Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Takmer každý človek narazil na asynchrónny motor. Sú nainštalované vo veľkom počte domácich spotrebičov, ako aj v pracovných elektrických nástrojoch. Niektoré motory sú však pripojené iba prostredníctvom trojfázového vodiča.

Asynchrónne motory sú spoľahlivé a praktické motory, ktoré sa používajú všade. Sú tiché a majú dobrý výkon. Tento článok vám predstaví základné princípy trojfázových elektrických motorov, schému pripojenia k sieti 220V, ako aj rôzne triky pri práci s nimi.

Čo je to trojfázový prúd?

Väčšina indukčných motorov je poháňaná trojfázovou sieťou, preto najprv zvážime koncepciu trojfázového prúdu. Trojfázový prúd alebo trojfázový systém elektrických obvodov je systém pozostávajúci z troch obvodov, v ktorých pôsobia elektromotorické sily (EMF) rovnakej frekvencie posunuté vo vzájomnej fáze o 1/3 periódy (φ = 2π / 3) alebo 120 °.

Väčšina generátorov výroby je založená na trojfázovej generácii prúdu. V skutočnosti používajú tri alternátory, ktoré sú umiestnené voči sebe navzájom pod uhlom 120 °.

Obvod s tromi generátormi naznačuje, že z tohto zariadenia bude na výstup 6 káblov (dva pre každý alternátor). V praxi je však zrejmé, že domácnosti a priemyselné siete prichádzajú k spotrebiteľovi vo forme troch drôtov. Toto sa vykonáva za účelom šetrenia kabeláže.

Cievky generátorov sú spojené takým spôsobom, že výstupom sú 3 vodiče, nie 6. Toto prepínanie vinutí generuje prúd 380 V namiesto zvyčajných 220 V. Je to taká trojfázová sieť, na ktorú sú všetci používatelia zvyknutí.

INFO: Prvým trojfázovým prúdovým systémom na šiestich drôtoch bol vynájdený Nikola Tesla. Neskôr ho vylepšil a vyvinul M.O. Dolivo-Dobrovolsky, ktorý najprv navrhol štvor a trojvodičový systém, a tiež vykonal sériu experimentov, v ktorých odhalil niekoľko výhod tohto prepínania.

Väčšina indukčných motorov pracuje na trojfázovej sieti. Pozrime sa podrobnejšie na to, ako je organizovaná práca týchto jednotiek.

Indukčné motorové zariadenie

Začnime s vnútornou architektúrou motora. Navonok sa trojfázové indukčné motorové zariadenie prakticky nelíši od ostatných elektrických motorov. Možno jediným rozdielom, ktorý upúta vaše oko, je hrubší napájací kábel. Hlavné rozdiely sú skryté pred očami spotrebiteľa pod kovovým krytom motora.

Po otvorení ovládacej skrinky (miesto, kam vedú napájacie káble) môžete vidieť 6 vstupov vodičov. Sú spojené dvoma spôsobmi, v závislosti od toho, aké vlastnosti musíte z tohto motora získať. Podrobnosti o tom, ako prepnúť trojfázové asynchrónne motory, budú opísané nižšie.

Po odstránení ochranného kovového krytu môžete vidieť pracovnú časť motora. Pozostáva z:

  • hriadeľ;
  • ložiskové jednotky;
  • stator;
  • rotora.

Hlavnými komponentmi motora sú stator a rotor. Poháňajú motor.

Poďme analyzovať štruktúru týchto komponentov v trojfázovom asynchrónnom motore:

  1. Stator. Má tvar valca, zvyčajne pozostáva z oceľových plechov. Pozdĺž plátov sú pozdĺžne drážky, v ktorých sú vinutia statora vyrobené z navíjacieho drôtu. Osi každého vinutia sú umiestnené voči sebe navzájom pod uhlom 120 °. Konce vinutí sú spojené metódou trojuholníka alebo hviezdy.
  2. Rotor alebo jadro motora. Toto je valcová zostava zložená z kovových dosiek, medzi ktorými sú umiestnené hliníkové tyče. Na okrajoch valca je štruktúra skratovaná koncovými krúžkami. Druhé meno rotora indukčného motora je veveričková klietka. Vo vysokovýkonných motoroch je možné namiesto hliníka použiť meď.

Teraz stojí za pochopenie, na ktorých princípoch je činnosť asynchrónneho trojfázového motora založená.

