Схема запуска асинхронного двигателя


Схемы подключения трехфазного асинхронного электродвигателя и сопутствующие вопросы

Подключение трехфазного асинхронного электродвигателя

Трехфазный асинхронный электродвигатель и подключение его к электрической сети часто вызывает массу вопросов. Поэтому в нашей статье мы решили рассмотреть все нюансы, связанные с подготовкой к включению, определением правильного способа подключения и, конечно, разберём возможные варианты схем включения двигателя. Поэтому не будем ходить вокруг да около, а сразу приступим к разбору поставленных вопросов.

Подготовка асинхронного электродвигателя к включению

На самом первом этапе нам следует определиться с типом двигателя, который мы собрались подключать. Это может быть трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым или фазным ротором, двух- или однофазный двигатель, а может быть и вовсе синхронная машина.

Помочь в этом может бирка на электродвигателе, на которой указана нужная информация. Иногда это можно сделать чисто визуально — так как мы рассматриваем подключение трехфазных электрических машин, то двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет коллектора, а машина с фазным ротором имеет таковой.

Определение начала и конца обмотки

Трехфазный асинхронный электродвигатель имеет шесть выводов. Это три обмотки, каждая из которых имеет начало и конец.

Для правильного подключения мы должны определить начало и конец каждой обмотки. Существует множество вариантов того, как это сделать — мы остановимся на наиболее простых из них, применимых в домашних условиях.

Обмотки статора электродвигателя ЭДС при различных вариантах соединения обмоток электродвигателя Схема определения начала и конца обмоток электродвигателя

Выбор схемы подключения электродвигателя

Практически любой асинхронный электродвигатель имеет два варианта подключения – это звезда или треугольник. В первом случае обмотки подключаются на фазное напряжение, во втором на линейное напряжение.

Электродвигатель асинхронный трехфазный и подключение звезда–треугольник зависит от особенностей обмотки. Обычно оно указано на бирке двигателя.

Номинальные параметры на бирке электродвигателя Разница между схемами соединения «звезда» и «треугольник»

Подключение асинхронного электродвигателя

Электродвигатель асинхронный трехфазный и схема подключения зависят от ваших потребностей. Наиболее распространенным вариантом является схема прямого включения, для двигателей, подключенных схемой «треугольника», возможна схема включения на «звезде» с переходом на «треугольник», при необходимости возможен вариант реверсивного включения.

В нашей статье мы рассмотрим наиболее популярные схемы прямого включения и прямого включения с возможностью реверса.

Схема прямого включения асинхронного электродвигателя

В предыдущих главах мы подключили обмотки двигателя, и вот теперь пришло время включения его в сеть. Двигатели должны включаться в сеть при помощи магнитного пускателя, который обеспечивает надежное и одновременное включение всех трех фаз электродвигателя.

Пускатель в свою очередь управляется кнопочным постом – те самые кнопки «Пуск» и «Стоп» в одном корпусе.

Трехполюсный автоматический выключатель

Но прежде чем приступать непосредственно к подключению, давайте разберем, какое электрооборудование нам для этого необходимо. Прежде всего, это автоматический выключатель, номинальный ток которого соответствует, либо немного выше номинального тока электродвигателя.

Номинальные параметры пускателей

Следующим коммутационным аппаратом является уже упоминавшийся нами пускатель. В зависимости он номинального тока пускатели разделяются на изделия 1, 2 и т. д. до 8-ой величины. Для нас важно, чтобы номинальный ток пускателя был не меньше, чем номинальный ток электродвигателя.

Кнопочный пост на две кнопки

Пускатель управляется при помощи кнопочного поста. Он может быть двух видов. С кнопками «Пуск» и «Стоп» и с кнопками «Вперед», «Стоп» и «Назад». Если у нас не используется реверс, то нам необходим кнопочный пост на две кнопки и наоборот.

Таблица выбора сечения провода

Кроме указанных аппаратов нам потребуется кабель соответствующего сечения. Так же желательно, но не обязательно, установка амперметра хотя бы на одну фазу, для контроля тока двигателя.

Обратите внимание! Вместо автомата вполне возможно применение предохранителей. Только их номинальный ток должен соответствовать номинальному току двигателя. А также должен учитывать пусковой ток, который у разных типов двигателей колеблется от 6 до 10 крат от номинального.

  1. Теперь приступаем непосредственно к подключению. Его условно можно разделить на два этапа. Первый это подключение силовой части, и второй — подключение вторичных цепей. Силовые цепи – это цепи, которые обеспечивают связь двигателя с источником электрической энергии. Вторичные цепи необходимы для удобства управления двигателем.
  2. Для подключения силовых цепей нам достаточно подключить вывода двигателя с первыми выводами пускателя, выводы пускателя с выводами автоматического выключателя, а сам автомат с источником электрической энергии.

Обратите внимание! Подключение фазных выводов к контактам пускателя и автомата не имеют значения. Если после первого пуска мы определим, что вращение неправильное, мы сможем легко его изменить. Цепь заземления двигателя подключается помимо всех коммутационных аппаратов.

Схема подключения первичных и вторичных цепей схемы включения электродвигателя

Теперь рассмотрим более сложную схему вторичных цепей. Для этого нам, прежде всего, как на видео, следует определиться с номинальными параметрами катушки пускателя. Она может быть на напряжение 220В или 380В.

Расположение элементов пускателя Нормально закрытые и нормально открытые контакты Подключение кнопки «Пуск» и «Стоп»

Схема реверсивного включения электродвигателя

Распространенным вариантом подключения асинхронного электродвигателя является вариант с использованием реверса. Такой режим может потребоваться в случаях, когда необходимо изменять направление вращения двигателя в процессе эксплуатации.

Схема реверсивного подключения электродвигателя с катушкой пускателя на 220В Схема реверсивного подключения электродвигателя с катушкой пускателя на 220В

Вывод

Способы подключения асинхронного трехфазного электродвигателя зависят от типа двигателя, схемы его соединения и задач, которые стоят перед нами. Мы привели лишь самые распространенные схемы подключения, но существуют и еще более сложные варианты. Особенно это касается асинхронных машин с фазным ротором, которые имеют функцию торможения.

elektrik-a.su

Схемы включения асинхронных двигателей — Toyota Tercel, 1.5 л., 1994 года на DRIVE2

Простые способы включения трехфазных двигателей в однофазную сеть

Всякий асинхронный трехфазный двигатель рассчитан на два номинальных напряжениятрехфазной сети 380 /220 — 220/127 и т. д. Наиболее часто встречаются двигатели 380/220В.Переключение двигателя с одного напряжения на другое производится подключением обмоток «назвезду» — для 380 В или на «треугольник» — на 220 В. Если у двигателя имеется колодкаподключения, имеющая 6 выводов с установленными перемычками, следует обратить внимание вкаком порядке установлены перемычки. Если у двигателя отсутствует колодка и имеются 6 выводов— обычно они собраны в пучки по 3 вывода. В одном пучке собраны начала обмоток, в другом концы

(начала обмоток на схеме обозначены точкой).

