Ide o užitočné zariadenie, ktoré sa používa v mnohých oblastiach ľudskej činnosti, od každodenného života až po priemysel. V rôznych brúskach, na dopravníkoch, strojových jednotkách, priemyselných ventilačných systémoch a pod. Elektromotor má 3 výstupy, takže spojenie hviezda-trojuholník môže byť vykonané na trojfázovú sieť striedavého prúdu alebo transformátor.
Dizajn motora
Vinutia sú umiestnené na statore a rotor je skratovaný vo forme veveričky: hliníkové alebo medené krúžky na koncoch sú navzájom spojené paralelnými prepojkami. Stator je navinutý špeciálnym spôsobom s určitým počtom pólov, ktorý závisí od výkonových parametrov a napájacej siete. Ventilátory pre domácnosť majú len 2 póly, priemyselné trakčné motory 8 a viac.
Výhody použitia asynchrónneho elektromotory s zapojením do hviezdy alebo trojuholníka sú zrejmé a sú nasledovné:
Spôsoby pripojenia k sieti
Teraz sa pokúsme zistiť, čo je hviezda a trojuholník, aký je medzi nimi rozdiel. Asynchrónny 3-fázový elektromotor má 3 vinutia, ktoré sú spojené určitým spôsobom. Môžu byť pripojené ako k sieti 380 V, tak aj k striedavému napätiu 220 V. Preto možno motor považovať za univerzálny, ale kvalita jeho výkonu priamo závisí od spôsobu pripojenia do siete alebo samostatného napájacieho transformátora.
Napríklad v režime zrýchlenia, keď je zapojený sériovo do obvodu motora, aby sa znížilo štartovacie napätie. Na tomto princípe funguje frekvenčný menič, ktorý reguluje počiatočný krútiaci moment zmenou frekvencie, čím zabraňuje prekročeniu spotreby energie o viac ako 10-20%. V normálnom režime štartovania spotrebuje asynchrónny motor až 600% menovitej hodnoty, čo môže spôsobiť automatické vypnutie vstupných ističov.
Zvyčajne, keď otvoríte svorkovnicu na motore, uvidíte 3 kolíky a ďalšie otočenie. To označuje typ pripojenia vinutí, čo je v tomto prípade hviezda. Rozvinutím spoločného spojenia získate 6 pinov, čo sú konce a začiatky každého z 3 vinutí. Preto je možné vytvoriť spojenie pomocou trojuholníkového diagramu.
Niekedy je v závislosti od spôsobu riadenia a algoritmu generovania riadiaceho napätia v pohone potrebné prepnutie z hviezdy na trojuholník. A môžete to urobiť automaticky režime, napríklad pri akcelerácii, aby elektromotor okamžite poskytoval vysoký krútiaci moment. Najčastejšie sa to používa v systémoch riadenia frekvencie, kde sa vyžaduje prísnejšie riadená dynamika motora a riadenie otáčok.
Kedy a ktorá schéma je najlepšie použiť, závisí od požiadaviek, ale každá metóda má svoje vlastné charakteristiky. Napríklad spočívajú vo vyvinutom a spotrebovanom výkone, rozdiele v lineárnom a fázovom napätí a podľa toho v dynamických a elektrických indikátoroch.
Základné vzorce
Predtým, ako sa zoznámite s funkciami pripojenia elektromotora hviezda-trojuholník, stojí za to pamätať si základné vzorce na výpočet výkonu a pomer napätí a prúdov medzi nimi. Pri výpočte napájaných zariadení zo siete striedavého napätia alebo samostatného transformátora sa používa pojem zdanlivý výkon. Označuje sa veľkým písmenom S a nachádza sa ako súčin efektívnej hodnoty napätia a prúdu U × I. Tiež je možné vypočítať na základe EMF, pri ktorom S = E × I.
Okrem úplného sú tu aj:
- aktívny;
- jalový výkon.
V prvom prípade sa označuje písmenom P = E × I × cos φ alebo P = U × I × cos φ. V druhom prípade Q = E × I × sin φ alebo Q = U × I × sin φ. Kde vo vzorcoch E je elektromotorická sila, I je prúd, φ je uhol medzi napätím a prúdom vytvoreným fázovým posunom vo vinutí.
Ak sú vinutia motora vo všetkých ohľadoch navzájom identické, potom sa všetky typy výkonu určujú ako súčin prúdu a napätia vynásobený 3.
Pripojenie hviezdicového motora
Najčastejšie sa používa hviezdicové zapojenie, pretože v tomto režime je zabezpečený potrebný výkon a je zaručený dobrý krútiaci moment na hriadeli. Ale stojí za to pochopiť, že nedostatočne zaťažený motor v 3-fázovej sieti spotrebuje prebytočnú energiu, takže je lepšie použiť menej výkonný motor alebo upraviť frekvenciu napájacieho transformátora alebo pohonu v závislosti od zdroja napätia.
