Способы соединения обмоток асинхронных электродвигателей

Схема соединения обмоток электродвигателя

Подписка на рассылку

Обмотки электродвигателя могут подключаться к сети одним из двух способов – «звезда» и «треугольник». И выбирать подходящий стоит исходя не из удобства или простоты конструкции, а из величины питающего напряжения.

Для ЭД высокой мощности целесообразно использовать комбинированную систему «треугольник-звезда». Она снижает пусковые токи и делает старт более плавным.

Схема соединения обмоток электродвигателя «треугольником»

При использовании схемы «треугольник» обмотки ЭД подключаются последовательно, соединяясь концами и началами друг с другом. Точки их соединения также подключаются к фазам. Выглядит это следующим образом:

Главное достоинство схемы подключения «треугольник» – ЭД, присоединённый к сети таким образом, способен развивать полную мощность. То есть ту, которая указана в паспорте как номинальная.

Тем не менее, пусковые токи для подключённого электродвигателя очень высокие – они превышают номинальные примерно в 7 раз. И вследствие этого «плавность» работы машины также страдает. Это очень важно учесть при проектировании электропитания устройства и определении сферы практического использования.

Схема соединения обмоток электродвигателя «звезда»

Подключение по типу «звезда» подразумевает соединение концов обмоток статора в одной точке. Другими своими концами они подключаются к фазам электропитания. Выглядит это следующим образом:

Подключение по схеме «звезда» гарантирует плавность и «мягкость» работы электродвигателя. Кроме того, для старта машины не требуется относительно высоких пусковых токов. Но недостатком этой методики подключения является сниженная мощность работы устройства.

Тем не менее, важно учесть, что рассчитанные на рабочее напряжении 220/380 Вольт ЭД можно подключать к сети с линейным напряжением 380 В исключительно с использованием схемы «звезда».

Комбинированная схема запуска электродвигателя «звезда-треугольник»

Обе вышеприведённые схемы соединения обмоток асинхронных электродвигателей обладают как достоинствами, так и недостатками. «Треугольник» позволяет машине достичь полной мощности, но требует высоких значений пускового тока для старта. «Звезда» не нуждается в высоком пусковом токе и гарантирует плавную работу устройства, но не даёт ЭД достичь номинальной мощности.

Для решения этой проблемы применяется комбинированная схема подключения «звезда-треугольник». Она применяется в первую очередь для электродвигателей, имеющих высокую мощность (от 5 кВт). Комбинированная схема подразумевает оснащение мотора специальным реле, которое и переключает способ соединения обмоток прямо во время работы.

Так, при запуске ЭД с комбинированным подключением работает по схеме «звезда». Это снижает пусковые токи до их номинальных значений. Но как только ротор раскручивается до высоких оборотов, реле переключает схему соединения на «треугольник». Именно поэтому мотор может достигнуть своей номинальной мощности.

При переключении наблюдается резкий скачок тока. Из-за этого разогнавшийся ротор сначала теряет обороты, но затем постепенно ускоряется.

Стоит отметить, что комбинированное подключение поддерживают только электродвигатели со специальной маркировкой (Y/Δ).

Источник

Способы подключения асинхронного электродвигателя

С момента изобретения асинхронного двигателя появились различные вариации его исполнения. Но способы подключения остались прежними. Наиболее популярны две схемы: звезда и треугольник. Рассмотрим преимущества и недостатки каждой из них. Выясним, какой метод подключения оптимален.

Подключение звездой

При соединении обмоток статора асинхронного двигателя по схеме «звезда их концы объединяют в одной точке. При питании от трехфазной электролинии вольтаж подается на их начала.

Способ подходит для подключения трехфазных двигателей к трехфазной линии по большему напряжению. Например:

• Двигатель 380 к сети 380 Вольт;
• Двигатель 220В к сети под напряжением 220 единиц;
• Двигатель 127 220В к сети 220 Вольт;
• Двигатель 220 380 к сети 380 Вольт.

Преимущество метода заключается в плавном запуске мотора и его мягкой работе. Это благоприятно сказывается на его эксплуатационном сроке. Но в этом кроется недостаток: схема «звезда» несет потери по мощности в полтора раза по сравнению с подключением способом «треугольник».

