Схемы подключения электродвигателя. Звезда, треугольник, звезда - треугольник

Схемы подключения электродвигателя. Звезда, треугольник, звезда - треугольник 

Существует  два основных способа подключения  трёхфазных электродвигателей:  подключение звезда  и подключение треугольник.

При соединении трёхфазного электродвигателя звездой концы его статорных обмоток сводятся вместе, соединяясь в одной точке, а на начала обмоток подаётся питание (рис 1).

При соединении трёхфазного электродвигателя треугольником   обмотки статора соединяются последовательно – конец одной обмотки соединён с началом следующей (рис 2).

Клеммные  колодки электродвигателей и схемы соединения обмоток:

Не вдаваясь в подробности теоретических  основ электротехники можно сказать, что электродвигатели с обмотками, соединёнными звездой работают намного мягче, чем   с соединением обмоток в треугольник, однако при соединении обмоток звездой двигатель не способен развить полную мощность. При соединении обмоток треугольником двигатель работает на полную паспортную мощность (примерно в 1,5 раз больше, чем при соединении звездой), но имеет очень большие значения пусковых токов.  
 
Поэтому целесообразно (особенно для электродвигателей большой мощности) подключение по схеме звезда – треугольник; запуск осуществляется по схеме звезда, после чего (когда электродвигатель «набрал обороты»), происходит автоматическое переключение на схему звезда.

 

 

 

 

 

Схема управления:

Подключение оперативного напряжения  через контакт NC (нормально закрытый) реле времени К1 и контакт NC К2, в цепи катушки пускателя  К3.

Включение пускателя К3, размыкает контакт К3 в цепи катушки пускателя К2 (блокировка случайного включения) и замыкает  контакт К3, в цепи катушки магнитного пускателя К1 – он  совмещен с контактами реле времени.

При включении пускателя К1 замыкается контакт К1 в цепи катушки магнитного пускателя  К1 и одновременно включается реле времени, размыкается контакт реле времени К1 в цепи катушки пускателя К3, замыкает контакт реле времени К1 в цепи катушки пускателя К2.

Отключение  пускателя К3, замыкается контакт К3 в цепи катушки магнитного пускателя  К2. Включение пускателя К2, размыкает контакт К2 в цепи катушки пускателя К3.

На начала обмоток U1, V1 и W1  через силовые контакты магнитного пускателя К1 подаётся рабочее напряжение. Срабатывание магнитного пускателя К3 его силовые контакты К3, таким образом, соединяя концы обмоток U2, V2 и W2 – обмотки двигателя соединены звездой.

Далее срабатывает  реле времени, совмещённое с пускателем К1, отключая пускатель К3 и одновременно включая К2 – замыкаются силовые  контакты К2 и подаётся напряжение на  концы обмоток электродвигателя U2, V2 и W2. Теперь электродвигатель включен по схеме треугольник.

 

 

 

 

 

 

Коммутация  по схеме звезда-треугольник с  помощью реле защиты электродвигателей 

		Расположение  в проводке двигателя
		Выключатели звезда-треугольник с реле защиты электродвигателей, то есть, с реле перегрузки с тепловой задержкой, в стандартной коммутационной схеме имеют реле защиты электродвигателей в отводах к клеммам двигателя U1, V1, W1 или V2, W2, U2. Реле защиты электродвигателей действует также в схеме звезда, так как оно последовательно соединено с обмоткой двигателя, и через него протекает расчетный ток реле = номинальный ток двигателя × 0,58. Полная электрическая  схема → Раздел Автоматические выключатели звезда-треугольник SDAINL.
		Расположение  в сетевой проводке
		Вместо расположения в проводке двигателя реле защиты электродвигателей также может располагаться в сетевой проводке. Показанный здесь фрагмент демонстрирует измененную электрическую схему по сравнению с → Раздел Автоматические выключатели звезда-треугольник SDAINL. Для приводов, в которых во время пуска двигателя по схеме звезда происходит срабатывание реле F2, возможно подключение в сетевую линию реле F2, соответствующего расчетному току двигателя. При этом время расцепления увеличивается примерно в 4-6 раз. Хотя в схеме звезда через реле также протекает ток, оно не обеспечивает полноценную защиту, так как ток реле соответствует 1,73-кратной величине фазного тока. Тем не менее, реле обеспечивает защиту от отказа при пуске.
		Расположение  в схеме треугольник
		Помимо расположение в проводке двигателя или сетевой проводке реле защиты электродвигателей может быть размещено в схеме треугольник. Показанный фрагмент демонстрирует измененную электрическую схему по сравнению с → Раздел Автоматические выключатели звезда-треугольник SDAINL. При крайне тяжелых, длительных пусках (например, в центрифугах) в соединительные линии "контактор для соединения треугольником Q15 – контактор для соединения звездой Q13" также возможно включение реле F2, соответствующего расчетному току реле = расчетному току двигателя × 0,58. При этом в схеме звезда через реле F2 не протекает ток. То есть, при запуске защита двигателя не обеспечивается. Такая схема всегда используется в тех случаях, когда имеет место явный тяжелый или длительный пуск, а также когда происходит слишком быстрое срабатывание реле с быстронасыщающимся трансформатором.