A určiť elektrické parametre siete, je potrebné použiť vzťah √3. Spočiatku je potrebné poznamenať, že pri pripojení do hviezdy sú lineárne a fázové prúdy rovnaké a napätie je určené vzorcom U = √3 × U f. Nie je ťažké z neho nájsť fázové napätie. V súlade s tým sa právomoci určujú s prihliadnutím na tento pomer:
S = √3 × U × I
Malo by sa pamätať na to, že ak má transformátor okrem 3 fáz aj 4. svorku od stredného bodu, potom musí byť pripojený k elektromotoru .
Vlastnosti použitia hviezdicového pripojenia
V podnikoch a vo všetkých ostatných oblastiach je hlavným typom pripojenia pre 3-fázové motory hviezda a sú napájané zo spoločnej rozvodne alebo samostatného transformátora, čím sa zabezpečuje galvanické oddelenie. Spojovací obvod jeho vinutí nijak zvlášť neovplyvňuje činnosť motora. Ak sú spojené do trojuholníka, potom bude výstupné napätie 1,73-krát menšie a pripojením motora k jeho vinutiu v trojuholníkovom obvode dosiahnete približne rovnaký krútiaci moment ako v normálnom režime.
Fázové prúdy pri zapojení do hviezdicového obvodu sú rovnaké a napätie dodávané do každého vinutia je 1,73-krát menšie. Motor získava krútiaci moment dlhší čas, no neprehrieva sa. V tomto režime sa motory používajú na ventilátoroch, čerpadlách, závitovkách a iných jednotkách. Ak je však potrebné zvýšiť krútiaci moment a trakčnú kapacitu, krátko sa prepne na trojuholník.
V tomto prípade sa do vinutí dodáva plné sieťové napätie a následne zvýšený prúd, čo vedie k uvoľneniu dodatočného výkonu na hriadeli a zahrievaniu motora. Režim delta spínania sa používa na zrýchlenie štartu motora, a teda vrátenie spojovacieho obvodu do pôvodného stavu. Dlhodobá prevádzka v tomto režime povedie k rýchlemu zlyhaniu.
Obsah:
Konštrukcia trojfázového elektromotora je elektrický stroj, ktorý na normálnu prevádzku vyžaduje siete trojfázového striedavého prúdu. Hlavnými časťami takéhoto zariadenia sú stator a rotor. Stator je vybavený tromi vinutiami posunutými medzi sebou o 120 stupňov. Keď sa vo vinutí objaví trojfázové napätie, na ich póloch sa vytvárajú magnetické toky. V dôsledku týchto tokov sa rotor motora začne otáčať.
V priemyselnej výrobe av každodennom živote sú trojfázové asynchrónne motory široko používané. Môžu byť jednorýchlostné, kedy sú vinutia motora zapojené do hviezdy a trojuholníka, alebo viacrýchlostné, s možnosťou prepínania z jedného okruhu do druhého.
Hviezdicové a trojuholníkové spojenie vinutí
Všetky trojfázové elektromotory majú vinutia zapojené do hviezdy alebo trojuholníka.
Pri pripájaní vinutí v hviezdnom obvode sú ich konce spojené v jednom bode v nulovom uzle. Preto získame ešte jeden ďalší nulový výstup. Ostatné konce vinutí sú pripojené k fázam siete 380 V.
Zapojenie do trojuholníka pozostáva zo sériového zapojenia vinutí. Koniec prvého vinutia je spojený s počiatočným koncom druhého vinutia atď. Nakoniec sa koniec tretieho vinutia spojí so začiatkom prvého vinutia. Do každého uzla pripojenia sa privádza trojfázové napätie. Trojuholníkové spojenie sa vyznačuje absenciou neutrálneho vodiča.
Oba typy zlúčenín dostali približne rovnakú distribúciu a nemajú výrazné charakteristické znaky.
Pri použití oboch možností existuje aj kombinované pripojenie. Tento spôsob sa používa pomerne často, jeho cieľom je plynulý nábeh elektromotora, čo nie je vždy možné dosiahnuť klasickými zapojeniami. V momente priameho rozbehu sú vinutia v hviezdicovej polohe. Ďalej sa používa relé, ktoré zabezpečuje prepnutie do polohy trojuholníka. Z tohto dôvodu sa spúšťací prúd znižuje. Kombinovaný obvod sa najčastejšie používa pri štartovaní elektromotorov s vysokým výkonom. Takéto motory tiež vyžadujú výrazne vyšší štartovací prúd, približne sedemnásobok menovitej hodnoty.
Elektromotory je možné pri použití dvojitej alebo trojhviezdy pripojiť aj iným spôsobom. Tieto pripojenia sa používajú pre motory s dvoma alebo viacerými variabilnými rýchlosťami.
