Содержание
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без потери мощности
Главная
>
Энергетика
>
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без потери мощности
Как известно, при включении трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть, по распространенным конденсаторным схемам: «треугольник», или «звезда», мощность двигателя используется только наполовину (в зависимости от применяемого двигателя).
Кроме того, затруднён запуск двигателя под нагрузкой.
В предлагаемой статье описан метод подключения двигателя без потери мощности.
В различных любительских электромеханических станках и приспособлениях чаще всего используются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. К сожалению, трехфазная сеть в быту — явление крайне редкое, поэтому для их питания от обычной электрической сети любители применяют фазосдвигающий конденсатор, что не позволяет в полном объеме реализовать мощность и пусковые характеристики двигателя.
Существующие же тринисторные «фазосдвигающие» устройства еще в большей степени снижают мощность на валу двигателей.
Вариант схемы устройства запуска трехфазного электродвигателя без потери мощности приведен на рис. 1.
Обмотки двигателя 220/380 В соединены треугольником, а конденсатор С1 включен, как обычно, параллельно одной из них. Конденсатору «помогает» дроссель L1, включенный параллельно другой обмотке. При определенном соотношении емкости конденсатора С1, индуктивности дросселя L1 и мощности нагрузки можно получить сдвиг фаз между напряжениями на трех ветвях нагрузки, равный точно 120°.
На рис. 2 приведена векторная диаграмма напряжений для устройства, представленного на рис. 1, при чисто активной нагрузке R в каждой ветви. Линейный ток Iл в векторном виде равен разности токов Iз и Ia, а по абсолютному значению соответствует величине Iф√3, где Iф=I1=I2=I3=Uл/R — фазный ток нагрузки, Uл=U1=U2=U3=220 В — линейное напряжение сети.
К конденсатору С1 приложено напряжение Uc1=U2, ток через него равен Ic1 и по фазе опережает напряжение на 90°.
Аналогично к дросселю L1 приложено напряжение UL1=U3, ток через него IL1 отстает от напряжения на 90°.
При равенстве абсолютных величин токов Ic1 и IL1 их векторная разность при правильном выборе емкости и индуктивности может быть равной Iл.
Сдвиг фаз между токами Ic1 и IL1 составляет 60°, поэтому треугольник из векторов Iл, Iс1 и IL1 — равносторонний, а их абсолютная величина составляет Iс1=IL1=Iл=Iф√3. В свою очередь, фазный ток нагрузки Iф=Р/ЗUL, где Р — суммарная мощность нагрузки.
Иными словами, если емкость конденсатора С1 и индуктивность дросселя L1 выбрать такими, чтобы при поступлении на них напряжения 220 В ток через них был бы равен Ic1=IL1=P/(√3⋅Uл)=P/380, показанная на рис. 1 цепь L1C1 обеспечит на нагрузке трехфазное напряжение с точным соблюдением сдвига фаз.
Таблица 1
| P, Вт | IC1=IL1, A | C1, мкФ | L1, Гн |
|---|---|---|---|
| 100 | 0.26 | 3.8 | 2. 66 |
| 200 | 0.53 | 7.6 | 1.33 |
| 300 | 0.79 | 11.4 | 0.89 |
| 400 | 1.05 | 15.2 | 0.67 |
| 500 | 1.32 | 19.0 | 0.53 |
| 600 | 1.58 | 22.9 | 0.44 |
| 700 | 1.84 | 26.7 | 0.38 |
| 800 | 2.11 | 30.5 | 0.33 |
| 900 | 2.37 | 34.3 | 0.30 |
| 1000 | 2.63 | 38.1 | 0.27 |
| 1100 | 2.89 | 41.9 | 0.24 |
| 1200 | 3.16 | 45.7 | 0.22 |
| 1300 | 3.42 | 49.5 | 0.20 |
| 1400 | 3.68 | 53.3 | 0.19 |
| 1500 | 3. 95 | 57.1 | 0.18 |
В табл. 1 приведены значения тока Ic1=IL1. емкости конденсатора С1 и индуктивности дросселя L1 для различных величин полной мощности чисто активной нагрузки.
Реальная нагрузка в виде электродвигателя имеет значительную индуктивную составляющую. В результате линейный ток отстает по фазе от тока активной нагрузки на некоторый угол ф порядка 20…40°.