Princípy činnosti trojfázových asynchrónnych motorov

Trojfázový asynchrónny motor pracuje kvôli magnetickým poliam, ktoré sa vytvárajú na vinutí statora. Prúdy, prechádzajúce cez každé vinutie, majú v časových a priestorových charakteristikách vzájomný posun 120 °. Celkový magnetický tok na troch obvodoch je teda rotačný.

Na vinutí statora je vytvorený uzavretý obvod. Interaguje s magnetickým poľom statora. Tým sa objaví štartovací moment motora. Usiluje sa otáčať rotor v smere rotácie statorového magnetického poľa. Časom sa počiatočný moment blíži hodnote brzdného momentu rotora, potom ho prekročí a rotor sa uvedie do pohybu. V tomto okamihu nastane kĺzavý efekt.

INFO: Posuvné je hodnota, ktorá ukazuje, o koľko je synchrónna frekvencia statorového magnetického poľa väčšia ako percentuálna rýchlosť rotora.

Zvážte túto možnosť v rôznych situáciách:

  1. Pri voľnobehu. Bez zaťaženia hriadeľa je kĺzanie minimálne.
  2. S rastúcou záťažou. So zvyšujúcim sa statickým napätím sa zvyšuje množstvo sklzu a môže dosiahnuť kritickú hodnotu. Ak motor prekročí tento ukazovateľ, motor sa môže „prevrátiť“.

Parameter preklzu je v rozsahu od 0 do 1. V prípade indukčných motorov na všeobecné použitie je tento parameter 1-8%.

Ak nastane rovnováha medzi elektromagnetickým momentom rotora a brzdným momentom na hriadeli motora, procesy kolísania hodnôt sa zastavia.

Ak nastane rovnováha medzi elektromagnetickým momentom spôsobujúcim rotáciu rotora a brzdným momentom vytvoreným zaťažením hriadeľa, procesy zmeny hodnôt sa zastavia. Ukazuje sa, že hlavným princípom činnosti indukčného motora je interakcia rotačného magnetického poľa statora a prúdov indukovaných týmto magnetickým poľom v rotore. Malo by sa pamätať na to, že točivý moment vzniká iba v dôsledku rozdielu vo frekvencii otáčania magnetických polí na vinutiach motora.

Pri znalosti princípu činnosti asynchrónneho trojfázového motora je možné ho spustiť. V tomto prípade je potrebné zvážiť niekoľko možností pripojenia vinutí motora.

Metódy pripojenia vinutí indukčných motorov

Po rozvinutí riadiacej jednotky dvoch jednoduchých asynchrónnych motorov môžete v každom z nich vidieť 6 vodičov. Ich prepínanie sa však môže výrazne líšiť.

V elektrotechnike je obvyklé spájať vinutia trojfázových asynchrónnych motorov dvoma spôsobmi:

  • hviezda;
  • trojuholník.

Každý typ pripojenia ovplyvňuje výkon motora, ako aj jeho špičkový výkon. Zvážme každú z nich osobitne.

Metóda hviezd

Pri tomto type prepínania sú všetky závery pracovných vinutí spojené jedným mostíkom a jedným uzlom. Nazýva sa neutrálny bod a označuje sa písmenom „O“. Ukazuje sa, že konce všetkých fázových vinutí sú spojené na jednom mieste.

V praxi majú motory s hviezdicovou spojkou jemnejší štart. Táto kombinácia je vhodná napríklad pre sústruhy alebo iné zariadenia, kde je potrebný pomalý štart. Tento motor však nemôže vyvinúť maximálny menovitý výkon.

Metóda trojuholníka

Toto prepínanie zahŕňa sériové pripojenie koncov fázových vinutí. Na kábloch vodičov to vyzerá ako párové spojenie každého vinutia. Ukazuje sa, že koniec jedného vinutia ide na začiatok druhého.

Motory s takýmto vinutím pripojením začínajú oveľa rýchlejšie ako motory s hviezdicovými spínačmi. Zároveň môžu vyvinúť maximálnu kapacitu poskytnutú výrobcom.

Trojfázové asynchrónne motory sú navrhnuté na základe menovitého napájacieho napätia. Všetky domáce motory sú rozdelené najmä do dvoch kategórií:

  • pre siete 220 / 127V;
  • pre siete 380 / 220V.

Motory prvej skupiny sú menej časté z dôvodu ich slabých energetických charakteristík. Najčastejšie sa používajú motory druhej skupiny.

