Подключить электродвигатель: 5 шагов подключения неизвестного электродвигателя

Содержание

5 шагов подключения неизвестного электродвигателя

Иногда возникает такая проблема — необходимо подключить электродвигатель в стандартную сеть 380В 50 Гц, но характеристики двигателя неизвестны, поскольку документации к нему нет, а шильдик отсутствует.

Существуют 5 простых шагов, последовательно выполнив которые, можно обеспечить двигатель нужным напряжением питания, защитой и схемой включения.

1. Оцениваем номинальную мощность и ток двигателя

Прежде всего нужно ориентировочно определить мощность электродвигателя. Для этого находим похожий двигатель с известными параметрами, воспользовавшись каталогами производителей. Агрегаты должны совпадать по габаритам и диаметру вала.

На данном этапе мы сможем определить основные параметры для подключения и использования привода – мощность, ток, частоту вращения вала.

2. Определяем напряжение по схеме включения

Следующий шаг — определяем, по какой схеме подключить обмотки и какое напряжение подать. Есть несколько критериев, позволяющих с некоторой вероятностью оценить эти параметры.

Напомним, что промышленные низковольтные двигатели выпускаются с двумя видами напряжений питания: 220/380 В и 380/660 В для схем подключения «Треугольник» и «Звезда», соответственно. На двигатели первого вида можно подавать 380 В, собрав обмотки в схему «Звезда», на приводы второго вида – в «Треугольник».

Если электродвигатель новый, то, скорее всего, он собран по схеме, требующей питания 380 В. Именно такую схему обычно используют производители.

Если из двигателя выходит 3 провода, можно сделать вывод, что он имеет стандартное питание 380 В. При этом неважно, по какой схеме агрегат собран внутри. Однако, если в коробке присутствует конденсатор, можно утверждать, что двигатель рассчитан на напряжение 220 В и собран в «Треугольник». Кроме того, мощность в таком случае будет невысокой – не более 2,2 кВт. Для включения такого привода в трехфазную сеть 380 В нужно собрать его по схеме «Звезда».

Если асинхронный двигатель имеет шесть никак не подключенных выводов, определить напряжение питания по схеме включения не получится. В этом случае нужно сначала найти выводы обмоток, затем начало и конец каждой обмотки, чтобы собрать их в одну из схем. Обычно названия обмоток и их начало/конец обозначены.

Электродвигатели мощностью более 5 кВт, как правило, не включают напрямую. Для этого используют преобразователь частоты, устройство плавного пуска, либо схему «Звезда»/«Треугольник».

3. Подаем питание на двигатель

После того, как проведена оценка мощности и выбрана схема включения, можно подавать питание. Первоначально двигатель должен работать в холостом режиме. Питание подается через мотор-автомат и автоматический выключатель. Для включения желательно использовать контактор.

Ориентировочный рабочий ток асинхронного двигателя можно посчитать по эмпирической формуле: I (А) = 2 х P (кВт). То есть, если определено, что мощность двигателя составляет 3 кВт, его номинальный ток будет около 6 А в любой из схем включения.

Номинал мотор-автомата выбирается исходя из определенной ранее мощности. Для холостого хода уставку автомата можно установить в 2 раза меньше номинала, в нашем примере – около 3А. Если автомат выбивает, его уставку увеличивают вплоть до номинала (6 А).

На данном этапе необходимо следить за исправностью двигателя и его температурой, контролировать ток холостого хода токоизмерительными клещами. В холостом режиме двигатель не должен греться при нормальной работе крыльчатки вентилятора. Если нагрев происходит, это может означать, что агрегат неисправен либо нужно изменить схему его включения.

4. Определяем необходимой ток защиты

Номинальный ток и номинальная мощность электродвигателя ограничены его нагревом. Предел рабочей температуры определяется классом изоляции. Максимальная температура обмоток двигателей с низшим классом изоляции (Y) составляет 90°С. На это значение и нужно ориентироваться.

Для определения тока защиты включаем двигатель с номинальной нагрузкой на валу через мотор-автомат с током уставки, определенном на предыдущем шаге. После подачи питания автомат должен отработать по перегрузке. Далее увеличиваем его уставку, при необходимости подключаем автомат с другим диапазоном уставки.

В итоге опытным путем определяем номинал мотор-автомата, уставка которого обеспечивает продолжительную работу двигателя на номинальной нагрузке.

5. Контролируем нагрев обмоток

При работе любого двигателя необходимо периодически контролировать его температуру. В данном случае это особенно важно. Как показывает опыт, болевой порог человеческой руки равен 60°С. Такой способ контроля температуры – самый простой, однако лучшим способом будет использование встроенного термочувствительного элемента.

Заключение

Любой двигатель с неизвестными характеристиками имеет свою историю. Поэтому, прежде чем следовать советам, изложенным в статье, нужно обследовать оборудование либо расспросить персонал о том, где ранее был установлен привод.

Другие полезные материалы:
Трехфазный двигатель в однофазной сети
Эксплуатация электрооборудования вне помещений
Как прозвонить электродвигатель мультиметром
Как рассчитать потребляемую мощность двигателя

Как подключить электродвигатель в сеть 220В

Как подключить электродвигатель

Приобрели электродвигатель и не знаете, как его подключить? Сейчас такой проблемы не существует, все моторы подключаются довольно легко, в клеммной коробке для этого все предусмотрено. Но если вы желаете разобраться или у вас электродвигатель старого образца эта инструкция научит вас, как правильно установить агрегат, измерить характеристики мощности и числа оборотов системы, и использовать полученные показатели.

Как подключается электродвигатель

Для электродвигателей однофазных

Вариант пусковой обмотки

1) Купите кнопку ПНВС. Вещь пригодится для объединения контактов и при их последующем перенаправлении.

2)  Определите, какой вид у каждой отдельной обмотки. Виды обмоток: пусковая, рабочая. Найдите 3-4 провода от вывода двигателя.

3) Общий выход характеризуется наибольшим сопротивлением, у пусковой обмотки показатели заметно ниже, то, что осталось – и есть рабочая обмотка.

• Перед началом работы убедитесь в исправности каждого элемента рабочей системы.

• Измерьте резистентность каждой пары обмотки.

Это вариант для 3-х проводов. «Комплект» из 4-х и более проводов проверяется попарно. В этом случае соедините рабочий и пусковой провод, затем выведите общий. Получается ситуация с 3 проводами.

4) Остались провода, с которыми нужно продолжить работу. Пусковой провод соответствует среднему контакту, остальные распределяются произвольно. На этом этапе используйте кнопку, в которой также есть 3 контакта. Крайние выходные кабели остаются для подключения силового кабеля, рабочий – для среднего контакта.

Как подключить электродвигатель с 2-мя фазами. Вариант с конденсаторным типом двигателя.

Для данного типа систем характерно, что без конденсаторов двигатель шумит, но не запускается (если использовать метод подключения пускового электродвигателя). Есть три варианта работы с конденсаторами, которые представлены ниже.

• На пусковой конденсатор – специализированный вариант для устройств тяжелого пуска.

• На рабочий конденсатор – способ для достижения максимальной результативности с использованием конденсаторов.

• На два конденсатора – самый «популярный» способ. Вспомогательная обмотка идет к конденсатору, всего 2 подключенных обмотки.

Начните работу с соединения контактов «треугольником» или «звездой». Ориентируйтесь на схему запуска с конденсаторами даже в том случае, если ваш электродвигатель с 2-мя фазами работает через одну фазу.

Как подключить трехфазный электродвигатель через однофазную сеть

Не забывайте, что подключая трехфазный двигатель к однофазной сети потеря в мощности составит порядка 30%.

Прибор с 3-мя фазами можно подключить и через одну фазу, и через конденсатор. Последовательность действий при подключении такого прибора включает более простые элементы, которые уже были описаны в случае 1-фазного, 2-фазного двигателя. Система подключается по схемам «звезда», «треугольник»; используется пусковое реле.

Как проверить электродвигатель на работоспособность

Для пользователя существует несколько вариантов, как проверить двигатель на работоспособность.

• Анализ внешнего состояния прибора. Перегрев системы связывают с потемнением краски на двигателе в средней части.

• Сверьтесь с заявленными производителем характеристиками, указанными на маркировке прибора. Не ожидайте, что двигатель выдаст большие мощности и RPM (число оборотов), чем это написано на маркировке.

• Измерьте показания с помощью мультиметра.

• Устройте прибору аппаратную диагностику.

Проверка мощности электродвигателя.

Электродвигатель сталкивается с большой нагрузкой в ходе работы отдельной или комплексной системы. Опытный пользователь знает, что любое, даже самая надежное устройство со временем дает сбой. Поэтому важно снимать показания электрической машины до нескольких раз после установки, как мощность электродвигателя, так и другие значения.

• Мощность можно определить по счетчику.

• Параметр мощности считается исходя из таблиц (понадобятся данные, например, диаметр D вала, S см/м до оси, длина мотора).

• Данные о габаритах двигателя также служат вспомогательным материалом для вычисления мощности двигателя.

• Непосредственно мощность определяют исходя из значений скорости вращения вала. Частоту умножают на k 6.28, силу и радиус системы (узнается с помощью штангенциркуля).


 Электродвигатель 220В характеристики
Тип

Электродвигатели однофазные АИРЕ 220В — электрические параметры

Масса, кг
Р, кВт U, B КПД, % cos Мп/Мн Мmax/Mн Iп/In С, мкф Uнc, B
3000 об/мин
АИРЕ56А2 0,12 220 62 0,92 0,4 1.7 3,2 6,3 450 3,7
АИРЕ56В2 0,18 220 65 0,95 0,4 1,7 2,8 8,0 450 4,0
АИРЕ56С2 0,25 220 63 0,92 0,4 1,7
3,5
12,5 450 4,3
АИРЕ63В2 0,37 220 66 0,92 0,4 1,7 4,0 20,0 450 6,3
АИРЕ71А2 0,55 220 67 0,92 0,4 1,7 4,3 16,0 250 8,9
АИРЕ71В2 0,75 220 67 0,92 0,4 1,7 4,0 20,0 450 9,6
АИРЕ71С2 1,10 220 68 0,95 0,4 1,7 4,0 30,0 450 10,5
АИРЕ80В2 1,50 220 69 0,95 0,4 1,7 4,5 35,0 450 15,1
АИРЕ80С2
2,20
220 73 0,95 0,3 1,7 4,5 60,0 450 15,9
1500 об/мин
АИРЕ56А4 0,12 220 50 0,88 0,4 1,7 2,0 8,0 450 3,8
АИРЕ56В4 0,18 220 55 0,90 0,4 1,7 2,2 10,0 450 4,4
АИРЕ63В4 0,25 220 60 0,80 0,4 1,7 2,6 10,0 450 6,2
АИРЕ71А4 0,37 220 64 0,90 0,4 1,7 3,0 14,0 450 8,3
АИРЕ71В4 0,55 220 64 0,92 0,4 1,7 3,5 16,0 450 9,6
АИРЕ71С4 0,75 220 66 0,92 0,4 1,7 3,5 25,0 450 10,3
АИРЕ80В4 1,10 220 71 0,95

0,32

1,7 4,0 30,0 450 14,1
АИРЕ80С4 1,50 220 72 0,95 0,32 1,7 4,5 45,0 450 15,1
AИPE100S4 2,20 220 75 0,95 0,4 1,9 3,2 60,0 450 24,4

