Подключение электродвигателя к электропитанию

Дорогие клиенты! В данной статье мы рассмотрим, как подключить электродвигатель к сети. Электродвигатель — это сложная электрическая машина, и не является обычным бытовым прибором, как на первый взгляд может показаться. Поэтому подключить электродвигатель к сети переменного тока необходимо доверить специалистам-электрикам. В противном случае есть вероятность, что двигатель «сгорит».

Электрик-профессионал определит:

• Подходит ли данный двигатель к подключаемому оборудованию?
• Какое напряжение электросети и какое напряжение необходимо электродвигателю -220/380В?  Бывают двойные значения напряжения (220/380, 380/660), в этих случаях, есть необходимость в правильном подключении к контактам.
• Защищён двигатель от внешних воздействии (КЗ, потеря фазы в электросети, перегрузка двигателя электрического)? Подберет необходимую защитную и пусковую аппаратуру.

Схемы вывода обмоток двигателей

В трехфазном двигателе электрическом катушечные группы (обмотки) обычно подводятся к шести клеммам в распределительной коробке двигателя. Клеммы соединяются посредством трех пластин, соединяющих катушечные группы в звезду или треугольник. Катушечные группы имеют условно буквенное обозначение U, V и W, а 2 вывода  катушечной группы — начало и конец обозначаются 1 и 2 соответственно.

Фазы обмотки статора после подключения к сети подключаются по одной из схем:

– «Треугольник» (Δ)

– «Звезда» (Y)

Подключение по схеме звезда

Можно легко догадаться, что этот тип подключения схематически похож на звезду с тремя лучами – это когда три конца статорной обмотки обираются в одну точку, и напряжение в 380 вольт подается на начало каждой из обмоток.

Подключение по схеме треугольник

По аналогии с предыдущей схемой, этот тип подключения схематически похож на треугольник – обмотки статора соединяются последовательно – конец одной обмотки соединён с началом следующей. К каждой обмотке подается напряжение 380 вольт.

Подключение двигателя электрического к трёхфазной сети 380 вольт

Наши действия при подключении двигателя:

1. Какое напряжение нам нужно и позволяет ли наша сеть подключить данный двигатель.

2. Информация о возможности подключения по напряжению, как правило, схематически отражено на шильдике: Δ / Y

3. Для подключения трёхфазного двигателя необходимо одновременно подать напряжение на три фазы.

При современных возможностях пускозащитной аппаратуры существует два варианта подключения электродвигателя через автоматику: 

 — с применением АЗД

АЗД — (автомат защиты электродвигателя) уберегает электродвигатель от перегрузок. При перегрузке у двигателя значительно повышаются рабочие токи, АЗД автоматически выключает питание, при превышении определенных значений соответствующего к конкретному электродвигателю. Данное устройство способно отключить электродвигатель в случае короткого замыкания и потере фазы в сети. К АЗД также предлагаются дополнительные контакты – расцепители напряжения. Такой контакт обеспечивает автоматическое включения АЗД при полном восстановлении напряжения в сети.

— с применением автоматического выключателя и теплового реле

Схема подключения на рисунке:

Подключение двигателя электрического к однофазной сети 220 вольт

Для подключения к сети 220 В используются, так называемые, однофазные электродвигатели, которые подключаются именно к бытовой сети с напряжением 220 вольт, достаточно просто вставить вилку в розетку. Максимально допустимая мощность электродвигателя, который разрешено подключать к бытовой однофазной сети в России – 2,2 кВт. Однако на рынок осуществляются поставки электродвигателей с мощностью до 4 кВт из КНР под брендом и гарантией компании РФ, использование таких двигателей допустимо, но нужно быть уверенным, что сеть выдержит.  Возможно подключение однофазного двигателя через частотный преобразователь, предназначенный для бытовой сети 220 В. Можно самостоятельно подключить трехфазный электродвигатель в сеть с питанием 220 с использованием конденсатора, но такое подключение приведёт к потере мощности электродвигателя примерно на 30%.  Лучше приобретать однофазный электродвигатель заводской сборки, который выдает именно ту мощность, которая указана на бирке электродвигателя.