DÔLEŽITÉ: Pri prepínaní vinutí motora používajte pravidlo: pre nižšie hodnoty napätia vyberte pripojenie trojuholníkovou metódou, pre vysoké hodnoty - iba metódou hviezd.

Niektorí zanietení nadšenci šunky môžu určiť schému zapojenia motora podľa zvuku jeho začiatku. Obyčajný človek sa môže dozvedieť viac o spôsobe spínania vinutia motora.

Ako zistiť, v akom obvode sú vinutia motora spojené?

Spôsob spínania vinutia motora ovplyvňuje jeho vlastnosti, avšak všetky pripájacie svorky sú pod ochranným krytom v riadiacej jednotke. Jednoducho nie sú viditeľné, ale nezúfajú. Existuje metóda, ktorá vám umožní zistiť spôsob prepínania bez toho, aby sa uchýlil k analýze riadiacej jednotky.

Stačí sa len pozrieť na typový štítok namontovaný na skrini motora. Označuje presné technické parametre vrátane spôsobu prepínania. Napríklad na ňom nájdete nasledujúce označenia: 220 / 380V a geometrické označenia trojuholníka / hviezdy. Táto sekvencia naznačuje, že na motore bežiacom na 380V sieti je nainštalovaný spínací obvod vinutia hviezdového typu.

Táto metóda však nie vždy funguje úplne bezpečne. Štítky na starších strojoch sú často prepísané alebo úplne stratené. V takom prípade budete musieť riadiacu jednotku uvoľniť.

Druhá metóda zahŕňa vizuálnu kontrolu výstupných kontaktov. Skupinu kontaktov je možné prepojiť nasledujúcim spôsobom:

  1. Jeden prepojka na troch kolíkoch na jednej strane svoriek. Napájací kábel je pripojený k voľnému výstupu. Toto je hviezdna metóda.
  2. Zistenia sú spojené v pároch tromi prepojkami. Tri vodiče sa dodávajú s tromi napájacími vodičmi. Toto je metóda trojuholníka.

Na niektorých motoroch v riadiacej jednotke nájdete iba tri závery. To naznačuje, že prepínanie sa vykonáva vo vnútri samotného motora pod ochranným krytom.

Trojfázové motory sú veľmi odolné a oceňujú sa v ekonomike, opravách a konštrukcii. Sú však zbytočné na domáce použitie, pretože domáca sieť môže dať iba jednu fázu, napätie 220V. V skutočnosti nejde o úplne správny úsudok. K domácej sieti je možné pripojiť trojfázový indukčný motor. Toto sa vykonáva pomocou rádiového komponentu - kondenzátora. Túto metódu budeme podrobnejšie analyzovať.

Fázový posun kondenzátora

Motory, ktoré používajú kondenzátory, sa nazývajú kondenzátorové motory. Kondenzátor sám je nainštalovaný v statorovom obvode, takže vytvára fázový posun vo vinutí. Tento obvod sa najčastejšie používa pri pripájaní trojfázových asynchrónnych motorov k domácej sieti 220 V.

Ak chcete fázový posun, musíte pripojiť jedno z vinutí k medzere s kondenzátorom. V tomto prípade je kapacita kondenzátora vybraná tak, aby sa fázový posun vo vinutiach ukázal čo najbližšie k 90 °. V tomto prípade sa vytvorí maximálny krútiaci moment pre rotor.

DÔLEŽITÉ: V tejto schéme je potrebné zohľadniť moduly magnetickej indukcie vinutí. Musia byť rovnaké. Takto sa vytvorí celkové magnetické pole, ktoré bude rotovať rotor v kruhu, a nie v elipse. V tomto prípade sa rotor bude točiť s väčšou účinnosťou.

Optimálny fázový posun sa dosiahne správnym výberom kapacitancie kondenzátora, tak v štartovacom, ako aj v prevádzkovom režime. Správne kruhové magnetické pole tiež závisí od:

  • rýchlosť rotora;
  • sieťové napätie;
  • počet závitov vinutia;
  • pripojené kondenzátory.

Ak sa optimálna hodnota jedného z parametrov líši od normy, magnetické pole sa stane eliptickým. Kvalitatívne charakteristiky motora okamžite klesnú.

Preto sa na riešenie rôznych typov problémov vyberú motory s rôznou kapacitou kondenzátora. Na zaistenie maximálneho štartovacieho momentu sa berie väčší kondenzátor. Poskytuje optimálny prúd a fázu pri naštartovaní motora. V prípade, že nezáleží na počiatočnom okamihu, venujte pozornosť iba vytvoreniu nevyhnutných podmienok pre prevádzkový režim.

