Téměř žádná výroba se v dnešní době neobejde bez výkonného asynchronního elektromotoru. Při spouštění takového motoru je startovací proud 3-8krát vyšší než jmenovitý proud potřebný pro provoz v normálním stabilním režimu.

K roztočení rotoru z klidu je zapotřebí velký rozběhový proud. To vyžaduje mnohem více úsilí než dále udržovat konstantní počet otáček v daném časovém úseku. Značné rozběhové proudy u asynchronních motorů jsou velmi nežádoucím jevem, protože to může vést ke krátkodobému nedostatku energie pro další zařízení připojená ke stejné síti (pokles napětí). Existuje mnoho příkladů takového vlivu, jak ve výrobě, tak v každodenním životě. První věc, která vás napadne, je „blikání“ žárovky, když je svařovací stroj v provozu, ale existují i ​​vážnější případy: pokles napětí může způsobit vadnou dávku zboží ve výrobě, což vede k velkým finančním a pracovním nákladům. náklady. Velký rozběhový proud může také způsobit znatelné tepelné přetížení vinutí motoru, což má za následek stárnutí izolace, její poškození a nakonec i spálení motoru.

To vše posloužilo jako motiv k nalezení řešení minimalizace startovacích proudů. Jedním z takových řešení je metoda spouštění motoru hvězda-trojúhelník. Nejprve pojďme zjistit, co je „hvězda“ a co je „trojúhelník“ a jak se od sebe liší. Hvězda a trojúhelník jsou nejběžnější a nejpraktičtější schémata připojení pro třífázové elektromotory. Při zapnutí třífázového elektromotoru “hvězda” (viz. Obrázek 1) konce statorových vinutí jsou spojeny dohromady, spojení probíhá v jednom bodě, který se nazývá nulový bod nebo neutrál. Na začátek vinutí je přivedeno třífázové napětí.

Schéma zapojení hvězda

Obrázek 1 – Schéma zapojení do hvězdy

Při spojení vinutí statoru s “hvězdou” je poměr mezi lineárním a fázovým napětím vyjádřen vzorcem:

kde:
Uл – napětí mezi dvěma fázemi;
Uф – napětí mezi fází a nulovým vodičem;
Hodnoty lineárních a fázových proudů jsou stejné, tzn. Iл = Iф.

Když je třífázový elektromotor zapnutý do trojúhelníku (viz. Obrázek 2) statorová vinutí elektromotoru jsou zapojena do série. Konec jednoho vinutí je tedy spojen se začátkem dalšího, napětí je v tomto případě aplikováno na spojovací body vinutí. Při připojení vinutí statoru k trojúhelníku se fázové napětí rovná lineárnímu napětí mezi dvěma vodiči: Uл =Uф.

Schéma zapojení do trojúhelníku

Obrázek 2 – Schéma zapojení trojúhelníku

Proud ve vedení (síti) je však větší než proud ve fázi, který je popsán vzorcem:

kde:
Iл — lineární proud;
Iф – fázový proud.

Ukazuje se, že spojením vinutí s „hvězdou“ snížíme lineární proud, což jsme původně hledali. Toto schéma má však nevýhodu: jak vidíme ze vzorce, startovací moment motoru je přímo úměrný fázovému napětí:

kde:
U — fázové napětí vinutí statoru;
r1 – aktivní odpor fáze vinutí statoru
r2 – snížená hodnota aktivního odporu fáze vinutí rotoru;
x1 – indukční odpor fáze vinutí statoru;
x2 — snížená hodnota indukční reaktance stacionární fáze vinutí rotoru;
m – počet fází;
p — počet párů tyčí.

ČTĚTE VÍCE
Kdo z těchto lidí je považován za jednoho z otců stylu Art Deco?