Частотный преобразователь в современных условиях

Частотные преобразователи (фото 1) используются для управления частотой вращения электродвигателя, что позволяет не только экономить электроэнергию, но и управлять, например в насосах, подачей и напором перекачиваемой жидкости. При использовании ЧП необходимо учитывать, что регулировка частоты, без доработки электродвигателя, возможна в пределах регулировки частоты +/- 30% от рабочей. Для работы на низкой частоте, т. е. уменьшение частоты вращения более 30% (увеличивается перегрев обмоток двигателя) требуется установка дополнительного вентилятора принудительного охлаждения электродвигателя (фото 2). А при увеличении частоты вращения более 30% (при таких скоростях есть вероятность выхода из строя подшипников), требуется замена подшипников на усиленные.

Техобслуживание электродвигателя

Эффективность производственных процессов и бесперебойность работы технологических линий во многом зависят от работы электродвигателя в используемых машинах. Однако они, как и все э…

Как выбрать электродвигатель

Большой ассортимент на рынке промышленных электродвигателей позволяет выбрать оптимальный привод для решения конкретных задач. При выборе электродвигателя следует обратить внимание…

Как правильно выбрать преобразователь частоты?

Преобразователь частоты (или частотник, или ПЧ) — это электротехническая система, которая позволяет плавно регулировать скорость вращения асинхронных электродвигателей. Со времен…

Зачем нужен преобразователь частоты для двигателя

При всей своей простоте и множестве преимуществ электромотор также имеет определенные ограничения — у этого агрегата всего два рабочих состояния — когда он обесточен, он не работае…

Электродвигатели SIEMENS

Электродвигатели SIEMENS отличаются надежностью и качеством. Огромный ассортимент привлекает внимание. Существуют синхронные, асинхронные варианты изделий. Электродвигатели прои…

Электродвигатель со встроенным тормозом

По сути, двигатели с тормозом – это стандартные общепромышленные асинхронные электродвигатели, на которые монтируют встроенный электромагнитный тормоз. В связи с этим, от общепромы…

Электрооборудование как источник пожара на производстве

Тепловыделение в электрических устройствах и установках связано с их спецификой или происходит как побочный продукт протекания электрического тока и связанных с этих потерь энергии. ..

Подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Бывают ситуации, когда мы вынуждены использовать двигатель, который не адаптирован к данному источнику питания. Примером этого является подключение трехфазного двигателя к однофазн…

Подключение электродвигателя

Подключение асинхронного двигателя

Трехфазный переменный ток

Электрическая сеть трехфазного переменного тока получила наиболее широкое распространение среди электрических систем передачи энергии. Главным преимуществом трехфазной системы по сравнению с однофазной и двухфазной системами является ее экономичность. В трехфазной цепи энергия передается по трем проводам, а токи текущие в разных проводах сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120°, при этом синусоидальные ЭДС на разных фазах имеют одинаковую частоту и амплитуду.

Трехфазный ток (разница фаз 120°)

Звезда и треугольник

Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения питания сети. Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя (из двигателя выходит три провода), выведены наружу (выходит шесть проводов), выведены в распределительную коробку (в коробку выходит шесть проводов, из коробки три).

Фазное напряжение — разница потенциалов между началом и концом одной фазы. Другое определение: фазное напряжение это разница потенциалов между линейным проводом и нейтралью.

Линейное напряжение — разность потенциалов между двумя линейными проводами (между фазами).

Внимание: Несмотря на то, что мощность для соединений в звезду и треугольник вычисляется по одной формуле, подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Пример: Допустим электродвигатель был подключен по схеме «звезда» к трехфазной сети переменного тока U_л=380 В (соответственно U_ф=220 В) и потреблял ток I_л=1 А. Полная потребляемая мощность:

S = 1,73∙380∙1 = 658 Вт.

Теперь изменим схему соединения на «треугольник», линейное напряжение останется таким же U_л=380 В, а фазовое напряжение увеличится в корень из 3 раз U_ф=U_л=380 В. Увеличение фазового напряжения приведет к увеличению фазового тока в корень из 3 раз. Таким образом линейный ток схемы «треугольник» будет в три раза больше линейного тока схемы «звезда». А следовательно и потребляемая мощность будет в 3 раза больше:

S = 1,73∙380∙3 = 1975 Вт.

Таким образом, если двигатель рассчитан на подключение к трехфазной сети переменного тока по схеме «звезда», подключение данного электродвигателя по схеме «треугольник» может привести к его поломке.