Štartovanie trojfázového elektromotora s prepínaním hviezda-trojuholník
Táto metóda sa používa na zníženie štartovacieho prúdu, ktorý môže byť približne 5-7 násobok menovitého prúdu elektromotora. Jednotky s príliš veľkým výkonom majú rozbehový prúd, pri ktorom ľahko vypadnú poistky, vypnú sa ističe a celkovo výrazne klesne napätie. Pri takomto poklese napätia sa žhavenie žiaroviek znižuje, krútiaci moment ostatných elektromotorov klesá a stýkače sa spontánne vypnú. Preto sa na zníženie nábehového prúdu používajú rôzne metódy.
Spoločné pre všetky metódy je potreba znížiť napätie vo vinutiach statora pri priamom rozbehu. Na zníženie rozbehového prúdu je možné obvod statora pri štartovaní doplniť tlmivkou, reostatom alebo automatickým transformátorom.
Najrozšírenejšie je prepínanie vinutia z hviezdicovej do trojuholníkovej polohy. V hviezdnej polohe sa napätie stane 1,73-krát menšie ako menovitá hodnota, preto bude prúd menší ako pri plnom napätí. Počas rozbehu sa otáčky motora zvýšia, prúd sa zníži a vinutia sa prepnú do polohy trojuholníka.
Takéto spínanie je povolené v elektromotoroch, ktoré majú ľahký štartovací režim, pretože štartovací krútiaci moment sa zníži približne dvakrát. Táto metóda sa používa na spínanie tých motorov, ktoré je možné konštrukčne spojiť do trojuholníka. Musia mať vinutia schopné prevádzky pri .
Kedy prejsť z trojuholníka na hviezdu
Keď je potrebné vykonať hviezdicové a trojuholníkové spojenie vinutia elektromotora, mali by ste pamätať na to, že je možné prepínať z jedného typu na druhý. Hlavnou možnosťou je spínací obvod hviezda-trojuholník. V prípade potreby je však možná aj opačná možnosť.
Každý vie, že elektromotory, ktoré nie sú plne zaťažené, majú pokles účinníka. Preto je vhodné takéto motory nahradiť zariadeniami s nižším výkonom. Ak je však výmena nemožná a existuje veľká rezerva výkonu, vykoná sa prepínač delta-star. Prúd v obvode statora by nemal prekročiť menovitú hodnotu, inak sa elektromotor prehreje.
Schémy zapojenia elektromotora. Hviezda, trojuholník, hviezda - trojuholník.
Asynchrónne motory, ktoré majú množstvo nepopierateľných výhod ako spoľahlivosť v prevádzke, vysoký výkon, schopnosť odolávať veľkému mechanickému preťaženiu, nenáročnosť a nízke náklady na údržbu a opravy vďaka jednoduchosti konštrukcie, majú, samozrejme, svoje isté nevýhody.
V praxi sa používajú hlavné spôsoby pripojenia trojfázových elektromotorov k sieti: „zapojenie do hviezdy“ a „zapojenie do trojuholníka“.
Pri pripájaní trojfázového elektromotora s hviezdou sú konce jeho statorových vinutí spojené dohromady, spojenie nastáva v jednom bode a na začiatok vinutia sa privádza trojfázové napätie (obrázok 1).
Pri zapojení trojfázového elektromotora podľa schémy zapojenia „trojuholník“ sú statorové vinutia elektromotora zapojené do série tak, že koniec jedného vinutia je spojený so začiatkom ďalšieho a tak ďalej ( Obrázok 2).
Bez toho, aby sme zachádzali do technických a teoretických základov elektrotechniky, je známe, že elektromotory s vinutiami spojenými hviezdou pracujú hladšie a mäkšie ako elektromotory s vinutiami spojenými trojuholníkom, treba poznamenať, že keď sú vinutia spojené pomocou hviezda, elektromotor nedokáže vyvinúť plný výkon. Pri zapojení vinutí podľa obvodu do trojuholníka elektromotor pracuje na plný menovitý výkon (čo je 1,5-krát väčší výkon ako pri zapojení hviezdou), no zároveň má veľmi vysoké rozbehové prúdy.
V tomto ohľade pre zníženie štartovacích prúdov je vhodné (najmä pri elektromotoroch s vyšším výkonom) zapájať podľa obvodu hviezda-trojuholník; Spočiatku sa spustenie vykonáva podľa obvodu „hviezda“, po ktorom (keď elektromotor „získal rýchlosť“), dôjde k automatickému prepínaniu podľa obvodu „trojuholníka“.
Riadiaci obvod:
Iná verzia riadiaceho obvodu motora
Pripojenie napájacieho napätia cez rozpínací (normálne zatvorený) kontakt časového relé K1 a rozpínací kontakt K2 v obvode cievky štartéra K3.