Aby to bylo jasnější, podívejme se na příklad: předpokládejme, že pracovní obvod vinutí asynchronního elektromotoru je “trojúhelník” a lineární napětí napájecí sítě je 380 V, odpor vinutí statoru Z = 10 ohmů. Pokud jsou vinutí během spouštění zapojena do hvězdy, pak se napětí a proud ve fázích sníží:

Fázový proud se rovná proudu vedení a rovná se:

Poté, co motor dosáhne požadované rychlosti, tj. zrychlí, přepneme vinutí z „hvězdy“ na „trojúhelník“, v tomto případě dostaneme zcela jiné hodnoty proudu a napětí:

V souladu s tím je při spouštění motoru podle schématu „hvězda“ fázové napětí √3krát menší než lineární napětí a podle schématu „trojúhelníku“ jsou stejné. Z toho vyplývá, že okamžik při startování podle schématu “hvězda” je 3x menší, což znamená, že spuštěním motoru podle tohoto schématu nedosáhneme výkonu motoru na jmenovitý výkon. Při řešení jednoho problému vzniká druhý, neméně akutní než zvýšené startovací proudy. Stále však existuje jediné řešení: je nutné kombinovat schémata připojení motoru tak, aby při spouštění výkonného motoru nebyly v síti žádné velké proudy a poté, co motor dosáhne rychlosti potřebné pro jeho provoz, přepne se na „ trojúhelník“ obvod, který umožňuje bezproblémovou práci se 100% zátěží.

Časové relé Finder 80.82 se s tímto úkolem dokonale vyrovná. Když je relé připojeno k napájení, kontakt se okamžitě uzavře, což je zodpovědné za připojení podle schématu “hvězdy”. Po předem stanovené době, kdy otáčky motoru dosáhnou provozní frekvence, se rozepne kontakt hvězdicového obvodu a sepne kontakt, který je zodpovědný za zapojení do trojúhelníku. Kontakty zůstanou v této poloze, dokud nebude relé odpojeno od napájení. Vizuální diagram činnosti tohoto relé je uveden na Obrázek 3.

Časový diagram časového relé

Obrázek 3 – Časový diagram časového relé 80.82

Podívejme se podrobněji na implementaci tohoto schématu v praxi. Platí pouze pro motory, jejichž typový štítek označuje „Δ/Y 380/660V“. Na Obrázek 4 je představena výkonová část obvodu hvězda-trojúhelník, která využívá tři elektromagnetické spouštěče.

Silová část obvodu

Obrázek 4 – Výkonová část obvodu hvězda-trojúhelník

Jak bylo popsáno dříve, relé Finder 80.82 musí být použito k ovládání přechodu z hvězdy na trojúhelník. Na Obrázek 5 je uvedeno schéma ovládání pomocí tohoto relé.

Správa schémat

Podívejme se na algoritmus, jak toto schéma funguje:

Po stisknutí tlačítka S1.1 je cívka spouštěče KM1 pod napětím, v důsledku toho se sepnou výkonové kontakty KM1 a pomocí přídavného kontaktu KM1.1 je realizován samosběr startéru. Současně je přivedeno napětí na časové relé U1. Kontakty časového relé 17-18 jsou sepnuté a startér KM2 je zapnutý. Motor se tedy spouští podle schématu “hvězdy”. Po čase T (srov. Obrázek 3), kontakt časového relé 17-18 se okamžitě rozepne, uplyne časové zpoždění Tu a kontakt 17-28 se sepne. V důsledku toho bude fungovat startér KM3, který se přepne na obvod „trojúhelník“. Normálně sepnuté kontakty spouštěčů KM2.2 a KM3.2 se používají k zamezení současné aktivace spouštěčů KM2 a KM3. Pro ochranu motoru před přetížením je v silovém obvodu instalováno tepelné relé KK1. V případě přetížení tepelné relé otevře silový obvod a řídicí obvod přes kontakt KK1.1. Motor se zastaví po stisknutí tlačítka S1.2, čímž se přeruší obvod samosběru a odpojí se cívka startéru KM1.

ČTĚTE VÍCE
Jak správně umýt matný strečový strop bez pruhů doma?

Shrneme-li to, co bylo napsáno, můžeme dojít k závěru, že pro usnadnění startování výkonného elektromotoru se doporučuje zpočátku jej spustit podle „hvězdového“ obvodu, což může výrazně snížit startovací proudy, snížit pokles napětí v sítě, ale nedovolí motoru dosáhnout svého jmenovitého provozního režimu. Pro dosažení jmenovitého režimu motoru je nutné přepnout vinutí statoru do trojúhelníkového obvodu. Obvod pro spínání vinutí z hvězdy na trojúhelník je realizován pomocí časového relé Finder 80.82, ve kterém se nastavuje doba rozběhu elektromotoru.