Тип двигателя

Электродвигатели однофазные АИСЕ 220В — электрические параметры


Масса, кг
Р, кВт Номинальная частота
вращения, об/мин
КПД, % cos φ Мп/Мн Мmax/Mн Iн, А Конденсатор,
мкФ/В
АИСЕ56А2 0,09 2740 54 0,91 0,69 1,8 0,80 4/450 2,8
АИСЕ56В2 0,12 2760 60 0,93 0,69 1,8 0,90 6/450 3,05
АИСЕ56С2 0,18 2760 60 0,93 0,69 1,8 1,40 8/450 3,5
АИСЕ63А2 0,18 2760 62 0,93 0,55 1,8 1,40 8/450 4,1
АИСЕ63В2 0,25 2780 66 0,93 0,55 1,8 1,70 10/450 4,5
АИСЕ63С2 0,37 2780 67 0,93 0,45 1,65 2,50 12/450 5,25
АИСЕ71А2 0,37 2780 67 0,93 0,50 1,65 2,60 12/450 5,6
АИСЕ71В2 0,55 2790 73 0,95 0,50 1,8 3,50 16/450 6,95
АИСЕ71С2 0,75 2810 74 0,97 0,48 1,8 4,50 25/450 8,15
АИСЕ80А2 0,75 2810 74 0,98 0,40 1,8 4,40 25/450 8,5
АИСЕ80В2 1,1 2810 75 0,98 0,40 1,8 6,30 35/450 11,0
АИСЕ80С2 1,5 2810 77 0,98 0,33 1,8 8,50 40/450 12,75
АИСЕ90S2 1,5 2820 77 0,98 0,33 1,72 8,40 45/450 13,7
АИСЕ90L2 2,2 2850 78 0,98 0,29 1,8 12,10 60/450 16,7
АИСЕ100L2 3,0 2860 79 0,99 0,28 1,8 16,50 80/450 23,1
АИСЕ56А4 0,06 1370 48 0,92 0,73 1,75 0,60 4/450 3,3
АИСЕ56В4 0,09 1370 50 0,92 0,60 1,75 0,80 6/450 3,6
АИСЕ63А4 0,12 1370 52 0,92 0,60 1,75 1,30 8/450 4,45
АИСЕ63В4 0,18 1370 54 0,94 0,60 1,6 1,50 12/450 5,05
АИСЕ63С4 0,25 1370 58 0,95 0,60 1,6 2,00 14/450 5,4
АИСЕ71А4 0,25 1390 61 0,96 0,50 1,6 1,80 14/450 5,8
АИСЕ71В4 0,37 1390 62 0,96 0,50 1,6 2,70 16/450 6,9
АИСЕ71С4 0,55 1390 64 0,97 0,48 1,7 3,70 20/450 8,25
АИСЕ80А4 0,55 1410 64 0,98 0,37 1,8 3,50 25/450 9,55
АИСЕ80В4 0,75 1410 68 0,98 0,37 1,65 4,70 30/450 10,45
АИСЕ90S4 1,1 1410 71 0,98 0,35 1,75 6,30 40/450 13,1
АИСЕ90L4 1,5 1420 73 0,96 0,33 1,8 8,50 45/450 16,45
АИСЕ100LА4 2,2 1440 77 0,96 0,32 1,8 12,90 80/450 22,8
АИСЕ100LB4 3,0 1440 78 0,99 0,30 1,7 16,20 100/450 29,2
АИСЕ63А6 0,09 900 46 0,97 0,45 1,5 0,92 8/450 4,2
АИСЕ63В6 0,12 900 46 0,98 0,45 1,5 1,16 10/450 5,6
АИСЕ71А6 0,18 920 57 0,92 0,45 1,5 1,49 16/450 6,3
АИСЕ71В6 0,25 920 59 0,92 0,45 1,5 2,00 20/450 7,6
АИСЕ80А6 0,37 920 63 0,92 0,35 1,6 2,78 20/450 9
АИСЕ80В6 0,55 920 66 0,93 0,35 1,6 3,90 25/450 11,6
АИСЕ90S6 0,75 920 68 0,95 0,35 1,6 5,05 35/450 13,5
АИСЕ90L6 1,1 920 69 0,95 0,35 1,6 7,30 50/450 16,2

Подключение электродвигателя звездой и треугольником

Содержание

  1. Подключение звездой
  2. Подключение треугольником
  3. Комбинированное подключение
  4. Пусковые реле

О достоинствах асинхронных двигателей спорить не приходится. Специалисты, в частности, выделяют:

  • высокую производительность;
  • надежность;
  • неприхотливость;
  • простоту конструкции;
  • умеренную стоимость ремонта и обслуживания и т.п.

Асинхронный двигатель состоит из двух основных элементов: статора и ротора. Они имеют токопроводящие обмотки, начала и концы которых выводятся в распределительную коробку и фиксируются в два ряда. Они обозначаются либо литерами С (С1, С2, С3 – начала обмоток, С4, С5, С6 – их концы), либо согласно новой маркировке: U1, V1, W1 –начала, U2, V2, W2 – концы.

Очень часто у людей, впервые имеющих дело с двигателями подобного типа, возникает вопрос: как же их лучше подключить? Существует три схемы подключения:

  • «треугольник»;
  • «звезда»;
  • комбинированная («звезда-треугольник»).

Итак, каким образом осуществляется подключение электродвигателя звездой и треугольником?

Подключение звездой

В этом случае концы обмоток статора соединяются вместе в одной точке с помощью специальной перемычки. Трехфазное напряжение подается на их начала. Таким образом, на фазной обмотке напряжение будет 220в, а линейное напряжение между двумя оставшимися фазными обмотками – 380в.

Подключение трехфазных двигателей с питающим напряжением 220/127в к стандартным однофазным сетям выполняется только по типу звезды, в противном случае агрегат быстро придет в негодность. Также именно по данной схеме подключаются все электромоторы российского производства на 380в.

В целом подключение звездой обеспечивает более мягкий запуск двигателя и плавность его работы, давая также возможность перезагрузки. Поэтому двигатели средней мощности принято запускать по данной схеме. Однако следует учесть, что в этом случае трехфазный двигатель не сможет работать на полную мощность.

Подключение треугольником

Обмотки соединяются последовательно в замкнутую ячейку, т.е. конец одной из них соединяется с началом следующей и т.д. Ряды контактов с клеммами располагаются так, чтобы они были смещены относительно друг друга (т.е. напротив вывода С6 (W2)помещается С1 (U1) и т.п.). Места соединения следует подключить к соответствующим фазам питающего напряжения. Линейное напряжение сети и напряжение на фазной обмотке равны 220в

Соединение треугольник гарантирует достижение максимальной мощности асинхронного электродвигателя (т.е. полной паспортной мощности, что в полтора раза больше, чем при соединении звездой), но при этом он подвержен большему нагреву и имеет большие значения пусковых токов. Это обусловлено конструктивными особенностями двигателей данного типа: ротор достаточно массивен и имеет большую инерционность, следовательно, когда он раскручивается, мотор работает в режиме перегрузки. Соответственно, двигатель может быстро выйти из строя. Однако если вам нужно подключить к электросети электромотор, произведенный в Европе и рассчитанный на номинальное напряжение 400/690, то это единственно правильный вариант.

Комбинированное подключение

Эту функцию используют только для двигателей с соответствующей пометкой (Δ/Y), которая обозначает, что возможны оба варианта соединения. Запуск осуществляется при подключении звездой для уменьшения пускового тока, затем после набора номинальной частоты вращения переключение на треугольник происходит в автоматическом режиме. Таким образом мы получаем максимально возможную мощность на выходе.

Использование данного способа связано со скачками токов. При переключении между схемами происходит следующее: прекращается подача тока, снижается скорость вращения ротора (иногда достаточно резко), затем восстанавливается изначальная скорость вращения.

Пусковые реле

Для того чтобы запустить электродвигатель согласно схеме «звезда-треугольник», разработано специальное оборудование. Названия могут быть разными: реле «Старт-дельта», «Пусковые реле времени» и т.п., но схема их действия всегда одинакова: после подачи напряжения на реле начинается отсчет времени разгона, включается пускатель «звезда», затем, по окончании времени разгона контакты размыкаются, пускатель выключается, замыкаются контакты, включающие пускатель «треугольник».

Подобные реле производятся в Чехии (CRM-2T, TRS2D), Австрии (РВП-3, D6DS, ВЛ-32М1), Украине (ВЛ-163), Италии (80 series, Finder). Он могут быть модульными, программируемыми, съемными, одно- или многофункциональными, механическими или цифровыми, суточными, недельными – выбор достаточно широк.

Итак, вопрос: как подключить электродвигатель звездой или треугольником — решается достаточно просто. Внимательно изучите инструкцию, прилагаемую к агрегату, обращая особое внимание на метки на бирке мотора.


Схема подключения электродвигателя, подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

Схема подключения электродвигателя во многом определяется условиями его эксплуатации.

Например, подключение «звездой» обеспечивает большую плавность работы, но дает потерю мощности по сравнению с подключением «треугольником».

Иногда бывает нужно подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть. В любом случае рассматривать этот вопрос надо по порядку. (Здесь и далее разговор пойдет про асинхронный электродвигатель как наиболее часто встречающийся).

На рисунке 1 представлены две схемы соединения обмоток двигателя.

  1. Схема соединения «звездой». Начала (или концы) всех обмоток соединяются в одной точке, оставшиеся концы (или начала) подключаются каждый к своей фазе (L1, L2, L3).

    Эта схема не позволяет использовать электрический двигатель на полную мощность, но имеет меньший пусковой ток.

  2. Соединение обмоток электродвигателя «треугольником». При этом начало одной обмотки соединяется с концом другой. Вершины получившегося треугольника подключаются к цепи трехфазного тока.

    В отличие от соединения «звездой» эта схема позволяет использовать всю паспортную мощность двигателя, но имеет больший пусковой ток.

  3. Подключение двигателя к сети одинаково, вне зависимости от способа соединения обмоток, поэтому, рассказывая про различные его подключения я буду использовать приведенное здесь обозначение электродвигателя, чтобы лишний раз не затруднять восприятие схемы.

Подключение двигателя к сети производится через электромагнитный пускатель. Схемы таких подключений приведены здесь.

Соединение обмоток двигателя в ту или иную схему производится соответствующей установкой перемычек в клеммной коробке. (См. на соответствующих рисунках под схемами соединений). Для тех, кто привык разбираться во всем досконально на нижней части рисунка 1.с приведена схема подключения обмоток электродвигателя к соответствующим клеммам.

Следует заметить, что сказанное относится к двигателям не подвергавшимся переделкам (ремонту) и имеющим штатную маркировку обмоток.

В противном случае нужно самостоятельно найти обмотки, их начала и концы. Как это сделать поясняет рисунок 2.

  1. Прозваниваем обмотки. Для этого один измерительный щуп мультиметра в режиме измерения сопротивления подсоединяем к любой клемме (выводу), другим последовательно проверяем остальные. Точки, сопротивление между которыми составляет единицы или доли ом (близко к нулю), являются выводами одной обмотки.
  2. Отмечаем найденную обмотку, аналогичным образом прозваниваем оставшиеся выводы, находим остальные.
  3. Определяем начала и концы обмоток электродвигателя. Для этого соединяем любые две последовательно, подаем на них переменное напряжение. Для безопасности лучше ограничиться его величиной 12-36 Вольт. К оставшейся подключаем мультиметр в режиме измерения переменного напряжения. Наличие напряжения свидетельствует, что обмотки соединены синфазно, то есть конец одной подключен к началу другой.

    Этот вариант как раз изображен на рисунке. Отсутствие напряжения говорит о том, что обмотки соединены концами (или началами). Маркируем их соответствующим образом. Повторяем указанные действия для оставшейся обмотки, соединенной с любой из первых двух.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ В ОДНОФАЗНУЮ СЕТЬ

Такая необходимость возникает достаточно часто. Сразу замечу — мощность электродвигателя при этом теряется.

Схема подключения трехфазного электродвигателя в однофазную (220 В) сеть требует наличия фазосдвигающего конденсатора Ср. Значение его емкости в микрофарадах (мкФ) для двигателей мощностью до 2,5 кВт можно определить умножив мощность двигателя в кВт на 100.