Остается вопрос: можно ли, и если да, то, как подключить асинхронный двигатель на 220 или 127 Вольт (низшие значения вольтажа из двух номинальных) звездой? Да, можно. Но это будет невыгодно из-за высокой потери мощности, которая прямо пропорциональна подающемуся напряжению и зависит от способа включения. Поэтому потери мощности по специфике соединения будут сочетаться с потерями по вольтажу (вместо 380 Вольт будет 220В).

Подключение треугольником

Схема «треугольник» отличается от предыдущей тем, что обмотки соединяются последовательно. Тогда конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец которой – с началом третьей, вывод которой – с началом первой.

Преимущество способа заключается в том, что он обеспечивает достижение максимальной мощности. Но при запуске двигателя образуются высокие пусковые токи, которые могут привести к уничтожению изоляции. Поэтому не рекомендуется подавать высокое напряжение.

Треугольное соединение используется для подключения однофазного двигателя к однофазной сети 127 или 220 Вольт. Она же применяется для трехфазных электродвигателей с двумя номинальными напряжениями при включении в однофазную сеть (только на меньшее значение):

• Мотор 220 380 к сети с напряжением 220 Вольт;
• Мотор 127 220В к сети с вольтажом 127 единиц.

Внимание! Существуют трехфазные электросети: 600, 380, 220 и 127 Вольт. Но к бытовым из них относят только с напряжением в 380. А 220 в быту относится к однофазным линиям. Поэтому наибольшее распространение получили моторы 220/380В, которые можно подключить как в городе, так и в частном доме.

С технической точки зрения для высокого значения номинального напряжения схема «треугольник» тоже подходит. Но ввиду высоких пусковых токов это нецелесообразно и очень опасно: изоляция сгорит от тепла, выделяемого обмоткой.

Подключение методом «звезда-треугольник»

Для продолжительной эксплуатации электродвигателя важен мягкий запуск, а для высокой производительности – большая мощность. Для того чтобы сочетать преимущества описанных выше способов соединения обмоток, была разработана новая схема: треугольник-звезда. Она подходит для высокомощных моторов от 5 кВт.

Для подключения электродвигателя таким способом понадобится реле времени. Технически управление выглядит следующим образом:

1. Через реле времени К1 и контакт К2 на участке электроцепи контактора, обозначаемого К3, подается оперативное напряжение;
2. Контактор К3 замыкается, но размыкается контакт К3 на части электроцепи контактора, условно обозначаемого К2 для блокировки ошибочного включения. Одновременно в электроцепи контактора К1, совмещенного с клеммами временного реле, включается контакт К3;
3. При подключении контактора К1 замыкается контакт К1, расположенный на участке электроцепи с его катушкой. Тут же срабатывает реле времени, которое разъединяет контакт К1 на участке цепи с катушкой контактора К3, но соединяет его с катушкой контактора, обозначаемого на схеме К2;
4. Контактор К3 выключается, а контакт К3, расположенный на части цепи, где находится катушка второго контактора К2, замыкается;
5. Включается контактор К2, но контакт К2 на участке третьего контактора К3 размыкается в целях блокировки ошибочного включения.

Описание принципа питания:

1. После включения третьего контактора замыкается третий контакт. При этом на блоке расключения начал обмоток (БРНО) замыкаются концы обмоток по схеме «звезда»: U2, V2 и W2;
2. После включения первого контактора замыкается первый контакт. При этом питание подается на концы обмоток: U1, V1 и W1;
3. После срабатывания временного реле происходит переключение на соединение треугольником;
4. Контактор третий отключается, но включается второй с замыканием второго контакта;
5. Питание теперь подается на концы обмоток, расположенных на БРНО (U2, V2 и W2).

Описать можно простыми словами: включение в работу электродвигателя сначала происходит посредством соединения обмоточных выводов в звезду. Этим обеспечивается мягкий и плавный запуск без перегревания. Когда мотор наберет обороты, автоматические происходит переключение на треугольное соединение. Момент переведения сопровождается незначительным снижением скорости вращения. Однако она быстро восстанавливается.

Подключение многоскоростных моторов

Если работа асинхронного электродвигателя может иметь несколько режимов, отличающихся по скорости вращения ротора, то говорят, что он многоскоростной. Различают двухскоростной, трехскоростной и четырехскоростной вариант исполнения. Схемы их подключения сложные, но основываются на уже рассмотренных нами способах соединения: «звезда» и «треугольник».