 

 

 

 

Командные устройства для включения по схеме  звезда-треугольник

Автоматический  выключатель звезда-треугольник SDAINL

Импульсный контактный датчик
Нажимной выключатель  с подсветкой		Две сдвоенные  кнопки
Сдвоенная кнопка со световым индикатором		Клавишный выключатель T0-1-15511 с автоматическим возвратом  в положение 1.		Клавишный выключатель T0-1-15366 с автоматическим возвратом в исходное положение.
		Контактный  датчик длительного включения
Переключатель T0-1-15521 с импульсным контактом в  промежуточном положении		Например: кнопочный  переключатель; Кулачковый  выключатель T; Датчик положения LS; Реле давления MCS;

 

 

 

 

Схема звезда-треугольник с использованием автомата защиты двигателей PKZ2 

Для Icc > Icn при прокладке проводов должна быть обеспечена устойчивость к коротким замыканиям.

2 × RMQ-Titan, M22-… со световым индикатором M22-L…	Кулачковый  выключатель T0-1-8

S11		RMQ-Titan, M22-…
Q1		PKZ2/ZM-…
Q15		S/EZ-PKZ2
Q13		DIL0M Ue ≤ 500 В пер. тока
Q13		S/EZ-PKZ2 Ue ≤ 660 В пер. тока
K1		ETR4-11-A		t		t (с)		15 – 40
Q11		S/EZ-PKZ2		Н		Защита двигателя		( ) +
F0		FAZ				Уставка		l

 

Трехфазный двигатель  и 220 В

Часто возникает  необходимость в подсобном хозяйстве  подключать трехфазный электродвигатель, а есть только однофазная сеть (220 В). Ничего, дело поправимое. Только придется подключить к двигателю конденсатор, и он заработает.

Емкость применяемого конденсатора, зависит от мощности электродвигателя и рассчитывается по формуле

С = 66·Р_ном    мкФ,

где С — емкость конденсатора, мкФ, Р_ном — номинальная мощность электродвигателя, кВт.

То есть можно  считать, что на каждые 100 Вт мощности трехфазного электродвигателя требуется  около 7 мкФ электрической емкости.

Например, для  электродвигателя мощностью 600 Вт нужен  конденсатор емкостью 42 мкФ. Конденсатор такой емкости можно собрать из нескольких параллельно соединенных конденсаторов меньшей емкости:

C_общ=C₁ + C₁+...+С_n

Итак, суммарная  емкость конденсаторов для двигателя  мощностью 600 Вт должна быть не менее 42 мкФ. Необходимо помнить, что подойдут конденсаторы, рабочее напряжение которых  в 1,5 раза больше напряжения в однофазной сети.

В качестве рабочих конденсаторов могут быть использованы конденсаторы типа КГБ, МБГЧ, БГТ. При отсутствии таких конденсаторов применяют и электролитические конденсаторы. В этом случае корпуса конденсаторов электролитических соединяются между собой и хорошо изолируются.

Отметим, что частота вращения трехфазного электродвигателя, работающего от однофазной сети, почти не изменяется по сравнению с частотой вращения двигателя в трехфазном режиме.