Конечно, для этого существует специальная формула, но описанным образом емкость можно получить с достаточной степенью приближения.

Наиболее простая схема приведена на рисунке 3.

В зависимости от положения переключателя SB1 будет меняться направление вращения электродвигателя. Подключение двигателя к сети производится выключателем F, в качестве которого лучше использовать автоматический выключатель.

Сразу после его включения для старта (набора оборотов) нужно подключить дополнительный конденсатор Сдоп, емкостью в 2-3 раза большей, чем Сраб. Это достигается нажатием кнопки SB2, которая должна быть отпущена сразу после набора электродвигателем оборотов.

Резистор R служит для разряда конденсатора Сдоп после его отключения. Значение этого резистора некритично и может быть порядка 100 — 500 кОм.

По этой схеме можно подключать электродвигатели с по схеме как «треугольник» так и «звезда».

Следующая схема (рис.4) использует подключение электродвигателя через пускатель. Сделано это так, чтобы включение можно было производить одним нажатием. Давайте посмотрим как эта схема работает.

При нажатии кнопки «пуск» срабатывает пускатель КМ1. Одними своими контактами он подключает дополнительный конденсатор Сдоп, другими — включает пускатель КМ2, который подает на электродвигатель напряжение (контактная группа КМ2.1) и одновременно блокирует контакты КМ1.1 первого пускателя.

После набора оборотов кнопка пуск отпускается, пускатель КМ1 отключается, отключая Cдоп. Напряжение на пускатель КМ2 подается им самим, он находится в замкнутом состоянии до нажатия кнопки «стоп», размыкающей цепь питания.

Катушки пускателей должны быть рассчитана на напряжение 220В.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов


Подключение электродвигателя к электропитанию

Дорогие клиенты! В данной статье мы рассмотрим, как подключить электродвигатель к сети. Электродвигатель — это сложная электрическая машина, и не является обычным бытовым прибором, как на первый взгляд может показаться. Поэтому подключить электродвигатель к сети переменного тока необходимо доверить специалистам-электрикам. В противном случае есть вероятность, что двигатель «сгорит».

Электрик-профессионал определит:

  • Подходит ли данный двигатель к подключаемому оборудованию?
  • Какое напряжение электросети и какое напряжение необходимо электродвигателю -220/380В?  Бывают двойные значения напряжения (220/380, 380/660), в этих случаях, есть необходимость в правильном подключении к контактам.
  • Защищён двигатель от внешних воздействии (КЗ, потеря фазы в электросети, перегрузка двигателя электрического)? Подберет необходимую защитную и пусковую аппаратуру.

Схемы вывода обмоток двигателей

В трехфазном двигателе электрическом катушечные группы (обмотки) обычно подводятся к шести клеммам в распределительной коробке двигателя. Клеммы соединяются посредством трех пластин, соединяющих катушечные группы в звезду или треугольник. Катушечные группы имеют условно буквенное обозначение U, V и W, а 2 вывода  катушечной группы — начало и конец обозначаются 1 и 2 соответственно.

Фазы обмотки статора после подключения к сети подключаются по одной из схем:

– «Треугольник» (Δ)

– «Звезда» (Y)

 

Подключение по схеме звезда

Можно легко догадаться, что этот тип подключения схематически похож на звезду с тремя лучами – это когда три конца статорной обмотки обираются в одну точку, и напряжение в 380 вольт подается на начало каждой из обмоток.

 

Подключение по схеме треугольник

По аналогии с предыдущей схемой, этот тип подключения схематически похож на треугольник – обмотки статора соединяются последовательно – конец одной обмотки соединён с началом следующей. К каждой обмотке подается напряжение 380 вольт.

 

Подключение двигателя электрического к трёхфазной сети 380 вольт

Наши действия при подключении двигателя:

1. Какое напряжение нам нужно и позволяет ли наша сеть подключить данный двигатель.

2. Информация о возможности подключения по напряжению, как правило, схематически отражено на шильдике: Δ / Y

Двигатель для однофазной сети 220В ↓

Двигатель для трехфазной сети 220/380В ↓

 

3. Для подключения трёхфазного двигателя необходимо одновременно подать напряжение на три фазы.

При современных возможностях пускозащитной аппаратуры существует два варианта подключения электродвигателя через автоматику: 

 — с применением АЗД

АЗД — (автомат защиты электродвигателя) уберегает электродвигатель от перегрузок. При перегрузке у двигателя значительно повышаются рабочие токи, АЗД автоматически выключает питание, при превышении определенных значений соответствующего к конкретному электродвигателю. Данное устройство способно отключить электродвигатель в случае короткого замыкания и потере фазы в сети. К АЗД также предлагаются дополнительные контакты – расцепители напряжения. Такой контакт обеспечивает автоматическое включения АЗД при полном восстановлении напряжения в сети.

— с применением автоматического выключателя и теплового реле

Схема подключения на рисунке:

 

Подключение двигателя электрического к однофазной сети 220 вольт

Для подключения к сети 220 В используются, так называемые, однофазные электродвигатели, которые подключаются именно к бытовой сети с напряжением 220 вольт, достаточно просто вставить вилку в розетку. Максимально допустимая мощность электродвигателя, который разрешено подключать к бытовой однофазной сети в России – 2,2 кВт. Однако на рынок осуществляются поставки электродвигателей с мощностью до 4 кВт из КНР под брендом и гарантией компании РФ, использование таких двигателей допустимо, но нужно быть уверенным, что сеть выдержит. Возможно подключение однофазного двигателя через частотный преобразователь, предназначенный для бытовой сети 220 В. Можно самостоятельно подключить трехфазный электродвигатель в сеть с питанием 220 с использованием конденсатора, но такое подключение приведёт к потере мощности электродвигателя примерно на 30%.  Лучше приобретать однофазный электродвигатель заводской сборки, который выдает именно ту мощность, которая указана на бирке электродвигателя.

Частотный преобразователь в современных условиях

Частотные преобразователи (фото 1) используются для управления частотой вращения электродвигателя, что позволяет не только экономить электроэнергию, но и управлять, например в насосах, подачей и напором перекачиваемой жидкости. При использовании ЧП необходимо учитывать, что регулировка частоты, без доработки электродвигателя, возможна в пределах регулировки частоты +/- 30% от рабочей. Для работы на низкой частоте, т. е. уменьшение частоты вращения более 30% (увеличивается перегрев обмоток двигателя) требуется установка дополнительного вентилятора принудительного охлаждения электродвигателя (фото 2). А при увеличении частоты вращения более 30% (при таких скоростях есть вероятность выхода из строя подшипников), требуется замена подшипников на усиленные.

фото 1 фото 2

 

• Как подключить электродвигатель лучше всего, типы подключения

В промышленности отдавать предпочтение именно трехфазным электродвигателем, так как они имеют весомые преимущества перед одно и двухфазными моторами. Такое оборудование подключается к электросети 380 вольт. Это обеспечивает стабильную и экономичную работу подконтрольного устройства.

 

Магнитное поле вращение появляется в статоре сразу после подачи питания 380 вольт устройство. Благодаря этому, для подключения электродвигателя трехфазного типа, не нужно применять пусковые устройства обмотки (конденсаторы и прочие).

 

Схемы подключения электродвигателя

 

Существует 3 схемы подключения оборудования:

 

·       звезда;

 

·       треугольник;

 

·       треугольник-звезда.

 

Рисунок 1

 

Подключение происходит на 6 выводов, расположенных в клеммной коробке. Ими являются U (1, 2), V (1, 2) и W (1, 2). Метки означают, что электромотор может быть подключен к сети электропитания с вольтажом как 380, так и 220. Схема звезда актуальна для промышленных электродвигателей.

 

Звезда подразумевает подключение 3 фаз на разъемы A, B, C. Для схемы треугольник нужно выполнить 3 последовательные соединения. После этого нужно соединить их к 3 разъемам A, B, C. Принцип подключения схем звезда и треугольник указан на рисунке 1.

 

Обратите внимание. Несмотря на плавный пуск двигателя, подключенного по типу звезда, работа оборудования на максимальной мощности достичь будет довольно сложно. Просадка по мощности – примерно 1.5 раза. Полную мощность, заявленную в документации, электродвигатель выдает, если подключить его треугольником. Однако в этом случае электрический ток будет настолько большим, что может повредить изоляцию проводов, а также уменьшить срок полезной эксплуатации электродвигателя.

 

Многие современные электродвигатели уже имеют в своей конфигурации схему подключения звезда. Это указано на шильде устройства: обмотки оборудования могут быть соединены треугольником на 220 воль или звездой на 380 вольт. Все зависит от условий эксплуатации изделия и подконтрольных машин.

 

 

Рисунок 2

 

Для получения большей мощности используется сочетание этих 2 схем: треугольник-звезда. Если в электрическом двигателе уже реализована схема звезда, остается только организовать треугольник. Для обеспечения работоспособности треугольника-звезды нужно использовать 3 пускателя. Подробнее принцип подключения показан на рисунке 2.

 

К первому пускателю, который обозначен К1, с одной стороны подводится электропитание, а к другому подсоединяется статор. Статор остальными свободными концами подсоединяется к пускателям, обозначенным К2 и К3. Обмотка пускателя К2 соединяется к остальным фазам. Благодаря этому, образуется треугольник подключения.

 

При включении пускателя К3 в фазу, наблюдается укорачивание остальных его концов, что образует звезду. В процессе подключения нужно обратить внимание, что 3 и 2 пускатели, работающие на магнитах, нельзя включать одновременно. Это приведет к короткому замыканию и автоматическому отключению автомата электрического двигателя. Чтобы избежать этого в систему мотора встроена система электрической блокировки. Принцип ее работы заключается в том, что при работе одного из пускателей цепь контактов второго размыкается, делая невозможным его работу.

 

Альтернативные способы подключения электромотора

 

Схема звезда-треугольник используется крайне редко. Существует несколько альтернативных способов подключения, которые используются чаще. Подключение может происходит с использованием конденсатора. Этот способ наиболее простой, однако в результате получается резкое снижение мощности.

 

Для работы представленной схемы нужно оба контакта конденсатора подключить к 0 и третьему выходу мотора. Мощность собранного агрегата составляет до 1.6 Вт. Если при такой схеме подключения нужно больше мощности, в систему вводят специальный конденсатор пускового назначения. При однофазном подключении он несет компенсационную функцию отсутствия 3 входа. Схема изображена на рисунке 3.

 

 

Рисунок 3

 

Подключение асинхронного электродвигателя можно подключить по схеме звезда или треугольник с цепи 380 на 220. В моделях таких устройств установлены 3 обмотки, соединенные между собой звездой или треугольником. Изменение типа подключения осуществляется путем замены выводов, идущих на крайние точки соединений.

 

От мастеров требуется тщательное изучение инструкции по эксплуатацию используемых электродвигатель, а также внимательно читать характеристики этого оборудования. Случается так, что конкретные модели устройств могут быть подключены к 220 только по установленной схеме треугольник. Если мощность двигателя превышает 3 киловатта, то подключать его к бытовой сети запрещается. Если проигнорировать это правило и подключить мотор по типу звезда, оборудование не выдержит возросшего напряжения и сгорят под нагрузкой.

 

Конденсаторы подбирают, ориентируясь на минимальное значение емкости, допустимое для работы системы. Далее ее значение опытным путем увеличивать до оптимального показателя, обеспечивающего работу электродвигателя. В ситуации, когда мотор долгое время стоит без подключения к электричеству или просто не используется, при подключении к нагрузке он может сгореть.

 

Также нужно обратить внимание, что после отключения электропитания конденсаторы какое-то время хранят электрический заряд. Трогать их строго запрещается. Лучше огородить их специальным слоем, не пропускающим электрический ток. Это поможет избежать несчастных случаев на производстве.