Nejjednodušší a nejspolehlivější způsob je kontaktovat normálního elektrikáře a nešetřit na tom, protože. Často ve snaze ušetřit peníze zvou „strýčka Vasyu“ nebo jiné sympatické „specialisty“, kteří jsou poblíž, ale ve skutečnosti jen málo rozumí tomu, co se děje.
V lepším případě tito “profíci” zavolají a ptají se, zda se připojuji správně. Stále je možnost nespálit motor. Kvalifikace „elektrikáře“ se okamžitě vyjasní, když položí takové otázky, ze kterých můžete jednoduše upadnout do strnulosti (protože přesně to se elektrikáři učí).

Například:
– proč šest kontaktů v motoru?
Proč jsou tam jen tři kontakty?
Co je hvězda a trojúhelník?
– proč když připojím třífázové čerpadlo a dám plovákový spínač, který přeruší jednu fázi, motor se nezastaví?
– jak měřit proud ve vinutí?
– co je to startér?
atd.

Pokud se váš elektrikář ptá na takové otázky, musíte ho poslat zpět tam, odkud přišel. Jinak vše skončí spáleným elektromotorem, ztrátou peněz, času a drahými opravami. Pokusme se porozumět schématům připojení elektromotoru k napájení.
Nejprve musíte pochopit, že existuje několik populárních typů AC sítí:

1. Jednofázová síť 220 V,
2. Třífázové 220V (obvykle používané na lodích),
3. Třífázová síť 220V/380V,
4. Třífázová síť 380V/660V.
Existují také napětí 6000V a některá další vzácná, ale nebudeme je uvažovat.

Napětí v třífázové síti střídavého proudu

V třífázové síti jsou obvykle 4 vodiče (3 fáze a nula). Může být také samostatný zemnící vodič. Existují ale i takové, které nemají nulový vodič.

Jak zjistit napětí ve vaší síti?
Velmi jednoduché. Chcete-li to provést, musíte změřit napětí mezi fázemi a mezi nulou a fází.

V sítích 220/380 V bude napětí mezi fázemi (U1, U2 a U3) 380 V a napětí mezi nulou a fází (U4, U5 a U6) bude 220 V.
V sítích 380/660V bude napětí mezi libovolnými fázemi (U1, U2 a U3) rovno 660V a napětí mezi nulou a fází (U4, U5 a U6) bude rovno 380V.

ČTĚTE VÍCE
Kdy je nejlepší nakupovat stavební materiál?

Možná schémata připojení vinutí elektromotorů

Asynchronní elektromotory mají tři vinutí, z nichž každé má začátek a konec a odpovídá své fázi. Systémy označení vinutí mohou být různé. V moderních elektromotorech je přijat systém pro označování vinutí U, V a W a jejich závěry jsou označeny číslem 1 na začátku vinutí a číslem 2 na jeho konci, to znamená, že vinutí U má dvě svorky: U1 a U2, vinutí V je V1 a V2 a vinutí W – W1 a W2.

Nicméně staré indukční motory vyrobené během SSSR a mající starý sovětský systém značení jsou stále v provozu. V nich jsou začátky vinutí označeny C1, C2, C3 a konce – C4, C5, C6. To znamená, že první vinutí má svorky C1 a C4, druhé – C2 a C5 a třetí – C3 a C6.

Třífázový systém značení vinutí motoru

Vinutí třífázových elektromotorů lze zapojit do dvou různých vzorů: hvězda (Y) nebo trojúhelník (Δ).

Připojení motoru podle hvězdicového schématu

Název schématu připojení je způsoben tím, že při připojení vinutí podle tohoto schématu (viz obrázek vpravo) vizuálně připomíná třípaprskovou hvězdu.

Schéma zapojení hvězda

Jak je patrné ze schématu zapojení motoru, všechna tři vinutí jsou na jednom konci spojena dohromady. Při tomto zapojení (síť 220/380 V) je na každé vinutí samostatně přivedeno napětí 220 V a na dvě vinutí zapojená v sérii napětí 380 V.

Hlavní výhodou zapojení elektromotoru do hvězdicového zapojení jsou malé rozběhové proudy, jelikož napájecí napětí 380 V (fáze-fáze) odebírají 2 vinutí najednou, na rozdíl od zapojení do trojúhelníku. Ale při takovém zapojení je výkon poháněného elektromotoru omezený (především z ekonomických důvodů): většinou se relativně slabé elektromotory zapínají do hvězdy.