В данном случае «начало» и «конец» — понятия условные, важно лишь чтобы направления намотоксовпадали, т. е. на примере «звезды» нулевой точкой могут быть как начала, так и концы обмоток, ав «треугольнике» — обмотки должны быть соединены последовательно, т. е. конец одной с началомследующей. Для правильного подключения на «треугольник» нужно определить выводы каждой

обмотки, разложить их попарно и подключить по след. схеме:

Если развернуть эту схему, то будет видно, что катушки подключены «треугольником».Если у двигателя имеется только 3 вывода, следует разобрать двигатель: снять крышку состороны колодки и в обмотках найти соединение трёх обмоточных проводов (все остальныепровода соединены по 2). Соединение трёх проводов является нулевой точкой звезды. Эти 3провода следует разорвать, припаять к ним выводные провода и объединить их в один пучок. Такимобразом мы имеем уже 6 проводов, которые нужно соединить по схеме треугольника. Если имеется6 выводов, но не объединены в пучки и не имеется возможности определить начала и концы.можно посмотреть здесь.Трехфазный двигатель вполне успешно может работать и в однофазной сети, но ждать отнего чудес при работе с конденсаторами не приходится. Мощность в самом лучшем случае будет неболее 70% от номинала, пусковой момент сильно зависит от пусковой емкости, сложность подборарабочей емкости при изменяющейся нагрузке. Трехфазный двигатель в однофазной сети этокомпромис, но во многих случаях это является единственным выходом.Существуют формулы для рассчета емкости рабочего конденсатора, но я считаю их некорректными по следующим причинам:1. Рассчет производится на номинальную мощность, а двигатель редко работает в такомрежиме и при недогрузке двигатель будет греться из-за лишней емкости рабочего конденсатора икак следствие увеличенного тока в обмотке.2. Номинальная емкость конденсатора указаная на его корпусе отличается от фактической +/- 20%, что тоже указано не конденсаторе. А если измерять емкость отдельного конденсатора, онаможет быть в два раза большей или на половину меньшей. Поэтому я предлагаю подбирать емкостьк конкретному двигателю и под конкретную нагрузку, измеряя ток в каждой точке треугольника,стараясь максимально выравнять подбором емкости. Поскольку однофазная сеть имеетнапряжение 220 В, то двигатель следует подключать по схеме «треугольник». Для запуска

ненагруженного двигателя можно обойтись только рабочим конденсатором.

Направление вращения двигателя зависит от подключения конденсатора (точка а) к точке били в.Практически ориентировочную ёмкость конденсатора можно определить по сл. формуле: Cмкф = P Вт /10, где C – ёмкость конденсатора в микрофарадах, P – номинальная мощностьдвигателя в ваттах. Для начала достаточно, а точная подгонка должна производиться посленагрузки двигателя конкретной работой. Рабочее напряжение конденсатора должно быть вышенапряжения сети, но практика показывает, что успешно работают старые советские бумажныеконденсаторы рассчитаные на 160В. А их найти значительно легче, даже в мусоре.У меня мотор на сверлилке работает с такими конденсаторами, расположеными для защитыот хлопка в заземленной коробке от пускателя не помню сколько лет и пока все цело. Но к такомуподходу я не призываю, просто информация для размышления. Кроме того, если включить 160иВольтовые конденсаторы последовательно, вдвое потеряем в емкости зато рабочее напряжениеувеличится вдвое 320В и из пар таких конденсаторов можно собрать батарею нужной емкости.Включение двигателей с оборотами выше 1500 об/мин, либо нагруженных в момент пуска,затруднено. В таких случаях следует применить пусковой конденсатор, ёмкость которого зависит отнагрузки двигателя, подбирается экспериментально и ориентировочно может быть от равнойрабочему конденсатору до в 1,5 – 2 раза большей. В дальнейшем, для понятности, все чтоотносится к работе будет зеленого цвета, все что относится к пуску будет красного, что к

торможению синего.

Включать пусковой конденсатор в простейшем случае можно при помощи нефиксированнойкнопки.Для автоматизации пуска двигателя можно применить реле тока. Для двигателеймощностью до 500 Вт подойдёт реле тока от стиральной машины или холодильника с небольшойпеределкой. Т. к. конденсатор остаётся заряженным и в момент повторного запуска двигателя,между контактами возникает довольно сильная дуга и серебряные контакты свариваются, неотключая пусковой конденсатор после пуска двигателя. Чтобы этого не происходило, следуетконтактную пластинку пускового реле изготовить из графитовой или угольной щётки (но не из медно-графитовой, т. к. она тоже залипает). Также необходимо отключить тепловую защиту этого реле,если мощность двигателя превышает номинальную мощность реле.Если мощность двигателя выше 500 Вт, до 1,1кВт можно перемотать обмотку пускового релеболее толстым проводом и с меньшим количеством витков с таким расчётом, чтобы релеотключалось сразу же при выходе двигателя на номинальные обороты.Для более мощного двигателя можно изготовить самодельное реле тока, увеличив размерыоригинального.Большинство трехфазных двигателей мощностью до трех кВт хорошо работают и воднофазной сети за исключением двигателей с двойной беличьей клеткой, из наших это серия МА,

с ними лучше не связываться, в однофазной сети они не работают.

Практические схемы включения

Обобщающая схема включения

С1- пусковой, С2- рабочий, К1- нефиксирующаяся кнопка, диод и резистор- система торможения

Работает схема следующим образом: при переводе переключателя в положение 3 инажатии на кнопку К1 происходит пуск двигателя, после отпускания кнопки остается только рабочийконденсатор и двигатель работает на полезную нагрузку. При переводе переключателя в положение1, на обмотку двигателя подается постоянный ток и двигатель тормозится, после остановкинеобходимо перевести переключатель в положениие 2, иначе двигатель сгорит, поэтомупереключатель должен быть специальным и фиксироваться только в положении 3 и 2, а положение1 должно быть включено только при удержании. При мощности двигателя до 300Вт инеобходимости быстрого торможения, гасяший резистор можно не применять, при большеймощности сопротивление резистора подбирается по желаемому времени торможения, но не должно

быть меньше сопротивления обмотки двигателя.

Эта схема похожа на первую, но торможение здесь происходит за счет энергии запасенной вэлектролитическом конденсаторе С1 и время торможения будет зависить от его емкости. Как и влюбой схеме пусковую кнопку можно заменить на реле тока. При включении переключателя в сетьдвигатель запускается и происходит заряд конденсатора С1 через VD1 и R1. Сопротивление R1подбирается в зависимости от мощности диода, емкости конденсатора и времени работы двигателядо начала торможения. Если время работы двигателя между пуском и торможением превышает 1минуту, можно использовать диод КД226Г и резистор 7кОм не менее 4Вт. рабочее напряжениеконденсатора не менее 350В Для быстрого торможения хорошо подходит конденсатор отфотовспышки, фотовспышек много, а нужды в них больше нет. При выключении переключательпереходит в положение замыкающее конденсатор на обмотку двигателя и происходит торможениепостоянным током. Используется обычный переключатель на два положения.Схема реверсивного включения и торможенияЭта схема развитие предыдущей, здесь автоматически происходит запуск при помощитокового реле и торможение электролитическим конденсатором, а также реверсивное включение.Отличие этой схемы: сдвоеный трехпозиционный переключатель и пусковое реле. Выкидывая изэтой схемы лишние элементы, каждый из которых имеет свой цвет, можно собрать схему нужнуюдля конкретных целей. При желании можно перейти на кнопочное включение, для этого понадобятся один или два автоматических пускателя с катушкой на 220В Используется сдвоеный

переключатель на три положения.