 

Смотрите также: Звезда или треугольник. Оптимальное подключение электродвигателя

4 394.00 грн.

Как подключить трёхфазный электродвигатель на 380 Вольт

Трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 вольт. Если у Вас в доме или гараже есть ввод на 380 Вольт, тогда обязательно покупайте компрессор или станок с трехфазным электродвигателем. Это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковые устройства и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к электросети 380 Вольт.

Выбор схемы включения электродвигателя

Схемы подключения 3-х фазных двигателей при помощи магнитных пускателей Я подробно описывал в прошлых статьях: «Схема подключения электромоторов с тепловым реле» и «Схема реверсивного пуска«.

Подключить трех фазный двигатель возможно и в сеть 220 Вольт с использованием конденсаторов по этой схеме. Но будет значительное падение мощности и эффективности его работы.

В статоре асинхронного двигателя на 380 В расположены три отдельные обмотки, которые соединяются между собой в треугольник или звезду и к трем лучам или вершинам подключаются 3 разноименные фазы.

Вы должны учитывать, что при подключении звездой пуск будет плавным, но для того что бы достичь полной мощности необходимо подключить мотор треугольником. При этом мощность возрастет в 1.5 раза, но ток при запуске мощных или средних моторов будет очень высоким, и да же может повредить изоляцию обмоток.

Перед подключением электродвигателя ознакомьтесь с его характеристиками в паспорте и на шильдике. Особенно это важно при подключении 3 фазных электродвигателей западно-европейского производства, которые рассчитаны на работу  от сети напряжением 400/690. Пример такого шильдика на картинке снизу.  Такие моторы подключаются только по схеме «треугольник» к нашей электросети. Но многие монтажники подключают их аналогично отечественным в «звезду» и электромоторы при этом сгорают, особенно быстро под нагрузкой.

На практике все электродвигатели отечественного производства на 380 Вольт подключаются звездой. Пример на картинке.  В очень редких случаях на производстве для того что бы, выжать всю мощность используется комбинированная схема включения звезда-треугольник. Об этом подробно узнаете в самом конце статьи.

Схема подключения электродвигателя звезда треугольник

В некоторых наших электромоторах выходит всего 3 конца из статора с обмотками- это означает, что уже внутри двигателя собрана звезда. Вам только остается подключить к ним 3 фазы. А для того, что бы собрать звезду необходимы оба конца, каждой обмотки или 6 выводов.

Нумерация концов обмоток на схемах идет слева направо. К номерам 4, 5 и 6 подключаются 3 фазы А-В-С от электросети.

При соединении звездой трёхфазного электродвигателя начала его обмоток статора соединяются вместе в одной точке, а к концам обмоток подключаются 3 фазы электропитания на 380 Вольт.

При соединении треугольником статорные обмотки между собой соединяются последовательно. Практически, необходимо соединить конец одной обмотки с началом следующей. К трем точкам соединения их между собой подключаются 3 фазы питания.

Подключение схемы звезда-треугольник

Для подключения мотора по  довольно редкой схеме  звезды при запуске, с последующим переводом для работы в рабочем режиме в схему треугольника. Так Мы сможем выжать максимум мощности, но получается довольно сложная схема без возможности реверсирования или изменения направления вращения.

Для работы схемы необходимы 3 пускателя. На первый К1 подключено электропитание с одной стороны, а с другой — концы обмоток статора. Их же начала подключены к К2 и К3. С пускателя К2 начала обмоток подключаются соответственно на другие фазы по схеме треугольник. При включении К3 все 3 фазы закорачиваются между собой и получается схема работы звездой.

Внимание, одновременно не должны включаться магнитные пускатели К2 и К3, а то произойдет произойдет аварийное отключение автомата защиты из-за возникновения межфазного короткого замыкания. Поэтому и делается электрическая блокировка между ними- при включении одного из них размыкается блок контактами цепь управления другого.

Схема работает следующим образом. При включении пускателя К1 реле времени включает К3 и двигатель запускается по схеме звезда. По истечении заданного промежутка, достаточного для полного запуска двигателя реле времени отключает пускатель К3 и включает К2. Мотор переходит на работу обмоток по схеме треугольник.

Отключение происходит пускателем К1. При повторном запуске все снова повторяется.

Все о электромонтаже электродвигателей

Схемы электрических соединений электродвигателей

Схемы показывают обесточенное или обесточенное состояние электроустановки. Различают:

Все о подключении электродвигателей (фото: electronics.stackexchange.com)

Блок-схема — Упрощенное представление схемы с ее основными частями. Он показывает, как работает электроустановка и как она подразделяется.

Принципиальная схема — Подробное представление электрической цепи с ее отдельными компонентами, показывающее, как работает электрическая установка.

Эквивалентная принципиальная схема — Специальная версия пояснительной принципиальной схемы для анализа и расчета характеристик схемы.

Рисунок 1 — Принципиальная электрическая схема двигателя: 1-полюсное и 3-полюсное представление

Электросхемы электродвигателя

На схемах электропроводки показаны токопроводящие соединения между электрическими устройствами. Они показывают внутренние и / или внешние соединения, но, как правило, не дают никакой информации о режиме работы. Вместо электрических схем также можно использовать таблицы электрических соединений.

Схема подключения устройства — Отображение всех соединений внутри устройства или комбинации устройств.

Схема соединений — Представление соединений между устройством или комбинацией устройств в установке.

Схема подключения — Изображение точек подключения электроустановки и подключенных к ним внутренних и внешних токопроводящих соединений.

Схема расположения (схема расположения) — Отображение физического положения электрического устройства, которое не должно быть масштабировано.Вы найдете примечания к маркировке электрического оборудования на схеме, а также дополнительные детали схемы в главе «Технические характеристики, формулы, таблицы».

Все о электромонтаже электродвигателей — EATON

Соответствующее содержание EEP с рекламными ссылками

Самый простой способ изменить направление электродвигателя

Большая часть этого веб-сайта посвящена активным полупроводникам и электронике, управляющим двигателями постоянного тока. Например, у многих роботов есть микроконтроллеры, которые определяют направление вращения двигателя через транзисторный H-мост.Однако иногда вам нужно очень простое решение, когда человек может напрямую управлять двигателем одним щелчком переключателя. Это легко сделать.

Список деталей:

  • Клейкая лента или клейкая бумага для заметок.

Испытательные детали

Первое, что вам нужно проверить, это аккумулятор и мотор. Это устранит любые проблемы с ними, прежде чем вы усложняете схему одного или нескольких переключателей.Эти тесты проще всего выполнить с зажимами из крокодиловой кожи, если они у вас есть.

Электросхема прямого и обратного хода двигателя и аккумуляторной батареи. Показан красный провод, потому что белый провод не отображается на белом фоне.

  1. Переверните провода от аккумулятора к двигателю, чтобы убедиться, что двигатель вращается в другом направлении (белый провод от положительного конца аккумулятора к отрицательному полюсу двигателя, черный провод от отрицательного конца аккумулятора. к положительной клемме + двигателя).

Если мотор не вращается, проверьте соединения. Также может быть, что напряжение батареи слишком низкое или батарея разряжена. Если двигатель вращается слишком быстро, замените батарею на более низкое напряжение или приобретите двигатель с редуктором.

Прежде чем продолжить, у вас должны быть мотор и аккумулятор, которые прошли этапы 2 и 3 теста.

Подключение центрального выключателя DPDT

Очевидно, вам не захочется каждый раз перепрограммировать мотор, чтобы выключить его или изменить направление.Мы позволим переключателю сделать это. Внутри переключателя есть металлические полоски, которые либо соединяют провода, либо разъединяют их, при этом рычаг переворачивается вперед и назад.

Электропроводка и тумблер.

Вот назначение проводов:

  • Желтый: положительный полюс двигателя.
  • Синий: отрицательный полюс двигателя.
  • Белый: положительный полюс аккумулятора.
  • Черный: отрицательный полюс аккумуляторной батареи.

Припаяйте белые (плюсовые) провода к переключателю DPDT.

1. Подключите белый провод (положительное питание) к переключателю DPDT, как показано выше. Вам понадобится один длинный провод, идущий от батареи к первой клемме переключателя. И вам понадобится меньший кусок провода, идущий от первой клеммы переключателя к противоположной клемме, как показано.

Припаяйте черные (отрицательные) провода к переключателю DPDT.

2.Подключите черный провод (отрицательное напряжение) к переключателю DPDT, как показано выше. Вам понадобится один длинный провод, идущий от аккумулятора к нижней клемме переключателя. И вам понадобится меньший кусок провода, идущий от нижней клеммы переключателя к противоположной клемме, как показано.

Припаяйте желтый и синий провода двигателя к переключателю DPDT.

3. Подключите желтый и синий провода от двигателя к центральным клеммам переключателя DPDT, как показано выше.

4. Подсоедините желтый и синий провода к клеммам двигателя.

5. Перед подключением аккумулятора убедитесь, что переключатель находится в центральном (выключенном) положении.

6. Подключите белый и черный провода к аккумулятору.

Печатная плата

вместо проводов

Электропроводка может быть немного неудобной. Вместо этого вы можете использовать небольшую печатную плату (особенно если вы собираетесь подключить более одного переключателя).

Печатная плата переключателя двигателя DPDT


Управление двунаправленным переключателем двигателя

Давайте рассмотрим, что происходит, когда вы нажимаете переключатель вверх, в центр и вниз …

Отсутствие соединений в переключателе DPDT, приводящее к выключенному двигателю.

Когда рычаг переключателя находится в среднем положении, двигатель выключен, потому что металл внутри переключателя не соединяет провода от средних клемм (электродвигателя) с какими-либо внешними клеммами (источник питания).Это то же самое, как если бы вы просто отключили провода от аккумулятора. Ничего не случится. Энергия не используется.

Соединения в переключателе DPDT, приводящие в движение двигатель.

Когда рычаг переключателя находится в верхнем положении, двигатель вращается вперед. Если ваш двигатель вращается в противоположном направлении, чем вы ожидали или хотели, просто переориентируйте переключатель в руке так, чтобы рычаг был обращен вниз, а затем переведите рычаг в верхнее положение.В качестве альтернативы вы можете поменять местами провода на или клеммы аккумулятора, или клеммы двигателя.

Внутри переключателя рычаг имеет металлические полосы, так что провода двигателя на средней клемме электрически соединяются с одной парой внешних клемм, ведущих к батарее. Термин «двухполюсный» относится к тому факту, что этот переключатель имеет пару выводов, которые он подключает или отключает одновременно. Если нам нужно было подключить или отключить только один провод, мы могли бы использовать однополюсный (SP) переключатель.

Подключения в переключателе DPDT, приводящие к вращению двигателя в обратном направлении.

Когда рычаг переключателя находится в нижнем положении, двигатель вращается назад.

Внутри переключателя рычаг имеет металлические полосы, так что провода двигателя на средней клемме электрически соединены с другой парой внешних клемм, ведущих к батарее. Обратите внимание на то, что черный и белый провода батареи находятся на противоположных сторонах на верхней и нижней клеммах переключателя.Вот почему мотор вращается в обратном направлении.

Термин «двойной бросок» относится к тому факту, что этот переключатель можно бросить вверх и бросить вниз (два разных броска). Если бы нам нужно было только, чтобы двигатель двигался вперед или выключался, мы могли бы использовать одинарный переключатель (ST).

Устранение неисправностей

Если ваш двигатель не работает должным образом, дважды проверьте, что провода идут к правильным клеммам переключателя.Также убедитесь, что проводка не ослаблена и не сломана. Используйте увеличительное стекло, чтобы убедиться, что даже крошечная жила провода случайно не коснется другого провода или клеммы.

