Электродвигатели подключение – Как подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220 В

Содержание

Как подключить электродвигатель к бытовой сети

Человек окружен электродвигателями. Их устанавливают в стиральные машины, настенные часы, автомобили, электроинструменты, и даже в игрушечные машинки. Они популярны в силу своей неприхотливости и прочности.

Как же подключить электродвигатель? Для работы обычного асинхронного двигателя достаточно двух проводов – фазы и нуля. Однако подключение усложняется, если речь идет о трехфазном варианте. Чтобы разобраться в тонкостях подключений, необходимо понимать базовые принципы электрики.

Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?

Однофазный асинхронный двигатель – это электромотор, запитанный от сети переменного тока. Он состоит из нескольких компонентов:

корпуса двигателя;
ротора;
статор.
проводов электропитания.

В корпусе устройства располагается статор. Он состоит из рабочей и пусковой обмотки. На них подается электрический ток, который вызывает электромагнитное поле. Действие токов раскручивает ротор, установленный посередине статора. При этом необходимо учитывать, что запуск двигателя происходит принудительно. На рабочую обмотку подают ток, при этом пусковую обмотку запускают в ручном режиме, через кнопку.

Такая схема позволяет включить двигатель без дополнительных компонентов, но данная компоновка может привести к поломке двигателя. Дело в том, что сама по себе рабочая обмотка не раскручивает мотор. Она создает пульсирующее магнитное поле, силы которой не хватает на первоначальную раскрутку ротора. Рабочий контур будет ждать подключения пусковой обмотки. Она дает толчок ротору, позволяет подключиться к работе основной обмотке.

В противном случае рабочая обмотка будет находиться под постоянным напряжением. Из-за высокого сопротивления она начинает греться и постепенно приходит в негодность. Для исправления данной ситуации используют конденсаторы. Они делают старт двигателя безопасным, сохраняет ресурс обмоток.

ВНИМАНИЕ: Для определения типа обмотки используют мультиметр. С его помощью определяют сопротивление на выходах проводов из асинхронного двигателя. Прибор показывает меньшее сопротивление на рабочем контуре, большее на пусковой обмотке.

Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей

Конденсатор – это компонент электрической цепи, накапливающий в себе заряд электрического тока. Данный элемент может снижать или повышать нагрузку на компоненты электроприборов. В системе переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения. Емкость элемента измеряют в фарадах (Ф) или микрофарадах (мкФ).

Конструктивно данный элемент представляет собой две пластины или обкладки, посредине которых находится диэлектрик, толщина которого намного меньше размеров обкладок. Конденсатор позволяет накапливать больший или меньший ток, необходимый для корректной работы элементов электрической цепи.

Различают три вида конденсаторов:

Полярные. Не используются в сетях переменного тока из-за быстрого разрушения прослойки диэлектрика. Это приводит к короткому замыканию цепи.
Неполярные. Работают в сетях переменного и постоянного тока. Их обкладки одинаково взаимодействуют с источником и диэлектриком.
Электролитические или оксидные. В этом конденсаторе используют тонкую оксидную пленку в качестве электродов. Это позволяет работать с максимально возможной емкостью конденсатора. Используют на моторах с низкой частотой вращения.

Из этого следует, что для подключения к асинхронному однофазному двигателю более всего подходит неполярный конденсатор.

Для асинхронного двигателя используют конденсаторы:

рабочие;
пусковые (стартовые).

Первая группа элементов направлена на снижения тока на основной контур обмотки мотора. Она бережет статор от перенапряжения. Стартовые конденсаторы работают кратковременно – до 3 секунд. Они включаются в самом начале работы двигателя.

Подключение конденсатора и разных контуров обмотки может проходить в различной последовательности. Это влияет на производительность мотора и его эксплуатационные характеристики.

ВАЖНО. Для корректной работы конденсатора нужно правильно рассчитать объем данного компонента. В электрике существует правило: на 100 Ватт мощности берут примерно 7 мкФ емкости рабочего конденсатора. Для пускового элемента данный параметр увеличивается в 2.5 раза. На практике данные показатели могут незначительно отличаться. Это происходит из-за конструктивных особенностей разных двигателей, а также общей выработки устройства.

Какой вариант подключения двигателя лучше всего?

Рассмотрим схему подключения данного элемента в цепи асинхронного двигателя. Конденсаторы устанавливают в разрыв питания на выходах основной и пусковой обмотки.