Po zapnutí štartéra K3 svojimi normálne zopnutými kontaktmi otvorí obvody cievky štartéra K2 s kontaktmi K3 (blokovanie náhodného zopnutia) a zopne kontakt K3 v silovom obvode cievky magnetického štartéra K1, ktorý je v kombinácii s kontaktmi časového relé.
Keď je štartér K1 zapnutý, kontakty K1 sa zatvoria v cievkovom obvode magnetického štartéra K1 a súčasne sa zapne časové relé, v cievkovom obvode štartéra K3 sa otvorí kontakt časového relé K1 a kontakt časového relé K1 sa zopne v okruhu cievky štartéra K2.
Vypnutím vinutia štartéra K3 sa zopne kontakt K3 v obvode cievky magnetického štartéra K2. Po zapnutí štartéra K2 otvorí svoje kontakty K2 v obvode napájacej cievky štartéra K3.
(Začiatok vinutia statora: U1; V1; W1. Konce vinutia: U2; V2; W2. Na svorkovnici sú kolíky začiatku a konca vinutia umiestnené v prísnom poradí: W2; U2; V2; pod nimi sú umiestnené: U1; V1; W1. Pri zapojení motora do „trojuholníka“ sú čapy spojené prepojkami: W2-U1; U2-V1; V2-W1.)
Trojfázové napätie sa privádza na začiatok vinutia U1, V1 a W1 cez silové kontakty magnetického štartéra K1. Pri spustení magnetického štartéra K3 pomocou kontaktov K3 dôjde ku skratu, ktorý spojí konce vinutí U2, V2 a W2 navzájom, vinutia motora sú spojené hviezdou.
Po určitom čase sa aktivuje časové relé v kombinácii so štartérom K1, ktorý vypne štartér K3 a súčasne zapne K2, silové kontakty K2 sa uzavrú a napätie sa privedie na konce vinutí motora U2, V2 a W2. Elektromotor sa teda zapína v trojuholníkovom vzore.
Na spustenie motorov podľa obvodu hviezda-trojuholník vyrábajú rôzni výrobcovia takzvané štartovacie relé, môžu mať rôzne názvy: „Štartovacie časové relé“, „Štart-trojuholník“ atď., Ale ich účel je rovnaký:
Typický obvod so štartovacím časovým relé (relé hviezda/trojuholník) na riadenie štartu trojfázového asynchrónneho motora:
Záver: Na zníženie štartovacích prúdov je potrebné motor naštartovať v nasledujúcom poradí: najprv zapnite v hviezdicovej konfigurácii pri nízkych otáčkach, potom prepnite na trojuholník.
Prvým štartom s trojuholníkom sa vytvorí maximálny krútiaci moment a potom prepnutím do hviezdy (štartovací moment je 2-krát menší) s ďalšou prevádzkou v nominálnom režime, keď elektromotor „naberie otáčky“, dôjde k automatickému prepnutiu na trojuholník , stojí za to vziať do úvahy zaťaženie hriadeľa pred štartom, Koniec koncov, krútiaci moment na hviezde je oslabený, takže táto metóda štartovania pravdepodobne nebude vhodná pre veľmi zaťažené motory a môže zlyhať.
Pri pripájaní fázových vinutí zdroja trojfázového prúdu (napríklad generátora) podľa obvodu „hviezda s neutrálnym vodičom“ sú konce jeho troch vinutí spojené do spoločného uzla 0, ktorý sa nazýva nulový bod, alebo zdroj neutrálny(obr. 206). Prijímače elektrickej energie sú združené do troch skupín Z A, Z B a Z c (záťažové fázy), ktorých konce sú tiež spojené do spoločného uzla 0′ (nulový bod alebo záťažový nulový vodič). Zdrojové vinutia sú pripojené k fázam zaťaženia pomocou štyroch vodičov. Drôty 1, 2 a 3 pripojené na začiatky fázových vinutí (A, B, C) sú tzv. lineárne. Volá sa vodič 4 spájajúci nulové body 0 a 0′ nula, alebo neutrálny. Napätia u A, u B a u C medzi začiatkami a koncami vinutí jednotlivých fáz zdroja alebo fáz záťaže Z A, Z B a Z c sa nazývajú. fáza. Rovnajú sa aj napätiu medzi každým z lineárnych vodičov a nulovým vodičom. Pri absencii straty napätia v zdrojových vinutiach (naprázdno) sa fázové napätia rovnajú zodpovedajúcim e. d.s. v týchto vinutiach. Fázové prúdy i A, i B, ic sú prúdy pretekajúce vinutiami zdroja alebo fázami zaťaženia Z A, Z B a Z c. Napätia u AB, u BC, u CA medzi lineárnymi vodičmi a prúdy prechádzajúce týmito vodičmi sa nazývajú lineárne.
