Zpravy

Jak jsou zapojena statorová vinutí?

Systém třífázového elektrického proudu byl vyvinut na konci 120. století ruským vědcem M.O. Dolivo-Dobrovolským. Tři fáze, jejichž napětí je vůči sobě posunuto o XNUMX stupňů, kromě jiných výhod usnadňují vytvoření rotujícího magnetického pole. Toto pole s sebou nese rotory nejběžnějších a nejjednodušších třífázových asynchronních elektromotorů.

Tři statorová vinutí takových elektromotorů jsou ve většině případů vzájemně spojena do hvězdy nebo trojúhelníku. V zahraniční literatuře se používají výrazy „star“ a „delta“, zkráceně S a D. Běžnější je mnemotechnické označení D a Y, což může někdy vést k záměně – písmeno D lze označit oběma „hvězdou“ a „trojúhelník“.

Fázová a síťová napětí

Abyste pochopili rozdíly mezi způsoby připojení vinutí, musíte nejprve porozumět konceptům fázového a síťového napětí. Fázové napětí je napětí mezi začátkem a koncem jedné fáze. Lineární – mezi identickými svorkami různých fází.

U třífázové sítě jsou lineární napětí napětí mezi fázemi, například A a B, a fázová napětí jsou mezi každou fází a nulovým vodičem.

Takže napětí Ua, Ub, Uc budou fázová a Uab, Ubc, Uca lineární. Tato napětí se několikrát liší. Takže pro domácí a průmyslovou síť 0,4 kV je lineární napětí 380 voltů a fázová napětí 220 voltů.

Připojení vinutí elektromotoru do hvězdy

Při spojení fází elektromotoru s hvězdou jsou tři vinutí vzájemně spojena ve společném bodě. Každý volný konec je připojen k vlastní fázi sítě. V některých případech je společný bod připojen k neutrální sběrnici napájecího systému.

Čtěte také: Jak vybrat stropní infrazářič?

Obrázek ukazuje, že pro toto připojení je na každé vinutí aplikováno fázové napětí sítě (pro sítě 0,4 kV – 220 voltů).

Připojení vinutí elektromotoru podle vzoru „trojúhelníku“.

V obvodu „trojúhelník“ jsou konce vinutí vzájemně spojeny v sérii. Ukazuje se, že jde o jakýsi kruh, ale v literatuře je název „trojúhelník“ přijímán kvůli často používanému obrysu. V této verzi není kam připojit nulový vodič.

Je zřejmé, že napětí aplikovaná na každé vinutí budou lineární (380 voltů na vinutí).

Porovnání schémat zapojení mezi sebou

Pro vzájemné porovnání obou schémat je nutné vypočítat elektrický výkon vyvíjený elektromotorem při zapnutí tak či onak. K tomu musíme vzít v úvahu koncepty lineárních (Iline) a fázových (Iphase) proudů. Fázový proud je proud protékající fázovým vinutím. Síťový proud protéká vodičem připojeným ke svorce vinutí.

V sítích do 1000 voltů je zdrojem elektřiny transformátor, jehož sekundární vinutí je zapojeno do hvězdy (jinak není možné uspořádat neutrální vodič) nebo generátor, jehož vinutí jsou zapojena podle stejného obvod.

Obrázek ukazuje, že při spojení hvězdou jsou proudy ve vodičích a proudy ve vinutí elektromotoru stejné. Proud ve fázi je určen fázovým napětím:

kde Z je odpor vinutí jedné fáze, lze je považovat za stejné. Můžeme to napsat

Pro zapojení do trojúhelníku jsou proudy různé – jsou určeny lineárním napětím aplikovaným na odpor Z:

Přečtěte si více

Jak funguje stykač?

Proto pro tento případ.

Nyní můžete porovnat celkový výkon () spotřebovaný elektromotory s různými obvody.

pro hvězdicové zapojení je celkový výkon ;
pro zapojení do trojúhelníku je celkový výkon .

Elektromotor tedy při zapnutí do hvězdy vyvine výkon třikrát nižší než při zapojení do trojúhelníku. To má také další pozitivní důsledky:

spouštěcí proudy jsou sníženy;
chod motoru a startování jsou plynulejší;
elektromotor dobře zvládá krátkodobá přetížení;
tepelný režim asynchronního motoru se stává šetrnějším.

