DIYspace.ru. Схема пуска трехфазного электродвигателя

Способы и типы подключения трёхфазного двигателя к трёхфазной сети.

Тема: какими способами делают подключение 3х фаз. двигетеля к 3х фаз. сети.

Возможно не все знают, что существует несколько способов подключения трёхфазного асинхронного электродвигателя к трёхфазной сети. Давайте с Вами их разберём и посмотрим на те достоинства и недостатки, которыми они обладают. Итак, есть такие варианты подключения - прямой пуск, пуск по схеме звезда/треугольник, пуск электродвигателя через устройство плавного пуска и запуск его через частотный преобразователь (частотник, векторный преобразователь, частотный преобразователь, частотный инвертор).

Самым простым типом подключения трёхфазного двигателя к сети с тремя фазами является схема прямого пуска. В данном способе подключения берутся просто три провода, идущие от электродвигателя через переключающее устройство (автоматический выключатель, контактор, магнитный пускатель) подсоединяются к питающей трёхфазной электрической сети. К достоинству этого варианта подключения электродвигателя относится его простота и дешевизна (нужно минимум дополнительных устройств). К минусам можно отнести тот факт, что при таком соединении в момент включения двигателя возникает эффект токовой перегрузки по причине больших пусковых токов (в момент старта они в 7 раз превышают номинальное значение). При небольших мощностях электродвигателя (примерно до 4 кВт) этот негативный эффект не приносит больших неприятностей, а вот уже свыше 4 кВт, лучше этот феномен исключать.

Классическим способом (типом) подключения трёхфазного двигателя к трёхфазной сети является вариант звезда/треугольник. То есть, как известно обмотки асинхронного электродвигателя можно подключить по схеме звезды и по схеме треугольника. Когда подключение происходит по схеме звезда, при номинальном напряжении мощность двигателя равна 0.59 (от 1). То есть, она меньше возможной мощности этого движка. Когда мы электрический двигатель (его обмотки) включаем по схеме треугольника, то в этом случае движёк выдаёт полную свою мощность.

Следовательно, что бы избежать больших пусковых токов при старте движка мы сначала включаем электродвигатель по схеме звезды, а когда он наберёт нужные обороты, переключаем схему на треугольник, что позволит сделать более плавный пуск, а после выйти на свои полные обороты и мощность. При таком типе подключения трёхфазного электрического двигателя к трёхфазной сети используется более сложная схема (следовательно и дополнительных устройств управления будет больше, что скажется на общей стоимости данной схемы подключения).

Третьим способом подключения электродвигателя к сети (трёхфазной) будет вариант с использованием плавного пуска. Плавный пуск представляет собой симисторное устройство, которое не позволяет в момент пуска движка нарастать току. Естественно, это рациональный вариант подключения электродвигателя, но оно и по стоимости будет дороже обходиться чем применение вышеописанных вариантов.

Ну и наиболее дорогостоящий, но и наиболее лучший способ подключения трёхфазного двигателя к трёхфазной сети будет с использованием преобразователя частоты, которое также называют частотниками, инверторами частоты, векторными преобразователями. Его применение имеет массу преимуществ. Он способен в полном диапазоне частоты вращения электродвигателя регулировать обороты. При чём содержит в себе много режимов работы, имеет управление через внешние электронные и информационные системы. Само собой частотник содержит все защиты от токовых перегрузок, коротких замыканий, неправильного подключения фаз и т.д. Если нет ограничений на бюджет, это самый лучший вариант способа подключения двигателя к трёхфазной электрической сети.

P.S. Как видно каждый тип подключения имеет свои достоинства и недостатки. И всё в основном упирается именно в бюджет, ну и в целесообразность, конечно же. При небольших мощностях электродвигателя дешевле использовать простое прямое включение. Что бы избежать чрезмерных пусковых токов, применяйте схему звезда/треугольник. Если позволяют денежные средства, ставьте плавные пуски и частотные преобразователи.

electrohobby.ru

Устройство запуска трехфазных электродвигателей / Электроника для начинающих / DIYspace.ru

Для подключения трехфазных электродвигателей к однофазной сети переменного тока в качестве фазосдвигающих элементов используют, как правило, конденсаторы. Практика показывает, что для двигателей мощностью 2...3 кВт суммарная емкость фазосдвигающих конденсаторов может достигать 200...300 мкф и больше. Поэтому батарея конденсаторов становится большой по объему, массе и цене. Автор публикуемой статьи предлагает электронное устройство, обеспечивающее работу трехфазного двигателя от однофазной сети без фазосдвигающих конденсаторов.

Подключение предлагаемого устройства к электродвигателю и принцип его работы иллюстрирует рис. 1. Узел U представляет собой двунаправленный электронный ключ К, включение которого происходит в строго определенный момент времени.

Для запуска двигателя М1 в его обмотке Б или В должен протекать ток, сдвинутый по фазе относительно тока в обмотке А. Это создает на валу двигателя вращающий момент. В идеальном случае сдвиг по фазе должен быть 120°, реально же для запуска и устойчивой работы двигателя достаточно иметь фазовый сдвиг 50...70°.