Их можно комбинировать следующим образом:

Установка пускового конденсатора, включающегося на короткий промежуток времени для снятия нагрузки на основную обмотку. При этом емкость элемента рассчитывают исходя из пропорции: на 1 кВт мощности мотора – конденсатор 70 мкФ.
Установка рабочего конденсатора в контур основной обмотки. В этом случае пусковая обмотка подключена напрямую и работает постоянно. Для такой схемы работы выбирают конденсатор, мощностью в пределах 23-35 мкФ.
Пусковой и рабочий конденсатор устанавливаются параллельно.

Эти схемы рассчитаны на подключение асинхронного двигателя на 220в. Данные пропорции носят рекомендательный характер и подбираются индивидуально для каждого типа мотора. Для подбора оптимальной комбинации стоит внимательно следить за работой агрегата.

Например, если мотор начинает сильно перегреваться после установки рабочего конденсатора, стоит понизить его мощность в два раза. Рекомендуется устанавливать конденсаторы с рабочим напряжением не менее 450В.

Зная, как подключается однофазный асинхронный двигатель в сеть 220В, можно подключить любой подобный агрегат без особых опасений. Главное четко представлять схему подключения и иметь под рукой хотя бы один пусковой конденсатор.

Однако для серьезных рабочих станков такой вариант неуместен. Дело в том, что на мощном электроинструменте ставят трехфазные двигатели, которые не получится подключить напрямую в стандартную сеть 220В. Чтобы запитать трехфазный асинхронный двигатель в бытовую сеть, потребуется изучить внутреннюю схему подключения его обмоток.

Способы подключения трехфазных электродвигателей

В электротехнике есть два типа коммутации питания трехфазного асинхронного двигателя:

методом звезды;
методом треугольника.

Перечисленные типы подключений используют на всех типах трехфазных электромоторов. От того, какой метод применен, зависит характер работы двигателя, его максимальные нагрузки. Так двигатели с подключением типа «звезда» обладают плавным запуском, но не могут работать на максимальной нагрузке, заявленной в техническом паспорте. Моторы с «треугольником» наоборот быстро стартуют и могут выдавать максимальную мощь.

Как определить схему подключения обмоток?

Распознать метод обмотки довольно просто. Это можно сделать двумя способами:

Посмотреть номерную табличку на двигателе. Обычно на ней отображены все технические данные, касающиеся работы двигателя. Среди прочего можно встретить два символа:

геометрическую фигуру треугольника;
звезду из трех лучей.

Необходимо сопоставить, какой из символов в таблице находится под значением 380В. Это может выглядеть следующим образом: 220/380В и рядом с ними символы «треугольник»/«звезда». Данное обозначение говорит, что на моторе, подсоединенном в сеть 380В, работает обмотка звезда.

Однако не всегда на моторе есть подобная табличка. Она может отсутствовать или быть затертой. Данный способ определения больше подходит для новых двигателей, которые никто не ремонтировал и не обслуживал. Старый агрегат лучше проверить самостоятельно. Для этого потребуется второй способ распознания типа обмотки.

Раскрутить блок управления и посмотреть на клеммник. На нем можно увидеть 6 выводов проводов. Соответственно – 3 начала и три конца обмотки. В зависимость от типа коммутации, этих выходов можно говорить о методе обмотки:

Метод «звезда». В этом случае три выхода соединены одной перемычкой. Три оставшихся входа подключены к отдельной фазе друг за другом.
Метод «треугольник». Каждые два вывода проводов последовательно соединены перемычками. Таким образом обмотки переходят друг в друга. При этом провода питания подведены к каждому входу индивидуально.

Данный способ дает полную картину того, как работает двигатель и по какой схеме он подключен. Зная это, можно подключить мотор к сети 220В.

ИНФОРМАЦИЯ: в редких случаях, раскрутив блок управления, можно обнаружить в нем не 6 контактов, а только 3. Это говорит о том, что схема коммутации находится в самом двигателе – под защитным кожухом со стороны торца.

Подключаем трехфазный двигатель к 220В

Данный способ подразумевает подключение трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В посредством конденсатора. Чтобы подключение было правильным, необходимо соблюсти несколько условий:

Схема подключения для двигателя – треугольник. Если на двигателе выводы соединены по методу звезды, необходимо их перекоммутировать.
Конденсатор подбирают по принципу: на каждые 100Вт – 10 мкФ.
Способ подходит для простых двигателей, без внутренних блоков управления и предустановленных конденсаторов.