Připojení motoru do trojúhelníku

Název tohoto schématu také pochází z grafického obrázku (viz obrázek vpravo):

Schéma zapojení trojúhelníku

Jak je patrné ze schématu zapojení elektromotoru – „trojúhelník“, vinutí jsou vzájemně zapojena do série: konec prvního vinutí je připojen k začátku druhého a tak dále.

To znamená, že na každé vinutí bude přivedeno napětí 380 V (při použití sítě 220/380 V). Vinutími v tomto případě protéká větší proud, motory většího výkonu se zapínají většinou do trojúhelníku než při zapojení do hvězdy (od 7,5 kW a výše).

Připojení elektromotoru k třífázové síti 380 V

Pořadí akcí je následující:

1. Pro začátek zjistíme, pro jaké napětí je naše síť určena.
2. Dále se podíváme na desku, která je na elektromotoru, může vypadat takto (hvězda Y / trojúhelník Δ):

Motor pro jednofázovou síť 220V

Motor pro třífázovou síť 220V/380V

Motor pro třífázovou síť 380V

Motor pro třífázovou síť 380V/660V

Jistič ochrany motoru

3. Po identifikaci parametrů sítě a parametrů elektrického zapojení motoru (hvězda Y / trojúhelník Δ) přistoupíme k fyzickému elektrickému připojení motoru.
4. Chcete-li zapnout třífázový elektromotor, musíte současně přivést napětí na všechny 3 fáze.
Poměrně častým důvodem selhání elektromotoru je dvoufázový provoz. To se může stát kvůli vadnému startéru nebo kvůli nevyváženosti fází (když je napětí v jedné z fází mnohem nižší než ve zbývajících dvou).
Existují 2 způsoby připojení elektromotoru:
– použití jističe nebo ochranného jističe motoru

ČTĚTE VÍCE
Jaká je minimální vodorovná vzdálenost mezi kabely při paralelním pokládání kabelových vedení?

Ochranný spínač motoru 2

Tato zařízení po zapnutí dodávají napětí do všech 3 fází najednou. Doporučujeme instalovat jistič motorové ochrany řady MS, protože jej lze přesně nastavit na provozní proud motoru a v případě přetížení bude citlivě hlídat jeho nárůst. Toto zařízení v době spouštění umožňuje pracovat po určitou dobu se zvýšeným (startovacím) proudem bez vypnutí motoru.
Obvyklý jistič je potřeba nastavit nad jmenovitý proud elektromotoru s přihlédnutím k rozběhovému proudu (2-3x vyšší než jmenovitý).
Takový automat dokáže vypnout motor pouze v případě zkratu nebo zaseknutí, což často neposkytuje potřebnou ochranu.

Startér je elektromechanický stykač, který uzavírá každou fázi s odpovídajícím vinutím motoru.
Mechanismus stykače je poháněn elektromagnetem (solenoidem).

Elektromagnetické startovací zařízení:

Magnetický startér je poměrně jednoduchý a skládá se z následujících částí:

(1) Solenoidová cívka
(2) Jaro
(3) Pohyblivý rám s kontakty (4) pro připojení síťového napájení (nebo vinutí)
(5) Pevné kontakty pro připojení vinutí motoru (napájení).

Když je na cívku přivedeno napájení, rám (3) s kontakty (4) se spustí a sepne své kontakty na odpovídající pevné kontakty (5).

Typické schéma připojení elektromotoru pomocí startéru:

Schéma zapojení motoru se startérem

Při výběru startéru byste si měli dát pozor na napájecí napětí magnetické startovací cívky a kupovat ji v souladu se schopností připojení ke konkrétní síti (například pokud máte pouze 3 vodiče a síť 380 V, pak třeba vzít cívku na 380 V, pokud máte síť 220/380 V, pak může být cívka 220 V).

5. Zkontrolujte, zda se hřídel otáčí správným směrem.
Pokud chcete změnit směr otáčení hřídele motoru, pak stačí prohodit libovolné 2 fáze. To je důležité zejména při napájení odstředivých elektrických čerpadel s přesně definovaným směrem otáčení oběžného kola.

Jak připojit plovákový spínač k třífázovému čerpadlu

Ze všeho výše uvedeného je zřejmé, že pro ovládání třífázového motoru čerpadla v automatickém režimu pomocí plovákového spínače je NEMOŽNÉ jednoduše přerušit jednu fázi, jak je tomu u jednofázových motorů v jednofázovém provedení. síť.