На шильдиках электродвигателей обычно указывают не угол, а его косинус — широко известный cosφ, равный отношению активной составляющей линейного тока к его полному значению.
Индуктивную составляющую тока, протекающего через нагрузку устройства, показанного на рис. 1, можно представить в виде токов, проходящих через некоторые катушки индуктивности Lн, подключенные параллельно активным сопротивлениям нагрузки (рис. 3,а), или, что эквивалентно, параллельно С1, L1 и сетевым проводам.
Из рис. 3,б видно, что поскольку ток через индуктивность противофазен току через емкость, катушки индуктивности LH уменьшают ток через емкостную ветвь фазосдвигающей цепи и увеличивают через индуктивную.
Поэтому для сохранения фазы напряжения на выходе фазосдвигающей цепи ток через конденсатор С1 необходимо увеличить и через катушку уменьшить
Векторная диаграмма для нагрузки с индуктивной составляющей усложняется. Ее фрагмент, позволяющий произвести необходимые расчеты, приведен на рис. 4.
Полный линейный ток Iл разложен здесь на две составляющие: активную Iлcosφ и реактивную Iлsinφ.
В результате решения системы уравнений для определения необходимых значений токов через конденсатор С1 и катушку L1:
IC1sin30° + IL1sin30° = Iлcosφ, IC1cos30° — IL1cos30° = Iлsinφ,
получаем следующие значения этих токов:
IC1 = 2/√3⋅Iлsin(φ+60°), IL1 = 2/√3⋅Iлcos(φ+30°).
При чисто активной нагрузке (φ=0) формулы дают ранее полученный результат Ic1=IL1=Iл.
На рис. 5 приведены зависимости отношений токов Ic1 и IL1 к Iл от cosφ, рассчитанные по этим формулам Для (cosφ = √3/2 = 0,87) ток конденсатора С1 максимален и равен 2/√3Iл = 1.
15Iл, а ток дросселя L1 вдвое меньше.
Этими же соотношениями с хорошей степенью точности можно пользоваться для типовых значений cosφ, равных 0,85…0,9.
Таблица 2
| P, Вт | IC1, A | IL1, A | C1, мкФ | L1, Гн |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 0.35 | 0.18 | 5.1 | 3.99 |
| 200 | 0.70 | 0.35 | 10.2 | 2.00 |
| 300 | 1.05 | 0.53 | 15.2 | 1.33 |
| 400 | 1.40 | 0.70 | 20.3 | 1.00 |
| 500 | 1.75 | 0.88 | 25.4 | 0.80 |
| 600 | 2.11 | 1.05 | 30.5 | 0.67 |
| 700 | 2.46 | 1.23 | 35.6 | 0.57 |
| 800 | 2.81 | 1.40 | 40. 6 | 0.50 |
| 900 | 3.16 | 1.58 | 45.7 | 0.44 |
| 1000 | 3.51 | 1.75 | 50.8 | 0.40 |
| 1100 | 3.86 | 1.93 | 55.9 | 0.36 |
| 1200 | 4.21 | 2.11 | 61.0 | 0.33 |
| 1300 | 4.56 | 2.28 | 66.0 | 0.31 |
| 1400 | 4.91 | 2.46 | 71.1 | 0.29 |
| 1500 | 5.26 | 2.63 | 76.2 | 0.27 |
В табл. 2 приведены значения токов IC1, IL1, протекающих через конденсатор С1 и дроссель L1 при различных величинах полной мощности нагрузки, имеющей указанное выше значение cosφ = √3/2.
Для такой фазосдвигающей цепи используют конденсаторы МБГО, МБГП, МБГТ, К42-4 на рабочее напряжение не менее 600 В или МБГЧ, К42-19 на напряжение не менее 250 В.
Дроссель проще всего изготовить из трансформатора питания стержневой конструкции от старого лампового телевизора. Ток холостого хода первичной обмотки такого трансформатора при напряжении 220 В обычно не превышает 100 мА и имеет нелинейную зависимость от приложенного напряжения.
Если же в магнитопровод ввести зазор порядка 0,2…1 мм, ток существенно возрастет, а зависимость его от напряжения станет линейной.
Сетевые обмотки трансформаторов ТС могут быть соединены так, что номинальное напряжение на них составит 220 В (перемычка между выводами 2 и 2′), 237 В (перемычка между выводами 2 и 3′) или 254 В (перемычка между выводами 3 и 3′). Сетевое напряжение чаще всего подают на выводы 1 и 1′. В зависимости от вида соединения меняются индуктивность и ток обмотки.