Еще одна не совсем обычная схема автоматического включения.Как и в других схемах здесь есть система торможения, но ее при ненадобности легковыкинуть. В этой схеме включения две обмотки соединены паралельно, а третья через системупуска и вспомогательный конденсатор, емкость которого примерно в два раза меньше необходимогопри включении треугольником. Для изменения направления вращения нужно поменять местаминачало и конец вспомогательной обмотки, обозначеной красной и зеленой точками. Запускпроисходит за счет зарядки конденсатора С3 и продолжительность запуска зависит от емкостиконденсатора, а емкость должна быть достаточно велика, чтобы двигатель успел выйти наноминальные обороты. Емкость можно брать с запасом, так как после заряда конденсатор неоказывает заметного действия на работу двигателя. Резистор R2 нужен для разрядки конденсатораи тем самым подготовки его для следующего пуска, подойдет 30 кОм 2Вт. Диоды Д245 — 248подойдут любому двигателю. Для двигателей меньшей мощности соответственно уменьшится имощность диодов, и емкость конденсатора. Хоть и затруднительно сделать реверсивное включениепо данной схеме, но при желании и это можно. Потребуется сложный переключатель или пусковые

автоматы.

Использование электролитических конденсаторов в качестве пусковых и рабочих

Стоимость неполярных конденсаторов достаточно высока, да и не везде их можно найти.Поэтому, если их нет, можно применить электролитические конденсаторы, включенные по схеме ненамного сложнее. Емкость их достаточно велика при небольшом объеме, они не дефицитны и недороги. Но нужно учесть вновь возникшие факторы. Рабочее напряжение должно быть не менее350 Вольт, включаться они могут только парами, как указано на схеме черным цветом, а в такомслучае емкость уменьшается вдвое. И если двигателю для работы нужно 100 мкФ, то конденсаторыС1 и С2 должны быть по 200мкФ.У электролитических конденсаторов большой допуск по емкости, поэтому лучше собратьбатарею конденсаторов (обозначена зеленым цветом), легче будет подбирать фактическую емкостьнужную двигателю и кроме того у электролитов очень тонкие выводы, а ток при большой емкостиможет достигать значительных величин и выводы могут греться, а при внутреннем обрыве вызватьвзрыв конденсатора. Поэтому вся батарея конденсаторов должна находиться в закрытой коробке,особенно во время экспериментов. Диоды должны быть с запасом по напряжению и по току,необходимому для работы. До 2кВт вполне подойдут Д 245 — 248. При пробое диода сгорает (взрывается) конденсатор. Взрыв конечно сказано громко, пластмассовая коробка вполне защитит отразлета деталей конденсатора и от блестящего серпантина тоже. Ну вот, страшилки рассказаны,теперь немного о конструкции.Как видно из схемы, минусы всех конденсаторов соединены вместе и, стало быть,конденсаторы старой конструкции с минусом на корпусе можно просто плотно перемотатьизолентой и поместить в пластмассовую коробку соответствующих размеров. Диоды нужнорасположить на изоляционной пластинке и при большой мощности поставить их на небольшиерадиаторы, а если мощность не велика и диоды не греются, то их можно поместить в ту же коробку.Включенные по такой схеме электролитические конденсаторы, вполне успешно работают как

пусковыми так и рабочими.

Включение пускового конденсатора при помощи реле тока.

Из теории известно, что пусковой ток в несколько раз превышает номинальный ток рабочегодвигателя, поэтому включение пускового конденсатора при включении трехфазного двигателя воднофазную сеть, можно осуществить автоматически, — при помощи реле тока.Для двигателей до 0,5 кВт подойдёт пусковое реле от холодильника, стиральной машинытипа РП-1, с небольшой переделкой. Подвижные контакты надо заменить на графитовую илиугольную пластинку, выточенную из щётки коллекторного двигателя, по размерам оригинала. Т. к.при повторном включении, ток заряженного конденсатора даёт большую искру на контактах, истандартные контакты свариваются между собой. При применении графита, такого явления ненаблюдалось. (Кроме того, следует отключить термореле).Для двигателей до 1 кВт можно перемотать РП-1 проводом Ф1,2мм до заполнения катушки

40-45 витков.

Для более мощных двигателей следует изготовить реле тока по аналогии с РП-1, большегоразмера.Моточный провод реле должен соответствовать номинальному току двигателя, из расчёта5А / 1мм?Количество витков следует подобрать экспериментально, для чёткого включения реле призапуске и отключения после запуска. Лучше намотать больше витков и отматывать до достижения

четкого отключения после пуска.

Изменение оборотов трёхфазного асинхронного двигателя (380/220) включённого воднофазную сетьЧтобы не применять дорогой и сложный коллекторный двигатель в механизмах требующихизменения оборотов двигателя, можно обойтись асинхронным трёхфазным двигателем, введя вфазовый провод реостат или простейший регулятор мощности.Переделка двигателя заключается в изменении якоря двигателя.По образцу якоря, установленного в двигателе изготавливается «массивный якорь» измагнитомягкой малоуглеродистой стали или из серого чугуна (СЧ). (Чугунный работает лучше.) Изстарого якоря можно выпрессовать вал и насадить на него массивный якорь.1- медные стержни из проволоки Ф2-2,5мм запрессованы в чуть меньшие отверстияили на клею провода к ним просто припаяны 2-диск из графитовой щетки Ф на 1,5мм меньше Фкорпуса, толщина 1,5-2мм 3- корпус 4- обмотка 5- якорекКорпус реле можно изготовить из текстолита, гетинакса, эбонита и т. п. Стержень —алюминиевая проволока, магнитный якорь — цилиндр из малоуглеродистой стали выточен в форместакана.Чтобы понятнее была конструкция самодельного реле, можно разобрать реле РП-1 иизготовить аналог, пропорционально увеличив детали. Примерный размер корпуса Ф30мм h 60мм.Якорек и контактный диск должны свободно перемещаться по стержню. Пружина не должна быть

слишком сильной.

Включение и реверсирование трёхфазного асинхронного двигателя (380/220) воднофазную сеть одним переключателем

Множество представленных в Интернете схем реверсирования необоснованно усложнены иимеют неоправданно большое количество переключателей.Предлагается простая схема включения и реверсирования одним переключателем.Подойдёт практически любой переключатель имеющий 3 фиксированных положения,соответствующий мощности двигателя.При необходимости – данная схема облегчает автоматизацию включения – выключения иреверсирования двигателя.При необходимости пускового конденсатора (включение нагруженного или

высокооборотистого двигателя), его можно подключать при помощи пусковой кнопки или реле тока.

Изменение оборотов трёхфазного асинхронного двигателя (380/220) включённого воднофазную сетьЧтобы не применять дорогой и сложный коллекторный двигатель в механизмах требующихизменения оборотов двигателя, можно обойтись асинхронным трёхфазным двигателем, введя в

фазовый провод реостат или простейший регулятор мощности.

По образцу якоря, установленного в двигателе изготавливается «массивный якорь» измагнитомягкой малоуглеродистой стали или из серого чугуна (СЧ). (Чугунный работает лучше.) Из

старого якоря можно выпрессовать вал и насадить на него массивный якорь.

Взято с Электронный журнал “Я электрик!” Выпуск #15 (февраль 2009 г.)

