Zapojení elektromotoru – základní schémata, způsoby a vlastnosti připojení různých modelů.

Uvažujme obvody pro připojení hvězdicových a trojúhelníkových asynchronních motorů v kontextu jejich napájení z frekvenčních měničů. Nejprve si trochu osvěžíme paměť v teorii.

Co jsou “hvězda” a “trojúhelník”

Typicky se používají asynchronní motory se třemi vinutími, která mohou být zapojena dvěma způsoby – hvězda (symbol “Y”) nebo trojúhelník (Δ nebo D). Připojovací obvod musí zajistit normální provoz motoru při dostupném napájecím napětí.

První věc, kterou musíte při výběru okruhu zvážit, jsou údaje na typovém štítku motoru. Udává parametry pro obě schémata. Nejdůležitějším parametrem je napájecí napětí. Napětí „hvězdy“ je 1,73krát (přesněji druhá odmocnina ze 3) větší než napětí „trojúhelníku“. Pokud je například uvedeno, že napájecí napětí motoru připojeného podle obvodu „hvězda“ je 380 V, můžete s jistotou říci, aniž byste se podívali na typový štítek, že pro zapnutí obvodu „trojúhelník“ potřebují napětí 220 V. V tomto případě napětí 380 B odpovídá síťovému napětí ve standardní síti a motor lze připojit do hvězdy přes stykač nebo přes frekvenční měnič. Totéž platí pro případy, kdy je „trojúhelníkové“ napětí uvedené na typovém štítku 380 V. Poté vynásobením 1,73 získáme „hvězdové“ napětí rovné 660 V.

Tyto dva typy motorů, lišící se napájecím napětím (220/380 a 380/660 V), se v praxi používají v naprosté většině případů a mají své vlastní připojovací vlastnosti, které budeme zvažovat níže.

Klasický design hvězda/trojúhelník

Při napájení „přímo“ z průmyslové sítě s lineárním napětím 380 V jsou vhodné oba typy motorů. Musíte se jen ujistit, že obvod vinutí je sestaven pro požadované napětí.

V praxi se však pro napájení v obvodu hvězda/trojúhelník používá druhý typ pohonu (380/660 V). Tento obvod se používá ke snížení startovacího proudu výkonných motorů, který může několiknásobně překročit provozní proud. Navzdory skutečnosti, že tento proud je krátkodobý, během zrychlení dochází k výraznému elektrickému a mechanickému přetížení napájecí sítě a pohonu – vždyť v prvním zlomku sekundy může být proud motoru 10krát vyšší než jmenovitá hodnota, postupně klesající během procesu zrychlování.

Schéma zapojení hvězda/trojúhelník je uvedeno v mnoha zdrojích, proto si jen krátce připomeňme, jak to funguje.

Aby byl proces spouštění šetrnější, nejprve se na vinutí motoru zapojená do hvězdy přivede napětí 380 V. Protože provozní napětí tohoto obvodu musí být vyšší (660 V), motor běží se sníženým výkonem. O několik sekund později, po roztočení pohonu, se zapne „trojúhelník“, pro který je provozní napětí 380 V, a motor dosáhne jmenovitého výkonu.

Podívali jsme se na klasické zapojení a nyní se podíváme na to, v jakých případech použít připojení motorů do hvězdy a trojúhelníku při napájení z frekvenčního měniče.

Frekvenční měniče na 220V

Když je měnič kmitočtu napájen z jedné fáze (fázové napětí 220 V), lineární napětí na jeho výstupu nemůže být větší než 220 V. Pro napájení asynchronního motoru z jednofázového měniče je tedy nutné připojit vinutí měniče s napětími 380/220 V v zapojení do trojúhelníku. Stejný motor zapojený do hvězdy bude pracovat se sníženým výkonem.

Frekvenční měniče na 380V

Třífázové měniče jsou univerzálnější z hlediska připojení motorů s různým napájecím napětím. Hlavní věcí je sestavit obvod pro napětí 380 V ve svorkovnici (boru) motoru. Právě tato možnost se používá ve většině frekvenčních měničů pracujících v průmyslových zařízeních.