Для наглядности объяснения обозначим выводы от 1 до 6. Алгоритм подключения:

Работаем только с группой выводов, располагающейся с одной стороны (например, с 1-го по 3-ий).
Берем выводы 1 и 2 и подсоединяем на них провода конденсатора.
Берем провод питания, который будет подключаться к сети 220В. Подключаем один конец провода питания к 1-му выводу, второй на 3-ий вывод. Второй вывод не трогаем, на нем запитан конденсатор и больше ничего!
Запускаем двигатель.

Этот способ прост и безопасен. Также перед самим подключением рекомендуется прозвонить все обмотки на предмет «пробития» на корпус, а также целостности самих контуров.

Заключение

Подключить любой асинхронный двигатель к бытовой сети намного проще, чем это может показаться. Главное – знать схемы подключения, а также уметь обращаться с мультиметром.

remboo.ru

Подключение электродвигателя

Подключение асинхронного двигателя

Трехфазный переменный ток

Электрическая сеть трехфазного переменного тока получила наиболее широкое распространение среди электрических систем передачи энергии. Главным преимуществом трехфазной системы по сравнению с однофазной и двухфазной системами является ее экономичность. В трехфазной цепи энергия передается по трем проводам, а токи текущие в разных проводах сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120°, при этом синусоидальные ЭДС на разных фазах имеют одинаковую частоту и амплитуду.

Трехфазный ток (разница фаз 120°)

Звезда и треугольник

Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения питания сети. Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя (из двигателя выходит три провода), выведены наружу (выходит шесть проводов), выведены в распределительную коробку (в коробку выходит шесть проводов, из коробки три).

Фазное напряжение — разница потенциалов между началом и концом одной фазы. Другое определение: фазное напряжение это разница потенциалов между линейным проводом и нейтралью.

Линейное напряжение — разность потенциалов между двумя линейными проводами (между фазами).

Внимание: Несмотря на то, что мощность для соединений в звезду и треугольник вычисляется по одной формуле, подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Пример: Допустим электродвигатель был подключен по схеме «звезда» к трехфазной сети переменного тока U_л=380 В (соответственно U_ф=220 В) и потреблял ток I_л=1 А. Полная потребляемая мощность:

S = 1,73∙380∙1 = 658 Вт.

Теперь изменим схему соединения на «треугольник», линейное напряжение останется таким же U_л=380 В, а фазовое напряжение увеличится в корень из 3 раз U_ф=U_л=380 В. Увеличение фазового напряжения приведет к увеличению фазового тока в корень из 3 раз. Таким образом линейный ток схемы «треугольник» будет в три раза больше линейного тока схемы «звезда». А следовательно и потребляемая мощность будет в 3 раза больше:

S = 1,73∙380∙3 = 1975 Вт.

Таким образом, если двигатель рассчитан на подключение к трехфазной сети переменного тока по схеме «звезда», подключение данного электродвигателя по схеме «треугольник» может привести к его поломке.

Если в нормальном режиме электродвигатель подключен по схеме «треугольник», то для уменьшения пусковых токов на время пуска его можно соединить по схеме звезда. При этом вместе с пусковым током уменьшится также пусковой момент.

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

Обозначение выводов обмоток статора вновь разрабатываемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода	Обозначение вывода
Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода	Начало	Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза	U1	U2
вторая фаза	V1	V2
третья фаза	W1	W2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фаза	U
вторая фаза	V
третья фаза	W
точка звезды (нулевая точка)	N
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый вывод	U
второй вывод	V
третий вывод	W

Обозначение выводов обмоток статора ранее разработанных и модернизируемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода	Обозначение вывода
Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода	Начало	Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза	C1	C4
вторая фаза	C2	C5
третья фаза	C3	C6
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фаза	C1
вторая фаза	C2
третья фаза	C3
нулевая точка	0
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый вывод	C1
второй вывод	C2
третий вывод	C3

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента

Трехфазные асинхронные электродвигатели могут быть подключены к однофазной сети с помощью фазосдвигаюших элементов. При этом электродвигатель будет работать либо в режиме однофазного двигателя с пусковой обмоткой (рисунок а, б, г) либо в режиме конденсаторного двигателя с постоянно включенным рабочим конденсатором (рисунок в, д, е).

