусковому конденсатору.
Кроме того, в двигателях мощностью 1½ л.с. и выше также используется как минимум один рабочий конденсатор, а в двигателях мощностью 2 л.с. и выше используются два перегрузочных устройства: одно для защиты пусковой обмотки, а другое для защиты основной или рабочей обмотки.
Большие блоки управления HP (например, блок управления Deluxe от Franklin Electric) также обычно оснащены одним или несколькими пусковыми и рабочими конденсаторами, соединенными параллельно, и контактором «линия-нагрузка», используемым для запуска и работы двигателей с более высокой нагрузкой (рис. 3).
В различных размерах, формах и типах HP блок управления существует столько же, сколько и погружные двигатели, и хотя для многих небольших двигателей от него отказались в пользу более простых двухпроводных двигателей, их использование все еще довольно распространено. .
Существует несколько причин для дальнейшего использования трехпроводного двигателя с блоком управления в бытовых системах водоснабжения.
Два очевидны. Во-первых, более высокий крутящий момент двигателя сохраняется благодаря трехпроводной конструкции двигателя и использованию конденсаторов, содержащихся в коробке, что важно для жесткого пуска и применения в песчаных скважинах. Во-вторых, это более легкий доступ для устранения неполадок компонентов пуска двигателя, которые расположены над землей и, следовательно, доступны.
Рис. 3. Схема блока управления Franklin Electric Deluxe. Пусковые и часто рабочие характеристики однофазного двигателя обусловлены использованием конденсаторов, которые часто являются наиболее распространенным неисправным компонентом. Емкость определяется как отношение изменения электрического заряда в системе к соответствующему изменению ее электрического потенциала. Таким образом, двигатель конденсатор представляет собой электрическое устройство, которое изменяет ток в одной или нескольких обмотках однофазного асинхронного двигателя переменного тока путем накопления, а затем высвобождения электрического заряда, необходимого для создания вращающегося магнитного поля.
Конденсатор представляет собой устройство, обычно состоящее из двух проводящих поверхностей, часто называемых пластинами, разделенных изолирующим слоем, обычно называемым диэлектриком. Изолирующий оксидный слой геля или жидкости используется для пусковых конденсаторов, а масло обычно используется в качестве изолирующей среды для рабочих конденсаторов. Накопление электрического заряда на пластинах приводит к его емкости.
Для работы с водозаборными скважинами емкость конденсаторов обычно выражается в микрофарадах, которые определяются как одна миллионная гораздо большего значения фарад, и их номинального напряжения. Конденсаторы для двигателей скважинных насосов разработаны и используются как запуск или запуск конденсаторов. Обычные номиналы напряжения для пускового конденсатора составляют 110/125 В, 165 В, 220/250 В или 330 В.
Проверка работоспособности конденсатора, но не емкости, может быть проведена с помощью аналогового омметра (например, Simpson, модель 372).
После удаления любого остаточного заряда путем замыкания двух клемм омметр устанавливается на Rx1000, а его выводы присоединяются к клеммам конденсатора. Стрелка должна качнуться в крайнее правое положение шкалы, а затем медленно вернуться в исходное положение.
Открытый конденсатор не будет перемещать стрелку, в то время как закороченный конденсатор сдвинет стрелку к правой стороне шкалы и останется.
Хотя этот тест может обеспечить базовое подтверждение работоспособности, он не может надежно определить реальную емкость. Для этого необходимо использовать тестер конденсаторов.
Как побочный продукт их высокой емкости, пусковые конденсаторы имеют только прерывистый номинал и могут быть запитаны только на несколько секунд за раз, прежде чем произойдет полный отказ. По этой причине пусковой конденсатор обычно выходит из строя одним из первых компонентов при использовании в однофазных электродвигателях.
Их наличие с погружным двигателем представляет собой возможность часто использовать трюк для устранения неполадок с песчаным колодцем или тесным двигателем, у которого могут возникнуть проблемы с запуском.
В течение своей карьеры я часто сталкивался с установкой, в которой скважинный насос может иметь проблемы с запуском из-за тугого подшипника двигателя или, возможно, небольшого камня или песчинки, застрявшей под или внутри первой ступени насоса.
Если реверсирование двигателя не поможет (путем временной замены красного и черного проводов), попробуйте временно заменить пусковой конденсатор на конденсатор вдвое большего размера или добавить еще один такого же размера и напряжения к существующим конденсаторам, используя параллельное подключение. Дополнительный временный крутящий момент, создаваемый двигателем, часто бывает достаточным, чтобы раскрутить камень, преодолеть песок или плотный подшипник и разогнать двигатель до нужной скорости.