Я собираюсь использовать схему с использованием реле тока, для отключения пускового конденсатора.

www.drive2.ru

Схема пуска асинхронного двигателя

  Всем привет. Тема сегодняшней статьи это схема пуска асинхронного двигателя. Как по мне, то эта схема самая простоя, какая только может быть в электротехнике. В этой статье я вам приготовил две схемы. На первом рисунке будет схема с предохранителем для защиты цепей управления, а на втором будет без предохранителя. Отличие этих схем в том, что предохранитель служит как дополнительный элемент для защиты цепи от короткого замыкания и так же как защита от самопроизвольного включения. К примеру, если вам нужно выполнить какие-то работы на электроприводе, то вы разбираете электрическую схему путём выключения автомата и дополнительно ещё нужно вынуть предохранитель и после этого уже можно приступать к работе.

И так рассмотрим первую схему. Для увеличения картинки нажмите на неё.

 Рисунок 1. Пуск асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

QF – любой автоматический выключатель.

KM – электромагнитный пускатель или контактор. Также этими буквами на картинке я обозначил катушку пускателя и блок-контакт пускателя.

SB1 – это кнопка стоп

SB2 – кнопка пуск

KK – любое тепловое реле, а также контакт теплового реле.

FU – предохранитель.

КК – тепловое реле, контакты теплового реле.

М – асинхронный двигатель.

Теперь опишем сам процесс запуска двигателя.

Всю эту схему можно условно разделить на силовую – это то что находится слева, и на схему управления – это то что находиться справа. Для начала на всю электрическую цепь нужно подать напряжение путём включения автомата QF. И напряжение подаются на неподвижные контакты пускателя и на цепь управления.  Далее нажимаем кнопку пуска SB2, при этом действии напряжение подается на катушку пускателя и он втягивается и подаётся также напряжение на обмотки статора и электродвигатель начинает вращаться. Одновременно с силовыми контактами на пускателе замыкаются и блок-контакты КМ через которые подаётся напряжение на катушку пускателя и кнопку SB2 можно отпустить. На этом процесс запуска уже окончен, как Вы сами видите всё очень легко и просто.

  Рисунок 2. Пуск асинхронного электродвигателя. В цепи управления нет предохранителя. Для увеличения картинки нажмите на неё.

Для того чтобы прекратить работу электродвигателя, достаточно всего лишь нажать на кнопку SB1. Этим действием мы разрываем цепь управления и прекращается подача напряжения на катушку пускателя, и силовые контакты размыкаются и как следствие пропадает напряжение на обмотках статора, и он останавливается. Останавливать так же легко, как и запускать.

Вот в принципе и вся схема пуска асинхронного двигателя. Если статья вам чем то помогла, то поделитесь нею в соц. сетях, а так же подпишитесь на обновления блога.

С уважением Семак Александр!

fazanet.ru

Схема нереверсивного пуска асинхронного двигателя

Здравствуйте, уважаемые посетители и гости сайта http://zametkielectrika.ru.

Сегодня Драницын Кирилл Эдуардович, студент ГБОУ СПО «КПК» г.Чернушка, Пермского края, прислал свою работу на конкурс «Электрика своими руками».

Ее название «Схема нереверсивного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором», которая в полной мере дополняет мою статью, написанную несколько дней назад, о схеме магнитного пускателя нереверсивного типа без применения теплового реле.

Итак, прошу внимания.

Оборудование:

1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым  ротором общего назначения.

2. Магнитный пускатель ПМЛ (для пуска, остановки двигателя).

3. Тепловое реле ТРН (для защиты трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором от перегрузок).

4. Кнопка пуск/стоп.

Рабочий инструмент:

Схема нереверсивного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

До начала работы хотелось бы объяснить обыкновенные понятия для понимания схемы:

Алгоритм (порядок выполнения) сборки схемы нереверсивного пуска асинхронного двигателя (АД)

1. Силовая цепь:

1.1. Берем крайние 2 провода (фаза А и С) выходящие от двигателя

1.2. Присоединяем эти провода к верхним контактам теплового реле

1.3. Третий провод от двигателя соединяем с магнитным пускателем, присоединяя его на контакт 3 (фаза В)

1.4. Соединяем нижние контакты теплового реле с магнитным пускателем

1.5. Один нижний контакт теплового реле соединяем с контактом 1 на магнитном пускателе

1.6. Другой нижний контакт теплового реле соединяем с контактом 5 на магнитном пускателе

2. Цепь управления:

2.1. Контакт 6 на магнитном пускателе соединяем проводом с нормально замкнутым контактом кнопки «Стоп»

Нормально замкнутые контакты на кнопке «Стоп» под цифрами 3 и 4.

2.2. Делаем перемычку с нормально замкнутого контакта кнопки «Стоп» на нормально разомкнутый контакт кнопки «Пуск»

2.3. Блокируем нормально разомкнутый контакт: соединяем контакт 2 кнопки «Пуск» с блок-контактом магнитного пускателя 13

2.4. Соединяем нормально разомкнутый контакт 1 кнопки «Пуск» с блок-контактом магнитного пускателя 14

2.5. Перемычкой соединяем блок-контакт магнитного пускателя 13 с катушкой магнитного пускателя (контакт — А2)

2.6. С катушки магнитного пускателя (контакт А1) подаём питание на нормально замкнутые контакты теплового реле

2.7. С теплового реле (с нормально замкнутого контакта) на контакт 2 магнитного пускателя

2.8. Присоединяем питающий шнур к контактам магнитного пускателя – 2, 4, 6

2.9. Перед пуском проверяем схему ещё раз!

2.10. Запускаем двигатель.

P.S. Если у Вас имеются вопросы по схеме пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, то задавайте их в комментариях к этой статье. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

zametkielectrika.ru

5.7. Способы и схемы пуска электроприводов с асинхронными двигателями

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором являются основным приводом большинства судовых механизмов, не требующих широкого регулирования частоты вращения. Они просты в изготовлении и эксплуатации, обладают высокой надежностью и долговечностью, имеют сравнительно низкую стоимость.

Пусковые свойства асинхронного двигателя оцениваются его пусковы­ми характеристиками:

значением пускового тока Iп или его кратностьюIп/Iном;

значением пускового Мп или его кратностью Мп/Мп ном;

продолжительностью и плавностью пуска двигателя в ход;

сложностью пусковой операции;

экономичностью пусковой операции (стоимостью и надежностью пусковой аппаратуры), а также потерями энергии в ней.

Значение пускового тока

,………………….(7)

где R1 иX1 – активное и индуктивное сопротивления статора, аR2 и Х2 – приведённые активное и индуктивное сопротивления ротора.

Из анализа (7) следует, что улучшить пусковые свойства двигателя можно увеличением активного сопротивления цепи ротора R2, так как в этом случае уменьшается пусковой ток и увеличивается пусковой момент. Уменьшение напряженияU1, влияет благоприятно наIп (уменьшая его значение), однако пусковой момент Мп при этом также уменьшается. Возможность применения того или иного способа улучшения пусковых характеристик определяется видом двигателя, условиями эксплуатации требованиями к нему.

Управление приводом для нереверсивных механизмов заключается чаще всего в дистанционном пуске и отключении электродвигателя. Схема такого рода легко может быть автоматизирована посредством замены кнопок ручного управления на устройство, замыкающее или размыкающее контакты при достижении порогового значения параметра, когда необходимо включить или выключить электродвигатель.