В описываемом устройстве сдвиг фаз токов достигается замыканием в определенные моменты времени ключом К одной из обмоток двигателя, в данном случае — обмотки Б.

На рис. 2 приведены графики напряжения и токов, поясняющие принцип сдвига токов в обмотках двигателя. График а изображает форму токов в обмотках А и В при разомкнутом ключе К. В этом случае фазовый сдвиг токов равен нулю и вращающий момент на валу двигателя не создается.

При замыкании обмотки Б ключом в момент времени Твкл (график б) фазовые соотношения токов в обмотках изменяются. Ток в обмотке В начинает расти быстрее (график в). А так как ток в обмотке В не может измениться скачком, то это приводит к запаздыванию тока Iв относительно Iа на угол j. Хотя форма тока в обмотке В отличается от синусоидальной, фазовый сдвиг токов создает на валу двигателя вращающий момент.

Схема устройства запуска приведена на рис. 3. Двунаправленный электронный ключ выполнен на диодах VD1, VD2 и три-нисторах VS1, VS2. Диоды VD3 и VD4 образуют двухполупериодный выпрямитель сетевого напряжения, а резистор R1 и стабилитрон VD5 — стабилизатор выпрямленного напряжения. Управление тринисторами электронного ключа осуществляется транзисторами VT1, VT2.

Момент включения электронного ключа устанавливают резистором R7 «Режим». При минимальном сопротивлении резистора ключ открывается в момент максимального напряжения на обмотке Б электродвигателя (см. рис. 2,6), при максимальном — ключ закрыт.

Перед запуском двигателя движок резистора R7 переводят в крайнее нижнее (по схеме) положение, соответствующее максимальному фазовому сдвигу токов и, следовательно, наибольшему пусковому моменту на валу двигателя. После запуска тем же резистором устанавливают оптимальный режим работы двигателя в зависимости от его мощности и нагрузки.

Как показала практика, устройство запуска эффективно работает с электродвигателями, частота вращения якоря которых не превышает 1500 об/мин и их обмотки соединены треугольником.

Устройство испытано на работе с двумя двигателями: мощностью 370 Вт (типа АААМ63В4СУ1) 1360 об/мин и мощностью 2000 Вт 1380 об/мин.

В обоих случаях оно обеспечивало более уверенный запуск двигателя в сравнении с конденсаторной системой и мощность на валу двигателя после запуска была примерно одинаковой.

Детали устройства монтируют на печатной плате, которую размещают в корпусе из изоляционного материала. Тринисто-ры VS1, VS2 и диоды VD1, VD2 устанавливают на плате без теплоотводов. Резисторы — МЛТ, С2-33, конденсатор — К73-17. Транзисторы VT1 и VT2 могут быть любыми из тех же серий.

Вместо диодов Д231, тринисторов КУ202Н можно использовать аналогичные другие с допустимым прямым током не менее 10 А и обратным напряжением не менее 300 В.

При работе с устройством запуска следует иметь в виду, что все его элементы находятся под напряжением сети 220 В, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Электрические машины автоматических систем. — М.: Высшая школа, 1967.

2. А. Адаменко и др. Однофазные конденсаторные электродвигатели,: Сб.: «В помощь радиолюбителю», вып. 49 — М.: ДОСААФ, 1975.

РАДИО №6, 1996г.

diyspace.ru

Простая защита электродвигателя.

Защита трехфазного электродвигателя.

Обычная схема подключения трёхфазного асинхронного электродвигателя состоит из следующих элементов:

• автоматический выключатель

• электродвигатель

• магнитный пускатель

• тепловое реле токовой защиты.

Автоматические выключатели (автоматы) применяемые для защиты двигателей имеют расцепители тепловые и максимального тока, по принципу работы соответствующие максимальным и тепловым реле.

Следует учесть, что не все автоматы имеют такие расцепители и поэтому не все они могут применяться для защиты двигателя от перегрузки.

В схеме защиты автоматы устанавливаются перед пускателем для защиты проводов и аппаратов от тока короткого замыкания, а двигателя от тока короткого замыкания и перегрузки.

Тепловое реле реагирует на превышения тока потребляемого электродвигателем и вызывает размыкание контактов реле, что приводит к обесточиванию катушки и отключению электродвигателя.

Типовые схемы включения трёхфазного электродвигателя

Схемы подключения электродвигателей отличаются магнитными пускателями, в которых используются катушки на разные напряжения.

В первом случае используется магнитный пускатель с рабочим напряжением катушки – 220V; для питания используется любая фаза и ноль - N.

Во втором случае электродвигатель подключается через магнитный пускатель с катушкой на 380V, для питания используются две фазы, например B и С.

Обозначения на схеме:

SA1 - выключатель автоматический (3х-полюсный автомат),

TP1 - тепловое реле,

МП1 - магнитный пускатель,

БК - блок-контакт (нормально разомкнутый),

Start - кнопка "Пуск",

Stop - кнопка "Стоп".