Střídač s možností přepínání hvězda/trojúhelník

Některé měniče pracující s výkonnými motory mají schopnost rychle přepínat provozní schéma. To se provádí za účelem rozšíření rozsahu nastavení otáček motoru směrem nahoru od jmenovitých. Metoda je založena na skutečnosti, že zapojení do hvězdy poskytuje vyšší točivý moment při nízkých otáčkách, zatímco zapojení do trojúhelníku poskytuje vyšší točivý moment při vysokých otáčkách. Můžete nastavit výstupní frekvenci, při které dochází ke spínání, dobu pauzy (zpoždění) pro spínání a parametry motoru pro první a druhý režim.

Frekvenční měniče tohoto typu mají výstupy pro sepnutí příslušných stykačů, zajišťujících vytvoření potřebných spínacích obvodů.

Nastavení měniče pro obvody do hvězdy a trojúhelníku

Při výběru schématu připojení je třeba mít na paměti, že některé parametry v nastavení měniče jsou citlivé na výběr typu obvodu, například jmenovité napětí a jmenovitý proud.

Stává se, že je nutné připojit motor sestavený do trojúhelníkového obvodu pro napětí 220 V na výstup třífázového měniče, jehož lineární napětí při frekvenci 50 Hz je 380 V. Je zřejmé, že v tomto případě musí být motor připojen do hvězdy, ale někdy to nelze provést.

Existuje cesta ven. Je nutné uvést, že jmenovitá frekvence motoru není 50 Hz, jak je uvedeno na typovém štítku, ale 87 Hz (1,73krát více). Podobně je potřeba nastavit maximální výstupní frekvenci převodníku. V důsledku toho, že poměr U/F na výstupu měniče zůstane nezměněn, bude při frekvenci 50 Hz napětí na vinutí motoru přesně 220 V. V tomto případě musí být horní pracovní frekvence motoru nastavit na 50 Hz.

Výhodou tohoto zapojení je možnost zvýšit pracovní frekvenci motoru nad 50 Hz, přičemž do 87 Hz motor neztratí provozní točivý moment. V tomto případě je důležité sledovat mechanické opotřebení systému a zahřívání pohonu.

Při pohledu na fotografie obvodů elektromotoru je pro nezasvěceného člověka obtížné pochopit, jak to bude vypadat ve formě svorek, vodičů a interakce sítě s elektromotorem.

V praxi není vše tak děsivé a každý může přijít na schéma.

Stejnosměrný komutátorový motor F130-16155 4.5V / RUICHI

Zkontrolujte obsah

Princip činnosti elektromotoru

Spolu s bateriemi tvoří elektromotor systém, který přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii pro pohyb. S jistotou lze říci, že představuje srdce automobilu nebo elektromobilu, technické vybavení nejrůznějších typů.

Jeho konstrukce obsahuje stator, rotor (může být vnitřní nebo vnější), kartáčové a ložiskové jednotky a ventilátor. To vše je uzavřeno v pouzdře.

Pro své účely můžete použít různé typy elektromotorů. Mohou to být synchronní a asynchronní motory, jedno- a třífázové, typu BLDC. Mají různé výkony a jsou určeny pro různé podmínky připojení a provozu.

• Být schopen vyvinout významný točivý moment již od nulových otáček;
• Poskytujte významný špičkový výkon pro zajištění bezproblémového provozu při extrémním zatížení a přepětí v síti;
• Mít co nejjednodušší řídicí systém;
• Buďte lehký a kompaktní;
• Je to relativně levné;
• Mají vysokou účinnost;
• Funguje jako generátor, když vozidlo zpomaluje.

Ideální motor by proto měl mít vynikající vlastnosti, jako je vysoký rozběhový moment, vysoká hustota výkonu a dobrá energetická účinnost.

Aby motor fungoval, existuje několik schémat připojení, z nichž nejběžnější jsou hvězda a trojúhelník.

Xiaomi Phillips šroubovák MJJXLSD002QW

Spouštění třífázových motorů

Spouštění hvězda-trojúhelník se používá u třífázových motorů vybavených svorkovnicí se šesti svorkami pro začátek a konec vinutí, umožňující zapojení vinutí motoru do hvězdy i do trojúhelníku.