а) Наиболее простой способ подключения асинхронного двигателя – прямой пуск посредством магнитного пускателя (рис.5.18).

Здесь при нажатии кнопки SB2 (Пуск) получает питание катушка линейного контактора КМ, и двигатель включается на сеть. Нажатием кнопкиSB1 (Стоп) катушка КМ теряет питание, и двигатель отключается от сети. При перегрузке электродвигателя размыкается контакт теплового реле КК, который также обесточивает цепь контактора КМ. Пусковой ток асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором при прямом включении на сеть достигает (6-7)Iном. Если, например, мощность пускаемого двигателя составляет 30% мощности работающего генератора, то такой большой пусковой ток вызывает резкое кратковременное снижение напряжения сети, называемое провалом напряжения на 15-20%. При большей относительной мощности двигателя провал напряжения значительно увеличивается, что может привести к отключению магнитных пускателе работающих электроприводов, к всплеску тока генератора и срабатыванию его защиты и т.п. Поэтому двигатели соизмеримой с генератором мощности на судах пускаются по специальным схемам, которые ограничивают силу пускового тока.

Рис.5.18. Схема прямого пуска АД.

б) Пуск с включением резисторов в цепь статора (рис.5.19). Разгон двигателя осуществляется в две ступени. На первой в цепь всех трех фаз включается сопротивление, которое на второй степени шунтируется контактами контактора ускорения КМ2:1. Время работы на пусковой ступени контролируется электромагнитным реле времени КТ1. Схема работает следующим образом. При нажатии кнопки SB1 (Пуск) получает питание реле КТ1, которое своими контактами КТ1:1 шунтирует кнопкуSB1 и включает контактор ускорения КМ2, а он размыкает свои контакты КМ2:1, шунтирующие пусковые сопротивления и тем самым подготавливает схему к пуску. Контактор КМ2 замыкает цепь линейного контактора КМ1, который подключает двигатель на сеть через пусковое сопротивлениеR. Блок-контакт КМ1:3 шунтирует кнопкуSB1 и контакт КМ2:2, обеспечивая питание катушки КМ1. Второй блок-контакт КМ1:2 разрывает цепь питания реле КТ1, которое с выдержкой времени размыкает свой контакт в цепи контактора КМ2. Контактор КМ2 своими контактами КМ2:1 шунтирует пусковое сопротивлениеR.

Пусковое сопротивление Rограничивает пусковой ток до необходимого значения

;

где R.П– соответственно активное сопротивление двигателя в пусковом режиме.

Следует иметь в виду, что это сопротивления при разгоне не остаются постоянными, так как входящие в них приведенные сопротивления ротора зависят от скольжения. Потеря напряжения U=IпRв пусковом сопротивлении уменьшает напряжение на статоре двигателяUд.

а)

б)

Рис.5.19. Схема (а) и график (б) пуска АД введением пускового сопротивления в цепь

статора

Для асинхронного двигателя момент на валу пропорционален квадрату напряжения. Поэтому пусковая механическая характеристика при включенном в цепь статора резистора (кривая 1, рис.5.19, б) имеет значительно меньший пусковой момент, чем при номинальном напряжении (Мп1Мп2), характерном для прямого включения двигателя на сеть (кривая 2). Может случиться так, что при выборе пускового сопротивленияRПдля уменьшения пускового тока оно окажется настолько большим, что пусковой момент Мп1будет недостаточен для преодоления момента сопротивления и пуск станет невозможным.

в) Автотрансформаторный пуск (рис.5.20) предусматривает пусковое подключение двигателя от источника пониженного напряжения – автотрансформатора. Здесь пусковой ток, потребляемый из сети за счет трансформации напряжения, меньше, чем ток, потребляемый двигателем при прямом пуске. Это приводит к тому, что в рассматриваемой схеме в отличие от предшествующих уменьшение пускового тока, происходит в той же степени, что и при уменьшении пускового момента на двигателе.

Схема автотрансформаторного пуска имеет повышенную стоимость и ее использование оправдано, когда другие более дешевые схемы не обеспечивают необходимого снижения пускового тока. Работа схемы происходит следующим образом. При нажатии кнопки SB2 включается контактор КМ2, который контактом КМ2:1 подключает автотрансформаторTVи шунтирует кнопкуSB2, а также подает питание на линейный контактор КМ1. Двигатель подключается к сети черезTV, реле времени КТ1 клапанного типа включается блок-контактом КМ1:2. Через отрезок времениtконтакт КТ1:1 замкнет цепь питания контактора ускорения КМ3, который своим контактом КМ3:1 шунтирует автотрансформатор и подключает двигатель прямо на сеть. Блок-контакт КМ3:2 размыкает цепь питания контактора КМ2, который, в свою очередь, разомкнет цепь автотрансформатора. Второй блок-контакт КМ3:3 сохранит цепь питания контактора КМ1.

Рис.5.20. Схема автотрансформаторного пуска АД

г) Пуск переключением обмотки статора со звезды на треугольник осуществляется по схеме, изображенной на рис.5.21. При пуске обмотка статора соединена звездой, пусковое напряжение на фазе будет в раз меньше номинального, что приведёт к уменьшению пускового тока в 3 раза. Вместе с тем, пусковой момент, пропорциональный квадрату напряжения, уменьшится также в три раза, что не всегда допустимо, особенно для механизмов, обладающих значительным статическим моментом сопротивления.

Схема работает следующим образом. При нажатии кнопки SB2 получает питание электромагнитное реле времени КТ1, подключающее контактор КМ2 (звезда), который своими главными контактами КМ2:1 замыкает трехфазную обмотку статора по схеме звезда, а вспомогательными контактами КМ2:3 включает линейный контактор КМ1 и разрывает цепь контактора КМ3 (треугольник). Контактор КМ1 своими главными контактами КМ1:1 подключает двигатель к сети, а блок- контактами КМ1:4 шунтирует кнопку пускSB2. В тоже время блок-контакт КМ1:2 обесточивает реле времени КТ1, которое отпускает с выдержкой времени и своим контактом КТ1:1 обесточивает контактор КМ2, который размыкает соединение звезда. Блок-контакт КМ2:3 замыкает цепь контактора КМ3, который собирает схему соединений треугольник. Работа контакторов КМ1, КМ2, КМ3 электрически взаимно сблокирована соответствующими блок-контактами, исключающими непредусмотренную или неправильную последовательность соединений.

Рис.5.21. Схема пуска АД переключением обмотки статора со звезды на

треугольник

д) Плавный пуск электродвигателей переменного тока. В настоящее время широко начинают применяться устройства плавного пуска электродвигателей переменного тока на базе тиристорных коммутаторов и преобразователей. За счёт плавного разгона ЭД удаётся достигнуть значительного уменьшения величины пускового тока и тем самым ограничить его влияние на напряжение судовой сети.

Современное устройство плавного пуска представляет собой нереверсивный трехфазный тиристорный коммутатор (ТК) с многофункциональной системой управления (СУ) на базе микропроцессорного контроллера (МК) и развитым пользовательским интерфейсом, аппаратно обеспечиваемым устройством ввода-вывода дискретных сигналов (УВВ). Принцип действия и устройство пускателя поясняет функциональная схема, приведенная на рис. 5.22.

