Классические варианты подключения
Большинство эл. моторов для современных электроприводах работают от переменной трехфазной линии (каждая из трех фаз подается отдельным проводником). Соответственно, клеммная коробка содержит выводы (входной и выходной) трех обмоток. Между собой и с сетью они могут соединяться по двух классическим схемам: «звезда» и «треугольник».
Схема подключения Звездой и Треугольником
Для первой характерной особенностью является замыкание концевых выводов каждой катушки в одну точку (на практике это одну нейтраль). На входные вывода между тем подается напряжение сети. Подобная схема характеризуется более мягким ходом, но к сожалению, не позволяет развить полную мощность.
Второй вариант с треугольником характеризуется последовательным соединением выводов обмоток: конец первой соединяется с началом второй и т. д. Такой вариант пуска гарантирует достижение паспортной мощности, но во время включения возможно возникновение больших по значению токов, которые могут термически повредить обмоточные выводы.
Если снять крышку клеммной коробки, то оба варианта подключения будут выглядеть следующим образом:
Условия для подключения электродвигателя
Основным условием для нормальной работы трехфазных двигателей является стабильность напряжения и тока в каждой из фаз электрической сети. Обрыв хотя бы одной фазы приведет к тому, что двигатель потеряет значительную часть мощности и при нагрузке на валу свыше 50 % нормативной остановится и выйдет из строя. Пуск на двух фазах возможен только при полном отсутствии нагрузки и только в то время, когда ротор сохраняет хотя бы небольшую угловую скорость.
Асинхронный двигатель
К сведению! В момент пуска асинхронный двигатель потребляет ток, в 3-5 раз превышающий номинальный до тех пор, пока ротор не наберет определенные обороты. Это явление исходит из принципа работы двигателя.
Таким образом, если в рабочем режиме ток двигателя позволяет использовать обычные автоматические выключатели, то для обеспечения нормального пуска коммутацию следует производить через мощный контактор (магнитный пускатель).
Магнитный пускатель
В отдельных случаях возможно подключение трехфазного двигателя в бытовую однофазную сеть. При этом сильно падают мощностные характеристики. Такая ситуация возникает очень часто, когда необходимо использовать промышленный привод в бытовых условиях. Используя специальную схему включения, обеспечивают нормальную работу мотора с учетом снижения мощности.
Применение магнитного контактора
Для организации плавного пуска приходится внедрять в цепь питания специальное коммутирующее устройство – пускатель. Это один из вариантов коннектора, который можно дополнить опциональными элементами, например, тепловым реле. Огромным преимуществом такой схемы является возможность организации не только пуска эл. двигателя, но и его остановки, реверса, а также защиты соединений от повреждения избыточными токами. Кроме того, сердечник или катушка может иметь номинал по напряжению 380 или 220В, что позволяет включать мотор в силовую и бытовую сеть.
Классические электросхемы подключения моторов через пускатель можно разделить на два типа:
- Нереверсивная. Соединение агрегата и сети без необходимости/возможности организации его обратного хода. В этом случае есть возможность интеграции, как в силовую, так и бытовую (220В) сеть,
Нереверсивная схема подключения
- Реверсивная. Электросхема, которая объединяет два пускателя (блок) с прерывателем цепи. Менять направление вращения роторного узла можно также для силовых и бытовых (220В) сетей.
Реверсивная схема подключения
Как можно судить по иллюстрациям, отличия между «сетевыми» вариантами заключаются в точках подключения выводов контактора:
- для 380 вольт контакты замыкаются на 2 из 3 фаз,
- для 220 вольт один из контактов соединяется с крайней фазой, а второй – с нулем.
Тепловое реле
Кроме того, во всех четырех вариантах присутствует элемент, обозначенный, как «Р». Это не что иное, как тепловое реле. Оно подключается в цепь последовательно с катушкой контактора и служит для обеспечения защиты двигателя от превышения токовых нагрузок.
По принципу действия тепловое реле является ключом, то есть при достижении критических для работоспособности агрегата и контактора токовых значений, происходит временный разрыв цепи питания. Некоторые виды теплового реле или «теплушки» используют для цепей постоянного тока или специфических режимах (затянутый пуск, выпадение фазы и т. п).
Постоянное включение магнитного пускателя приводит к механическому износу контактов, чего лишена тиристорная или бесконтактная схема. Разрыв цепи происходит не механическим путем (разведение контактной группы), а электронным – за счет диодных мостов.
Переподсоединение с 380В на 220
Чтобы присоединить мотор трёхфазный к 220 вольтам, важно знать, что он имеет шесть выводов, полностью соответствующих нескольким обмоткам. Посредством проводного тестера осуществляется прозвон для поиска катушки. Концы совмещаются парно для получения треугольников.