Druhou stranou mince je, že motor s hvězdicovým vinutím nemůže vyvinout maximální výkon. V některých případech nemusí točivý moment ani stačit k roztočení rotoru.

Metody spínání obvodů hvězda-trojúhelník

Většina elektromotorů je navržena tak, aby umožňovala přepínání z jednoho schématu zapojení do druhého. K tomuto účelu jsou začátky a konce vinutí vyvedeny na svorku tak, že pouhou změnou polohy překryvů je možné vytvořit „trojúhelník“ z „hvězdy“ a naopak.

Majitel elektromotoru si může vybrat, co potřebuje – měkký start s nízkými startovacími proudy a plynulým chodem nebo nejvyšší výkon vyvinutý motorem. Pokud je potřeba obojí, lze spínání provést automaticky pomocí výkonných stykačů.

Když stisknete startovací tlačítko SB2, elektromotor se zapne do hvězdicové konfigurace. Stykač KM3 je utažen, jeho kontakty uzavírají svorky vinutí elektromotoru na jedné straně k sobě. Protilehlé terminály jsou připojeny k síti, každý ke své vlastní fázi přes kontakty KM1. Po zapnutí tohoto stykače se do vinutí přivede třífázové napětí a rotor elektromotoru se uvede do rotace. Po nějaké době nastavené na relé KT1 se cívka KM3 sepne, je bez napětí, sepne stykač KM2 a přepne vinutí do „trojúhelníku“.

Přepínání nastává poté, co motor dosáhne otáček. Tento okamžik lze ovládat pomocí snímače rychlosti, ale v praxi je vše jednodušší. Spínání je řízeno časovým relé – po 5-7 sekundách se má za to, že spouštěcí procesy jsou dokončeny a motor lze zapnout do režimu maximálního výkonu. Nemá smysl tento okamžik zdržovat, protože dlouhodobý provoz se zatížením přesahujícím povolené zatížení pro „hvězdu“ může vést k selhání elektrického pohonu.

Při implementaci tohoto režimu si musíte pamatovat následující:

Startovací moment motoru s vinutím do hvězdy je výrazně nižší než hodnota této charakteristiky elektromotoru s trojúhelníkovým zapojením, takže startování elektromotoru za obtížných startovacích podmínek tímto způsobem není vždy možné. Prostě se to nebude točit. Mezi takové případy patří elektrická čerpadla pracující s protitlakem atd. Tyto problémy se řeší pomocí motorů s vinutým rotorem, které postupně zvyšují budicí proud během spouštění. Spouštění hvězdou se s úspěchem používá při práci s odstředivými čerpadly pracujícími na uzavřeném ventilu, v případě zatížení ventilátoru na hřídeli motoru atd.
Vinutí elektromotoru musí odolat síťovému napětí sítě. Je důležité nezaměňovat elektromotory D/Y 220/380 voltů (obvykle nízkopříkonové indukční motory do 4 kW) a D/Y 380/660 voltů (obvykle 4 kW a více). Síť 660 V se téměř nepoužívá, ale pro spínání hvězda-trojúhelník lze použít pouze elektromotory s tímto jmenovitým napětím. Pohon 220/380 v třífázové síti je zapnutý pouze jako hvězda. Nelze je použít ve spínacím obvodu.
Mezi vypnutím stykače do hvězdy a zapnutím stykače do trojúhelníku musí být pauza, aby nedocházelo k překrývání. Nelze ji však zvýšit nad míru, aby se zabránilo zastavení elektromotoru. Pokud si vytvoříte vlastní obvod, možná jej budete muset vybrat experimentálně.

Přečtěte si více

Peugeot 5008 vydává cvaknutí a nestartuje - důvody a jak to opravit

Používá se i zpětné přepínání. Má smysl, pokud výkonný motor dočasně běží s mírnou zátěží. Zároveň je jeho účiník nízký, protože činný příkon je dán úrovní zátěže elektromotoru. Reaktivní je určena především indukčností vinutí, která nezávisí na zatížení hřídele. Pro zlepšení poměru spotřebovaného činného a jalového výkonu můžete přepnout vinutí do hvězdicového obvodu. To lze také provést ručně nebo automaticky.