В табл. 3 приведены значения тока в первичной обмотке трансформатора ТС-200-2 при подаче на нее напряжения 220 В при различных зазорах в магнитопроводе и разном включении секций обмоток.
Сопоставление данных табл.
3 и 2 позволяет сделать вывод, что указанный трансформатор можно установить в фазосдвигающую цепь двигателя с мощностью примерно от 300 до 800 Вт и, подбирая зазор и схему включения обмоток, получить необходимую величину тока.
Индуктивность изменяется также в зависимости от синфазного или противофазного соединения сетевой и низковольтных (например, накальных) обмоток трансформатора.
Максимальный ток может несколько превышать номинальный ток в рабочем режиме. В этом случае для облегчения теплового режима целесообразно снять с трансформатора все вторичные обмотки, часть низковольтных обмоток можно использовать для питания цепей автоматики устройства, в котором работает электродвигатель.
Таблица 3
| Зазор в магнитопроводе, мм | Ток в сетевой обмотке, A, при соединении выводов на напряжение, В | ||
|---|---|---|---|
| 220 | 237 | 254 | |
| 0.2 | 0.63 | 0. 54 | 0.46 |
| 0.5 | 1.26 | 1.06 | 0.93 |
| 1 | — | 2.05 | 1.75 |
В табл. 4 приведены номинальные величины токов первичных обмоток трансформаторов различных телевизоров и ориентировочные значения мощности двигателя, с которыми их целесообразно использовать фазосдвигающую LC-цепь следует рассчитывать для максимально возможной нагрузки электродвигателя.
Таблица 4
| Трансформатор | Номинальный ток, A | Мощность двигателя, Вт |
|---|---|---|
| ТС-360М | 1.8 | 600…1500 |
| ТС-330К-1 | 1.6 | 500…1350 |
| СТ-320 | 1.6 | 500…1350 |
| СТ-310 | 1.5 | 470…1250 |
| ТСА-270-1, ТСА-270-2, ТСА-270-3 | 1.25 | 400…1250 |
| ТС-250, ТС-250-1, ТС-250-2, ТС-250-2М, ТС-250-2П | 1. 1 | 350…900 |
| ТС-200К | 1 | 330…850 |
| ТС-200-2 | 0.95 | 300…800 |
| ТС-180, ТС-180-2, ТС-180-4, ТС-180-2В | 0.87 | 275…700 |
При меньшей нагрузке необходимый сдвиг фаз уже не будет выдерживаться, но пусковые характеристики по сравнению с использованием одного конденсатора улучшатся.
Экспериментальная проверка проводилась как с чисто активной нагрузкой, так и с электродвигателем.
Функции активной нагрузки выполняли по две параллельно соединенных лампы накаливания мощностью 60 и 75 Вт, включенные в каждую нагрузочную цепь устройства (см рис. 1), что соответствовало общей мощности 400 Вт В соответствии с табл. 1 емкость конденсатора С1 составляла 15 мкф Зазор в магнитопроводе трансформатора ТС-200-2 (0,5 мм) и схема соединения обмоток (на 237 В) были выбраны из соображений обеспечения необходимого тока 1,05 А.
Измеренные на нагрузочных цепях напряжения U1, U2, U3 отличались друг от друга на 2…3 В, что подтверждало высокую симметрию трехфазного напряжения.
Эксперименты проводились также с трехфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором АОЛ22-43Ф мощностью 400 Вт. Он работал с конденсатором С1 емкостью 20 мкф (кстати, такой же, как и при работе двигателя только с одним фазосдвигающим конденсатором) и с трансформатором, зазор и соединение обмоток которого выбраны из условия получения тока 0,7 А.
В результате удалось быстро запустить двигатель без пускового конденсатора и заметно увеличить крутящий момент, ощущаемый при торможении шкива на валу двигателя.
К сожалению, провести более объективную проверку затруднительно, поскольку в любительских условиях практически невозможно обеспечить нормированную механическую нагрузку на двигатель.
Следует помнить, что фазосдвигающая цепь — это последовательный колебательный контур, настроенный на частоту 50 Гц (для варианта чисто активной нагрузки), и без нагрузки подключать к сети эту цепь нельзя.