Рис. 5.22 Устройство плавного пуска

Основным силовым элементом ТК является тиристорный ключ, представляющий собой цепную схему, состоящую из ряда последовательно соединенных звеньев, а каждое звено — два включенных встречно-параллельно тиристора. Для выравнивания напряжения между последовательно включенными тиристорами в статических и динамических режимах параллельно каждому звену включены резисторная и резисторно-ёмкостная цепи, а также датчик состояния тиристоров.

Информация о состоянии тиристоров передается в систему управления по оптоволоконному кабелю. Каждый из тиристоров ключа имеет свой импульсный трансформаторный узел управления. Для уменьшения разброса во временах включения тиристоров, включенных последовательно, первичные обмотки их импульсных трансформаторов соединены последовательно. Потенциальное разделение между высоковольтной силовой частью и низковольтной системой управления осуществляется с помощью оптоволоконного кабеля и импульсных трансформаторов.

В Триол АС15 имеется три описанных выше тиристорных ключа по числу фаз питания. Изменяя угол управления (включения) тиристоров можно регулировать подводимое к статорной обмотке двигателя напряжение и, соответственно, ток. Снижение подводимого к статорной обмотке двигателя напряжения позволяе уменьшить токи в динамических режимах (при пуске) и избежать ударных нагрузок на механизм. Наличие регулятора тока обеспечивает поддержание заданного значения тока практически в течение всего времени разгона с помощью увеличения напряжения на выходе ТК. Это достигается уменьшением угла управления тиристоров. Разгон с заданным значением пускового тока продолжается до тех пор, пока текущее значение угла управления тиристорами больше также изменяющегося угла сдвига между первыми гармониками напряжения и тока. Когда это соотношение не соблюдается, что имеет место в конце пуска, тиристоры открываются полностью. К этому моменту, однако, ток уже не должен превышать заданного значения при правильно настроенных параметрах пускового устройства.

Изменяя коэффициент усиления и постоянную интегрирования регулятора тока, а также начальное значение угла открывания тиристоров и величину (кратность) пускового тока можно получить требуемые динамические характеристики. Следует учесть, что величина пускового тока не должна превосходить номинального значения тока, указанного в паспорте конкретного пускового устройства. В Триол АС15 при нагрузках, значительно меньших номинального значения, предусматривается режим энергосбережения, при котором за счет изменения угла управления тиристорами привод работает с пониженным напряжением. Пускатель может осуществлять торможение двигателя:

- выбегом, путем снятия управляющих импульсов с тиристоров ТК;

- скатом, путем снижения подводимого к статорной обмотке электродвигателя напряжения (плавным увеличением углов управления тиристорами ТК);

- динамическим торможением, путем подачи иа статорную обмотку двигателя постоянного по направлению напряжения.

Датчики тока ДТ1, ДТ2 на трансформаторах тока в силовом канале АС15 служат для контроля, регулирования и измерения величины пускового или нагрузочного тока электродвигателя, в т.ч. для защиты от токов перегрузки и короткого замыкания.

Датчики напряжения ДН1 и ДН2 на высоковольтных трансформаторах напряжения служат для синхронизации системы управления с силовой питающей сетью, контроля наличия всех фаз силового напряжения и правильности их чередования.

Многоканальный источник питания ИП преобразует сетевое переменное напряжение 380 В в систему напряжений постоянного тока требуемых уровней и степени стабильности, гальванически связанных и не связанных между собой, для питания устройств правления.

Микропроцессорный контроллер МК осуществляет формирование режимов работы устройства с заданными параметрами с помощью сигналов управления: сигналов управления тиристорами, сигналов защиты и аварийного отключения АС15, приёма и пер

дачи внешних управляющих, задающих и информационных сигналов.

Устройство ввода/вывода УВВ предназначено для приёма и передачи внешних управляющих сигналов.

УВВ имеет набор дискретных входов и выходов. Во входные и выходные цепи УВВ включены устройства гальванической развязки для потенциального разделения с внешними управляющими цепями. Формирователи импульсов ФИ (драйверы) предназначены для формирования требуемых уровней управляющих сигналов тиристоров, гальванического разделения силовых цепей и цепей управления тиристоров и МК. В составе устройства предусмотрен встроенный пульт управления ПУ, который содержит клавиатуру для управления режимами работы, задания и программирования параметров, а также элементы индикации и сигнализации для отображения значений па_

раметров и диагностирования. По согласованию с Заказчиком в комплект поставки может входить пульт дистанционного управления (ПДУ), функции которого аналогичны ПУ.

Для удобства работы оператора программируемые и информационные параметры устройства сведены в функциональные группы. Далее по тексту ссылки а соответствующие параметры даны в форме [ХХ YY],

где ХХ — № группы, YY — № параметра.

Ниже на рис. 1.2 … рис. 1.4 проиллюстрировано выполнение отдельных технологических процедур в процессе пуска и в процессе останова двигателя соответственно.торный ключ, представляющий собой цепную схему, состоящую из ряда последовательно соединенных

звеньев, а каждое звено — два включенных встречно-параллельно тиристора. Для выравнивания напряжения между последовательно включенными тиристорами в

статических и динамических режимах параллельно каждому звену включены резисторная и резисторно_емкостная цепи, а также датчик состояния тиристоров. Информация о состоянии тиристоров передается в систему управления по оптоволоконному кабелю. Каждый из тиристоров ключа имеет свой импульсный трансформаторный узел правления. Для уменьшения разброса во временах включения тиристоров, включенных послдовательно, первичные обмотки их импульсных трансформаторов соединены последовательно. Потенциальное разделение между высоковольтной силовой частью и низковольтной системой управления осуществляется с помощью оптоволоконного кабеля и импульсных трансформаторов. В Триол АС15 имеется три описанных выше тиристорных ключа по числу фаз питания. Изменяя угол управления (включения) тиристоров можно регулировать подводимое к статорной обмотке двигателя напряжение и, соответственно, ток. Снижение подводимого к статорной обмотке двигателя напряжения позволяет уменьшить токи в динамических режимах (при пуске) и избежать ударных нагрузок на механизм. Наличие регулятора тока обеспечивает поддержание заданного значения тока практически в течение всего времени разгона с помощью увеличения напряжения на выходе ТК. Это достигается уменьшением угла управления тиристоров. Разгон с заданным значением пускового тока продолжается до тех пор, пока текущее значение угла управления тиристорами больше также изменяющегося угла сдвига между первыми гармониками напряжения и тока. Когда это соотношение не соблюдается, что имеет место в конце пуска, тиристоры открываются полностью. К этому моменту, однако, ток уже не должен превышать заданного значения при правильно настроенных параметрах пускового устройства.

studfiles.net

Схема электродвигателя – способы подключения и запуска двигателя. Обзор типовых конфигураций и принципа работы

Работа внушительной части приборов, используемых в быту и на производстве, обеспечивается электродвигателями с различными спецификациями. Изучив технические характеристики, схемы соединения к электропитанию и подключения фаз двигателей, их можно использовать вторично в самодельных станках, насосных и вентиляционных системах.

Типовые конфигурации и принципы действия электродвигателей

Есть два наиболее распространенных вида моторов, подключение которых можно выполнить без дополнительных деталей. Это асинхронные двигатели с однофазным или трехфазным питанием и коллекторные устройства.