Прежде всего, несколько концов провода сетевого подсоединяются к нескольким концам полученного треугольника. Не задействованный конец крепится к конденсатору, при этом свободный его провод тоже присоединяется с концом катушек, а также провода сетевого назначения.
От выбора варианта зависит, куда именно будет происходить вращение мотора. Проделав необходимые действия, осуществляется запуск мотора, после подачи 220 вольт на него.
Если в процессе подключения наблюдается гул, но при этом двигатель не крутится, соответственно требуется установка конденсатора, который в процессе запуска заставляет мотор крутиться, как на фото подсоединения электрического двигателя на сайте.
Сопротивление измеряется посредством тестера. При его отсутствии можно использовать батарейку, либо лампочку, предназначенную для фонарика: непосредственно в цепи с лампой присоединяют определённые провода.
В случае, если найдены концы обмотки, то происходит загорание лампочки. Значительно проблематичнее определить концы, а также начало обмоток. В данном случае необходим вольтметр.
Во время разрыва батарейки и провода важно смотреть происходит ли отклонение стрелки. Подобные действия необходимо осуществить с другими обмотками, чтобы изменять при достижении полярности. Достигается отклонение стрелки до первоначального измерения.
Работа устройств со специфической подвижной частью
Привычным вариантом роторного узла трехфазного асинхронного электродвигателя является короткозамкнутый типа «беличья клетка», который набирается из стальных пластин. Когда существует необходимость снизить номинал пусковых токов с возможностью регулирования частоты вращения, тогда используется фазный ротор. Характерной его особенностью являются две группы выводов:
- Статорная. Классический клеммный блок, на который подводится напряжение сети (380 или 220В),
- Роторная. Дополнительный клеммник для выводов обмоток фазного ротора, к которым подключаются контакты реостата (блока сопротивлений).
Последний необходим для плавного пуска с постепенным включением/отключением отдельных сопротивлений в обмоточной цепи фазного ротора.
Подключение трехфазного двигателя
Имеется ввиду асинхронный электродвигатель, соединение обмоток – звезда или треугольник, подключение к сети 380В.
Для работы двигателя рабочий нулевой проводник N (Neutral) не нужен, а вот защитный (PE, Protect Earth) в целях безопасности должен быть подключен обязательно.
По принципам построения сетей 380В я уже подробно писал в статьях про трехфазный счетчик и реле напряжения.
Другие статьи по теме – Разница между трехфазным и однофазным напряжением, Системы заземления.
В самом общем случае схема будет выглядеть таким образом, как показано в начале статьи. Действительно, почему бы двигатель не включить как обычную лампочку, только выключатель будет “трехклавишный”?
2. Подключение двигателя через рубильник или выключатель
Но даже лампочку никто не включает просто так, сеть освещения и вообще любая нагрузка всегда включается только через защитные автоматы.
Подробнее про замену и установку автоматических выключателей – здесь. А про их параметры и выбор – здесь.
Работа ДПТ типа П 41
Электрическая машина, питание которой осуществляется постоянным током 220 В, имеет более сложную конструкцию в сравнении с вышеописанными агрегатами. Специфика работы, например, модели П 41, требует наличия коллекторно-щеточного узла, катушки якоря, вспомогательных полюсов статора (индуктора). Двигатели данного типоразмера модели относятся к машинам с электромагнитным индуктором. То есть, для подключения и пуска П 41 используется не постоянный магниты, а независимая или смешанная обмотка возбуждения на 110 или 220В.
Как можно судить, работа трехфазных (380 В) и однофазных (220 В) машин переменного тока или ДПТ типа П 41 может быть организована самыми разными способами, от классических до специфических, учитывающих реальные условия эксплуатации.
Варианты подсоединения электрического двигателя
Чаще всего используется подключение мотора электрического под 220/380В с имеющимся конденсатором, посредством которого снижается мощность. Конденсаторный контакт следует присоединить к нулю, при этом другой – к следующему выходу двигателя. В итоге получается минимальной мощности устройство.
При повышенной мощности следует внести в имеющуюся схему конденсатор пускового типа. При подсоединении однофазном он возвещает третий выход.
Что касается способа подсоединения асинхронного мотора электрического, то он просто подключается треугольником, а также звездой. У подобных агрегатов несколько обмоток. Для изменения имеющегося напряжения не обойтись без смены местами выходов, которые идут к верхней части соединений.
В процессе подключения подобных двигателей немаловажно ознакомиться с инструкцией, сертификатом, поскольку в импортных вариантах нередко можно встретить треугольник, который подходит под отечественные 220 вольт. Подобные двигатели при невнимательном отношении к данному вопросу и подключении звездой сразу же сгорают.
При мощности, достигающей больше чем 3 ватт, двигатель подключать не рекомендуется, так как это может стать причиной замыкания и поломкой автомата УЗО.