Vezmime si konvenčne kladný smer prúdov i A, i B a i c v zdrojových fázach - od konca príslušnej fázy po jej začiatok,
vo fázach zaťaženia - od začiatku do konca a v lineárnych drôtoch - od zdroja po prijímač. Napätia u A, u B a u C vo fáze zdroja a záťaže budeme považovať za kladné, ak smerujú od začiatku fáz ku koncom, a lineárne napätia u AB, u BC, u CA - ak sú nasmerované z predchádzajúcej fázy do ďalšej.
Z obr. 206 z toho vyplýva v hviezdicovom obvode sa lineárne prúdy rovnajú fázovým prúdom, t.j. I l = I f, pretože pri prechode z fázy zdroja alebo záťaže na lineárny drôt nie sú žiadne vetvy. Okamžité hodnoty stresu podľa druhého Kirchhoffovho zákona:
u AB = u A – u B; u BC = u B – u C; u CA = u C – u A.
Prechodom od okamžitých hodnôt napätia k ich vektorom máme:
? AB = ? A - ? B; ? BC = ? B – ? S; ? SA = ? S - ? A.
teda lineárne napätie sa rovná vektorovému rozdielu zodpovedajúcich fázových napätí. Pomocou získaných vektorových rovníc môžete zostrojiť vektorový diagram (obr. 207, a), ktorý je možné previesť na diagram (obr. 207, b). Z tohto diagramu je vidieť, že v symetrickom trojfázovom systéme sú lineárne vektory napätia? AB, ? Slnko, ? CA tvorí rovnostranný trojuholník ABC, vo vnútri ktorého je symetrická trojcípa hviezda fázových napätí? A, ? IN, ? C. V rovnoramenných trojuholníkoch AOB, BOC a COA sa základňa rovná U l, ostatné strany sú U f a ostrý uhol medzi týmito stranami a základňou je 30°. teda
Ul = 2U f cos 30° = 2U ?3 / 2 = ?3 Uf
teda v trojfázovom systéme zapojenom podľa obvodu „hviezda s neutrálnym vodičom“ je lineárne napätie väčšie ako fázové napätie tri krát. Hodnota?3 = 1,73 je základom pre stupnicu nominálnych striedavých napätí: 127, 220, 380 a 660 V. V tejto sérii je každá ďalšia hodnota napätia 1,73-krát väčšia ako predchádzajúca.
Nulovým vodičom prechádza prúd i0, ktorého okamžitá hodnota sa rovná algebraickému súčtu okamžitých hodnôt prúdov prechádzajúcich v jednotlivých fázach: i0 = iA+iB+ic.
Prechodom od okamžitých hodnôt prúdov k ich vektorom máme:
? 0 =? A+? B+? C.
Súčasné vektory? A, ? V a? Sú C posunuté vzhľadom na vektory zodpovedajúcich napätí? A, ? B, ? Od do rohov? A, ? B, ? C (obr. 208, a). Hodnoty týchto uhlov závisia od vzťahu medzi aktívnou a reaktanciou obsiahnutou v danej fáze. Zobrazuje rovnaký diagram sčítanie vektorov? A, ? V a? C určiť aktuálny vektor? 0 Zvyčajne aktuálne? 0 menej prúdov
I A, 1 V a I C v linkových vodičoch, takže neutrálny vodič má plochu prierezu rovnakú alebo dokonca o niečo menšiu ako plocha prierezu linkových vodičov.
V obvode „hviezda s neutrálnym vodičom“ môžu byť prijímače elektrickej energie pripojené k dvom napätiam: lineárne U l (pri pripojení k dvom lineárnym vodičom) a fáze U F (pri pripojení k neutrálnemu a jednému z lineárnych vodičov).
Pri rovnomernom alebo symetrickom zaťažení všetkých troch fáz, keď sú vo všetkých fázach zahrnuté rovnaké aktívne a reaktívne odpory (RA = R B = R C a X A = X B = X C), fázové prúdy i A, i B a i C budú majú rovnakú hodnotu a sú posunuté od zodpovedajúcich fázových napätí v rovnakých uhloch. V tomto prípade získame symetrický systém prúdov, v ktorom budú prúdy i A, i B, i C fázovo posunuté voči sebe o uhol 120° a prúd i 0 v neutrálnom vodiči pri ľubovoľnom čas je nula (obr. 208, b ).