Если в нормальном режиме электродвигатель подключен по схеме «треугольник», то для уменьшения пусковых токов на время пуска его можно соединить по схеме звезда. При этом вместе с пусковым током уменьшится также пусковой момент.

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

Обозначение выводов обмоток статора вновь разрабатываемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Обозначение выводов обмоток статора ранее разработанных и модернизируемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента

Трехфазные асинхронные электродвигатели могут быть подключены к однофазной сети с помощью фазосдвигаюших элементов. При этом электродвигатель будет работать либо в режиме однофазного двигателя с пусковой обмоткой (рисунок а, б, г) либо в режиме конденсаторного двигателя с постоянно включенным рабочим конденсатором (рисунок в, д, е).

Схемы подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к однофазной сети

Схемы приведенные на рисунке «а», «б», «д» применяются, когда выведены все шесть концов обмотки. Электродвигатели с соединением обмоток согласно схемам «а», «б», «г» практически равноценны двигателям, которые спроектированы как однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. Номинальная мощность при этом состовляет 40-50% от мощности в трехфазном режиме, а при работе с рабочим конденсатором 75-80%.

Емкость рабочего конденсатора при частоте тока 50 Гц для схем «в», «д», «е» примерно рассчитывается соответственно по формулам:

• ,где C_раб — емкость рабочего конденсатора, мкФ,
• I_ном – номинальный (фазный) ток статора трехфазного двигателя, А,
• U₁ – напряжение однофазной сети, В.

Управление асинхронным двигателем

Прямое подключение к сети питания

Использование магнитных пускателей позволяет управлять асинхронными электродвигателями путем непосредственного подключения двигателя к сети переменного тока.

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

• нереверсивного пуска: пуск и остановка;
• реверсивного пуска: пуск, остановка и реверс.

Использование теплового реле позволяет осуществить защиту электродвигателя от величин тока намного превышающих номинальное значение.

Нереверсивная схема

Нереверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитный пускатель
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска, KM1 — магнитный пускатель, KK1 — тепловое реле, HL1 — сигнальная лампа, M — трехфазный асинхронный двигатель

Реверсивная схема

Реверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитные пускатели
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, KM1, KM2 — магнитные пускатели, KK1 — тепловое реле, Mм — трехфазный асинхронный двигатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска «вперед», SB3 — кнопка пуска «назад» (реверс), HL1, HL2 — сигнальные лампы

Частотное управление асинхронным электродвигателем

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.

Функциональная схема частотно-регулируемого привода

В зависимости от функционала частотные преобразователи реализуют следующие методы регулирования асинхронным электродвигателем:
• скалярное управление;
• векторное управление.

Скалярное управление является простым и дешевым в реализации, но имеет следующие недостатки — медленный отклик на изменение нагрузки и небольшой диапазон регулирования. Поэтому скалярное управление обычно используется в задачах, где нагрузка либо постоянна, либо изменяется по известному закону (например, управление вентиляторами).

Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.

Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом.

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.

По способу получения информации о положении потокосцепления ротора электродвигателя выделяют:
• полеориентированное управление по датчику;
• полеориентированное управление без датчика: положение потокосцепления ротора вычисляется математически на основе той информации, которая имеется в частотном преобразователе (напряжение питания, напряжения и токи статора, сопротивление и индуктивность обмоток статора и ротора, количество пар полюсов двигателя).

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора

Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.

Подключение преобразователя частоты к двигателю

Специалисты компании Gozuk VFD рекомендуют подключать двигатель к преобразователю частоты с помощью экранированных кабелей.

• Подсоедините экран кабеля к потенциалу защитного заземления надлежащим образом, т. е. с хорошей проводимостью с обеих сторон.
• Кабели двигателя должны быть проложены физически отдельно от кабелей управления и сетевых кабелей.

Пользователи частотно-регулируемых приводов должны соблюдать применимые ограничения, указанные в соответствующих национальных и международных директивах, в отношении применения, длины кабеля двигателя и частоты коммутации.

Соединение треугольником или звездой в соответствии с данными двигателя.

Максимальный момент затяжки: 0,5 Н·м

Длина кабелей ЧРП, без фильтра
Допустимая длина кабеля ЧРП без выходного фильтра

Указанная длина кабелей преобразователя частоты не должна превышаться, если выходной фильтр не установлен.