Kleště VORTEX 73/6/3/8 200 mm

Trojúhelník

Zapojení do trojúhelníku spočívá v připojení konce vinutí dané fáze k začátku vinutí další fáze. Takto spojená vinutí tvoří uzavřený obvod a svým vzhledem připomínají trojúhelník.

Poté jsou společné body vinutí připojeny k dalším fázím napájecí sítě. Toto spojení vůbec nepoužívá neutrální bod. V zapojení do trojúhelníku má každé vinutí mezifázové napětí, typicky 400 V.

• Když jsou vinutí motoru zapojena do trojúhelníku, proud odebíraný motorem ze sítě je trojnásobkem proudu odebíraného v zapojení do hvězdy. Kromě toho je v tomto případě elektromagnetický moment a tedy i výkon motoru třikrát vyšší.
• Pomocí spínače hvězda-trojúhelník můžeme nastartovat motor zapojený do hvězdy, čímž se sníží odběr proudu ze sítě, a když motor dosáhne příslušné rychlosti otáčení, je potřeba přepnout vinutí statoru do trojúhelníku, aby motor může poskytnout požadovaný výkon.
• U starších řešení bylo spínání obvykle prováděno operátorem, v dnešní době se k tomu používají speciální stykače a reléové systémy, které se spínají automaticky po stanovené době.

Trojúhelníkové zapojení vinutí motoru musí odpovídat jmenovitému napětí napájecí sítě. Při napájení motoru z třífázové sítě o jmenovitém napětí 400 V odpovídá zapojení vinutí do trojúhelníku napětí 400 V a při zapojení do hvězdy je napájecí napětí sníženo o kořen. ze tří. To znamená, že při zapojení do hvězdy bude napětí 1,7x nižší než jmenovité napětí napájecí sítě.

Hvězda

Hvězdicové zapojení je spojení konců všech tří vinutí s jedním společným bodem a zbývajících tří konců s po sobě jdoucími fázemi napájecí sítě.

Každé ze statorových vinutí je tedy připojeno na jednom konci k nulovému vodiči (neutrál) a na druhém konci k fázovému vodiči.

Proto má každé z těchto vinutí fázové napětí. Obvykle se nepoužívá pro připojení všech vinutí k neutrálu, protože to není nutné.

• Rozběhový moment třífázového motoru zapojeného do hvězdy je výrazně nižší než u přímého rozběhu, přibližně 50 % jmenovitého momentu.
• Rozběh se sníženým napájecím napětím a tedy i sníženým rozběhovým momentem způsobuje i snížení rozběhového proudu, který se obvykle pohybuje v rozmezí 1,8 až 2,6 násobku jmenovitého proudu v závislosti na typu motoru a typu zátěže.
• Významným omezením při použití této metody je nízký rozběhový moment, proto lze tuto metodu použít pouze v případě, kdy je mechanické zatížení motoru při rozběhu malé, nebo se zátěž zvyšuje při vyšších otáčkách blízkých jmenovitým otáčkám. rychlost.
• Toto zatížení je typické pro ventilátory, čerpadla a odstředivky.

Stripper Krafttool TK-10 (22639) černá/zelená

Výběr schématu zapojení

V případě potřeby, zejména pokud potřebujete přejít z 380V na 220V, lze schéma zapojení změnit. Když se rychlost blíží jmenovité rychlosti, vinutí by se mělo přepínat v trojúhelníkovém vzoru.

• Příliš brzké přepnutí vinutí z hvězdy na trojúhelník eliminuje výhody této spouštěcí metody.
• V tomto případě dojde k prudkému skoku aktuální hodnoty na charakteristickou hodnotu trojúhelníku. Pokud je čas zahájení správný, je tento pohyb minimální.
• Spínač hvězda-trojúhelník pro motory vyšších výkonů se skládá ze tří stykačů a časového relé, na kterém nastavujeme časovou prodlevu s následným sepnutím do trojúhelníku a napájením motoru plným síťovým napětím.
• Toto spouštění je možné pouze u 3-fázových motorů, které mají 6 svorek na svorkovnici.

Elektrický systém se třemi svorkami (jinými slovy „má tři nohy“) se nazývá T, protože toto spojení vede k systému se třemi elektrickými svorkami.