Spínací obvod lze sestavit pomocí diskrétních prvků – časových relé, stykačů (startérů) atd. Vyrábí se také hotová technická řešení, která kombinují automatický spínací obvod v jednom balení. Na výstupní svorky stačí připojit elektromotor a napájení z třífázové sítě. Taková zařízení mohou mít různé názvy, například „spouštěcí časové relé“ atd.

Připojení vinutí elektromotoru podle různých schémat má své výhody a nevýhody. Základem kompetentního provozu je znalost všech pro a proti. Pak motor vydrží dlouho a přináší maximální účinek.

Jak připojit 3-fázový elektromotor k síti 220 V přes kondenzátor

Časová relé: typy, použití, princip činnosti

Kontrola různých typů elektromotorů pomocí multimetru

Co je fázové a síťové napětí?

Schéma činnosti softstartéru, jeho účel a provedení

Co je to elektromagnetické relé, jejich typy a princip činnosti

1. Jednofázové asynchronní motory. Takové elektromotory jsou navrženy pro provoz z jednofázové sítě pro vytváření točivého magnetického pole, do jejich konstrukce je zakomponována řada vlastností (jednofázové a pomocné vinutí na statoru, stíněné póly atd.);

2. Asynchronní motory s třífázovým vinutím na statoru. Pro připojení takového motoru k jednofázové síti se obvykle používá přídavné zařízení, které zajišťuje převod jednofázového napětí na třífázové.

Energetická náročnost asynchronních motorů s třífázovým vinutím na statoru je vyšší než u jednofázových motorů.

Jednofázové motory jsou sériově vyráběny se jmenovitým výkonem menším než 1 kW, proto se pro zařízení s vyšším výkonem používají třífázové asynchronní motory s měničem fázového čísla. Ve většině případů výkon třífázových motorů domácích zařízení připojených k jednofázové síti nepřesahuje 3 kW.

Ze všech metod vyvinutých mnoha výzkumníky pro připojení asynchronního elektromotoru se v praxi nejčastěji používají dvě, nazývané metody:

Oba používají spouštění kondenzátorů, které se liší dostupnou základnou prvků.

Název každé metody je dán způsobem připojení statorových vinutí do sítě. Jejich schéma již bylo ukázáno zde: Jednofázové zapojení třífázového motoru. Jak jsou sestaveny v konkrétním motoru, zjistíte pomocí desky namontované na skříni.

Obvykle i na starších modelech můžete rozebrat způsob připojení vinutí a síťové napětí, pro které jsou vytvořeny. Takovým informacím lze věřit, pokud byl motor již testován v provozu a nejsou na něj žádné stížnosti. Ale i v tomto případě je nutné provést elektrická měření.

Obsah článku

Stanovení fází statoru
Určení polarity vinutí
Zkušební metoda pomocí baterie a DC voltmetru
Metoda zkoušení střídavým napětím
Schéma startu hvězd
Trojúhelníkový vzor spuštění

Jak zkontrolovat schéma zapojení vinutí elektromotoru

Přečtěte si více

Jak správně používat kravský hnůj?

Začněme špatnou možností instalace statorových vinutí, když jejich konce nejsou z výroby označeny a nulová sestava pro hvězdicový obvod je vyrobena uvnitř pouzdra a je vyvedena s jedním společným jádrem. Budete muset demontovat pouzdro, odstranit kryty, demontovat vnitřní spoje a nasměrovat vodiče.

Stanovení fází statoru

Poté. Když jsou konce vodičů odpojeny, použije se ohmmetr. Jedna z jeho sond je připojena k libovolnému vodiči a druhá najde svůj konec podle údajů na ohmmetru. Udělejte to samé s ostatními fázemi. Nezapomeňte je označit nebo nějakým přístupným způsobem označit.

Místo ohmmetru můžete použít domácí číselníkové úchylkoměry skládající se z baterie s žárovkou a dráty.