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 тестировать и проверять однофазные электродвигатели ~ Изучение электротехники
Как тестировать и проверять однофазные электродвигатели
Существует несколько типов однофазных двигателей. Что, однако, объединяет их всех, так это то, что они имеют пусковую обмотку, рабочую обмотку и общее соединение между ними, как показано ниже:
Тестирование однофазных двигателей довольно просто, если следовать определенным основным шагам.
Целью любого испытания двигателя переменного тока является определение состояния двигателя. Основные этапы проверки исправности любого двигателя приведены ниже 9.0005 (a) Общие проверки
(b) Проверка целостности и сопротивления заземления
(c) Проверка источника питания
(d) Проверка сопротивления обмотки двигателя переменного тока
(e) Проверка сопротивления изоляции
(f) Проверка рабочего тока
Общие проверки
Для однофазного двигателя выполните следующие действия:
(1) Проверьте внешний вид двигателя. Проверьте на предмет обгорания, повреждения корпуса или охлаждающего вентилятора или вала.
(2) Вручную проверните вал двигателя, чтобы проверить состояние подшипника. Следите за плавным и свободным вращением вала. Если вал вращается свободно и плавно, возможно, подшипник в хорошем состоянии, в противном случае рассмотрите возможность его замены.
(3) Как и при всех проверках и проверках,
паспортная табличка двигателя
содержит ценную информацию, которая поможет установить истинное состояние двигателя.
Внимательно изучите табличку с названием.
Проверка целостности и сопротивления заземления
С помощью мультиметра измерьте сопротивление между корпусом двигателя (корпусом) и землей. Хороший двигатель должен показывать менее 0,5 Ом. Любое значение больше 0,5 Ом указывает на неисправность двигателя.
Проверка источника питания
Для однофазных двигателей ожидаемое напряжение составляет около 230 В или 208 В в зависимости от того, используете ли вы систему напряжения для Великобритании или Америки. Убедитесь, что на двигатель подается правильное напряжение.
Проверка сопротивления обмотки двигателя переменного тока
Проверьте сопротивление обмотки двигателя или показания в омах с помощью мультиметра . Поскольку в однофазном двигателе имеется три клеммы – S, C, R, измерьте сопротивление обмотки:
C к S, C к R и S к R. Измеренное значение S к R должно быть = C к S + C к R.
Как правило, для однофазных двигателей применяется следующее:
(1) Показания в Омах между S и R должны давать максимальное показание сопротивления
(2) Показания в Омах между C и R должны давать наименьшее показание сопротивления
(3 ) Значение в омах между C и S должно давать какое-то промежуточное значение между значениями для S до R и от C до R
Любое отклонение указывает на возможно неисправный электродвигатель или двигатель, требующий ремонта.
Проверка сопротивления изоляции
Отсутствие сопротивления изоляции электродвигателя является одним из первых признаков того, что двигатель вот-вот выйдет из строя. Сопротивление изоляции обычно измеряют между обмотками двигателя и землей с помощью тестера изоляции или мегаметра. Установите настройку напряжения тестера сопротивления изоляции на 500 В и проверьте заземление обмотки двигателя. Проверьте от C до E, от S до E, от R до E. Минимальное тестовое значение для исправного электродвигателя составляет не менее 1 МОм.
Проверка рабочего тока
При работающем двигателе проверьте ток полной нагрузки (FLA) с помощью подходящего измерителя или, что предпочтительнее, с помощью клещей на измерителе и сравните с заводская табличка двигателя FLA . Отклонения от номинального FLA могут означать проблемы с тестируемым двигателем.
Новое сообщение
Старый пост
Главная
Причины, следствия и методы защиты
Для правильной работы любого 3-фазного асинхронного двигателя он должен быть подключен к 3-фазному источнику переменного тока (переменного тока) с номинальным напряжением и нагрузкой.
После запуска эти трехфазные двигатели будут продолжать работать, даже если одна из трехфазных линий питания будет отключена. Потеря тока через одну из этих фаз питания описывается как однофазное.
Корабль оснащен сотнями двигателей, которые отвечают за работу различных насосов, механизмов и систем. К критически важным механизмам, таким как рулевой механизм, главный двигатель, генератор, котел и т. д., подключены трехфазные двигатели, которые приводят в действие ту или иную основную или вспомогательную систему.