Двухскоростной мотор может подключаться тремя способами:

1. Треугольник/двойная звезда (на рисунках обозначен буквой «а»). Подходит для подключения электродвигателя, низшая частота вращения которого вдвое меньше высшей частоты (отношение 1 к 2). Схема «треугольник» активна при низких оборотах, а «двойная звезда» — при высоких;
2. Треугольник/сдвоенная звезда с прибавочной обмоткой (на рисунках буква «б»). Схема хороша для двигателей со следующими отношениями частот: 2 к 3 и 3 к 4;
3. Тройная звезда/тройная звезда без дополнительной обмотки (на рисунке буква «в»). Схема подходит в тех же случаях, что и треугольник/двойная звезда с использованием дополнительной обмотки.

Подключение трехскоростного асинхронного двигателя отличается лишь тем, что у такого мотора не одна, а две обмотки, которые не зависят друг от друга. Первая подключается так же, как двухскоростной мотор с одной обмоткой по схеме «а». Вторая соединяется звездой. Всего выводов – 9.

У четырехскоростного мотора тоже две независимые друг от друга обмотки. Но в отличие от трехскоростного двигателя подключение каждой обмотки производится по схеме треугольник/сдвоенная звезда.

Нахождение начал и концов обмоток

Для асинхронных электродвигателей, работающих на одной скорости, характерно наличие шести контактов для трех обмоток (по одному контакту на начало и конец для каждой из них). Если на моторе указано их предназначение, то можно сразу приступать к подсоединению. Но иногда следы меток стираются, или их нет совсем. Тогда перед подключением необходимо определить пары выводов, а также места, где намотка начинается, а где заканчивается.

Поиск парных клемм

Сначала нужно определить выводы, принадлежащие только одной обмотке. Всего получится три пары. Для этого используйте лампу и соединительные провода:

1. Ко второму зажиму в сети подсоедините один из выводов. Свободных останется 5;
2. Включите лампу в сеть через третий зажим;
3. Второй конец провода соедините с одной из клемм статора;
4. Если свечения нет, то разъедините их и подключите к другому выводу;
5. Меняйте соединение лампы со свободными контактами до тех пор, пока не будет замечено накала в лампочке. Как только появился свет, подключенные к сети контакты статора пометьте. Это пара одной из намоток;
6. Точно так же определите две оставшиеся пары;
7. Пометьте каждую пару так, чтобы в последующем не приходилось вновь их искать.

Внимание! Во время работы следите, чтобы оголенные выводы намоток не касались друг друга. Иначе пары могут быть определены ошибочно.

Пометка начал обмоток и их концов

Есть два метода:

Внимание! Для краткости: Н – начало, К – конец.

Описание метода трансформации:

1. В одну пару включите лампу, а две оставшиеся соедините между собой последовательно, после чего подайте напряжение;
2. Если свечения нет (рисунок б), то намотки были соединены К-Н-Н-К или Н-К-К-Н. Тогда нужно одну из намоток перевернуть, поменяв местами зажимы;
3. Если появилось свечение (рисунок а), то на месте соединения двух пар можно смело пометить один из выводов концом, а другой – началом;
4. Чтобы определить Н и К для обмотки, в которую включена лампа, нужно переставить ее на одну из намоток с уже определенными концами (рисунок в).

Описание способа поиска Н и К подбором фаз:

1. Наугад попробуйте соединить двигатель звездой;
2. Включите в сеть и следите за его работой. Если он гудит, то контакты одной из намоток поменяйте местами;
3. Если мотор все равно гудит при работе, то верните контакты на место, но соедините с центром звезды противоположный вывод другой намотки;
4. Если гудение пропало, то все выводы в центре – концы, а их противоположные стороны – начала. Если еще гудит, то поменяйте местами соединения третьей намотки.

Внимание! Метод подбора фаз подходит только для маломощных моторов до 5 кВт.

Однофазный мотор можно подключить только к однофазной линии. Трехфазный двигатель подходит как для однофазной, так и для трехфазной линии. Причем для однофазного подключения в сеть 127 или 220 Вольт выгодна схема «треугольник», а для линий 220 и 380 Вольт с тремя фазами – «звезда». В зависимости от технических характеристик мотора подключение может выполняться путем комбинаций этих методов.

Источник