Если подшипник двигателя действительно затянут или изношен, это будет лишь временной мерой, так как двигатель, скорее всего, обречен, но это часто работает, чтобы временно вернуть семью обратно в воду.
На практике мы видим, что двигатель не будет вращаться и останется в состоянии остановленного или заблокированного ротора, когда цепь пускового конденсатора отключается (т.
е. размыкается) от двигателя, поскольку при этом также размыкается пусковая обмотка.
Однако, если ротор вращается вручную, возможно с наземным двигателем, он, как правило, начинает медленно вращаться на основной обмотке и издает тихий жужжащий шум. С другой стороны, конденсатор, который закорочен (т. Е. Замкнут), обычно позволяет двигателю попытаться медленно повернуться и попытаться запуститься, поскольку обмотка также закорочена через конденсатор.
Генерирует звук различной высоты, жужжание или гул, поскольку двигатель пытается, но обычно не запускается. По этой причине электролитический пусковой конденсатор с более высоким значением микрофарад (MFD) используется с однофазным конденсаторным пусковым/асинхронным двигателем.
Масляный рабочий конденсатор, но с более низким номинальным значением MFD, используется вместе с пусковым конденсатором в более крупных (более 1½ л.с.) однофазных двигателях с пусковым/конденсаторным двигателем для обеспечения коррекции коэффициента мощности и повышения эффективности основной обмотки.
настроить двигатель и сбалансировать фазы для рабочих условий.
Можно использовать конденсаторы меньших размеров и соединить их параллельно, чтобы обеспечить общую эквивалентную емкость. При использовании рабочего конденсатора рабочее напряжение двигателя примерно в 1,5–2 раза превышает напряжение питания, которое уменьшается с увеличением нагрузки. Вот почему рабочие конденсаторы должны быть рассчитаны на более высокое номинальное напряжение, чем напряжение питания.
Рабочие конденсаторы также помогают компенсировать использование однофазного питания с двигателями большей мощности. Например, если предположить, что емкостная реактивная мощность составляет около 75% от номинальной мощности двигателя, сравнение входной мощности будет немного ниже, чем у трехфазного двигателя равной мощности. Правильный размер пускового и рабочего конденсатора является критическим элементом конструкции двигателя.
Как правило, размер каждого из них должен быть в пределах +/–5% от расчетного размера.
Если используется неправильный пусковой конденсатор, двигатель может не развить крутящий момент, необходимый для быстрого ускорения двигателя, или он может заглохнуть.
И наоборот, если используется неправильный размер рабочего конденсатора, двигатель не будет работать со стабильным магнитным полем. Это заставит ротор колебаться в тех конкретных местах, где магнитное притяжение неравномерно. Это кратковременное колебание приведет к тому, что двигатель станет шумным, увеличит потребление энергии, приведет к падению производительности и перегреву двигателя.
Однофазная пусковая емкость (C) в микрофарадах (MFD) равна номинальной мощности в амперах (I) × 1 миллион ÷ произведение 6,28 × междуфазное напряжение (В(В)) × частота в герцах (Гц).
Для определения емкости рабочего конденсатора необходимо использовать входную мощность × КПД двигателя × 1000 ÷ произведение квадрата междуфазного напряжения (В(В))2 × частоту в герцах. В ситуациях, когда номиналы конденсаторов недоступны (всегда используйте рекомендуемые производителями размеры, если они доступны), используйте следующие уравнения для приблизительного определения требуемого размера:
Пусковая емкость (MFD @ +/–10%) = (I × 1 миллион) ÷ (6,28 × V(V) × Гц)
Рабочая емкость (MFD @ +/–10%) = (Входная мощность в ваттах) ) × КПД двигателя × 1000) ÷ ((В(В))2 × Гц))
Требуемое номинальное напряжение конденсатора (VC) равно произведению напряжения, измеренного на обоих концах основной обмотки в вольтах (VP ) × корень квадратный из 1 плюс отношение витков основной/пусковой обмотки (n) в квадрате:
VC = VP × √(1+n2)
Пример: Рассчитайте размер и выберите пусковые и рабочие конденсаторы для следующих 4-дюймовых однофазных двигателей мощностью 5 л.