Je zrejmé, že pri rovnomernom zaťažení môžete odstrániť neutrálny vodič a preniesť elektrickú energiu zdroja do prijímača cez tri lineárne vodiče 1, 2 a 3 (obr. 209). Táto schéma sa nazýva "hviezda bez neutrálneho vodiča". Pri trojvodičovom systéme na prenos elektrickej energie prúd v každom okamihu preteká cez jeden (alebo dva) vodiče zo zdroja trojfázového prúdu do prijímača a cez ďalšie dva (alebo jeden) tečie späť z prijímača. k zdroju (obr. 210). Vektorový diagram napätia pre obvod „hviezda bez neutrálneho vodiča“ s rovnomerným fázovým zaťažením bude rovnaký ako pre obvod „hviezda s neutrálnym vodičom“ (pozri obr. 207). Vzťahy medzi fázovými a lineárnymi prúdmi a napätiami budú rovnaké:
I l = I F A Ul = ?3 U F
Treba poznamenať, že obvod „hviezda bez nulového vodiča“ možno použiť iba s rovnomerným fázovým zaťažením. V praxi k tomu dochádza len pri pripájaní elektromotorov k zdrojom trojfázového prúdu, keďže každý trojfázový elektromotor je vybavený tromi rovnakými vinutiami, ktoré rovnomerne zaťažujú všetky tri fázy. Pri nerovnomernom zaťažení budú napätia v jednotlivých fázach zaťaženia rozdielne. Na niektorých fázach (s nižším odporom) sa napätie zníži a na iných sa zvýši v porovnaní s normálom, čo je neprijateľné.
Pri napájaní elektrických svietidiel trojfázovým prúdom dochádza k takmer nerovnomernému fázovému zaťaženiu, pretože v tomto prípade nie je možné zaručiť rozdelenie prúdu medzi všetky tri fázy (jednotlivé svietidlá je možné zapínať a vypínať jednotlivo). Obzvlášť nebezpečné v obvode „hviezda bez neutrálneho vodiča“ je prerušenie alebo skrat v jednej z fáz. Zostrojením príslušných vektorových diagramov je možné ukázať, že ak dôjde k prerušeniu jednej z fáz, napätie v ostatných dvoch fázach sa zníži na polovicu lineárneho, v dôsledku čoho budú svietidlá zahrnuté v týchto fázach horieť. nedostatočný výkon. Ak dôjde ku skratu v jednej z fáz, napätie v ostatných fázach sa zvýši na lineárne, t.j. 3-krát, a všetky svietidlá zapnuté v týchto fázach vyhoria. Preto v obvode „hviezda s neutrálnym vodičom“, aby sa predišlo prerušeniu obvodu neutrálneho vodiča, v ňom nie sú nainštalované poistky a spínače.
Asynchrónny elektromotor je elektromechanické zariadenie, ktoré je široko používané v rôznych oblastiach činnosti, a preto je mnohým známe. Medzitým, aj keď vezmeme do úvahy blízky vzťah s ľuďmi, vzácny „vlastný elektrikár“ dokáže odhaliť všetky jemnosti týchto zariadení. Napríklad nie každý „držiak klieští“ môže poskytnúť presné rady: ako spojiť vinutia elektromotora s „trojuholníkom“? Alebo ako nainštalovať prepojky pre schému zapojenia do hviezdy vinutia motora? Pokúsme sa vyriešiť tieto dva jednoduché a zároveň zložité problémy.
Ako hovorieval Anton Pavlovič Čechov:
Opakovanie je matkou učenia!
Je logické začať opakovať tému elektrických asynchrónnych motorov s podrobným preskúmaním návrhu. postavené na základe nasledujúcich konštrukčných prvkov:
- hliníková skriňa s chladiacimi prvkami a montážnym šasi;
- stator – tri cievky navinuté medeným drôtom na kruhovej základni vo vnútri krytu a umiestnené oproti sebe v uhlovom polomere 120º;
- rotor - kovový polotovar, pevne pripevnený k hriadeľu, vložený do prstencovej základne statora;
- axiálne ložiská pre hriadeľ rotora - predné a zadné;
- kryty skrine - predné a zadné, plus obežné koleso na chladenie;
- BRNO - horná časť puzdra v podobe malého obdĺžnikového výklenku s vekom, kde je umiestnená svorkovnica na zaistenie vývodov statorového vinutia.
Tu je v skutočnosti celá štruktúra. Väčšina asynchrónnych elektromotorov je prototypom práve takejto konštrukcie. Je pravda, že niekedy existujú exempláre trochu inej konfigurácie. Ale to je už výnimka z pravidla.
Označenie a zapojenie statorových vinutí
Existuje tiež pomerne veľký počet asynchrónnych elektromotorov, kde je označenie vinutia statora vyrobené podľa zastaranej normy.
Táto norma stanovila označenie symbolom „C“ a pridanie čísla - číslo vinutia, ktoré označuje jeho začiatok alebo koniec.
V tomto prípade čísla 1, 2, 3 vždy označujú začiatok a čísla 4, 5, 6 označujú konce. Napríklad značky „C1“ a „C4“ označujú začiatok a koniec prvého vinutia statora.
Označenie koncových častí vodičov pripojených na svorkovnicu BRNO: A - zastarané označenie, ale v praxi stále nájdené; B – moderné označenie, tradične prítomné na značkách vodičov nových motorov Moderné štandardy toto označovanie zmenili. Teraz boli vyššie uvedené symboly nahradené inými, ktoré zodpovedajú medzinárodnému štandardu (U1, V1, W1 - počiatočné body, U2, V2, W2 - koncové body) a tradične sa vyskytujú pri práci s asynchrónnymi motormi novej generácie.
