Питание асинхронного электродвигателя происходит от трехфазной сети с переменным напряжением. Такой двигатель, при простой схеме подключения, оснащен тремя обмотками, расположенными на статоре. Каждая обмотка имеет сдвиг друг относительно друга на угол 120 градусов. Сдвиг на такой угол предназначен для создания вращения магнитного поля.
Концы фазных обмоток электродвигателя выведены на специальную «колодку». Выполнено это с целью удобства соединения. В электротехнике используют основных 2 метода подключения асинхронных электродвигателей: методом соединения “треугольника” и метод “звезды”. При соединении концов применяют специально предназначенные для этого перемычки.
Видео:Описание схемы переключения электродвигателя со звезды на треугольник.Скачать
Различия между «звездой» и «треугольником»
Исходя из теории и практических знаний основ электротехники, способ подключения «звезда», позволяет электродвигателю работать плавнее и мягче. Но при этом данный способ не позволяет выйти двигателю на всю мощность, представленную в технических характеристиках.
Соединив фазные обмотки по схеме «треугольник», двигатель способен быстро выйти на максимальную рабочую мощность. Это позволяет использовать по полной КПД электродвигателя, согласно техпаспорта. Но у такой схемы соединения есть свой недостаток: большие пусковые токи. Для уменьшения значения токов применяют пусковой реостат, позволяя осуществить более плавный пуск двигателя.
Видео:Запуск двигателя по схеме "ЗВЕЗДА/ТРЕУГОЛЬНИК"Скачать
Соединение «звездой» и его преимущества
Реверсивная схема двигателя 380 на 220 Вольт
Каждая из трех рабочих обмоток электродвигателя имеет два вывода – соответственно начало и конец. Концы всех трех обмоток соединяют в одну общую точку, так называемую нейтраль.
При наличии нейтрального провода в цепи схему называют 4-х проводной, в противном случае, она будет считаться 3-х проводной.
Начало выводов присоединяют к соответствующим фазам питающей сети. Приложенное напряжение на таких фазах составляет 380 В, реже 660 В.
Основные преимущества применения схемы «звезда»:
- Устойчивый и длительный режим безостановочной работы двигателя;
- Повышенная надежность и долговечность, за счет снижения мощности оборудования;
- Максимальная плавность пуска электрического привода;
- Возможность воздействия кратковременной перегрузки;
- В процессе эксплуатации корпус оборудования не перегревается.
Существует оборудование с внутренним соединением концов обмоток. На колодку такого оборудования будет выведено всего лишь три вывода, что не позволяет применить другие методы соединения. Выполненное в таком виде электрооборудование, для своего подключения не требует грамотных специалистов.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезда
Видео:#001."Звезда" или "Треугольник"?Скачать
Соединение «треугольником» и его преимущества
Принцип соединения «треугольник» заключается в последовательном соединении конца обмотки фазы А с началом обмотки фазы В. И дальше по аналогии – конец одной обмотки с началом другой. В итоге конец обмотки фазы С замыкает электрическую цепь, создавая неразрывный контур. Данную схему можно назвать было кругом, если бы не структура монтирования. Форму треугольника предает эргономичное размещение соединения обмоток.
При соединении «треугольником» на каждой из обмоток, присутствует линейное напряжение равное 220В или 380В.
Основные преимущества применения схемы «треугольник»:
- Увеличение до максимального значения мощности электрооборудования;
- Использование пускового реостата;
- Повышенный вращающийся момент;
- Большие тяговые усилия.
- Повышенный ток пуска;
- При длительной работе двигатель сильно греется.
Метод соединения обмоток двигателя «треугольником» широко используется при работе с мощными механизмами и наличия высоких пусковых нагрузок. Большой вращающий момент создается за счет увеличения показателей ЭДС самоиндукции, вызванных протекающими большими токами.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме треугольник
Видео:Пуск винтового компрессора по схеме звезда-треугольникСкачать
Тип соединения «звезда-треугольник»
В сложных механизмах, зачастую используется комбинированная схема «звезда-треугольник». При таком переключении резко вырастает мощность, и если двигатель по техническим характеристикам не предназначен для работы по методу «треугольника», то он перегреется и сгорит.
Схемы подключения звездой и треугольником
В этом случае напряжение на соединении каждой обмотки будет в 1,73 раза меньше, следовательно, будет меньше и протекающий в этот период ток. Дальше происходит увеличение частоты и продолжение снижения показания тока. Тогда применяя релейно-контактную схему, произойдет переключение со «звезды» на «треугольник».
В итоге, используя данную комбинацию, получим максимальную надежность и эффективную продуктивность используемого электрического оборудования, не боясь вывести ее из строя.