Схемы подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к однофазной сети

Схемы приведенные на рисунке «а», «б», «д» применяются, когда выведены все шесть концов обмотки. Электродвигатели с соединением обмоток согласно схемам «а», «б», «г» практически равноценны двигателям, которые спроектированы как однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. Номинальная мощность при этом состовляет 40-50% от мощности в трехфазном режиме, а при работе с рабочим конденсатором 75-80%.

Емкость рабочего конденсатора при частоте тока 50 Гц для схем «в», «д», «е» примерно рассчитывается соответственно по формулам:

,где C_раб — емкость рабочего конденсатора, мкФ,
I_ном – номинальный (фазный) ток статора трехфазного двигателя, А,
U₁ – напряжение однофазной сети, В.

Управление асинхронным двигателем

Прямое подключение к сети питания

Использование магнитных пускателей позволяет управлять асинхронными электродвигателями путем непосредственного подключения двигателя к сети переменного тока.

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

нереверсивного пуска: пуск и остановка;
реверсивного пуска: пуск, остановка и реверс.

Использование теплового реле позволяет осуществить защиту электродвигателя от величин тока намного превышающих номинальное значение.

Нереверсивная схема

Нереверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитный пускатель
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска, KM1 — магнитный пускатель, KK1 — тепловое реле, HL1 — сигнальная лампа, M — трехфазный асинхронный двигатель

Реверсивная схема

Реверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитные пускатели
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, KM1, KM2 — магнитные пускатели, KK1 — тепловое реле, Mм — трехфазный асинхронный двигатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска «вперед», SB3 — кнопка пуска «назад» (реверс), HL1, HL2 — сигнальные лампы

Частотное управление асинхронным электродвигателем

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.

Функциональная схема частотно-регулируемого привода

скалярное управление;
векторное управление.

Скалярное управление является простым и дешевым в реализации, но имеет следующие недостатки — медленный отклик на изменение нагрузки и небольшой диапазон регулирования. Поэтому скалярное управление обычно используется в задачах, где нагрузка либо постоянна, либо изменяется по известному закону (например, управление вентиляторами).

Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.

Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом.

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.

полеориентированное управление по датчику;
полеориентированное управление без датчика: положение потокосцепления ротора вычисляется математически на основе той информации, которая имеется в частотном преобразователе (напряжение питания, напряжения и токи статора, сопротивление и индуктивность обмоток статора и ротора, количество пар полюсов двигателя).

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора

Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.

agregat.me

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

В этой статье мы поговорим об электродвигателях, какие типы существуют, где применяются. Двигатели подразделяются, по типу питания, на двигатели как переменного, так и постоянного тока. Из двигателей, рассчитанных на работу при переменном токе, наибольшее распространение получили двигатели с короткозамкнутым ротором.

Фото — двигатель с короткзамкнутым ротором

Фото такого двигателя можно видеть на рисунке выше. Само название ротора, “короткозамкнутый”, появилось из-за того, что ротор такого двигателя, представляет собой подобие беличьего колеса.

Устройство ротора двигателя беличье колесо

На следующем рисунке изображен такой двигатель в разрезе:

Двигатель с короткозамкнутым ротором в разрезе

Существуют также двигатели для работы при переменном токе с фазным ротором, но такие двигатели получили меньшее распространение. Один из таких двигателей в разрезе можно видеть на рисунке ниже:

Двигатель с фазным ротором в разрезе

В двигателях с фазным ротором для подведения питания к ротору пользуются контактными кольцами. Подключаются фазные обмотки через специальный пусковой реостат. Фото реостата небольшой мощности изображено на рисунке:

Фото пускового реостата

Пусковые токи асинхронных электродвигателей в 5-7 раз превышают номинальные. Для охлаждения двигателей при работе служит крыльчатка, чем-то напоминающая с виду лопасти вентилятора. Она насаживается на вал двигателя с противоположной стороны (с заднего торца) и вращается вместе с валом двигателя. Создаваемый при вращении вала с крыльчаткой воздушный поток, по специальным горизонтально расположенным пазам, охлаждает двигатель во время работы.