Связанные материалы: Электрическая силовая установка для судов
Трехфазный электродвигатель на 440 В, как правило, представляет собой стандартную раму с короткозамкнутым ротором индукционного типа, рассчитанную на переменный ток 440 В, трехфазный, 60 Гц. Только двигатели малой мощности 0,4 кВт или меньше, в основном используемые для освещения и других маломощных систем, представляют собой однофазные двигатели с рабочим напряжением 220 В 60 Гц.
Дополнительная литература: Понимание важности морского навигационного освещения
Причины однофазности
Однофазность — это электрическая неисправность, связанная с источником питания в случае асинхронного двигателя. Возникает при размыкании одной из 3-х фазных цепей в трехфазном двигателе; следовательно, в остальных цепях протекает избыточный ток. Это состояние однофазного соединения обычно возникает, когда:
– Один или несколько из трех предохранителей резервного питания перегорают (или плавится провод плавкого предохранителя, если предохранитель проволочного типа)
– В цепи двигателя есть контакторы, подающие ток. Один из контакторов разомкнут.
– Неправильная или неправильная настройка любого из защитных устройств, предусмотренных на двигателе, также может привести к однофазному включению.
– Контакты реле двигателя повреждены или сломаны
– Обрыв одного из проводов цепи двигателя
– Из-за отказа оборудования системы питания
– Из-за короткого замыкания в одной фазе двигателя, соединенного по схеме «звезда» или «треугольник» – Перегорание предохранителя фидера или трансформатора
Влияние однофазного питания
Как упоминалось ранее, трехфазный двигатель — это двигатель переменного тока, предназначенный для работы от трехфазного источника питания.
Конструкция обоих типов двигателей одинакова, поскольку они оба имеют статор и вращатель. Однофазный двигатель не имеет вращающегося поля, а поворачивается на 180 градусов. Обычно однофазные двигатели не запускаются самостоятельно. Для этого они используют дополнительные средства, такие как отключение пусковой обмотки или конденсатора.
Однофазная проблема трехфазного асинхронного двигателя будет иметь следующие последствия:
— Если двигатель находится в остановленном состоянии, его нельзя запустить, поскольку однофазный двигатель не может запускаться самостоятельно (как описано выше) и также благодаря системе безопасности, предусмотренной в 3-фазном двигателе для защиты от перегрева
– Если во время работы двигателя произойдет однофазное замыкание, он продолжит работу (если не предусмотрена дополнительная система защитного отключения) из-за крутящий момент, создаваемый оставшимися двумя фазами, который создается в соответствии с требованием нагрузки
– Поскольку оставшиеся две фазы выполняют дополнительную работу одной основной фазы, они будут перегреваться, что может привести к критическому повреждению обмоток.
значение тока в оставшихся двух фазах
Связанные материалы: 10 способов достижения энергоэффективности в электрической системе судна
– Однофазное подключение снижает скорость двигателя, и его частота вращения будет колебаться
– Шум и вибрация двигателя будут ненормальными. Это результат неравномерного крутящего момента, создаваемого оставшимися двумя фазами
— Почти все двигательные системы на корабле имеют резервную схему. Если двигатель выбран в резервный режим с проблемой однофазного включения – Он не запустится, что приведет к отказу соответствующей системы
– Если проблема не будет устранена, а двигатель будет продолжать работать, обмотки расплавятся из-за перегрева и могут привести к короткому замыканию. -замыкание или заземление
Связанное Чтение: Как найти замыкание на землю на борту корабля?
– В таком состоянии, если экипаж корабля соприкоснется с мотором, он получит удар током, который может быть даже смертельным.
Перегрев обмотки происходит в первую очередь из-за протекания тока обратной последовательности.
– Это может вызвать перегрузку генератора, т. е. вспомогательного двигателя и его генератора
Как защитить двигатель от повреждения из-за однофазного питания?
Такое состояние требует, чтобы двигатель был снабжен защитой, которая отключит его от системы до того, как двигатель будет необратимо поврежден.
Все двигатели мощностью более 500 кВт должны быть снабжены защитными устройствами или оборудованием для предотвращения любого повреждения из-за однофазного включения.
Изложенное выше правило не распространяется на двигатели рулевого привода, установленные на судне. Только при обнаружении одиночной фазы подается сигнал тревоги; однако двигатель не остановится, поскольку непрерывная работа рулевого двигателя необходима для обеспечения безопасности или движения судна, особенно когда судно находится в перегруженных водах или маневрирует.