В асинхронных однофазных двигателях обмотка на роторе короткозамкнутая, по конструкции напоминающая колесо для белки. Замкнутые на кругах стержни входят в пазы сердечника, где при индукции тока создается поле уравновешивающее электромагнитное поле катушки. Для того, чтобы после подключения к сети мотор заработал, нужен стартовый толчок. В некоторых случаях, например на точильном станке двигатель можно запустить вручную, простым вращательным движением вала.

Можно также снабдить самодельный инструмент дополнительной стартовой обмоткой или частотным преобразователем, который обеспечит плавный запуск мотора. Начало вращения в асинхронных двигателях с трехфазной обмоткой статора происходит автоматически, благодаря чередованию фаз

Как видно на структурной схеме, в коллекторном электродвигателе имеются рабочая и пусковая обмотки. Переключение обмотки на роторе происходит при помощи графитовых щеток, единовременно под напряжением находится только одна из рамок, с магнитным полем, перпендикулярным полю статорной обмотки.

Разница полюсов сдвигает ротор по кругу, достигая определенного угла, контакт с щетками перебрасывается на вторую рабочую обмотку, что обеспечивает непрерывное вращательное движение.

Подключение электромотора на самодельных устройствах

Перед использованием электродвигателя нужно навести справки о его типе и особенностях конструкции. Единственной доступной информацией при этом может быть лишь серийная маркировка на корпусе, остальное — мощность, тип, возможные системы управления двигателем – придется поискать в технических справочниках.

Проверка проводных выходов и корпуса на короткое замыкание — застрахует от аварий. Для этого, после визуального осмотра на предмет следов возгорания, при помощи мультиметра нужно сделать прозвон всех контактов и корпуса, затем проверить обмотки и выводы, и также конденсаторы при наличии.

Запуск двигателя коллекторного типа

Коллекторные двигатели компактны и работают на высоких оборотах. Ими оснащаются малогабаритные бытовые приборы, например, миксеры, мясорубки, кофемолки и стиральные машины, а также ручные инструменты — дрели, шуруповёрты, дисковые пилы и т. п.

На фото – схема подключения такого электродвигателя к питанию 220В через простой замыкающий выключатель. Кнопка в зажатом положении подает ток на обмотки статора и ротора. При двух разных обмотках на статоре можно сделать перемычку для переключения скоростей.

Способы подключения асинхронных двигателей

Различные модели асинхронных двигателей используются в бытовых кондиционерах, в насосных системах и аппаратуре промышленного назначения. Они, как правило, оснащаются преобразователями частоты, которые в зависимости от предназначения, выполняют постепенный набор оборотов при включении, или плавное, не ступенчатое, переключение скоростей.

Схема подключения обычно дается прямо на корпусе, где маркируются выводящие провода пусковой и рабочей обмотки. В других случаях их можно определить при помощи замеров сопротивления. Величина в Омах в двух вариантах последовательного соединения должна в сумме быть равной показателю сопротивления пары обмоток ротора и статора.

Рабочая обмотка может отличаться и визуальной толщиной в сечении. Она подключается к конденсатору, а вывод от статора напрямую к 220В.

Конденсаторы могут быть установлены по схеме подключения к статорной обмотке, для обеспечения пуска электродвигателя, или в качестве рабочего устройства, подсоединенного к основной обмотке. Возможен и комбинированный вариант с двумя конденсаторами.

Емкость теплообменника зависит от мощности мотора в расчете 7мкФ на 100Вт. Чрезмерный нагрев корпуса после запуска свидетельствует о недостаточной емкости подключенных конденсаторов. Если наблюдается спад мощности и замедление оборотов, следует уменьшить емкость.

Трехфазными двигателями, отличающимися большой мощностью и возможностью автоматического старта оборудуют деревообрабатывающие и токарные станки. К трехфазной сети питания такие моторы подсоединяются в двух конфигурациях: треугольной или в виде звезды.

Для подключения к сети с одной фазой необходимо наличие переходного конденсатора, но в этом случае будут потери мощности и скорости оборотов двигателя.

Частотные преобразователи – важный элемент системы управления двигателем, могут быть заменены симисторами для плавного пуска, которые подключаются по трехфазной схеме. Это позволяет снизить расход электроэнергии и износ мотора, предотвращает перегрев и дает ряд дополнительных возможностей для подключения автоматики.

Фото схем электродвигателя

electrikmaster.ru

Способы запуска трехфазных асинхронных двигателей

Доброго времени суток, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

В рубрике «Общее» рассмотрим способы запуска трехфазных асинхронных двигателей с коротко замкнутым ротором. В настоящее время используются различные способы запуска асинхронных двигателей. При запуске двигателя должны удовлетворяться основные требования. Запуск должен происходить без применения сложных пусковых устройств. Пусковой момент должен быть достаточно большим, а пусковые токи как можно меньше. Современные электродвигатели являются энерго-эффективными двигателями и имеют более высокие пусковые токи, что заставляет уделять большее внимание их способам запуска. При подаче на двигатель напряжения питания возникает скачок тока, который называют пусковым током.

Пусковой ток обычно превышает номинальный в 5 – 7 раз, но действие его кратковременное. После того как двигатель вышел на номинальные обороты, ток падает до минимального. В соответствии с местными нормами и правилами, для снижения пусковых токов, и используются разные способы запуска асинхронных двигателей с коротко замкнутым ротором. Вместе с этим необходимо уделять внимание и стабилизации напряжения сетевого питания. Говоря о способах запуска, которые уменьшают пусковой ток, следует отметить, что период запуска не должен быть слишком долгим. Слишком продолжительные периоды запуска могут вызвать перегрев обмоток.

 Прямой запуск

 Самый простой и наиболее часто применяемый способ запуска асинхронных двигателей – это прямой пуск. Прямой пуск означает, что электродвигатель запускается прямым подключением к сетевому напряжению питания. Прямой пуск применяется при стабильном питании двигателя, жестко связанного с приводом, например насоса. На (Рис.1) приведена схема прямого пуска асинхронного двигателя. 

Подключение двигателя в электрическую сеть происходит при помощи контактора (пускателя). Реле перегрузки необходимо для защиты двигателя в процессе эксплуатации от перегрузки по току. Двигатели малой и средней мощности обычно проектируют так, чтобы при прямом подключении обмоток статора к сетевому питанию пусковые токи, возникающие при запуске, не создавали чрезмерных электродинамических усилий и превышений температуры на двигатель, с точки зрения механической и термической прочности. Переходной процесс в момент запуска характеризуется очень быстрым затуханием свободного тока, что позволяет пренебречь этим током и учитывать только установившееся значение тока переходного процесса. На графике (Рис. 1) приведена характеристика пускового тока при прямом запуске асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором.

Прямой запуск от сети питания является самым простым, дешёвым и наиболее часто применяемым способом запуска. При таком запуске происходит наименьшее повышение температуры в обмотках электродвигателя во время включения по сравнению со всеми остальными способами запуска. Если нет жестких ограничений по току, то такой метод запуска является наиболее предпочтительным. В разных странах действуют различные правила и нормы по ограничению максимального пускового тока. В таких случаях, необходимо использовать другие способы запуска.

Для небольших электродвигателей пусковой момент будет составлять от 150% до 300% от номинального момента, а пусковой ток будет составлять от 300% до 700% от номинального значения или даже выше.