Альтернативное управление двигателем с автоматическим ограничителем хода

Полезно иметь возможность напрямую управлять двигателем. Но иногда вы не обращаете внимания, и элемент, подключенный к двигателю, врезается в преграду или иным образом выходит за пределы своего максимального положения.

Было бы неплохо добавить пару дополнительных переключателей для автоматической остановки двигателя, когда он зашел слишком далеко, но по-прежнему позволять оператору вернуть двигатель в разрешенное положение.

Схема подключения двигателя, подключенного к DPDT, плюс два переключателя мгновенного действия для управления пользователем с помощью концевых упоров.

Схема подключения выше аналогична показанной ранее. Были вставлены два дополнительных переключателя. Один переключатель подключает (или отключает) белый провод на нижней клемме. Другой переключатель подключает (или отключает) черный провод на верхней клемме.

Переключатели мгновенного действия нашли хорошее применение в моем роботе Flip-Flop.Если вы не знакомы с переключателями этих типов, взгляните на изображения и посмотрите видео.

Идея состоит в том, что каждый переключатель мгновенного действия подключен таким образом, чтобы соответствующий провод был нормально подключен (NC), как это было на более ранних схемах. Это позволяет переключателю DPDT пользователя работать в обычном режиме.

Однако, когда что-то нажимает на переключатель мгновенного действия, он отключает провод, отключая питание только в этом направлении.Если пользователь поворачивает рычаг в противоположном направлении, другой переключатель мгновенного действия не прижимается, и, таким образом, он позволяет двигателю реверсировать.

Если вы установили моторизованное устройство на линейную (прямую) дорожку и разместили каждый переключатель мгновенного действия на противоположных концах дорожки, вы можете повернуть переключатель в одном направлении, и устройство автоматически остановится, когда достигнет конца трека. Затем вы можете повернуть переключатель в противоположном направлении, и устройство переместится на другой конец дорожки, прежде чем остановиться.

Точно так же вы можете добавить к диску штифт или рычаг, который будет давить на переключатель мгновенного действия, когда вал двигателя вращается на желаемый угол.

Куда идти дальше?

В этой статье показано, как изменить направление на небольшом двигателе от источника потребительской батареи с помощью переключателя центрального положения DPDT. Есть много вариантов использования и вариаций такой схемы.

Можно использовать более мощные двигатели и более мощные источники энергии.Самым большим ограничением будет поиск физического переключателя, способного выдерживать достаточный ток и напряжение. Вы должны быть уверены, что производитель оценивает коммутатор как минимум по максимальной мощности, которую вы собираетесь использовать.

Фактически, лучше всего было бы подключить переключатель с низким номиналом и слабым источником питания к реле с более мощным источником питания. Реле — это магнитно-активируемый переключатель, который действует как прокси, повторяя то, что пользователь делает с переключателем с низким энергопотреблением.

Со временем выключатель, подключенный к большому двигателю или источнику питания, перегорит из-за электрической дуги при замыкании или разрыве электрических соединений. Еще одна проблема с большими двигателями (особенно когда они подключены к оборудованию) — это внезапный запуск и остановка. Импульс может быть убийцей. Управление скоростью или методы цифровой широтно-импульсной модуляции позволяют плавно увеличивать или уменьшать обороты мощных двигателей.

В целом, самая серьезная проблема с большими двигателями или значительными источниками питания (например, розетками переменного тока) — это безопасность.Вот почему эти вещи следует доверить профессиональному оборудованию с надлежащими корпусами, резервными датчиками пределов и независимыми сертифицированными испытаниями.

При этом этот переключатель DPDT должен комфортно работать с небольшими двигателями постоянного тока и источниками батарей, такими как модели, игрушечные поезда и роботы-любители. Чтобы узнать об интеллектуальном управлении двигателем с использованием полупроводников (транзисторов), см. Главы 9 и 10 документа «Промежуточное создание роботов» или просмотрите множество статей на этом сайте.


Как работает электродвигатель в автомобиле

Трехфазный четырехполюсный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора. Статор состоит из трех частей: сердечника статора, токопроводящей проволоки и рамы. Сердечник статора представляет собой группу стальных колец, которые изолированы друг от друга, а затем соединены друг с другом.
Внутри этих колец есть прорези, через которые проводящий провод будет наматывать обмотки статора.Проще говоря, в трехфазном асинхронном двигателе есть три разных типа проводов. Вы можете назвать эти типы проводов фазой 1, фазой 2 и фазой 3.
Каждый тип проводов наматывается вокруг пазов на противоположных сторонах внутренней части сердечника статора. Как только токопроводящий провод находится внутри сердечника статора, сердечник помещается в раму.

Как работает электродвигатель?

Из-за сложности темы ниже приводится упрощенное объяснение того, как четырехполюсный трехфазный асинхронный двигатель работает в автомобиле.Все начинается с аккумуляторной батареи в автомобиле, которая подключена к двигателю. Электрическая энергия подается на статор через аккумуляторную батарею автомобиля. Катушки внутри статора (сделанные из токопроводящей проволоки) расположены на противоположных сторонах сердечника статора и в некотором смысле действуют как магниты. Следовательно, когда электрическая энергия от автомобильного аккумулятора подается в двигатель, катушки создают вращающиеся магнитные поля, которые тянут за собой проводящие стержни на внешней стороне ротора. Вращающийся ротор — это то, что создает механическую энергию, необходимую для вращения шестерен автомобиля, которые, в свою очередь, вращают шины.В обычном автомобиле, то есть неэлектрическом, есть и двигатель, и генератор переменного тока. Аккумулятор питает двигатель, который приводит в действие шестерни и колеса. Вращение колес — это то, что затем приводит в действие генератор в автомобиле, а генератор перезаряжает аккумулятор. Вот почему вам советуют водить машину в течение некоторого времени после прыжка: аккумулятор необходимо подзарядить, чтобы он функционировал должным образом. В электромобиле нет генератора.
Итак, как же тогда перезаряжается аккумулятор? Хотя нет отдельного генератора переменного тока, двигатель в электромобиле действует как двигатель и как генератор переменного тока.

Рис. 1. Термин «переменный ток» определяет тип электричества, характеризующийся напряжением и током, которые меняются во времени.

Это связано с переменным характером сигнала переменного тока, который позволяет легко повышать или понижать напряжение до различных значений. Это одна из причин, почему электромобили так уникальны.
Как упоминалось выше, аккумулятор запускает двигатель, который подает энергию на шестерни, которые вращают шины. Этот процесс происходит, когда ваша нога находится на акселераторе — ротор движется вращающимся магнитным полем, требуя большего крутящего момента.Но что происходит, когда вы отпускаете акселератор? Когда ваша нога отрывается от акселератора, вращающееся магнитное поле останавливается, и ротор начинает вращаться быстрее (в отличие от магнитного поля). Когда ротор вращается быстрее, чем вращающееся магнитное поле в статоре, это действие перезаряжает аккумулятор, действуя как генератор переменного тока.

Переменный ток и постоянный

Концептуальные различия этих двух типов токов должны быть очевидны; в то время как один ток (постоянный) постоянен, другой (переменный) более прерывистый.Однако все немного сложнее, чем это простое объяснение, поэтому давайте разберем эти два термина более подробно.

Постоянный ток (DC)

Под постоянным током понимается постоянный однонаправленный электрический ток. Кроме того, напряжение сохраняет полярность во времени. На батареях, собственно, четко обозначен положительный и отрицательный полюсы. Они используют постоянную разность потенциалов для генерации тока всегда в одном и том же направлении.В дополнение к батареям, топливным элементам и солнечным батареям, скольжение между определенными материалами может производить постоянный ток.

Переменный ток (AC)

Термин «переменный ток» определяет тип электричества, характеризующийся напряжением (представьте давление воды в шланге) и током (представьте скорость потока воды через шланг), которые меняются во времени (рис. 1). При изменении напряжения и тока сигнала переменного тока они чаще всего следуют по форме синусоидальной волны.Поскольку форма волны является синусоидальной, напряжение и ток чередуются с положительной и отрицательной полярностью во времени. Форма синусоидальной волны сигналов переменного тока обусловлена ​​способом генерации электричества.
Другой термин, который вы можете услышать при обсуждении электроэнергии переменного тока, — это частота. Частота сигнала — это количество полных волновых циклов, завершенных за одну секунду времени. Частота измеряется в герцах (Гц), а в США стандартная частота в электросети составляет 60 Гц.Это означает, что сигнал переменного тока колеблется с частотой 60 полных обратных циклов каждую секунду.

Почему это важно? Электроэнергия переменного тока

— лучший способ передачи полезной энергии от источника генерации (например, плотины или ветряной мельницы) на большие расстояния.

Рис. 2. Многофазная система использует несколько напряжений для сдвига фазы отдельно от каждого, чтобы намеренно выйти из строя.

Это связано с переменным характером сигнала переменного тока, который позволяет легко повышать или понижать напряжение до различных значений.Вот почему в розетках вашего дома будет указано 120 вольт переменного тока (безопаснее для потребления человеком), но напряжение распределительного трансформатора, которое подает питание на окрестности (те цилиндрические серые коробки, которые вы видите на полюсах линии электропередачи), может иметь напряжение до 66 кВА (66000 вольт переменного тока).
Электроэнергия переменного тока позволяет нам создавать генераторы, двигатели и распределительные системы из электричества, которые намного более эффективны, чем постоянный ток, поэтому переменный ток является самым популярным током энергии для приложений питания.

Как работает трехфазный четырехполюсный асинхронный двигатель?

Большинство крупных промышленных двигателей представляют собой асинхронные двигатели, которые используются для питания дизельных поездов, посудомоечных машин, вентиляторов и многих других вещей. Однако что именно означает «асинхронный» двигатель?
С технической точки зрения это означает, что обмотки статора индуцируют ток, протекающий в проводники ротора.
С точки зрения непрофессионала, это означает, что двигатель запускается, потому что электричество индуцируется в роторе магнитными токами, а не прямым подключением к электричеству, как у других двигателей, таких как коллекторный двигатель постоянного тока.
Что означает многофазность? Всякий раз, когда у вас есть статор, который содержит несколько уникальных обмоток на полюс двигателя, вы имеете дело с многофазностью (рис. 2).
Обычно многофазный двигатель состоит из трех фаз, но есть двигатели, которые используют две фазы. Многофазная система использует несколько напряжений для сдвига фазы отдельно от каждого, чтобы намеренно выйти из строя.

Рис. 3. Три фазы — это токи электрической энергии, которые подводятся к статору через аккумуляторную батарею автомобиля.

Что означает трехфазный ? Основываясь на основных принципах Николы Теслы, определенных в его многофазном асинхронном двигателе, выдвинутом в 1883 году, «трехфазный» относится к токам электрической энергии, которые подводятся к статору через аккумуляторную батарею автомобиля (рис. 3).
Эта энергия заставляет катушки проводящих проводов вести себя как электромагниты. Простой способ понять три фазы — рассмотреть три цилиндра в форме буквы Y, использующие энергию, направленную к центральной точке, для выработки энергии.По мере создания энергии ток течет в пары катушек внутри двигателя таким образом, что он естественным образом создает северный и южный полюсы внутри катушек, позволяя им действовать как противоположные стороны магнита.

Лучшие электромобили

По мере того, как эта технология продолжает развиваться, характеристики электромобилей начинают быстро догонять и даже превосходить их газовые аналоги. Несмотря на то, что электромобилям еще предстоит пройти определенное расстояние, шаги, предпринятые такими компаниями, как Tesla и Toyota, вселили надежду на то, что будущее транспорта больше не будет зависеть от ископаемого топлива.На данный момент мы все знаем успех, который Tesla испытывает в этой области, выпустив седан Tesla Model S, способный проехать до 288 миль, разогнаться до 155 миль в час и иметь крутящий момент 687 фунт-фут.
Тем не менее, есть десятки других компаний, которые достигают значительного прогресса в этой области, например, Ford Fusion Hybrid, Toyota Prius и Camry-Hybrid, Mitsubishi iMiEV, Ford Focus, BMW i3, Chevy’s Spark и Mercedes B-Class Electric. (рис.4).