Читайте также: Реле защиты компрессора bitzer
Переключение «звезда-треугольник» допустимо для электродвигателей с облегченным режимом пуска. Этот метод неприменим, если необходимо понизить ток пуска и одновременно не снижать большой пусковой момент. В этом случае применяют двигатель с фазным ротором с пусковым реостатом.
Основные преимущества комбинации:
- Увеличение срока службы. Плавный пуск позволяет избежать неравномерности нагрузки на механическую часть установки;
- Возможность создания двух уровней мощности.
Видео:Пуск электродвигателя, без пускового тока, звезда, треугольник, схема запуска, видео, энергомагСкачать
НПП Ковинт
Видео:Как работает силовая часть Звезда - ТреугольникСкачать
Сайт о компрессорном оборудовании для промышленного применения
Видео:Реверс с переключением со звезды на треугольник. + Принципиальная схемаСкачать
Силовая часть схемы управления
Силовая часть схемы управления работой винтового компрессора содержит устройства, через которые подается электропитание на главный двигатель и двигатель вентилятора компрессора. В качестве этих устройств наиболее часто применяются электромагнитные контакторы.
Схематично конструкция контактора показана на рисунке ниже:
Конструкция электромагнитного контактора
1 — электромагнитная катушка;
2 – неподвижная часть сердечника;
3 – подвижная часть сердечника;
6 – изолирующий держатель подвижных контактов.
При подаче напряжения на катушку 1 подвижная часть сердечника 3 под действием силы притяжения к намагнитившейся неподвижной части сердечника 2 перемещается вниз. При этом неподвижные контакты 4 попарно замыкаются подвижными контактами 5, которые связаны с подвижной частью сердечника 3 держателем 6.
После отключения напряжения от катушки 1 подвижная часть сердечника 3 возвращается в исходное положение под действием пружины (на рисунке не показана) и пары неподвижных контактов 4 размыкаются.
Как видите, устройство контактора довольно просто. Но благодаря ему решается очень важная задача – коммутация силовых цепей питания электродвигателя (а токи в них могут быть довольно большими) при помощи слаботочной цепи питания электромагнитной катушки.
На принципиальных электрических схемах электромагнитный контактор, как привило, изображается следующим образом (здесь показан контактор для трехфазной цепи):
Изображение контактора на принципиальной электрической схеме
На схеме буквами А1, А2 обозначены выводы электромагнитной катушки, буквами L1, L2, L3 – входные (от источника питания), а буквами Т1, Т2, Т3 – выходные (к обмоткам электродвигателя) силовые клеммы.
Мощность двигателя вентилятора в винтовых компрессорах, как правило, невелика. Поэтому для его включения используется один контактор.
Совсем другое дело – запуск главного двигателя компрессора. Пусковой ток при этом может в 7-8 раз превышать номинальный ток двигателя.
Сразу оговоримся, что описание принципа работы асинхронного электродвигателя выходит за рамки данной статьи. В случае необходимости Вы всегда можете почерпнуть дополнительную информацию из справочников или на просторах Всемирной паутины. Кроме того, мы всегда рады предоставить необходимые сведения после заполнения Вами формы в конце страницы.
Итак, существует несколько способов борьбы с высокими пусковыми токами асинхронного двигателя.
Наиболее распространенным является пуск по так называемой схеме «звезда – треугольник».
Откуда же возник этот термин?
Дело в том, что обмотки трехфазного асинхронного двигателя могут быть соединены «звездой» или «треугольником»:
Соединение обмоток двигателя «звездой» и «треугольником»
На типовой идентификационной табличке (шильдике) электродвигателя можно увидеть вот такие данные:
Типовая табличка электродвигателя
В данном примере рабочее напряжение двигателя при соединении его обмоток «звездой» (Y) составляет 690В, а при соединении «треугольником» (D) – 400В. Номинальный ток при этом составляет 45 и 78А соответственно.
Поскольку в России стандартным считается трехфазное напряжение 400В 50Гц, рабочим для данного двигателя является соединение его обмоток «треугольником».
А что же произойдет, если, сохранив напряжение питания 400В, соединить обмотки двигателя «звездой»?
В случае, когда на валу двигателя постоянно присутствует номинальная нагрузка, такое переключение приведет к росту потребляемого тока. А вот если на валу двигателя в момент пуска нагрузка отсутствует или незначительна, потребляемый ток снизится в 3 раза. Мы не будем здесь приводить математические вычисления, но поверьте – это действительно так.
Из других наших статей, посвященных винтовым компрессорам, Вы уже знаете, что они могут работать в двух режимах – нагрузки и холостого хода. Запуск компрессора всегда происходит на холостом ходу, т.е. нагрузка на вал двигателя очень мала. Поэтому мы смело можем на этапе разгона соединить обмотки двигателя «звездой» для снижения пускового тока.