Электродвигатели: устройство и принцип работыПрименение электродвигателей
- Ротор электродвигателя — особенности конструкции и принцип работы устройства. Инструкция по ремонту и восстановлению
Однофазный асинхронный электродвигатель
Если оставить на роторе короткозамкнутый виток, а на статоре одну катушку, то мы получим удивительную конструкцию — асинхронный однофазный двигатель.
На первый взгляд кажется, что такой двигатель работать не должен. Ведь в роторе нет тока, а магнитное поле статора не вращается. Но если ротор рукой толкнуть в любую сторону, двигатель заработает! И вращаться он будет в ту сторону, в которую его подтолкнули при пуске.
Объяснить работу этого двигателя можно, представив неподвижное переменное магнитное поле статора как сумму двух полей, вращающихся навстречу друг другу. Пока ротор неподвижен, эти поля уравновешивают друг друга, поэтому однофазный асинхронный двигатель не может стартовать самостоятельно. Если же ротор внешним усилием привести в движение, он будет вращаться попутно с одним вектором и навстречу другому.
Попутный вектор будет тянуть ротор за собой, встречный — тормозить.
Можно показать, что из-за разности встречной и попутной скоростей влияние попутного вектора будет сильнее, и двигатель будет работать в асинхронном режиме.
Схема подключения трехфазного двигателя в сеть через автоматический выключатель
Поэтому более подробно общий случай будет выглядеть так:
3. Подключение двигателя через автоматический выключатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
На схеме 3 показан защитный автомат, который защищает двигатель от перегрузки по току (“прямоугольный” изгиб питающих линий) и от короткого замыкания (“круглые” изгибы). Под защитным автоматом я подразумеваю обычный трехполюсный автомат с тепловой характеристикой нагрузки С или D.
Напомню, чтобы ориентировочно выбрать (оценить) необходимый тепловой ток уставки тепловой защиты, надо номинальную мощность трехфазного двигателя (указана на шильдике) умножить на 2.
Защитный автомат для включения электродвигателя. Ток 10А, через такой можно включать двигатель мощностью 4 кВт. Не больше и не меньше.
Схема 3 имеет право на жизнь (по бедности или незнанию местных электриков).
Она прекрасно работает, так же, как по многу лет может работать скрутка меди с алюминием. И в один “прекрасный” день сгорит скрутка. Или сгорит двигатель.
Если уж использовать такую схему, надо тщательно подобрать ток автомата, чтобы он был на 10-20% больше рабочего тока двигателя. И характеристику теплового расцепителя выбирать D, чтобы при тяжелом пуске автомат не срабатывал.
Например, движок 1,5 кВт. Прикидываем максимальный рабочий ток – 3А (реальный рабочий может быть меньше, надо измерять). Значит, трехполюсный автомат надо ставить на 3 или 4А, в зависимости от пускового тока.
Плюс этой схемы подключения двигателя – цена и простота исполнения и обслуживания. Например, там, где один двигатель, и его включают вручную на всю смену. Минусы такой схемы с включением через автомат –
- Невозможность регулировать тепловой ток срабатывания автомата. Для того, чтобы надежно защитить двигатель, ток отключения защитного автомата должен быть на 10-20% больше номинального рабочего тока двигателя. Ток двигателя надо периодически измерять клещами и при необходимости подстраивать ток срабатывания тепловой защиты. А возможности подстройки у обычного автомата нет(.
- Невозможность дистанционного и автоматического включения/выключения двигателя.
Эти недостатки можно устранить, в схемах ниже будет показано как.
Подключение трехфазного двигателя через ручной пускатель
Ручной пускатель, или мотор-автомат – более совершенное устройство. На нём есть кнопки “Пуск” и “Стоп”, либо ручка “Вкл-Выкл”. Его плюс – он специально разработан для пуска и защиты двигателя. Пуск по-прежнему ручной, а вот ток срабатывания можно регулировать в некоторых пределах.
4. Подключение двигателя через ручной пускатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
Поскольку у двигателей обычно большой пусковой ток, то у автоматов защиты двигателей (мотор-автоматов), как правило, характеристика тепловой защиты типа D. Т.е. он выдерживает кратковременные (пусковые) перегрузки примерно в 10 раз больше от номинала.
Ручной пускатель двигателя с дополнительным контрольным контактом.
Вот что у него на боковой стенке:
Автомат защиты двигателя – характеристики на боковой стенке
Ток уставки (тепловой) – от 17 до 23 А, устанавливается вручную. Ток отсечки (срабатывание при КЗ) – 297 А.
В принципе, ручной пускатель и мотор-автомат – это одно и то же устройство. Но пускателем, показанным на фото, можно коммутировать питание двигателя. А мотор-автомат постоянно подает питание (три фазы) на контактор, который, в свою очередь, коммутирует питание двигателя. Короче, разница – в схеме подключения.
Плюс схемы – можно регулировать уставку теплового тока. Минус тот же, что и в предыдущей схеме – нет дистанционного включения.