Электромобили и окружающая среда

Электрические двигатели воздействуют на окружающую среду как напрямую, так и опосредованно на микро- и макроуровне.Это зависит от того, как вы хотите воспринимать ситуацию и сколько энергии вам нужно. С индивидуальной точки зрения, электромобили не требуют бензина для работы, что приводит к тому, что автомобили без выбросов заполняют наши шоссе и города. Хотя это представляет собой новую проблему, связанную с дополнительным бременем производства электроэнергии, оно снижает нагрузку на миллионы автомобилей, густо населенных в городах и пригородах, выбрасывающих токсины в воздух (рис. 5).
Примечание. Значения MPG (миль на галлон), указанные для каждого региона, представляют собой комбинированный рейтинг экономии топлива для города / шоссе бензинового автомобиля, который будет иметь глобальное потепление, эквивалентное вождению электромобиля.Рейтинги выбросов глобального потепления в регионах основаны на данных электростанций за 2012 год в базе данных EPA eGrid 2015. Сравнения включают выбросы при производстве бензина и электрического топлива. Среднее значение в 58 миль на галлон в США — это средневзвешенное значение продаж, основанное на том, где были проданы электромобили в 2014 году. С большой точки зрения рост количества электромобилей дает несколько преимуществ.

Рис. 5. Значения количества миль на галлон для каждого региона страны — это комбинированный рейтинг экономии топлива в городе / на шоссе бензиновым автомобилем, который при глобальном потеплении эквивалентен управлению электромобилем.

Во-первых, снижается уровень шумового загрязнения, так как шум, издаваемый электродвигателем, намного ниже, чем шум газового двигателя. Кроме того, поскольку электрические двигатели не требуют того же типа смазочных материалов и технического обслуживания, что и газовые двигатели, количество химикатов и масел, используемых в автомагазинах, будет сокращено из-за меньшего количества автомобилей, нуждающихся в техосмотрах.

Заключение

Электродвигатель меняет ход истории точно так же, как паровой двигатель и печатный станок изменили определение прогресса.Хотя электродвигатель не открывает новые возможности в том же духе, что и эти изобретения, он открывает совершенно новый сегмент транспортной отрасли, ориентированный не только на стиль и характеристики, но и на внешнее воздействие . Таким образом, хотя электрический двигатель, возможно, и не реформирует мир из-за внедрения какого-то нового изобретения или создания нового рынка, он меняет определение того, как мы, как общество, определяем прогресс. Если больше ничего не должно произойти из-за достижений, связанных с электродвигателем, по крайней мере, мы можем сказать, что наше общество продвинулось вперед с осознанием своего воздействия на окружающую среду.Это новое определение прогресса, определяемое электрическим двигателем.
(Джилл Скотт)

Соединения клеммной коробки электродвигателя

В Великобритании номинальное напряжение составляет 400 вольт, 3 фазы, 50 Гц. Обычно на паспортных табличках электродвигателей мы видим 220–240 / 380–415 вольт для двигателей меньшего размера или 380–415 / 660–720 вольт для двигателей большего размера.

Небольшие двигатели обычно используются с прямым пуском, поскольку пусковой ток не является проблемой. Имея двигатель 230/400 В, треугольник / звезда, мы можем использовать либо напряжение, либо однофазный входной инвертор, который имеет трехфазный выход 230 В на двигатель.

Более крупные двигатели можно запускать напрямую, но большой пусковой ток может быть проблемой, поэтому традиционно используется пускатель звезда / треугольник, и это должно быть исполнение по схеме треугольник / звезда на 400/690 Вольт.

Во многих случаях сейчас мы видим использование устройств плавного пуска и инверторов, которые по своей сути снижают пусковой ток до более управляемых уровней.

Не существует стандарта, который бы указывал, где это переключение, но обычно это около 4 кВт, и двигатели, большие или маленькие, могут быть изготовлены для любой конфигурации.

При поиске замены двигателя

необходимо учитывать следующее.
  • При каком напряжении питания будет работать двигатель?
  • Какой способ запуска мне нужен?

Если это запасной двигатель, не предполагайте, что это будет то же соединение, что и у оригинального. Перед подключением всегда проверяйте паспортную табличку на предмет способа подключения.

При замене электродвигателя самым важным является правильное подключение клеммной коробки к требуемому напряжению перед запуском электродвигателя в работу.

Ниже представлена ​​схема соединений звезда / треугольник. Соединение звездой для 400 В для стандартных двигателей IEC от 0,09 кВт до 3 кВт и 690 В для двигателей мощностью 4 кВт и выше. Соединение треугольником для 230 В для стандартных двигателей IEC от 0,09 кВт до 3 кВт и 400 В для двигателей мощностью 4 кВт и выше.

Соединение ЗВЕЗДА И ТРЕУГОЛЬНИК

Электродвигатели трехфазные с короткозамкнутым ротором


Чтобы изменить направление вращения, поменяйте местами любые два впускных провода срока службы (L1, L2, L3)

Grantham Electrical может помочь вам найти решение для большинства требуемых напряжений и частот.В качестве альтернативы мы можем предложить перемотку или получить новый двигатель в соответствии с вашими конкретными требованиями.

Обращайтесь: [email protected] для получения дополнительной информации.

Что такое электродвигатели — Краткое руководство — Kitronik Ltd

Двигатели обеспечивают чистый способ преобразования электрической энергии (например, от батарей) в механическую энергию (или движение). Этот документ объясняет, что такое двигатель, немного теории о том, как он работает, и показывает некоторые из различных типов двигателей. . Он показывает, как можно управлять двигателями и какие ограничения существуют при их использовании.Это руководство предполагает базовые знания в области электричества.

Загрузите это руководство в формате PDF.

Электродвигатели

— Краткое руководство — Немного истории:

Электродвигатели существуют уже давно, примерно 200 лет. Хотя существует более одного типа двигателей, наиболее распространенные из них сегодня используются, и те, которые нам интересны в этом документе, используют принципы электромагнетизма для обеспечения движения. Майклу Фарадею приписывают открытие законов электромагнитной индукции в начале 1800-х годов.

Рисунок 1. Электродвигатель в викторианском стиле

Как работает мотор?

Двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. Базовый двигатель состоит из магнита и катушки с проволокой. Когда ток течет по проводу, он создает магнитное поле. Размещение другого магнита рядом с этим полем создает силу. Размер силы зависит от трех факторов;
  • Величина тока, протекающего в проводе
  • Длина провода
  • Напряженность магнитного поля
Силу можно рассчитать по следующему уравнению:

Сила α (ток) x (длина провода) x (магнитное поле)

Увеличение любого из этих факторов приведет к увеличению усилия и, следовательно, к увеличению скорости двигателя.Направление тока, магнитное поле и результирующая сила взаимосвязаны. Джон Амброуз Флеминг разработал правило левой руки, чтобы показать направление силы на проводе с током в магнитном поле.

Рисунок 2: Иллюстрация правила левой руки Флемингса

Правило левой руки Флеминга (рисунок 2) показывает:

  • Направление тока в проводе (средний палец).
  • Направление магнитного поля (указательный палец).
  • Направление создаваемой силы (большой палец).

Направление силы показывает направление, в котором будет двигаться обмотка двигателя, и, следовательно, направление вращения.

Матовые двигатели:

Чтобы пропустить ток через движущийся провод, используется щетка. Он скользит по поверхности соединения. В щеточном двигателе эта вращающаяся поверхность называется коммутатором. В следующем примере коммутатор разделен на две части, чтобы обеспечить подключение к каждому концу одиночной катушки провода. Типичные двигатели имеют коммутаторы с множеством сегментов.Каждый конец катушки соединен с частью коммутатора и будет вращаться вместе с валом двигателя. Когда коммутатор вращается, он соединяется с двумя контактами, известными как щетки (положительная и отрицательная щетки). Поскольку коммутатор разделен, ток продолжает течь в том же направлении, что и двигатель, даже если концы катушки изменились. Рисунок 3: Схема, показывающая части двигателя

Рисунок 4: Показан «идеальный» двигатель [/ caption] Когда подается напряжение (через коммутатор), ток течет по катушке.Магнитное поле создает силу, и катушка удаляется в соответствии с правилом левой руки Флемингса.

Рисунок 5: «Идеальный» двигатель

Когда катушка вращается в противоположную сторону, сила изменит направление, и двигатель не будет вращаться. Чтобы предотвратить это, коммутатор переключает ток, протекающий в противоположном направлении через катушку, которая затем продолжает вращаться. Рисунок 6: Показан «идеальный» двигатель

Этот процесс выполняется каждые пол-оборота и повторяется, пока есть питание на коммутатор.Чтобы изменить направление вращения двигателя, просто измените полярность питания коммутатора. Типичные двигатели постоянного тока имеют несколько катушек и сегментов коммутатора, чтобы обеспечить их бесперебойную работу и легкий запуск.

Контроль направления:

Обычно используемый метод переключения направления тока называется Н-мостом (рис. 7). Он известен как это, потому что его схематическое изображение часто изображается как заглавная буква Н. Рис. 7: Схема Н-моста

Он имеет 4 переключателя, часто полевые транзисторы (обозначенные 1, 2, 3 и 4), которыми можно управлять попарно, один сверху и один снизу на противоположных сторонах двигателя (1 и 4 или 2). и 3).Включение обоих переключателей на одной стороне приведет к короткому замыканию источника питания на землю, что не является хорошей идеей. Большинство схем драйвера двигателя имеют встроенную защиту, чтобы этого не произошло. Одиночный H-мост может использоваться для управления щеточным двигателем постоянного тока как по направлению, так и с некоторой дополнительной работой, скоростью. На рисунке 8 показан ток (красные стрелки) в прямом и обратном направлении двигателя. Рисунок 8: Как протекает ток в H-мосту

Контроль скорости:

Скорость, с которой работает двигатель постоянного тока, зависит от подаваемой на него мощности.В большинстве паспортов двигателей указывается скорость холостого хода при определенном напряжении. Из-за закона Ома (Вольт = Ампер х Сопротивление) это также подразумевает определенный ток и, следовательно, определенную потребляемую мощность (Мощность = Вольт х Ампер). Скорость холостого хода — это скорость, на которой двигатель будет работать, только внутреннее трение замедлит его. Как только на двигатель будет приложена нагрузка — например, поворот коробки передач для вращения колеса — двигатель замедлится, если входная мощность не будет увеличена. При номинальном напряжении и токе двигатель развивает номинальный крутящий момент и вращается с номинальной скоростью.Если запрошенная мощность слишком велика, двигатель может заглохнуть. В этот момент будет протекать максимальный ток (обычно называемый током останова). На рисунке 9 показан фрагмент таблицы данных для небольшого двигателя постоянного тока.

Рисунок 9: Выдержка из спецификации на небольшой двигатель

Входной мощностью можно управлять, изменяя напряжение (или ток), подаваемое на двигатель. Это может быть просто добавление переменного резистора в схему, но чаще используется метод, называемый широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), для управления двигателем с микропроцессора.ШИМ управляет средним напряжением (и, следовательно, током — они связаны законом Ома) в течение определенного периода времени, намного быстрее включая и выключая напряжение. Если время включения равно времени выключения, то среднее значение составляет 50%. На рисунке 10 показаны 3 формы сигнала. Верхний сигнал имеет среднюю мощность 50%, второй сигнал и среднюю мощность 25%, а нижний сигнал имеет среднюю мощность 75%.

Рисунок 10: Изображение сигналов ШИМ

Управляя мощностью двигателя, мы можем управлять его скоростью.