Большинство трехфазных электродвигателей подключают в  однофазную сеть по схеме «треугольник» (рис.1). Мощность, развиваемая трехфазным электродвигателем, включенным по схеме «треугольник», составляет 70—75% его номинальной мощности.

 

 

 

 

 

 

Рис 1. Принципиальная (а) и монтажная (б) схемы подсоединения 
трехфазного электродвигателя в однофазную сеть по схеме «треугольник»

Трехфазный электродвигатель подключают так же по схеме «звезда» (рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная (а) и монтажная (б) схемы подсоединения 
трехфазного электродвигателя в однофазную сеть по схеме «звезда»

Чтобы произвести подключение по схеме «звезда», необходимо две фазные обмотки электродвигателя подключить непосредственно в однофазную сеть (220 В), а третью — через рабочий конденсатор (С_р) к любому из двух проводов сети.

Для пуска трехфазного  электродвигателя небольшой мощности обычно достаточно только рабочего конденсатора, но при мощности больше 1,5 кВт электродвигатель либо не запускается, либо очень медленно набирает обороты, поэтому необходимо применять еще пусковой конденсатор (С_п). Емкость пускового конденсатора в 2,5 — З раза больше емкости рабочего конденсатора. В качестве пусковых конденсаторов лучше всего применяют электролитические конденсаторы типа ЭП или такого же типа, как и рабочие конденсаторы.

Схема подключения трехфазного  электродвигателя с пусковым конденсатором С_п показана на рис.3

Рис. 3. Схема подсоединения  трехфазного электродвигателя 
в однофазную сеть по схеме «треугольник» с пусковым конденсатором С_п

Нужно запомнить: пусковые конденсаторы включают только на время запуска трехфазного  двигателя, подключенного к однофазной сети на 2—3 с, а затем пусковой конденсатор отключают и разряжают.

Обычно выводы статорных  обмоток электродвигателей маркируют  металлическими или картонными бирками  с обозначением начал и концов обмоток. Если же бирок по каким-либо причинам не окажется, поступают следующим образом. Сначала определяют принадлежность проводов к отдельным фазам статорной обмотки. Для этого возьмите любой из 6 наружных выводов электродвигателя и присоедините его к какому-либо источнику питания, а второй вывод источника подсоедините к контрольной лампочке и вторым проводом от лампы поочередно прикоснитесь к оставшимся 5 выводам статорной обмотки, пока лампочка не загорится. Загорание лампочки означает, что 2 вывода принадлежат к одной фазе. Условно пометим бирками начало первого провода С1, а его конец — С4. Аналогично найдем начало и конец второй обмотки и обозначим их C2 и C5, а начало и конец третьей — СЗ и С6.

Следующим и основным этапом будет определение начала и конца  статорных обмоток. Для этого  воспользуемся способом подбора, который применяется для электродвигателей мощностью до 5 кВт. Соединим все начала фазных обмоток электродвигателя согласно ранее присоединенным биркам в одну точку ( используя схему «звезда» ) и включим двигатель в однофазную сеть с использованием конденсаторов.

Если двигатель без  сильного гудения сразу наберет  номинальную частоту вращения, это  означает, что в общую точку  попали все начала или все концы  обмотки. Если при включении двигатель  сильно гудит и ротор не может  набрать номинальную частоту вращения, то в первой обмотке поменяйте местами выводы С1 и С4. Если это не помогает, концы первой обмотки верните в первоначальное положение и теперь уже выводы C2 и С5 поменяйте местами. То же самое сделайте в отношении третьей пары, если двигатель продолжает гудеть.

При определении начал  и концов фазных обмоток статора  электродвигателя строго придерживайтесь  правил техники безопасности. В частности, прикасаясь к зажимам статорной  обмотки, провода держите только за изолированную часть. Это необходимо делать еще и потому, что электродвигатель имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах других обмоток может появиться большое напряжение.

Для изменения  направления вращения ротора трехфазного  электродвигателя, включенного в  однофазную сеть по схеме «треугольник» (см. рис. 1), достаточно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй фазной обмотки статора (V).