Určení polarity vinutí

Pro nalezení identicky umístěných konců se doporučuje použít jednu ze dvou metod:

1. aplikací stejnosměrného impulsu;

2. připojení zdroje střídavého napětí.

Obě tyto možnosti fungují tak, že se na jedno vinutí přivede elektrické napětí a přes magnetický obvod jádra se převede na ostatní.

Zkušební metoda pomocí baterie a DC voltmetru

Princip fungování je znázorněn na obrázku.

Na svorky jednoho z vinutí by měl být připojen citlivý stejnosměrný voltmetr, který je schopen reagovat na výskyt impulsu. Napětí je krátce aplikováno na druhé vinutí s určitým pólem, například plus.

V okamžiku aplikace impulsu je pozorován údaj voltmetru: jehla se může odchýlit v kladném nebo záporném směru. Jeho pohyb směrem do plusu znamená, že se polarity obou vinutí shodují (rozepnutí kontaktu – šipka směrem k mínusu). Postup se opakuje pro třetí vinutí.

Změnou vinutí pro připojení baterie se provádí kontrolní kontrola správnosti označení.

Metoda zkoušení střídavým napětím

Dvě libovolná vinutí jsou zapojena paralelně svými konci připojenými k voltmetru a třetí je napájeno napětím z transformátoru. Sledujte hodnoty voltmetru: pokud se polarity obou vinutí shodují, voltmetr zobrazí hodnotu zdroje EMF, a pokud dojde k porušení, nulu.

Změnou polohy transformátoru na jiné vinutí a přepnutím obvodů voltmetru se zkontroluje polarita třetí fáze a následně se provede kontrolní měření.

Informace o tom, jak identifikovat závady ve vinutí, naleznete zde: Jak zkontrolovat stav vinutí asynchronního motoru

Při práci s třífázovými elektromotory je důležité pamatovat na bezpečnost a prevenci poruch. Jedním z důležitých aspektů je snížení rizika poškození vinutí při přerušení jedné z fází. Více o opatřeních zaměřených na zlepšení spolehlivosti a bezpečnosti třífázových motorů se můžete dozvědět v našem článku o opatřeních proti ztrátě fáze.

Schéma startu hvězd

Poskytuje to schéma zapojení vinutí, které využívá tři různé obvody – fáze spojené společným bodem, nulou.

Obvod je sestaven po kontrole polarity připojení statorových vinutí uvnitř motoru. Dvoufázové napětí 220 voltů na fázi je přiváděno přes jistič na začátky dvou různých vinutí. Kondenzátory jsou vloženy do mezery do jednoho z nich: spouštěcí a pracovní.

Nulový zdroj napájení je připojen ke třetí svorce hvězdy.

Přečtěte si více

Jaká místa má mléč rád?

Kapacita pracovních kondenzátorů se volí podle empirického vzorce:

C slave = (2800 · I)/U.

U startovacího okruhu se tato hodnota zvýší 2–3krát. Zatímco motor běží pod zatížením, měl by být poměr proudů ve vinutí zkontrolován měřením a provozní kondenzátory by měly být upraveny ve vztahu k průměrnému zatížení měniče. V opačném případě dojde k přehřátí zařízení, což povede ke stárnutí izolace.

Elektromotor je vhodné připojit k provozu pomocí konstrukce speciálního spínače, který byl dříve vyráběn pro pračky s odstředivkou typu Riga.

Zde je již zabudována dvojice spínacích kontaktů, která stiskem tlačítka Start současně napájí dva paralelně zapojené obvody. Navíc při uvolnění tohoto tlačítka se přeruší jeden řetěz. Tento kontakt se používá pro spouštěcí obvod.

Celkové přerušení napájení se provede stisknutím tlačítka Stop.

Trojúhelníkový vzor spuštění

Opakuje algoritmus předchozího schématu z hlediska spouštění, ale liší se způsobem připojení statorových vinutí.

Proudy, které v nich tečou, přesahují hodnoty pro hvězdicové obvody. Provozní kondenzátory vyžadují větší hodnoty. Vypočítávají se pomocí následujícího výrazu:

C slave = (4800 · I)/U.

O správném výběru kondenzátorů rozhoduje i poměr proudů ve vinutí statoru kontrolním měřením při zatížení.