Длина кабеля частотно-регулируемого привода с выходным фильтром dU/dt
Можно использовать более длинные кабели частотно-регулируемого привода после принятия соответствующих мер, т. е. использование кабелей с малой емкостью и выходных фильтров. В следующей таблице приведены рекомендуемые значения для использования выходных фильтров.
Длина кабеля ЧРП с выходным фильтром

Длина кабеля ЧРП, с синусным фильтром
Кабели преобразователя частоты могут быть длиннее, если используются синусные фильтры. Путем преобразования синусоидальных токов отфильтровываются высокочастотные составляющие, которые могут ограничивать длину кабеля частотно-регулируемого привода. Учитывайте падение напряжения по длине кабеля и результирующее падение напряжения на синусоидальном фильтре. Падение напряжения приводит к увеличению выходного тока. Преобразователь частоты должен быть рассчитан на более высокий выходной ток. Это необходимо учитывать на этапе проектирования.
Если длина кабеля преобразователя частоты превышает 300 м, обратитесь в сервисную службу производителя ЧРП.

Группа ЧРП
В случае группового частотно-регулируемого привода (несколько двигателей на одном частотно-регулируемом приводе) общая длина должна быть разделена на отдельные двигатели в соответствии со значением, указанным в таблице.
Используйте элемент контроля температуры на каждом двигателе (например, резистор PTC), чтобы избежать повреждения. Групповой ЧРП с синхронными серверными двигателями невозможен.

Тормозной резистор
Gozuk рекомендует установить тормозной резистор на преобразователь частоты, если ожидается обратная связь энергии генератора. Таким образом можно избежать отключения по перенапряжению.

Внимание!
Во время работы поверхность тормозного резистора может сильно нагреваться. Поверхность может сохранять высокие температуры после эксплуатации в течение определенного времени. Не прикасайтесь к тормозному резистору во время работы или готовности преобразователя частоты к работе. Несоблюдение может привести к ожогу кожи.
Установите предохранитель для защиты от прикосновения или закрепите предупреждающие этикетки. Не устанавливайте тормозной резистор вблизи легковоспламеняющихся или термочувствительных материалов. Не закрывайте тормозной резистор.

Внимание!
Гозук рекомендует использовать температурный выключатель. Тормозные резисторы Gozuk размером 4 (92 Ом, непрерывная мощность 696 Вт) и выше стандартно оснащены температурным выключателем. Для резисторов типоразмеров 2 и 3 (300 Ом, 213 Вт и 136 Ом, 471 Вт) температурный выключатель доступен дополнительно. Температурный выключатель отключает преобразователь частоты от сети, если тормозной резистор перегружен.
Использование тормозных резисторов без термовыключателей может привести к критическим состояниям.

Минимальная длина кабеля

Подключение постоянного тока требует оценки мощности всей системы. Работа тормозного резистора зависит от разрешения преобразователя частоты. Контактор К1 должен отключать все компоненты установки от сети.

Управление двигателем постоянного тока с помощью сигналов ШИМ — Arduino — Robo India || Учебники || Изучите Ардуино |

Arduino 2 комментария

//Учебное пособие от RoboIndia по управлению двигателем с использованием ШИМ-сигналов

//Требуемое оборудование: драйвер двигателя (от RoboIndia и Arduino)

 // Двигатель А

const int inputPin1 = 10; // Контакт 15 микросхемы L293D

const int inputPin2  = 11; // Контакт 10 микросхемы L293D

// Двигатель Б

const int inputPin3  = 9; // Контакт 7 микросхемы L293D

const int inputPin4  = 8; // Контакт 2 микросхемы L293D

инт EN1 = 5; // Контакт 1 микросхемы L293D

инт EN2 = 6; // Пин 9микросхемы L293D

недействительная установка ()

{
 pinMode(EN1, ВЫХОД); // куда подключен двигатель

pinMode(EN2, ВЫХОД); // куда подключен двигатель

pinMode (входPin1, ВЫХОД);

pinMode(inputPin2, ВЫХОД);

pinMode(inputPin3, ВЫХОД);

pinMode(inputPin4, OUTPUT);

 Серийный номер  .