Связанное чтение: 8 Распространенные проблемы, встречающиеся в системе рулевого управления судов
Наиболее часто используемые защитные устройства для однофазных систем:
1) Устройство электромагнитной перегрузки
В этом устройстве три фазы двигателя оснащены реле перегрузки. Если происходит увеличение значения тока, то это реле срабатывает автоматически и двигатель отключается.
Это устройство работает по принципу электромагнитного эффекта, создаваемого током.
По мере увеличения значения тока электромагнит в катушке также увеличивается, что приводит в действие реле и активирует реле отключения, и двигатель останавливается.
Связанные материалы: Техническое обслуживание электрического реле в электрической цепи судна
В этой системе предусмотрена временная задержка, поскольку при запуске двигателя потребляется много тока, что может привести к отключению двигателя.
2) Термисторы
Кредит: Викимедиа
Термисторы представляют собой небольшие тепловые устройства, которые используются вместе с электромагнитным реле перегрузки.
Термисторы вставлены в три обмотки двигателя. Любое увеличение тока вызовет нагрев обмоток, который обнаруживается термисторами, посылающими сигналы на усилитель.
Связанные материалы: Схема усилителя или операционный усилитель, используемый на корабле
Усилитель подключен к электромагнитному реле. Как только от терморезистора поступает сигнал о перегреве, этот усилитель увеличивает значение тока в катушке электромагнитного реле, которое срабатывает на отключение и двигатель останавливается или отключается.
3) Биметаллическая полоса
В этом методе биметаллическая полоса размещается таким образом, чтобы обнаруживать перегрев в цепи. Как только обнаруживается перегрев, эта биметаллическая полоса пытается расшириться из-за использования двух разных металлов и из-за того, что они имеют разный коэффициент расширения. Лента пытается согнуться в сторону металла с высоким коэффициентом расширения и, наконец, замыкает цепь отключения, и двигатель отключается.
4) Стандартная защита от перегрузки пускателя двигателя
Предусмотрена в 3-фазном двигателе для обеспечения однофазного состояния. Нагреватели перегрузки предусмотрены во всех фазах, которые обнаруживают любую перегрузку в фазе, и, если нагрузка намного превышает спецификации для двигателя, нагреватели отключают пускатель до того, как обмотка двигателя будет повреждена.
Как определить однофазное замыкание?
Экипаж корабля должен знать, перешел ли двигатель в однофазный режим. Трехфазный асинхронный двигатель обычно снабжен устройством обнаружения перегрузки для однофазного обнаружения. Тем не менее, машина может выйти из строя в любой момент, и, как опытный судовой механик, он должен знать, как двигатель обычно звучит, ощущается или работает.
Связанное чтение: 10 электромонтажных работ, которые должны знать морские инженеры на борту судов
Важно сохранять бдительность при выполнении проверок судового двигателя для выявления следующих проблем, связанных с однофазным питанием:
– Необычный гудящий шум исходящий от двигателя
– Двигатель вибрирует с более высокой частотой, чем обычно
– Запах горячей и горелой меди (изоляция) (узнайте, как проверка изоляции с помощью мегомметра помогает предотвратить несчастный случай)
– Видимый световой дым/дым из корпуса двигателя
Для устранения неполадок и повторного запуска двигателя с однофазного на трехфазный немедленно остановите двигатель и переключитесь на резервный двигатель.
Проверьте параметры двигателя, указанные на табличке, прикрепленной к корпусу, и устраните неполадки в двигателе.
Проведите надлежащий визуальный осмотр обмотки двигателя и проверьте целостность цепи заземления и проверку сопротивления . Проверка источника питания двигателя также выполняется для выявления проблемы, если двигатель не диагностирует неисправность.
Дополнительная литература: Как капитально отремонтировать двигатели на судах
Как только проблема обнаружена и устранена, закройте двигатель. Перед подключением двигателя к нагрузке включите органы управления двигателем и выполните пробный пуск двигателя по всем важным параметрам (например, напряжению, току, оборотам в минуту, температуре и т. д.) и сравните их со значениями, указанными на табличке.
Убедитесь, что все размеры соответствуют спецификациям, указанным на паспортной табличке. Когда пробный запуск двигателя на холостом ходу будет удовлетворительным, подключите нагрузку и отслеживайте работу двигателя, чтобы убедиться, что проблема устранена, и теперь двигатель работает эффективно в 3 фазах.