Ako pripojiť trojfázový elektrický motor k 220 V sieti?

Zvážte najjednoduchší spôsob pripojenia trojfázového indukčného motora k domácej sieti. Vyžaduje si to sadu ručných nástrojov, kondenzátor, ako aj minimálne znalosti elektrotechniky a multimetra.

Podrobný návod na pripojenie:

  1. Odvíjame riadiacu jednotku motora a vidíme schému zapojenia. Ak sa použije hviezdna metóda, je potrebné stočiť komutáciu do trojuholníka.
  2. Spojenie sa realizuje iba na jednej strane svoriek vinutia. Kvôli prehľadnosti ich označujeme od 1 do 3.
  3. Kondenzátor pripájame na 1. a 2. výstup.
  4. Na 1. a 3. výstupe spustíme napájacie káble 220 V. V tomto prípade sa nedotýkame kolíka 2. Na ňom zostane iba kondenzátor.
  5. Pripojíme napájací kábel k sieti a skontrolujeme fungovanie motora.

DÔLEŽITÉ: Výpočet výkonu kondenzátora sa vykonáva podľa vzorca: na 100 W / 10 μF.

Táto metóda je veľmi jednoduchá a bezpečná. Pred pripojením kondenzátora a pred naštartovaním motora sa oplatí skontrolovať neporušenosť káblovej slučky, aby prerazila puzdro. To je možné vykonať multimetrom.

Ako vidíte, schéma je pomerne jednoduchá. Pripojenie nebude trvať príliš dlho a bude vyžadovať minimálne úsilie. Existujú aj iné schémy pripojenia trojfázového motora k konvenčnej sieti. Zoberme si ich tiež.

INFO: Bohužiaľ, nie všetky trojfázové motory fungujú dobre z domácej siete. Niektorí môžu jednoducho vyhorieť. Patria medzi ne motory s dvojitou klietkou rotora s veveričkovou klietkou (séria MA). Na použitie trojfázových motorov v domácej sieti je lepšie používať motory série AO2, APN, UAD, A, AO.

Schéma pripojenia trojfázových motorov do jednofázovej siete

Pre bezpečnú a správnu prevádzku trojfázového asynchrónneho motora z domácej siete je potrebné použiť kondenzátor. Okrem toho by jej kapacita mala závisieť od počtu otáčok motora.

Pri praktickej implementácii je výroba tohto zariadenia dosť problematická. Na vyriešenie tohto problému sa používa dvojstupňové riadenie motora. Preto v čase uvedenia do prevádzky fungujú dva kondenzátory:

  • nosná raketa (Sp);
  • pracovník (st.).

Po nastavení prevádzkových otáčok motora sa štartovací kondenzátor vypne.

Zvážte schému zapojenia motora pomocou dvoch kondenzátorov.

V tomto uskutočnení sa predpokladá použitie motora v sieti 220/380 V. driving:
Označenia: Ср - pracovný kondenzátor; Cn - štartovací kondenzátor; P1 - dávkový prepínač.

Keď je spínač balenia P1 zapnutý, kontakty P1.1 a P1.2 sú zatvorené. Teraz musíte kliknúť na tlačidlo „Zrýchlenie“. Keď motor dosiahne svoju prevádzkovú rýchlosť, tlačidlo sa uvoľní. Spätný chod motora sa vykoná prepnutím prepínača SA1.

Dôležité: správne vypočítajte kapacitu pracovného kondenzátora.

Zvážte niekoľko vzorcov na pripojenie vinutí rôznymi spôsobmi:

  1. Pre metódu hviezdy. Vzorec: Cp = 2800 * (I / U); kde Cp je kapacita pracovného kondenzátora (μF), I je prúd spotrebovaný elektrickým motorom v (A), napätie v sieti (V).
  2. Pre metódu trojuholníka. Vzorec: Cp = 4800 * (I / U); kde Cp je kapacita pracovného kondenzátora (μF), I je prúd spotrebovaný elektrickým motorom v (A), napätie v sieti (V).

Pri akejkoľvek metóde spínania sa vypočíta prúd spotrebovaný elektrickým motorom. Vzorec: I = P / (1, 73 U * * cosϕ); kde P je výkon motora vo W, uvedený v jeho pase; ŋ - účinnosť; cosϕ je účinník; U je napätie v sieti.