с.: рассчитаны на 23 FLA при 230 В переменного тока; рабочие ватты = 5000; эффективность = 75%; источник питания = 240 В переменного тока, 60 Гц
Пуск = (23 А × 1 миллион) ÷ (6,28 × 240 В переменного тока × 60 Гц) = 23 миллиона ÷ 90 432 = 254,33 MFD (+/–10%)
2 Работа (5000 Вт × 75% × 1000) ÷ ((240)2 × 60 Гц) = 375 миллионов ÷ 3 456 000 = 108,50 MFD (+/–10%)
Пусковой конденсатор: Поскольку для двигателя требуется 254,3 MFD, используйте общий диапазон 216-259 MFD при номинальном напряжении 330 В переменного тока.
Хотя все пусковые реле предназначены для выполнения одной и той же основной функции, реле напряжения (потенциала) являются самым старым методом и наиболее распространенным. Они используются для первоначальной подачи питания на пусковую обмотку двигателя через нормально замкнутый контакт реле от пускового конденсатора, а затем размыкания контакта для отключения пусковой обмотки и пускового конденсатора после запуска двигателя.
Более высокое напряжение (приблизительно 300 вольт на массу на красном проводе для двигателя 230 вольт) индуцируется из пусковой обмотки из-за эффекта трансформатора в обмотке при разгоне двигателя и подается от двигателя через красный провод (пуск) и желтые (общие) проводники к блоку управления для подачи питания на реле и размыкания его контактов.
Пусковые реле претерпели несколько версий и модификаций с тех пор, как реле напряжения было введено в качестве исходного метода. Токовые и твердотельные реле (например, симисторного типа) также использовались с переменным успехом.
На мой взгляд, реле напряжения не только является самым надежным и лучшим пусковым реле, когда-либо созданным для погружных двигателей, производители двигателей никогда не должны отказываться от них. Различные аргументы производителей, такие как более длительный срок службы, меньшая стоимость и лучшая производительность реле, были предложены в качестве альтернативы, но вы просто не можете превзойти производительность, срок службы, надежность и простоту устранения неполадок и обслуживания оригинального реле напряжения за мои деньги.
Реле напряжения имеет только два основных рабочих компонента, подверженных потенциальному отказу — контакт (для проверки используйте настройку омметра Rx1) и катушку (для проверки используйте настройку омметра Rx1000) — и оба легко проверяются на правильные значения с помощью омметра.
Однако, даже если реле исправно, специалисту по устранению неполадок часто приходится размыкать реле для проверки контактов. Я сталкивался с многочисленными случаями, когда либо приваривались контакты, либо механизм размыкания изнашивался или ломался, не давая контактам размыкаться, хотя катушка реле функционировала.
Оба эти показателя указывают на чрезмерную езду на велосипеде, которую необходимо исследовать. Забудьте о том, что вам нужно иметь только три реле в вашей сервисной установке — 120-вольтовое (GE № 101) и 230-вольтовое (GE № 102), а также контакт немного большего размера для более крупных двигателей (GE № 103). ). Другие типы пусковых реле требуют, чтобы специалист по устранению неполадок имел запасные реле для каждого HP и напряжения.
Также доступны комплекты для переоборудования, позволяющие установить реле напряжения вместо токового или полупроводникового реле. У меня просто никогда не было повторяющихся проблем с реле напряжения, которые с тех пор мы видели с другими поколениями токовых и полупроводниковых реле.
Реле перегрузки также играют важную роль в функционировании и работе блока управления, а также в защите двигателя. Хотя это не обязательно верно для всех производителей, более старые (до 1995 г.) блоки управления Franklin Electric QD обычно включали перегрузку в блок управления в качестве приставки пускового конденсатора. Одинарная защита от перегрузки, ранее использовавшаяся в блоках управления двигателями мощностью от 1/3 до 1½ л.с., используется для обеспечения двойной защиты пускового конденсатора и обмотки, а также двигателя путем размыкания черного вывода при перегрузке.
Из-за проблем, связанных с сертификацией UL, в 1990-х годах Franklin Electric перенесла функцию одиночной перегрузки на двигатель.
В соответствии с требованиями листинга UL, этот шаг фактически позволил сделать перегрузку неотъемлемой частью двигателя, что позволило двигателю впоследствии быть признанным UL.
Перегрузки для небольших двигателей разработаны как автоматический сброс. В более крупных блоках управления используются две перегрузки с ручным сбросом, основная и пусковая перегрузки, которые все еще находятся в блоке управления.
Основная перегрузка предназначена для основной обмотки и пусковой обмотки. Двигатель защищен размыканием черного провода двигателя при перегрузке; это эффективно отключает двигатель, размыкая одну из двух цепей питания 240 В переменного тока, ведущих к основной (рабочей) обмотке.