Фото кожух и крыльчатка двигателя

Крыльчатка, в целях безопасности, обычно закрывается металлическим кожухом, не препятствующим потокам воздуха. Обмотки трехфазного электродвигателя, (как впрочем трансформатора, генератора и любого другого трехфазного устройства имеющего обмотки) нельзя подключать непосредственно к трехфазной сети, напрямую. Обмотки между собой должны быть соединены в звезду либо треугольник.

Схемы подключения электродвигателей

Соединение обмоток звезда и треугольник

На рисунке 1 соединение обмоток в звезду, на рисунке 2 в треугольник. Наверное, многие, кому доводилось видеть клеммную колодку двигателя, запомнили, что там выходит шесть концов к шести зажимам. У неподготовленного человека сразу возникает вопрос, почему шесть, ведь у нас только 3 фазы и с питания идет 3 провода? Дело в том, что к этим 6-ти зажимам подводятся начала и концы всех трех обмоток.

Клеммная колодка электродвигателя

К каким выводам на клеммнике подходят начала и концы обмоток, знать в принципе необязательно, если у вас такой клеммник в коробке у двигателя, как на рисунке выше. Достаточно подать питание на выводы обозначенные как L1, L2, L3. Если же кому то будет интересно, то можно снять металлические перемычки и вызвонить тестером схему соединения обмоток. переключив его в режим омметра.

Подключение к 220 вольт треугольник

Существуют схемы для подключения двигателей рассчитанных на напряжение 380 вольт, треугольник, к сети 220 вольт. В таком случае заместо подключения 2 фазных проводов мы подключаем фазу и нуль. А как быть с третьим проводом? Для этого берется неполярный конденсатор для сдвига фаз, рассчитанный на работу в сети 220 вольт, и соединяется одним выводом, с одним из сетевых проводов, подключенных к контактам двигателя. А вторым выводом конденсатор подключается к оставшемуся неподключенным третьему контакту электродвигателя, что и можно видеть на схеме выше.

Конденсатор неполярный пусковой на 600 вольт

Если такой конденсатор будет подбираться самостоятельно, по справочнику, необходимо помнить о том, что конденсатор должен быть рассчитан на амплитудное напряжение в сети. Управление двигателями осуществляется с помощью магнитных пускателей.

Магнитный пускатель для электродвигателя

Существуют схемы как не реверсивного, (с вращением в одну сторону), так и реверсивного (с вращением в обе стороны) пуска двигателей. При питании двигателя от трехфазного тока, для того чтобы заставить двигатель вращаться в другую сторону, достаточно поменять местами любые две фазы. В схеме реверсивного пуска это осуществляется с помощью двух магнитных пускателей.

Схема реверсивного пуска двигателей

Эту схему мы сейчас подробно рассматривать не будем, скажу только вкратце, что управление осуществляется кнопками пуск вперед, пуск назад и стоп, защита схемы выполнена на предохранителях и тепловых реле. На пускателях реализован самоподхват питания и блокировка от одновременного включения пускателей с помощью блок контактов.

Двигатели постоянного тока

Устройство электродвигателя постоянного тока

Как видно на рисунке, простейший двигатель постоянного тока состоит из постоянных магнитов, сердечника, обмоток, коллектора и прижимающих токоподводящих контактов (графитовых щеток). На фото ниже изображены эти щетки, наверняка знакомые каждому кто работает с электроинструментом. Щетки со временем изнашиваются и их необходимо менять. Если, к примеру, ваш электроинструмент вдруг стал сильно искрить, одной из причин может быть износ щеток.

Щетки для электроинструмента

Двигатели постоянного тока выпускаются на различную мощность, начиная знакомых всем моторчиков для детских игрушек, до более крупных двигателей, используемых в дремелях радиолюбителями и значительно более крупных используемых в промышленности. У двигателей постоянного тока можно легко регулировать скорость вращения.

Электрический двигатель от детской игрушки

В промышленности используются и громадные двигатели постоянного тока длиной в несколько метров, один из таких в разрезе изображен на рисунке ниже:

Мощный электродвигатель постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока находят применение и в общественном электрическом транспорте, это и трамваи, троллейбусы и разнообразный железнодорожный электротранспорт, электрички и метро.

Двигатели постоянного тока различают по типу возбуждения, которое в свою очередь может быть как последовательным, параллельным, так и смешанным. Также двигатели постоянного тока являются обратимыми. Это означает, что они могут работать и как генераторы, и как двигатели.

el-shema.ru