Nejjednodušší je použít magnetický startér pro automatizaci.
V tomto případě postačí zabudovat plovákový spínač do série s napájecím obvodem cívky startéru. Když je obvod uzavřen plovákem, obvod cívky startéru se uzavře a elektromotor se zapne, když se otevře, elektromotor se vypne.

Připojení elektromotoru k jednofázové síti 220V

Obvykle se pro připojení k jednofázové síti 220V používají speciální motory, které jsou určeny pro připojení právě k takové síti a nejsou žádné problémy s jejich napájením, protože. k tomu stačí zasunout zástrčku (většina domácích čerpadel je vybavena standardní zástrčkou Schuko) do zásuvky

ČTĚTE VÍCE
Jak určit bronz nebo mosaz doma?

Někdy je potřeba zapojit třífázový elektromotor do sítě 220 V (pokud např. není možné instalovat třífázovou síť).

Maximální možný výkon elektromotoru, který lze připojit do jednofázové sítě 220 V, je 2,2 kW.

Nejjednodušší je připojení elektromotoru přes frekvenční měnič určený pro napájení ze sítě 220 V.

Je třeba pamatovat na to, že frekvenční měnič 220 V produkuje na výstupu 3 fáze 220 V. To znamená, že k němu můžete připojit pouze elektromotor, který má napájecí napětí 220 V třífázové sítě (obvykle se jedná o motory s šest kontaktů ve spojovací krabici, jejíž vinutí lze zapojit do hvězdy i do trojúhelníku). V tomto případě je nutné spojit vinutí v trojúhelníku.

Je možné ještě jednodušší připojení třífázového elektromotoru do sítě 220 V pomocí kondenzátoru, ale takové zapojení povede ke ztrátě výkonu motoru přibližně o 30 %. Třetí vinutí je napájeno přes kondenzátor z jakéhokoli jiného.

Tento typ připojení nebudeme uvažovat, protože tento způsob nefunguje normálně u čerpadel (buď motor nenastartuje při startu, nebo se elektromotor přehřívá kvůli poklesu výkonu).

Použití frekvenčního měniče

V současné době začali všichni poměrně aktivně používat frekvenční měniče k řízení otáček (otáček) elektromotoru.

Vestavěný ventilátor motoru

To vám umožňuje nejen šetřit energii (například při použití frekvenčního řízení čerpadel pro zásobování vodou), ale také řídit dodávku objemových čerpadel a přeměňovat je na dávkovací (jakákoli čerpadla s objemovým principem).

Ale velmi často při používání frekvenčních měničů nevěnují pozornost některým nuancím jejich použití:

– nastavení frekvence, bez úpravy elektromotoru, je možné v rozsahu nastavení frekvence +/- 30 % provozní (50 Hz),
– při zvýšení rychlosti otáčení o více než 65 Hz je nutné vyměnit ložiska za zesílená (nyní je možné pomocí frekvenčního měniče zvýšit aktuální frekvenci na 400 Hz, běžná ložiska se jednoduše rozpadají při takových rychlostech),
– při poklesu otáček začne vestavěný ventilátor elektromotoru pracovat neefektivně, což vede k přehřívání vinutí.

Vzhledem k tomu, že při navrhování instalací nevěnují pozornost takovým „maličkostem“, velmi často selhávají elektromotory.

Pro provoz na nízké frekvenci je POVINNÉ instalovat přídavný ventilátor pro nucené chlazení elektromotoru.

Místo krytu ventilátoru je instalován ventilátor nuceného chlazení (viz foto). V tomto případě i při poklesu otáček hlavního hřídele motoru,
Spolehlivé chlazení elektromotoru zajistí přídavný ventilátor.

Máme bohaté zkušenosti s dovybavováním elektromotorů pro nízkofrekvenční provoz.
Na fotografii vidíte šroubová čerpadla s přídavnými ventilátory na elektromotorech.

Tato čerpadla se používají jako dávkovací čerpadla při výrobě potravin.

Šroubová čerpadla s přídavnými ventilátory

Doufáme, že vám tento článek pomůže správně připojit elektromotor k síti sami (nebo alespoň pochopit, že se nejedná o elektrikáře, ale o „obecného specialistu“).