Пусковой конденсатор и обмотка защищены от основной перегрузки, которая питается от линии 1 и последовательно питает пусковую перегрузку. Следовательно, любой из них способен размыкать цепь как для запуска, так и для запуска конденсаторов. Другая линия основной обмотки (желтый провод) питается непосредственно от линии 2 в блоке управления.
3. Отводной и отводной кабель
Хотя отводной и отводной кабель обычно не связан с выходом из строя насосной системы, я сталкивался с многочисленными случаями, когда виновником был отводной или отводной кабель. Основная причина выхода из строя насосной системы из-за обрыва или смещения кабеля вызвана истиранием изоляции кабеля, проложенного непосредственно под землей, что позволяет проникнуть воде, что приводит к глухому короткому замыканию на землю.
Тем не менее, это гораздо более распространено с подводным кабелем, чем с прямым подземным офсетным кабелем. В некоторых случаях протечки воды через изоляцию или пореза может быть достаточно, чтобы снизить сопротивление изоляции, но не привести к полному короткому замыканию. Это известно как утечка утечки, и тип проблемы обычно представляет собой прерывистое срабатывание автоматического выключателя или предохранителя.
Эту ситуацию может быть трудно идентифицировать или локализовать, если офсетный кабель не изолирован от ответвительного кабеля и провод не проверен на замыкание на землю, омы или мегаомы с использованием двух проводников, соединенных вместе на устье скважины.
Часто требуется использовать детектор замыкания на землю или мегомметр постоянного тока высокого напряжения, а не обычный омметр. При проверке сопротивления обмотки погружного электродвигателя необходимо прибавлять сопротивление провода на размер и длину кабеля от точки осмотра до электродвигателя. Значения в Таблице 1 можно использовать для определения сопротивления контура падающего и/или офсетного кабеля.
4. Электродвигатель
По большей части электродвигатель, используемый в бытовой насосной системе, не уникален и соответствует тем же основным требованиям, что и любой другой тип насосной системы. Как правило, двигатель либо работает, либо нет.
Единственная эффективная работа по поиску и устранению неисправностей двигателя — это проверка сопротивления изоляции и сопротивления обмотки. Из этих двух факторов сопротивление изоляции является наиболее важным и часто определяет, подлежит ли двигатель восстановлению или нет.
Хотя в большинстве руководств по поиску и устранению неисправностей указано, что минимальное сопротивление изоляции, при котором двигатель все еще будет работать, обычно составляет от 10 000 до 50 000 Ом относительно земли, я был свидетелем многочисленных установок с сопротивлением изоляции менее 10 000 Ом или даже с полным замыканием, когда двигатель еще покатается, хоть и ненадолго.
Хотя это противоречит как логике, так и электрической теории, я видел, как это случалось слишком много раз, чтобы сказать, что это невозможно, поэтому будьте осторожны и не списывайте двигатель, используя только этот параметр, не проверяя другие функции.
При проверке сопротивления обмотки не забудьте для точности добавить к показаниям сопротивление кабеля ответвления и контура кабеля смещения. Неисправные или изношенные упорные подшипники в двигателе также могут влиять на показания тока, вызывая более высокий или неравномерный рабочий ток на черном и желтом проводах.
Иногда однофазные двигатели испытывают шум от наведенных гармоник. Обычно это связано с неприятным высоким визгом. Добавление одного (для двигателей меньшего размера) или дополнительного (для двигателей мощностью более 1½ л.с.) рабочего конденсатора 5–10 MFD к красному и черному проводам на блоке управления часто может снизить этот шум до приемлемого уровня.
Электронные контроллеры двигателей
Недавняя тенденция к использованию систем постоянного давления позволяет более широко использовать трехфазные двигатели с однофазным питанием.
Вместо обычного блока управления преобразователь частоты используется в качестве комбинированного преобразователя фазы и регулятора переменной скорости для преобразования однофазного источника питания в трехфазную мощность, чтобы обеспечить работу двигателя с регулируемой скоростью.
Существует слишком много доступных версий и опций от различных производителей, чтобы включить универсальную процедуру устранения неполадок в одну колонку. Поэтому специалисты по устранению неполадок должны получить данные для конкретной модели управления и придерживаться инструкций для каждого устройства.
Резюме
Устранение неполадок однофазного двигателя — это простой вопрос понимания того, как двигатель и его органы управления работают вместе, чтобы работать согласованно. Кроме того, постоянное использование руководства по поиску и устранению неисправностей и данных, предоставляемых всеми производителями двигателей, часто позволяет предотвратить ошибочные или неэффективные методы устранения неполадок и сэкономить драгоценное время.
Изучив схему блока управления, связанную с конкретной мощностью двигателя, специалисты по устранению неполадок также лучше поймут, как работают однофазные двигатели и какую роль играют органы управления.