 Запуск «звезда – треугольник»

 Запуск переключением «звезда – треугольник» используется для трёхфазных индукционных электродвигателей и применяется для снижения пускового тока. Следует отметить, что запуск переключением «звезда – треугольник» возможен только в тех двигателей, у которых  выведены начала и концы всех трех обмоток. Пульт для запуска «звезда – треугольник» состоит и следующих комплектующих, трех контакторов (пускателей), реле перегрузки по току и реле времени, управляющего переключением пускателей. Чтобы можно было использовать этот способ запуска, обмотки статора электродвигателя, соединенные по схеме «треугольник», должны быть рассчитаны на работу в номинальном режиме. Обычно электродвигатели рассчитаны на напряжение 400 В при соединении по схеме «треугольник» (∆) или на 690 В при соединении по схеме «звезда» (Y). Такая унифицированная схема соединения может быть также использована для пуска электродвигателя при более низком напряжении. Схема запуска переключением «звезда – треугольник» показана на (Рис. 2)

В момент пуска электропитание к обмоткам статора подключено по схеме «звезда» (Y) Замкнуты контакторы К1 и К3. По истечении определённого периода времени, зависящего от мощности двигателя и времени разгона, происходит переключение на режим запуска «треугольник» (∆). При этом контакты пускателя K3 размыкаются, а контакты пускателя K2 замыкаются. Управляет переключением контактов пускателей K3 и K2 реле времени. На реле выставляется время, в течение которого происходит разгон двигателя. В режиме запуска «звезда – треугольник» напряжение, подаваемое на фазы обмотки статора, уменьшается в корень из трех раз, что приводит к уменьшению фазных токов тоже в корень из трех раз, а линейных токов в 3 раза. Соединение по схеме «звезда – треугольник» дает более низкий пусковой ток, составляющий всего одну треть тока при прямом запуске. Запуск «звезда – треугольник» особенно хорошо подходят для инерционных систем, когда происходит «подхватывание» нагрузки после того, как произошел разгон двигателя.

Запуск «звезда – треугольник» также понижает и пусковой момент, приблизительно на треть. Данный метод можно использовать только для индукционных электродвигателей, которые имеют подключение к напряжению питания по схеме «треугольник». Если переключение «звезда – треугольник» происходит при недостаточном разгоне, то это может вызвать сверхток, который достигает почти такого же значения, что и ток при «прямом» запуске. За время переключения из режима «звезда» в «треугольник» двигатель очень быстро теряет скорость вращения, для ее восстановления необходим мощный импульс тока. Скачок тока может стать ещё больше, так как на время переключения двигатель остается без сетевого напряжения.

 Запуск через автотрансформатор

Данный способ запуска осуществляется при помощи автотрансформатора, последовательно соединённого с электродвигателем во время запуска. Автотрансформатор понижает подаваемое на электродвигатель напряжение (приблизительно на 50–80% от номинального напряжения), чтобы произвести запуск при более низком напряжении. В зависимости от заданных параметров напряжение снижается в один или два этапа. Понижение напряжения, подаваемого на электродвигатель одновременно, приведёт к уменьшению пускового тока и вращающего пускового момента. Если в определённый момент времени к электродвигателю не подаётся питание, он не потеряет скорость вращения, как в случае с запуском «звезда – треугольник». Время переключения от пониженного напряжения к полному напряжению можно корректировать. На (Рис. 3) приведена характеристика пускового тока при запуске асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором при помощи автотрансформатора.

Пуск через автотрансформатор тока

Помимо уменьшения пускового момента, способ запуска через автотрансформатор имеет и недостаток. Как только электродвигатель начинает работать, он переключается на сетевое напряжение, что вызывает скачок тока. Вращающий момент зависит от напряжения подаваемого на двигатель. Значение пускового момента пропорциональны квадрату напряжения.

Плавный пуск 

В устройстве «плавный пуск» используются те же IGBT транзисторы, что и в частотных преобразователях. Данные транзисторы через цепи управления, понижают начальное напряжение, поступающее на электродвигатель, что приводит к уменьшению пускового момента в электродвигателе. В процессе запуска «плавный пуск» постепенно повышает напряжение электродвигателя, что позволяет электродвигателю разогнаться до номинальной скорости вращения, не образуя большого момента и пиков тока. На (Рис. 4) приведена характеристика пускового тока при запуске асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором с помощью устройства «плавный пуск». Плавный запуск может использоваться также для управления торможением электродвигателя. Устройство «плавный пуск» дешевле преобразователя частоты. Использование устройства «плавного пуска» для асинхронных двигателей значительно увеличивают срок службы электродвигателя, а с ним и насоса находящегося на валу этого двигателя.

Диаграмма для плавного пуска двигателя

У «плавного пуска» существуют те же проблемы, что и у частотных преобразователей: они создают наводки (помехи) в систему электроснабжения. Данный способ также обеспечивает подачу пониженного напряжения к электродвигателю во время запуска. При плавном запуске электродвигатель включается при пониженном напряжении, которое затем увеличивается до напряжения сетевого питания. Напряжение в плавном пускателе уменьшается за счет фазового сдвига. Данный способ пуска не вызывает образования скачков тока. Время запуска и пусковой ток можно задавать.

 Запуск при помощи частотного преобразователя

Частотные преобразователи предназначены не только для запуска, но и управления электродвигателем. Инвертор позволяет снизить пусковой ток, так как электродвигатель имеет жесткую зависимость между током и вращающим моментом. На (Рис. 5) приведена характеристика пускового тока при запуске асинхронного двигателя с помощью частотного преобразователя.

Пуск двигателя с преобразователем частоты

Преобразователи частоты остаются все еще дорогими устройствами, и также как и плавный пуск, создают дополнительные помехи в сеть электропитания.

 Заключение

 Задача любого из способов запуска электродвигателя заключается в том, чтобы согласовать характеристики вращающего момента электродвигателя с характеристиками механической нагрузки, при этом необходимо, чтобы пиковые токи не превышали допустимых значений. Существуют различные способы запуска асинхронных двигателей, каждый их которых имеет свои плюсы и минусы. И в заключении приведена небольшая таблица, где в краткой форме указаны преимущества и недостатки наиболее распространённых способов запуска асинхронных электродвигателей.

Таблица 1

Способы запуска

Преимущества

Недостатки

Прямой запуск

Простой и экономичный. Безопасный запуск Самый большой пусковой момент Высокий пусковой ток

Запуск «звезда – треугольник»

Уменьшение пускового тока в три раза. Скачки тока при переключении «звезда – треугольник». Не подходит, если нагрузка без инерционная. Пониженный пусковой момент.

Запуск через автотрансформатор

Уменьшение пускового тока на U2. Скачки тока при переходе от пониженного напряжения к номинальному напряжению. Пониженный пусковой момент.

Плавный запуск

Отсутствуют скачки тока. Небольшой гидравлический удар при запуске насоса. Уменьшение пускового тока на требуемую величину, обычно в 2-3 раза. Пониженный пусковой момент.

Запуск при помощи частотного преобразователя

Отсутствуют скачки тока. Небольшой гидравлический удар при запуске насоса. Уменьшение пускового тока, обычно, до номинального. Напряжение питания на двигатель можно подавать постоянно. Пониженный пусковой момент. Высокая стоимость.

Спасибо за оказанное внимание.

P.S. Понравился пост?  Порекомендуйте его в социальных сетях своим друзьям и знакомым.

nasos-pump.ru


Смотрите также