Vodiče vychádzajúce z každého statorového vinutia sú vyvedené do priestoru svorkovnice, ktorá je umiestnená na kryte motora a sú pripojené k samostatnej svorke.
Celkovo sa počet jednotlivých svoriek rovná počtu vedúcich a koncových vodičov spoločného vinutia. Zvyčajne ide o 6 vodičov a rovnaký počet svoriek.
Takto vyzerá svorkovnica motora štandardnej konfigurácie. Šesť svoriek je prepojených mosadznými (medenými) prepojkami pred pripojením motora k príslušnému napätiu Medzitým sú aj variácie v zapojení vodičov (zriedkavo a zvyčajne na starších motoroch), kedy sú do oblasti BRNO vedené 3 vodiče a sú prítomné len 3 svorky.
Ako prepojiť hviezdu a trojuholník?
Pripojenie asynchrónneho elektromotora so šiestimi vodičmi pripojenými na svorkovnicu sa vykonáva štandardnými spôsobmi pomocou prepojok.
Správnym umiestnením prepojok medzi jednotlivé svorky je ľahké a jednoduché nastaviť požadovanú konfiguráciu obvodu.
Takže, aby sa vytvorilo rozhranie pre hviezdicové zapojenie, počiatočné vodiče vinutí (U1, V1, W1) by mali byť na jednotlivých svorkách ponechané samostatné a svorky koncových vodičov (U2, V2, W3) byť navzájom spojené prepojkami.
Schéma zapojenia hviezdy. Charakterizované požiadavkami na vysoké sieťové napätie. Poskytuje hladký chod rotora v režime štartovania Ak potrebujete vytvoriť schému pripojenia „trojuholníka“, umiestnenie prepojok sa zmení. Ak chcete spojiť vinutia statora s trojuholníkom, musíte pripojiť štartovacie a koncové vodiče vinutia podľa nasledujúcej schémy:
- úvodné U1 – finále W2
- úvodné V1 – finále U2
- počiatočná W1 – konečná V2
Schéma zapojenia do trojuholníka. Charakteristickým znakom sú vysoké nábehové prúdy. Preto sú motory podľa tejto schémy často predštartované na hviezde a potom sa prepnú do prevádzkového režimu Zapojenie pre obe schémy sa samozrejme predpokladá ako trojfázová sieť s napätím 380 voltov. Pri výbere jednej alebo druhej možnosti okruhu nie je žiadny zvláštny rozdiel.
Musí sa však vziať do úvahy väčšia požiadavka na medzifázové napätie pre hviezdicový obvod. Tento rozdiel je v skutočnosti znázornený označením „220/380“ na technickom štítku motorov.
Možnosť sériového pripojenia hviezda-trojuholník sa zdá byť optimálnou štartovacou metódou pre 3-fázový striedavý indukčný motor. Táto možnosť sa často používa na jemné spustenie motora pri nízkych počiatočných prúdoch.
Spočiatku je spojenie organizované podľa „hviezdnej“ schémy. Potom, po určitom čase, sa spojenie s „trojuholníkom“ uskutoční okamžitým prepnutím.
Pripojenie zohľadňujúce technické informácie
Každý asynchrónny elektromotor je nevyhnutne vybavený kovovou doskou, ktorá je pripevnená k boku krytu.
Tento štítok je akýmsi identifikačným panelom zariadenia. Všetky potrebné informácie potrebné pre správnu inštaláciu produktu v AC sieti sa nachádzajú tu.
Technický štítok na boku krytu motora. Tu sú uvedené všetky dôležité parametre potrebné na zabezpečenie normálnej prevádzky elektromotora. Tieto informácie by sa nemali zanedbať pri zapájaní motora do elektrického obvodu. Porušenie podmienok uvedených na informačnom štítku je vždy prvou príčinou poruchy motora.
Čo je uvedené na technickom štítku asynchrónneho elektromotora?
- Typ motora (v tomto prípade asynchrónny).
- Počet fáz a pracovná frekvencia (3F / 50 Hz).
- Schéma zapojenia vinutia a napätie (trojuholník/hviezda, 220/380).
- Prevádzkový prúd (trojuholník / hviezda)
- Výkon a rýchlosť (kW/ot./min.).
- Účinnosť a COS φ (% / koeficient).
- Režim a trieda izolácie (S1 – S10 / A, B, F, H).
- Výrobca a rok výroby.
Pri odbočovaní k technickému štítku už elektrikár vopred vie, za akých podmienok je prípustné pripojiť motor k sieti.