До следующего месяца, работайте безопасно и разумно.
Узнайте, как добиться успеха в своем бизнесе
Проектирование вашего бизнеса: серия статей, служащих руководством по работе с подземными водами.0051 Water Well Journal обозреватель Эд Баттс, PE, CPI. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Эд Баттс, PE, CPI , главный инженер компании 4B Engineering & Consulting, Салем, Орегон. Он имеет более чем 40-летний опыт работы в сфере бурения скважин, специализируясь на проектировании и управлении бизнесом. С ним можно связаться по адресу [email protected].
▷ Работа трехфазных электродвигателей от однофазной сети
Электродвигатели можно классифицировать по количеству фаз питания.
Их можно разделить на однофазные, двухфазные и трехфазные.
Давайте узнаем больше об этом благодаря новой статье Удо, которую он любезно прислал нам несколько дней назад.
Двухфазные двигатели больше не используются. Однофазный двигатель имеет два типа проводки; живые и нейтральные. Эти двигатели работают от однофазного источника питания и имеют одно переменное напряжение. Поскольку они генерируют только переменное, а не вращающееся магнитное поле, для запуска им требуется конденсатор. Однофазные двигатели обычно используются для маломощных приложений.
Для работы трехфазных двигателей требуется трехфазное питание. Эти двигатели приводятся в действие тремя отдельными переменными токами одинаковой частоты, которые достигают максимума в чередующиеся моменты времени. Трехфазный двигатель имеет три провода под напряжением и иногда нейтраль.
Рис. 1: Детали трехфазного двигателя | изображение: electricengineeringtoolbox
Трехфазные двигатели обычно имеют более чем на 150 % большую мощность, чем их однофазные аналоги.
Они самозапускаются, поскольку генерируют вращающееся магнитное поле. Эти двигатели не создают вибраций и менее шумны, чем однофазные двигатели. К сожалению, большинство сооружений подключено к однофазной сети.
Хотя здание часто питается более чем одной фазой, одновременно может использоваться только одна фаза. Это создает проблемы, когда для приложения требуется трехфазный двигатель или когда доступен только трехфазный двигатель. К счастью, есть способы «настроить» трехфазный двигатель для работы от однофазной сети.
Преобразователь частоты
Самый простой способ — использовать частотно-регулируемый привод (ЧРП). ЧРП — это электрическое устройство, которое управляет двигателями, работающими с регулируемой скоростью. Он состоит из выпрямителя, конденсатора звена постоянного тока и инвертора. ЧРП выполняет преобразование трехфазного двигателя в однофазную мощность путем выпрямления каждой пары фаз в постоянный ток, а затем инвертирования постоянного тока в трехфазную выходную мощность.
Это не только устраняет бросок тока во время пуска двигателя, но и обеспечивает плавный переход двигателя от нулевой скорости к максимальной скорости.
Рис. 2: Преобразователь частоты | изображение: indiamart
ЧРП доступны с различной номинальной мощностью для разных двигателей. Все, что вам нужно сделать, это подключить источник питания к входу частотно-регулируемого привода и подключить трехфазный двигатель к его выходу.
Вращающийся фазоинвертор
Другой метод работы трехфазного двигателя от однофазной сети — это использование фазоинвертора (RPC). Вращающийся преобразователь фазы представляет собой электрическую машину, которая преобразует энергию из одной многофазной системы в другую.
Рис. 4: Подключение схемы преобразования вращающегося фазового преобразователя | изображение: plantengineering
Эти преобразователи генерируют чистые трехфазные сигналы от однофазной сети посредством вращательного движения.
RPC намного дороже частотно-регулируемых приводов, поэтому их редко целесообразно использовать для преобразования фаз двигателя.
Рис. 5: Вращающийся фазовращатель | image: scosarg.com
Перемотка двигателя
Последний способ заставить трехфазный двигатель работать от однофазной сети — перемотать двигатель. Этот метод также известен как однофазный. Он предполагает перемотку электродвигателя с помощью конденсаторов. Трехфазная мощность поступает через три синусоиды, которые симметричны. Эти волны не совпадают по фазе друг с другом на 120 электрических градусов.
Для преобразования трехфазного двигателя две его фазы подключаются к питающей однофазной сети. Фантомная ветвь создается для третьей фазы с использованием конденсаторов. Конденсаторы обеспечивают смещение на 90 электрических градусов между вспомогательной и основной обмотками. Чтобы ток был сбалансирован, используемые конденсаторы должны иметь подходящую емкость для нагрузки.