Читайте также: Тип компрессора роторный что это
И лишь через некоторое время (интервал зависит от мощности двигателя, но обычно не превышает 10 секунд) произвести быстрое переключение обмоток на соединение «треугольником».
Как же это реализуется на практике?
Для коммутации обмоток двигателя применяют схему, состоящую из трех контакторов:
Силовая часть схемы «звезда – треугольник»
При запуске сначала включаются контакторы КМ1 и КМ3, соединяя обмотки двигателя в «звезду». Через заданный промежуток времени, отведенный на разгон, контактор КМ3 отключается, а контактор КМ2 включается. Обмотки двигателя соединяются в «треугольник». Переключение контакторов КМ2 и КМ3 происходит очень быстро (доли секунды).
В тоже время ситуация, когда оба контактора включены (это привело бы к короткому замыканию) невозможна благодаря наличию между ними механической блокировки (на схеме показана небольшим треугольником).
Реально собранная схема «звезда – треугольник» выглядит примерно так:
Схема «звезда – треугольник» в сборе
Сигналы на включение контакторы получают от цепей контроля управления и индикации, которые мы рассмотрим ниже.
Для снижения пусковых токов в силовой части винтовых компрессоров применяют также так называемые устройства плавного пуска (УПП). Хотя УПП применяются не так часто, как схемы «звезда – треугольник», скажем о них несколько слов.
Устройства плавного пуска
УПП представляет собой довольно сложное электронное устройство, в котором в качестве силовых элементов используются полупроводниковые симметричные тиристоры (симисторы).
Упрощенная схема силовой части УПП
Симисторы способны открываться под действием импульсов, подаваемых на их управляющие входы. Как известно, напряжение переменного тока имеет синусоидальную форму. Если открывающие импульсы подавать на управляющие входы симисторов с задержкой, то результирующее напряжение на обмотках двигателя будет тем меньше, чем позже открываются симисторы.
Таким образом, во время пуска напряжение и ток в обмотках двигателя плавно нарастают за заданное время (время пуска). Это позволяет избежать возникновения бросков тока.
Изменение напряжения на обмотках при различных способах пуска:
Изменение напряжения на обмотках при различных способах пуска
Изменение тока в обмотках при различных способах пуска:
Изменение тока в обмотках при различных способах пуска
По истечении времени разгона, когда симисторы закончили выполнять роль регулирующих элементов, они шунтируются встроенным в УПП контактором (см. рисунок «Упрощенная схема силовой части УПП» выше). Это значительно повышает надежность и долговечность устройства.
Следует отметить, что разные модели УПП могут значительно отличаться по своим функциональным возможностям. Дешевые устройства, как правило, позволяют задавать только время разгона и ограничение тока. Они даже могут не иметь шунтирующих контактов. Более дорогие модели УПП имеют широкий набор настроек и встроенную всестороннюю защиту как самого устройства, так и электродвигателя.
Пример замены схемы «звезда – треугольник» устройством плавного пуска
В современных винтовых компрессорах также широко применяются частотные преобразователи (ЧП).
Назначение ЧП гораздо более широкое, чем у УПП. Они не только позволяют осуществить плавный разгон двигателя при запуске компрессора, но и осуществляют регулирование скорости вращения роторов винтового блока, изменяя производительность компрессора в широких пределах. О пользе такого регулирования более подробно рассказано в статье «Цепи контроля, управления и индикации».
ЧП является более сложным, по сравнению с УПП, устройством. Он позволяет изменять не только величину, но и частоту напряжения, подаваемого на обмотки двигателя компрессора.
В качестве силовых элементов на выходе ЧМ применяются современные мощные IGBT-транзисторы. Не вдаваясь в подробности, скажем только, что эти полупроводниковые приборы имеют ряд преимуществ перед симисторами, устанавливаемыми в УПП.
Структурная схема частотного преобразователя
В ЧП входное напряжение сначала преобразуется в постоянное при помощи выпрямителя и фильтра. Затем шесть транзисторных ключей по специальному алгоритму, задаваемому схемой управления, формируют из постоянного напряжения двуполярные прямоугольные импульсы переменной ширины. При этом ток в обмотках двигателя (они сами выполняют роль фильтров импульсного напряжения) близок к синусоидальному.
Форма напряжения на обмотках двигателя и тока в них
Читайте также: Nek 2150 gk компрессор embraco
На схему управления транзисторными ключами подается входной сигнал, в зависимости от которого изменяется частота следования прямоугольных импульсов и их ширина. В винтовых компрессорах таким сигналом является, как правило, давление в пневмосети. Также ЧП может управляться контроллером компрессора.
Силовой щит винтового компрессора с установленным в нем ЧП
И в заключение скажем несколько слов об устройствах защиты, входящих в состав силовой части схемы управления работой винтового компрессора.