Наиболее частые причины повреждения электродвигателя вследствие тепловой перегрузки является пропадание одной из питающих фаз, что приводит к ненормальному режиму работы и вызывает увеличение тока в статорных обмотках, в результате чего происходит перегрев и разрушение изоляции обмоток статора, приводящий к замыканию обмоток и полной неработоспособности электродвигателя.От небольших и устойчивых перегрузок двигатели защищают автоматами и тепловыми реле, но вследствие своей тепловой инерции они не сразу реагирует на резкие перегрузки, а только через несколько минут и за это время статорная обмотка может уже недопустимо перегреться. Поэтому в случае, когда возможны ситуации с непреднамеренным отключением одной из фаз питающей сети, и необходимо предотвратить выход из строя электродвигателя, целесообразно заменить стандартную схему подключения электродвигателя на одну из нижеследующих.

Схема №1.

В обычную схему запуска трехфазного электродвигателя помимо автомата и теплового (токового) реле, вводится еще одно дополнительное реле Р с нормально разомкнутыми контактами P1. При наличии напряжения в трехфазной сети обмотка дополнительного реле Р постоянно находится под напряжением и контакты Р1 замкнуты. При нажатии кнопки «Start» через обмотку магнитного пускателя МП проходит ток и он своими контактами блокирует кнопку «Start» и подключает электродвигатель к сети.

При пропадании в сети фазы A или C реле Р будет обесточено, контакты Р1 разомкнутся, отключив от сети обмотку магнитного пускателя, который соответственно отключит от сети электродвигатель.

При пропадании в сети фазы В обесточивается непосредственно обмотка магнитного пускателя.

Схема №2.

Схема аналогична схеме рассмотренной в первом способе, но имеет отличие в том, что дополнительное реле Р при выключенном двигателе обесточено.

При нажатии кнопки «Start» включается реле Р1 и контактами Р1 замыкает цепь питания катушки магнитного пускателя МП, который срабатывает и своими контактами блокирует цепь управления и включает электродвигатель. При обрыве линейного провода B отключается реле Р, а при обрыве проводов А или С магнитный пускатель МП, в обоих случаях электродвигатель отключается от сети контактами магнитного пускателя МП.

Схема №3.

Следующее устройство работает на принципе создания искусственной нулевой точки образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1—С3. Между этой точкой и нулевым проводом N включено дополнительное реле Р с нормально замкнутыми контактами. При нормальной работе электродвигателя напряжение в точке 0' равно нулю и ток через обмотку реле не протекает. При отключении одного из линейных проводов сети нарушается электрическая симметрия трехфазной системы, в точке 0' появляется напряжение, реле Р срабатывает и контактами Р1 обесточивает обмотку магнитного пускателя — двигатель отключается.

Реле типа МКУ, на рабочее напряжение 36V.

Конденсаторы С1—С3 — бумажные, емкостью 4—10 мкФ, на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного.

По сравнению с предыдущими схемами это устройство обеспечивает более высокую чувствительность, вследствие которой двигатель иногда может отключиться в результате нарушения электрической симметрии, вызываемой подключением посторонних однофазных потребителей, питающихся от этой сети.

Для снижения чувствительности нужно применить конденсаторы меньшей емкости.

Схема №4.

Принцип работы устройства также основан на том, что при обрыве одной фазы образуется напряжение смещения нейтрали, которое можно использовать для защиты двигателя.

Для реализации указанного способа создается искусственная нейтраль с помощью трех конденсаторов С1-СЗ. При наличии всех трех фаз электросети А, В и С напряжение между искусственной нейтралью и нулевым проводом N практически равно нулю, а при обрыве любой фазы возникает напряжение смещения.

Это напряжение выпрямляется с помощью диодного моста VD1, в диагональ которого включено электромагнитное реле P. Конденсатор С4 блокирует срабатывание реле в пусковом режиме. Нормально замкнутые контакты P1 при срабатывании реле размыкаются и разрывают цепь питания катушки магнитного пускателя МП, в результате электродвигатель М отключается от сети.

В устройстве использовано реле постоянного тока типа РП21, рассчитанное на рабочее напряжение 24V с сопротивлением обмотки 200 Ом.

Контактная система реле допускает ток до 5А.

В случае если напряжения смещения окажется недостаточно для срабатывания реле, необходимо увеличить емкости конденсаторов, образующих искусственную нейтраль. При срабатывании реле в режиме пуска можно увеличить емкость конденсатора С4 или отрегулировать контактную систему магнитного пускателя, добиваясь одновременного замыкания его силовых контактов.

Учитывая, что все эти устройства защиты имеют один общий недостаток, заключающийся в том, что они реагируют на обрыв фазы только до аппарата защиты и не реагируют на обрывы фаз, происходящие за пределами устройства, данные устройства необходимо монтировать в непосредственной близости от электродвигателя.

Если обрыв произойдет на отрезке между устройством и обмотками электродвигателя, или в самом электродвигателе защита работать не будет.

Источник:

В. Г. Бастанов «300 Практических советов» стр. 17-19

electro-tehnyk.narod.ru

Каталог товаров