V tejto schéme je kapacita štartovacieho kondenzátora Cn vybraná 2-2, 5 krát vyššia ako kapacita pracovného kondenzátora. V tomto prípade musia byť všetky kondenzátory dimenzované na napätie, ktoré prekračuje sieťové napätie 1, 5-krát.

INFO: Pre domáce 220V siete sú vhodné kondenzátory MBGO, MBPG, MBGCH s prevádzkovým napätím 500V a vyšším. Pre krátkodobé pripojenie sa ako štartovacie kondenzátory používajú kondenzátory K50-3, EGC-M, KE-2. Zároveň by ich prevádzkové napätie malo byť najmenej 450 V. Kvôli väčšej spoľahlivosti sú elektrolytické kondenzátory zapojené do série, prepájajú svoje záporné svorky a posunujú sa pomocou diód.

Použitie elektrolytických kondenzátorov ako štartovacieho zariadenia

Na pripojenie trojfázových asynchrónnych elektrických motorov do domácej siete sa spravidla používajú jednoduché papierové kondenzátory. Na dlhú dobu aplikácie sa nepreukázali najlepším spôsobom, takže teraz sa veľké papierové kondenzátory prakticky nepoužívajú. Boli nahradené oxidovými (elektrolytickými) kondenzátormi. Sú menšie a široko distribuované na trhoch s rádiovými komponentmi. Zvážte schému výmeny papierového kondenzátora za oxidový:

Z grafu je zrejmé, že kladná vlna striedavého prúdu prechádza prvkami VD1, C2 a záporná - cez VD2, C2. To naznačuje, že tieto kondenzátory sa môžu používať s prípustným napätím 2-krát nižším ako konvenčné kondenzátory s rovnakou kapacitou. Kapacitná kapacita pre oxidový kondenzátor sa počíta pomocou rovnakej metódy ako pre papierové kondenzátory.

ИНФОРМАЦИЯ: Так в схеме однофазной сети 220В используют бумажной конденсатор с напряжением 400В. При его замене на оксидный конденсатор, достаточно мощности 200В.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Стоит отметить, что у подключенного двигателя в бытовую сеть 220В, без особой нагрузки будет страдать одна из обмоток. Это контур, который подключается через конденсатор. В этом случае на него поступает ток, на 20-30% выше номинального. Из этого следует, что на недогруженном моторе емкость конденсатора необходимо уменьшить. Но тогда, если двигатель запускался без пускового конденсатора, последний может потребоваться.

Решить данную задачу поможет замена одного большого конденсатора на несколько, соединенных в цепь параллельным способом. Так можно подключать или отключать ненужные компоненты, используя конденсаторы в качестве пусковых. При параллельном соединении суммарную емкость в мкФ считают по формуле: Cобщ = C1 + C1 + … + Сn.

Необходимые инструменты и комплектующие

Любой монтаж вышеперечисленных схем потребует минимальных знаний электротехники, а также навыков работы с радиоэлектроникой и пайкой мелких деталей.

Из инструментов потребуется:

  1. Набор отверток для сбора/разбора блока управления двигателя. Для старых двигателей лучше подбирать мощные плоские отвертки из хорошей стали. За длительное время работы двигателя болты в корпусе могут «прикипеть». Для их откручивания потребуется немало сил и хороший инструмент.
  2. Пассатижи для обжатия проводов и других манипуляций.
  3. Острый нож для снятия изоляции.
  4. Паяльник.
  5. Канифоль и припой.
  6. Индикаторная отвертка для поиска фазы, а также индикации разрыва на кабеле.
  7. Мультиметр. Один из основных диагностирующих устройств.

Также потребуются радиодетали:

  • Конденсаторы.
  • Кнопка пуска.
  • Магнитный пускатель.
  • Тумблер реверса.
  • Контактная плата.

Перечисленных инструментов и радиокомпонентов хватит для сборки представленных выше схем.

ВАЖНО: Не подключайте двигатель в сеть, не проверив работу собранной схемы. Ее можно протестировать при помощи мультиметра. Это убережет технику от короткого замыкания.

záver

Трехфазный асинхронный двигатель – это надежный и эффективный мотор, который можно подключить как к трехфазной, так и однофазной сети. При этом необходимо соблюдать ряд правил. В частности – правильно рассчитывать емкости конденсаторов. Если все расчеты верны, двигатель будет работать в оптимальном режиме с высоким уровнем КПД.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Stavba