В процессе работы главного двигателя его обмотки неизбежно подвергаются нагреву. Изоляция провода, которым выполнены обмотки, способна выдерживать нагрев только до определенного уровня. При превышении этого порога изоляция начинает разрушаться и, как следствие, происходит замыкание.
Перегрев двигателя может происходить по ряду причин:
- повышенная нагрузка на валу вследствие, например, неисправности в винтовом блоке;
- плохие условия вентиляции внутри компрессора;
- высокая температура окружающей среды и т.д.
Для того, чтобы не допустить разрушения изоляции и вовремя остановить двигатель при перегреве, в его обмотки вмонтированы чувствительные элементы – термисторы.
Это полупроводниковые приборы, сопротивление которых зависит от температуры. Но, в отличие от обычных проволочных терморезисторов, зависимость эта носит резко нелинейный характер.
Температурные характеристики термисторов
Термисторы устанавливаются производителем двигателя и конкретная температура резкого роста сопротивления зависит от класса изоляции обмоток.
В трехфазных двигателях термисторы устанавливаются в каждую обмотку и электрически соединяются последовательно. Поэтому контрольное устройство реагирует на изменение общего сопротивления трех термисторов.
Если в схеме управления работой компрессора используется специализированный контроллер, имеющий отдельный вход для подключения термистора двигателя, то никакие дополнительные устройства не требуются. Контроллер распознает резкий рост сопротивления термистора или обрыв цепи, останавливает двигатель и отображает на панели индикации сообщение об аварийной остановке и ее причине.
Если же контроллера нет или он не имеет входа для подключения термистора, необходимо использовать специальное термисторное реле. Его внутренние контакты переключаются при резком изменении сопротивления термистора и этот сигнал можно использовать для подключения к релейной схеме управления работой компрессора или к обычному цифровому входу контроллера.
Типовая схема термисторного реле
Также для защиты главного двигателя компрессора служит тепловое реле, подключаемое после контактора КМ1 в схеме «звезда – треугольник».
Подключение теплового реле OL1
Само по себе тепловое реле не производит разрыв цепи главного двигателя. Оно реагирует на длительное превышение номинального тока и размыкает контакты 95, 96. Этот сигнал используется для подключения к релейной схеме или контроллеру компрессора.
Следует обратить внимание на то, что при такой схеме подключения (а она наиболее распространена) через тепловое реле протекает не весь потребляемый двигателем ток, а только его часть (1/Ö3 или 58%). Это надо помнить, производя настройку теплового реле (все они имеют регулятор тока срабатывания). Номинальный ток двигателя можно определить по его идентификационной табличке.
В отличие от теплового реле, автоматический выключатель защиты двигателя вентилятора при срабатывании разрывает цепь его питания.
Подключение автомата защиты двигателя вентилятора
Этот автоматический выключатель также может иметь дополнительную группу контактов, которую можно использовать для передачи сигнала о срабатывании защиты на релейную схему или контроллер компрессора.
Ниже на фото приведен фрагмент силового щита винтового компрессора с установленными контактором и автоматическим выключателем двигателя вентилятора.
Фрагмент силового щита с цепями питания и защиты двигателя вентилятора
Может возникнуть закономерный вопрос: «Почему главный двигатель защищается тепловым реле, а двигатель вентилятора – автоматическим выключателем?»
Дело в том, что двигатели вентиляторов винтовых компрессоров имеют малую мощность и защитные автоматы для них невелики. Мощность же главного двигателя исчисляется десятками, а то и сотнями киловатт. И автоматический выключатель для него (хотя такие и существуют) был бы чрезмерно велик и тяжел. Так что все дело в экономии места.
Все возникшие вопросы вы можете задать в форме ниже. Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🔥 Видео
Этому не учат, а стоило бы. Чем отличается звезда от треугольника? #звезда #треугольник #двигательСкачать
Пуск асинхронного двигателя. Прямой пуск, звезда/треугольник, УПП, ПЧ. В чем разница?Скачать
Как подключить двигатель по схеме звезда-треугольник!Скачать
#016. Звезда-треугольник. Полная сборка схемы.Скачать
запуск со звезды на треугольникСкачать
Подключение электродвигателя треугольником и звездой. Изменение мощности #энерголикбезСкачать
#013. Режим "Звезда"-"Треугольник . Часть 2Скачать
Как просто подключить трехфазный двигатель треугольником и звездой в сеть 220, через конденсатор.Скачать
Как трехфазный асинхронный двигатель работает на одной фазе? #энерголикбезСкачать
Как соединить обмотки электродвигателя в треугольник и звездуСкачать
Подключение двигателя по схеме "Звезда-Треугольник"Скачать
Реле звезда-треугольникСкачать
Электрика для начинающих#10 Автоматика "Звезда-Треугольник". Принцип работы. Детальный разбор схемы.Скачать