Удаление кистей:

Поскольку щетки и коммутатор постоянно скользят друг по другу, в конечном итоге они изнашиваются. Когда это произойдет, двигатель больше не будет работать. Можно построить электродвигатель без щеток — эти двигатели называются бесщеточными. Бесщеточный двигатель концептуально вывернут наизнанку от щеточного двигателя — катушки с проволокой остаются неподвижными, а магниты прикреплены к вращающемуся валу. Существует 2 основных типа бесщеточных двигателей: Inrunners (Рисунок 11), где магниты находятся внутри катушек, и Outrunners, где магниты находятся снаружи катушек.(Рисунок 12)
Рисунок 11: Маленький мотоцикл Inrunner Рисунок 12: Пара двигателей Outrunner Рисунок 13: Разобранный двигатель Outrunner

На рис. 13 показан Outrunner в разобранном виде. Хорошо видны магниты на роторе и неподвижные катушки с проволокой. Как мы видели, чтобы двигатель мог вращаться, необходим способ изменения направления тока в катушке с проводом.Это называется «коммутацией». Пример, показанный на рисунке 4 и след. изображает щеточный двигатель. Есть и другие способы добиться коммутации без использования щеток. В шаговых двигателях и бесщеточных двигателях используется внешний контроллер, который заменяет вращающийся коммутатор на валу двигателя. Этот внешний контроллер отвечает за переключение направления тока, чтобы двигатель вращался. Бесщеточные контроллеры похожи на наборы H-мостов, но они чаще меняют направление, чтобы двигатель вращался в одном направлении! Существуют различные методы обеспечения того, чтобы переключение произошло в нужное время.Они включают либо датчик на двигателе, либо использование самого двигателя в качестве датчика. Детали не важны для использования контроллера двигателя, если вы соединяете контроллер датчика с двигателем с датчиком или контроллер без датчика с двигателем без датчика. Подавляющее большинство моторов и контроллеров для хобби не имеют датчиков.

Какой у меня мотор?

Щеточный двигатель обычно имеет 2 точки подключения. Они подключаются к щеткам внутри двигателя. На рисунках 14, 15 и 16 показаны различные электродвигатели с щетками.Если к двигателю идут провода, то их можно использовать для его подключения. Однако у большинства щеточных двигателей есть бирки на двигателе для подключения проводов.
Рисунок 14: Мотор-редуктор с щеточным приводом Рисунок 15: Матовый двигатель с проводами Рисунок 16: Большой щеточный мотор
На рисунках 17-19 показано, как прикрепить провода к наиболее распространенному типу щеточной бирки двигателя.Проволока зачищается и пропускается через отверстие. Затем он изгибается назад, что обеспечивает механическую безопасность. Чтобы обеспечить хорошее электрическое соединение, затем припаивают оголенный провод и бирку.
Рисунок 17: Протолкните провод через отверстие Рисунок 18: Согните провод, чтобы закрепить его Рисунок 19: Припой и бирка
При подключении, если двигатель вращается в неправильном направлении, просто поменяйте местами 2 провода.
Рисунок 20: Бесщеточный входной канал с соединительными выводами Рисунок 21: Управление бесщеточным двигателем RC
Также потребуется специальный контроллер бесщеточного двигателя, который будет иметь 3 разъема для двигателя и 2 для источника питания. На рисунке 20 показаны соединения от бесщеточного Inrunner, а на рисунке 21 показан типичный контроллер бесщеточного двигателя. Этот контроллер разработан для использования с системой радиоуправления (RC), поэтому, помимо подключения двигателя и аккумулятора, он также имеет разъем сервопривода.При подключении, если двигатель вращается в неправильном направлении, замена любых 2 из 3 проводов изменит направление на противоположное. У шагового двигателя будет больше соединений. Обычные степперы имеют 4,5,6 или 8 проводов. Они подключаются к различным катушкам внутри двигателя, и их необходимо подключать к правильному месту на специальном драйвере шагового двигателя. Поскольку шаговые двигатели являются специальным типом бесщеточных двигателей, детали шаговых двигателей и способы их использования описаны в другом руководстве.

Использование двигателя с микроконтроллером:

Два основных метода управления двигателем (щеточным или бесщеточным) с микроконтроллера — это прямое управление мостом H или бесщеточным контроллером или использование сервоинтерфейса RC (который затем управляет мостом H).Микроконтроллеры обычно могут выводить только очень небольшие количества тока со своих контактов, поэтому подключение двигателя непосредственно к ним не сработает и может повредить микроконтроллер. Использование H-моста позволяет программе напрямую управлять работой двигателя. Часто для этой цели H-мосты встраиваются в специальные интегральные схемы (ИС), которые также могут содержать некоторые защитные функции для предотвращения повреждения двигателя, ИС и источника питания. При использовании сервоинтерфейса контроллер мотора может быть разработан для использования в самолетах или автомобилях.Контроллеры, предназначенные для использования в самолетах, обычно работают только в одном направлении, поскольку большинство самолетов плохо летают задним ходом. Контроллеры автомобиля / лодки будут управлять двигателем как вперед, так и назад. Могут быть дополнительные функции, такие как торможение и удержание скорости. Это должно быть объяснено в руководстве к контроллеру мотора. Обычно однонаправленный контроллер будет использовать полный диапазон сервопривода (1-2 мс) для скорости, тогда как двунаправленный контроллер будет использовать половину диапазона для прямого и половину для обратного хода с остановкой посередине.

Выводы:

Электродвигатели — это чистый метод обеспечения управляемого движения. Существует много типов, поэтому большинство требований могут быть удовлетворены, а методы управления ими просты. Основным ограничением двигателей является их потребность в источнике электричества, который затем может обеспечивать достаточный ток и напряжение, чтобы они могли выполнять требуемую работу. Бесщеточные двигатели торгуют простотой щеточного двигателя отсутствием изнашиваемых деталей. Для них требуются более сложные схемы управления, но они могут обеспечить большую эффективность и долгосрочную надежность.

по

Дэвид Сандерсон, MEng (с отличием) DIS, технический директор CEng MIMarEST в Kitronik

Загрузите это руководство в формате PDF.

Изображения, используемые в этом документе, получены из:

Рисунок 1: Викторианский электродвигатель, фотография, просмотренная 21 марта 2019 г., https://www.earlytech.com/earlytech/item?id=564 Рисунок

2: Схема правила левой руки Флемингса. Автор Китроник. Рисунок 11: Схема, показывающая части двигателя Kitronik.

Рис. 4: «Идеальный» двигатель, диаграмма Китроника.

Рис. 5: «Идеальный» двигатель, диаграмма Китроника.

Рис. 6: «Идеальный» двигатель, диаграмма Китроника.

Рисунок 7: Схема H-образного моста, схема Kitronik.

Рисунок 8: Как протекают токи в H-мосту, диаграмма Kitronik.

Рисунок 9: Выдержка из спецификации двигателя, просмотренной 21 марта 2019 г., http://www.e-jpc.com/pdf/dcmotors601-0241.pdf

Рисунок 10: Изображение сигналов ШИМ, диаграмма Kitronik.

Рисунок 11: Маленький впускной двигатель, фотография, просмотренная 21 марта 2019 г., http: // www.valuehobby.com/2838-3600kv-inrunner.html

Рисунок 12: Пара двигателей Outrunner, фотография, просмотр 21 марта 2019 г., https://www.scorpionsystem.com/info/brushless_outrunner_motors

Рисунок 13: Разобранный двигатель Outrunner, фотография, просмотрено 21 марта 2019 г., https://apollo.open-resource.org/mission:log:2012:07:17:howto-disassemble-a-brushless-motor

Рис. 14. Щеточный мотор-редуктор, фотография Китроника.

Рис. 15. Матовый двигатель с проводами, фотография Kitronik.

Рис. 16. Большой щеточный двигатель, фотография Китроника.

Рис. 17. Протолкните провод через отверстие, фотография Kitronik.

Рис. 18: Согните проволоку, чтобы закрепить ее, фотография Китроника.

Рис. 19: Паяльная проволока и бирка, фотография Kitronik.

Рисунок 20. Бесщеточный загрузчик с выводами для подключения, фотография, просмотрено 21 марта 2019 г., resources.ripmax.com/product_images/combi/m/m-dhkh205.jpg

рисунок 21: Бесщеточный контроллер двигателя, фотография, просмотрено 21 марта 2019 г., Авсар Арас — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19639998https://www.futabarc.com/servos/analog.html

© Kitronik Ltd — Вы можете распечатать эту страницу и ссылку на нее, но не должны копировать страницу или ее часть без предварительного письменного согласия Kitronik.

Как работают электродвигатели — инженерное мышление

Узнайте, как работает электродвигатель, основные части, почему и где они используются вместе с рабочими примерами.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть обучающее видео на YouTube

Электродвигатель

Это электродвигатель.Это одно из самых важных устройств, когда-либо изобретенных. Эти двигатели используются везде, от перекачки воды, которую мы пьем, до питания лифтов и кранов, даже для охлаждения атомных электростанций. Итак, мы собираемся заглянуть внутрь одного и подробно узнать, как именно они работают, в этой статье.

Электрический индукционный двигатель

Асинхронный двигатель будет выглядеть примерно так. Они превращают электрическую энергию в механическую, которую мы можем использовать для привода насосов, вентиляторов, компрессоров, шестерен, шкивов и т. Д.Практически все детали находятся внутри основного корпуса. Спереди мы находим вал, это часть, которая вращается, и мы можем подключать к нему такие вещи, как насосы, шестерни и шкивы, чтобы они работали за нас. Сзади мы находим вентилятор и защитную крышку, вентилятор соединен с валом, поэтому он вращается при каждом включении двигателя. Асинхронный двигатель во время работы может выделять много тепла, поэтому вентилятор обдувает корпус окружающим воздухом для его охлаждения. Если асинхронный двигатель становится слишком горячим, изоляция внутренних электрических катушек расплавляется, вызывая короткое замыкание, и двигатель разрушается.Ребра на боковой стороне корпуса помогают увеличить площадь поверхности, что позволяет нам отводить больше нежелательного тепла.

Вал поддерживается подшипниками, которые находятся внутри переднего и заднего щитов. Подшипники помогают валу плавно вращаться и удерживают его на месте.

Front Shield

Внутри корпуса находим статор. Статор неподвижен и не вращается. Он состоит из ряда медных проводов, которые свернуты в катушки между прорезями, расположенными по внутреннему периметру.Медный провод покрыт специальной эмалью, которая электрически изолирует провода друг от друга, это означает, что электричество должно протекать через всю катушку, иначе это будет кратчайший путь — и мы увидим, почему это важно, немного позже. эта статья. Это трехфазный асинхронный двигатель, поэтому у нас есть три отдельных набора катушек в статоре. Концы каждого набора будут подключаться к клеммам в электрической клеммной коробке. Мы увидим, как они связаны, чуть позже в этой статье.При подключении к электросети статор создает вращающееся электромагнитное поле.

Статор

К валу подсоединен ротор. В данном случае это ротор типа «беличья клетка». Она называется беличьей клеткой, потому что у нее есть два концевых кольца, которые соединены несколькими стержнями и вращаются вместе. Эта конструкция похожа на небольшую клетку или колесо для упражнений, используемое домашним хомяком или даже белкой.

Беличья клетка

Беличья клетка оснащена несколькими ламинированными стальными листами.Эти листы помогут сконцентрировать магнитное поле на стержнях. Листы используются вместо цельного куска металла, поскольку это повышает эффективность за счет уменьшения величины вихревых токов в роторе.

Когда ротор помещается внутри статора и статор подключен к источнику электропитания, ротор начинает вращаться. Итак, как это возможно?