Z hľadiska zapojenia do „hviezdy“ alebo „trojuholníka“ existujúce informácie spravidla dávajú elektrikárovi vedieť, že pripojenie „trojuholníka“ k sieti 220 V je správne a asynchrónny elektromotor by mal byť pripojený k „hviezdne“ vedenie na 380V vedení.
Motor by mal byť testovaný alebo prevádzkovaný iba vtedy, ak je zapojený cez ochranný štít. V tomto prípade by mal byť automatický stroj zavedený do obvodu asynchrónneho elektromotora správne zvolený podľa vypínacieho prúdu.
Trojfázový asynchrónny elektromotor v sieti 220V
Teoreticky aj prakticky môže asynchrónny elektromotor, určený na pripojenie do siete cez tri fázy, pracovať v jednofázovej sieti 220V.
Táto možnosť je spravidla relevantná iba pre motory s výkonom nie väčším ako 1,5 kW. Toto obmedzenie sa vysvetľuje banálnym nedostatkom kapacity prídavného kondenzátora. Vysoké výkony vyžadujú kapacitu pre vysoké napätie, meranú v stovkách mikrofaradov.
Pomocou kondenzátora môžete organizovať prevádzku trojfázového motora v 220 voltovej sieti. V tomto prípade sa však stratí takmer polovica užitočného výkonu. Úroveň účinnosti sa zníži na 25-30% Najjednoduchší spôsob, ako spustiť trojfázový asynchrónny elektromotor v jednofázovej sieti 220-230V, je pripojiť ho cez takzvaný štartovací kondenzátor.
To znamená, že z troch existujúcich svoriek sú dva spojené do jedného pripojením kondenzátora medzi ne. Takto vytvorené dva sieťové terminály sú pripojené k sieti 220V.
Prepnutím napájacieho kábla na svorkách s pripojeným kondenzátorom môžete zmeniť smer otáčania hriadeľa motora.
Vložením kondenzátora do trojfázovej svorkovnice sa schéma zapojenia premení na dvojfázovú. Ale pre správnu činnosť motora je potrebný výkonný kondenzátor Nominálna kapacita kondenzátora sa vypočíta podľa vzorcov:
Sv = 2800 * I / U
Ctr = 4800 * I / U
kde: C – požadovaná kapacita; I – štartovací prúd; U – napätie.
Jednoduchosť si však vyžaduje obetu. Tak je to tu. Pri prístupe k riešeniu štartovacieho problému pomocou kondenzátorov je zaznamenaná významná strata výkonu motora.
Na kompenzáciu strát musíte nájsť vysokokapacitný kondenzátor (50-100 µF) s prevádzkovým napätím najmenej 400-450V. Ale aj v tomto prípade je možné získať výkon nie viac ako 50% nominálnej hodnoty.
Keďže takéto riešenia sa najčastejšie používajú pre asynchrónne elektromotory, ktoré sa majú spúšťať a vypínať pomocou , je logické použiť obvod mierne upravený oproti tradičnej zjednodušenej verzii.
Schéma na organizovanie práce v 220 voltovej sieti, berúc do úvahy časté zapínanie a vypínanie. Použitie niekoľkých kondenzátorov umožňuje do určitej miery kompenzovať straty výkonu Minimálne straty výkonu sa dosahujú zapojením „trojuholník“ na rozdiel od obvodu „hviezda“. V skutočnosti túto možnosť naznačujú aj technické informácie, ktoré sú umiestnené na technických štítkoch asynchrónnych motorov.
Na štítku je spravidla obvod „trojuholník“, ktorý zodpovedá prevádzkovému napätiu 220V. Preto pri výbere spôsobu pripojenia by ste sa mali v prvom rade pozrieť na štítok s technickými parametrami.
Neštandardné svorkovnice BRNO
Ojedinele sa vyskytujú prevedenia asynchrónnych elektromotorov, kde BRNO obsahuje svorkovnicu s 3 výstupmi. Pre takéto motory sa používa vnútorná schéma zapojenia.
To znamená, že tá istá „hviezda“ alebo „trojuholník“ je schematicky zoradená so spojmi priamo v oblasti, kde sa nachádzajú vinutia statora, kde je ťažký prístup.
Typ neštandardnej svorkovnice, s ktorou sa možno v praxi stretnúť. Pri realizácii takéhoto zapojenia by ste sa mali riadiť výlučne informáciami uvedenými na technickom štítku Takéto motory nie je možné konfigurovať iným spôsobom, v každodenných podmienkach. Informácie na technických štítkoch motorov s neštandardnými svorkovnicami zvyčajne označujú schému zapojenia vnútornej hviezdy a napätie, pri ktorom je prípustné prevádzkovať elektromotor asynchrónneho typu.
Video zo zapnutia motora 380V až 220V
Video nižšie ukazuje, ako je možné pripojiť elektromotor s 380-voltovým vinutím do 220-voltovej siete (domácej siete). Táto potreba je bežným javom v každodennom živote.