Как работают асинхронные двигатели

Когда электричество проходит через провод, вокруг него создается электромагнитное поле.Мы можем увидеть это, поместив несколько компасов вокруг провода, компасы будут вращаться, чтобы выровняться с этим магнитным полем. Если направление тока меняется на противоположное, магнитное поле также меняется на противоположное, поэтому компасы меняют направление.

Магнитное поле провода тянет и толкает шкалы компаса. Точно так же, как если бы мы сдвинули два стержневых магнита друг к другу. Их либо привлекут, либо оттолкнут. Мы даже можем использовать один магнит для вращения другого магнита. Или мы можем вращать магнит, изменяя напряженность магнитного поля вокруг него.

Если мы поместим провод в магнитное поле и пропустим через него ток, магнитное поле провода будет взаимодействовать с постоянными магнитами, магнитное поле и на провод возникнет сила. Эта сила будет перемещать провод вверх или вниз, в зависимости от направления тока и полярности магнитных полей.

Проволока в магнитном поле

Если мы намотаем провод в катушку, электромагнитное поле станет сильнее, катушка будет создавать северный и южный полюсы, как постоянный магнит.Мы называем эти катушки индуктивности. Когда мы пропускаем через провод переменный ток, электроны будут постоянно менять направление между течением вперед и назад. Таким образом, магнитное поле также будет расширяться и сжиматься, и каждый раз полярность меняется на противоположную. Когда мы помещаем другую, отдельную катушку в непосредственной близости и замыкаем цепь, электромагнитное поле индуцирует ток во второй катушке.

Мы можем соединить две катушки вместе и разместить их друг напротив друга, чтобы создать большее магнитное поле.Если мы поместим замкнутую проволочную петлю внутрь этого большого магнитного поля, мы вызовем ток в петле. Как мы знаем, когда мы пропускаем ток через провод, он генерирует магнитное поле, и мы также знаем, что магнитные поля будут толкать или притягивать друг друга. Таким образом, эта проволочная петля также будет генерировать магнитное поле, которое будет взаимодействовать с большим магнитным полем. Каждая сторона катушки будет испытывать противодействующие силы, заставляя ее вращаться. Таким образом, этот контур является нашим ротором, а катушки — статором.

Замкнутый контур провода внутри магнитного поля

Ротор будет вращаться только до тех пор, пока он не выровняется с катушками статора, но затем он застрянет, когда наведенный ток будет реверсивным с катушкой. Чтобы преодолеть это, нам нужно ввести еще один набор катушек в статоре, и мы должны подключить их к другой фазе. Электроны текут в этой фазе в немного другое время, поэтому электромагнитное поле также изменится по силе и полярности в немного другое время. Это заставит ротор вращаться.

Внутри асинхронного двигателя есть 3 отдельные катушки, которые используются для создания вращательного электромагнитного поля. Когда мы пропускаем переменный ток через каждую катушку, катушки будут создавать электромагнитное поле, которое изменяется по интенсивности, а также полярности по мере изменения направления электронов, но, если бы мы подключили каждую катушку к другой фазе, тогда электроны в каждой катушка изменит направление в другое время. Это означает, что полярность и напряженность магнитного поля также будут иметь разное время.

Фаза 1, 2, 3

Чтобы распределить это магнитное поле, нам нужно повернуть наборы катушек на 120 градусов относительно предыдущей фазы, а затем объединить их в статор. Магнитное поле различается по силе и полярности между катушками, которые в совокупности создают эффект вращающегося магнитного поля.

Мы видели ранее в этой статье, что ток может быть наведен во вторую катушку, когда она находится в непосредственной близости. Стержни беличьей клетки закорочены на каждом конце, что, таким образом, создает несколько петель или катушек, поэтому каждая полоса индуцирует ток и создает магнитное поле.

Магнитное поле стержней ротора взаимодействует с магнитным полем статора. Магнитное поле стержней ротора притягивается к магнитному полю статора. Поскольку магнитное поле вращается, ротор, следовательно, также будет вращаться в том же направлении, что и магнитное поле, чтобы попытаться выровняться с ним, но он никогда не сможет полностью догнать его.

Стержни ротора часто перекошены. Это помогает распределить магнитное поле по нескольким стержням и препятствует выравниванию и заклиниванию двигателя.

Электрические соединения

Статор содержит все катушки или обмотки, используемые для создания вращающегося электромагнитного поля, когда электричество проходит по проводам. Для питания катушек мы находим электрическую клеммную коробку сверху, а иногда и сбоку.

Внутри коробки находится 6 электрических клемм. У каждого терминала есть соответствующая буква и номер, у нас есть U1, V1 и W1, затем W2, U2 и V2. У нас есть катушка фазы 1, подключенная к двум клеммам U, затем катушки фазы 2, подключенные к двум клеммам V, и, наконец, катушка фазы 3, подключенная к двум клеммам W.Обратите внимание, что электрические клеммы расположены в разной конфигурации с одной стороны от другой. Мы скоро поймем, почему это так.

Электрическая клеммная коробка

Теперь мы вводим наш трехфазный источник питания и подключаем его к соответствующим клеммам. Чтобы двигатель заработал, нам нужно замкнуть цепь, и есть два способа сделать это. Первый способ — это дельта-конфигурация. Для этого мы подключаем клеммы от U1 к W2, V1 к U2 и W1 к V2. Это даст нам нашу дельта-конфигурацию.

Конфигурация «Дельта»

Теперь, когда мы подаем переменный ток через фазы, мы видим, что электричество перетекает из одной фазы в другую, поскольку направление переменного тока меняется на противоположное в каждой фазе в разное время. Вот почему у нас есть клеммы в клеммной коробке в разном расположении, потому что мы можем легко подключиться и позволить электричеству течь между фазами, поскольку электроны меняют направление в разное время.

Другой способ подключения клемм — использование конфигурации «звезда» или «звезда».В этом методе мы соединяем W2, U2 и V2 только с одной стороны. Это даст нам соединение, эквивалентное звезде или звезде. Теперь, когда мы пропускаем электричество через фазы, мы видим, что электроны распределяются между выводами фаз.

Конфигурация «звезда»

Из-за различий в конструкции величина тока, протекающего в конфигурации «звезда» и «треугольник», различается, и мы увидим некоторые расчеты для них ближе к концу статьи.

Расчет дельты звезды (звезды)

Давайте посмотрим на разницу между конфигурациями звезды и треугольника.

Допустим, у нас есть двигатель, подключенный по схеме треугольник, с напряжением питания 400 Вольт. Это означает, что когда мы используем мультиметр для измерения напряжения между любыми двумя фазами, мы получаем показание 400 Вольт, мы называем это линейным напряжением.

Теперь, если мы измеряем на двух концах катушки, мы снова увидим межфазное напряжение 400 Вольт. Допустим, каждая катушка имеет сопротивление или импеданс, поскольку это переменный ток, 20 Ом. Это означает, что мы получим ток на катушке 20 ампер.Мы можем рассчитать это из 400 Вольт, разделенных на 20 Ом, что составляет 20 ампер. Но, ток в линии будет другой, он будет 34,6А. Мы получаем это из 20 ампер, умноженных на квадратный корень из 3, что составляет 34,6 ампер, потому что каждая фаза подключена к двум катушкам.

Соединение треугольником

Теперь, если мы посмотрим на конфигурацию звезды или звезды, у нас снова будет линейное напряжение 400 В. Мы увидим это, если измерим между любыми двумя фазами. Но в звездообразной конфигурации все наши катушки соединены вместе и встречаются в точке звезды или нейтральной точке.Отсюда мы можем проложить нейтральный провод, если нам нужно. Итак, на этот раз, когда мы измеряем напряжение на концах любой катушки, мы получаем более низкое значение 230 В, это потому, что фаза не подключена напрямую к двум катушкам, как в конфигурации треугольника, один конец катушки подключен к одна фаза, а другая подключена к общей точке, поэтому напряжение распределяется. Напряжение меньше, так как одна фаза всегда перевернута. Мы можем рассчитать это, разделив 400 вольт на квадратный корень из 3, что составляет 230 вольт.Чем меньше напряжение, тем будет и ток. Если эта катушка также имеет импеданс 20 Ом, тогда 230 В, разделенное на 20 А = 11,5 А. Таким образом, линейный ток будет таким же — 11,5 ампер.

Соединение звездой

Таким образом, мы можем видеть из конфигурации «треугольник», на катушку подается полное напряжение 400 В между двумя фазами, а в начальной конфигурации — только 230 В между фазой и нейтралью. Таким образом, звезда использует меньшее напряжение и меньший ток по сравнению с версией треугольника.


Разница между соединением звездой и треугольником

Сравнение соединений звездой и треугольником

Мы в основном используем термины звезда и треугольник в электрических системах при обсуждении трехфазных цепей переменного тока и электродвигателей.Ниже приведена таблица, в которой сравниваются соединения «звезда» и «треугольник», показывающая точную разницу между соединениями «звезда» (Y) и треугольник (Δ) .

ЗВЕЗДНОЕ соединение (Y) ТРЕУГОЛЬНОЕ соединение (Δ)
В ЗВЕЗДНОМ соединении начальный или конечный концы (аналогичные концы) трех катушек соединены вместе, образуя нейтраль. точка. Общий провод выводится из нейтральной точки, которая называется Neutral . В соединении ТРЕУГОЛЬНИК противоположные концы трех катушек соединены вместе. Другими словами, конец каждой катушки соединяется с начальной точкой другой катушки, а из соединений катушек выводятся три провода.
Имеется нейтраль или Star Point . Нет нейтральной точки при соединении треугольником.
Трехфазная четырехпроводная система получена из Star Connections (3-фазная, 4-проводная система ).Мы также можем получить 3-фазную 3-проводную систему от Star Connection Трехфазная трехпроводная система получена из Delta Connections (3-фазная, 3-проводная система) . то есть трехфазная, проводная система невозможна при соединении треугольником.
Линейный ток равен фазному току. т.е.

Линейный ток = Фазный ток

I L = I PH

Линейный ток равен √3 раз больше фазного тока.т.е.

I L = √3 I PH

Напряжение сети в √3 раз больше фазного напряжения. т.е.

В L = √3 В PH

Напряжение сети равно фазному напряжению. т.е.

Линейное напряжение = фазное напряжение

В L = В PH

При соединении звездой полную мощность трех фаз можно определить следующим образом:

P = √3 x V L x ​​I L x ​​CosФ….Или

P = 3 x V PH x I PH x ​​CosФ

P = √3 V x 1

При соединении треугольником полную мощность трех фаз можно определить следующим образом:

P = √3 x V L x ​​I L x ​​CosФ… Или

P = 3 x V PH x I PH x ​​CosФ

P = 3 x V (1 / √3)

Двигатели, подключенные звездой, имеют низкую скорость, поскольку они получают напряжение 1 / √3 . Скорость двигателей, подключенных по схеме «треугольник», высока, потому что каждая фаза получает общее линейное напряжение.
При соединении звездой, плавном пуске и работе с номинальной мощностью, может быть достигнута нормальная работа без перегрева. При соединении треугольником двигатель получает максимальную выходную мощность.
При соединении звездой фазное напряжение составляет 1 / √3 от линейного напряжения. Следовательно, требуется небольшое количество витков, что позволяет сэкономить на меди. При соединении треугольником фазное напряжение равно линейному напряжению, поэтому требуется большее количество витков, что увеличивает общую стоимость.
Необходима низкая изоляция, поскольку фазное напряжение низкое по сравнению с Delta. Требуется высокая изоляция, так как фазное напряжение = линейное напряжение.
Соединение звездой — это общая и общая система, которая используется при передаче энергии. Delta Connection — типичная система, используемая в системах распределения и промышленности.

Та же таблица, показывающая различия между конфигурациями звезды и треугольника, может быть увидена ниже, если у вас возникнут какие-либо трудности при чтении текста.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Основное различие между соединением «звезда» и «треугольник»

Связанные сообщения:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *