Обслуживание обмоток
В процессе эксплуатации все электрические машины нуждаются в мелком и не очень ремонте. Основные признаки неисправности: нестабильная работа, большой нагрев, сильный гул, вибрация. Обмотки в двигателях небольшой мощности, как правило, меняют. Если это двухслойная обмотка, можно заменить только одну катушку.
Стоит замерить сопротивление обмоток как между собой, так и на корпус, а также проверить легкость хода вала. В «Славянке» будут свои характеристики, поскольку для данного типа обмоток это только начало выхода на рынок, и качественных схем на РПЭДЯ пока немного, а значит ремонт может вызвать некоторые сложности.
Внимательно осмотреть статор. Иногда все, что нужно – пайка выводов, идущих в борно. При отсутствии одной из фаз двигатель сильно греется, но не всегда успевает сгореть.
Асинхронные двигатели, при всей своей кажущейся простоте, тем не менее являются сложными электрическими машинами, требующими профессионального подхода. По ним пишутся дипломные работы. Обмоточные схемы для неспециалиста, и даже для начинающего обмотчика, могут показаться сложными и запутанными. Это говорит о том, что лучше будет, если перемотку и ремонт двигателей будут делать специалисты.
Источник
Этапы переделки
Чтобы переделать электродвигатель с 380 Вольт на 220 сначала откиньте крышку мотора, чтобы посмотреть, сколько снаружи концов у статорных намоток. Их может быть 6 или 3. Если 6, то есть возможность поменять схему соединения: если была «звезда», можно перейти на «треугольник», и наоборот.
Если конца всего 3, значит, внутри короба намотки уже соединяются либо «звездой», либо «треугольником» (всего 6 концов, которые попарно объединяются клеммами, их и будет 3, так как на каждую клемму – 2 конца). В таком случае придется оставить прежнюю схему.
Соединение обмоток
Неважно, каков источник питания, трехфазный или однофазный, соединять статорные намотки можно любым из способов (можете прочитать подробнее про способы подключения электродвигателей):
Звездой обычно соединяют намотки, если двигатель будет питаться от сети 380 В. Благодаря этому пуск становится плавным, хотя теряется треть мощности. Треугольник же рекомендуется при запитывании от 220 Вольт. Пусковые токи при этом не так высоки по сравнению с теми, что возникают от трехфазного питания. Зато мощность равна той, что дает «звездное» соединение, если мотор подключен к 380 В.
Схемы посмотрите ниже. Разница в том, что в первом случае соединяются все начала так, что получается трехконечная звезда. А во втором – конец одной обмотки соединяется с началом следующей так, что образуется фигура с тремя вершинами (треугольник).
Расчет конденсаторов
Когда концы намоток соединяют звездой или треугольником, образуется 3 места, где они стыкуются. На этих местах ставят клеммы. При питании от 380 Вольт на каждую из них подают фазу. Но наша задача, имея те же 3 контакта, подать лишь 1 фазу 220 Вольт и нуль. Это можно реализовать своими руками, компенсировав отсутствие трехфазного питания конденсаторами. Пусковой будет активным только на время запуска, а рабочий – постоянно.
Чтобы электрический двигатель хорошо запускался и работал, нужно правильно подобрать емкость конденсаторов. У рабочего накопителя она зависит от схемы соединения. Если это звезда, то работает формула:
Если треугольник, то формула преобразует свой вид:
Ср – искомая емкость рабочего накопительного элемента. U – напряжение в сети (220 Вольт). I – сила тока, которую находят по формуле:
Р – мощность, U – уже известное нам напряжение, ƞ – КПД, косинус «фи» — коэффициент мощности. Все эти значения можно посмотреть в техническом паспорте от вашего трехфазного мотора.
Расчет емкости пускового конденсатора (Сп) прост: умножьте Ср на 1,5 или 2. Если Ср=50 мкФ, то Сп будет от 75 до 100 мкФ. Поочередно ставьте то одну емкость, то другую, запуская каждый раз мотор. По звуку хода слушайте: если нет гула, то все в порядке.
Сборка по схеме
Схема выше показывает, как правильно соединить своими руками намотки статора с конденсаторами и проводами сети 220 В. К одной из вершин треугольника или звезды нужно подключить накопительные элементы параллельно друг другу (предусмотрите ключ для ручного отключения пускового накопителя после разгона)
Затем их выводят либо на фазу, либо на ноль: неважно. От этого будет зависеть только направление вращения вала
Как переключить схему двигателя в “Звезду” и в “Треугольник” вручную
Если не нужна никакая автоматика, а двигатель работает постоянно в “Звезде” или в “Треугольнике”, то используя рожковый ключ, можно переключить схему соединения обмоток вручную.
Шильдик двигателя 220 / 380 В 0,37 кВт
На оборотной стороне крышки борно, как обычно, приведена схема:
Схема подключения 220 – 380 на крышке двигателя
Двигатель питался напрямую от трехфазной сети 380 В через контактор и был собран в “Звезду:
Клеммы двигателя в подключены в схеме “Звезда”
Откручиваем гайки М4, снимаем перемычки и провода питания:
Разбираем схему, откидываем провода
Собираем схему в треугольник, на пониженное напряжение 220 В:
Собираем треугольную схему на 220 В
Переделка понадобилась в связи с тем, что нужно изменить скорость вращения двигателя, а для этого применить частотник. А частотники на такую мощность, как правило, однофазные. В результате – поехали!
Кстати, по частотникам планирую цикл статей, подписывайтесь!
Подключение звезда и треугольник — в чем разница
Для работы электрического прибора, двигателя, трансформатора в трехфазной сети необходимо соединить обмотки по определенной схеме. Наиболее распространенными схемами соединения являются треугольник и звезда, хотя могут применяться и другие способы соединения.
Что представляет собой соединение обмоток звездой?
Трехфазный двигатель или трансформатор имеет 3 рабочих, независимых друг от друга обмоток. Каждая обмотка имеет два вывода — начало и конец. Соединение «звезда» подразумевает собой, что все концы трех обмоток соединяются в один узел, часто называемый нулевой точкой.
Отсюда выходит и понятие — нулевая точка.
Начало каждой обмотки соединяются непосредственна с фазами питающей сети. Соответственно начало каждой обмотки соединяется с одной из фаз А, В, С.
Между любыми двумя началами обмоток прилаживается фазное напряжение питающей сети, зачастую 380 или 660 В.
Что представляет собой соединение обмоток в треугольник?
Соединение обмоток в треугольник заключается в соединении конца каждой обмотки с началом следующей. Конец первой обмотки, соединяется с началом второй. Конец второй — с начало третей.
Конец третей обмотки создает электрический контур, поскольку замыкает электрическую цепь.
При таком соединении к каждой обмотки прилаживается линейное напряжение, обычно равное 220 или 380 В.
Такое соединение физически реализуется с помощью металлических перемычек, которые должны быть предусмотрены заводской комплектацией электрического оборудования.
Разница между соединением обмотки в треугольник и звезду
Основная разница заключается в том, что, используя одну питающую сеть, можно достигать разных параметров электрического напряжения и тока в приборе или аппарате. Конечно, данные способы соединения отличаются реализацией, но важна именно физическая составляющая отличия.
Наиболее часто применяется соединение обмоток в звезду, что объясняется щадящим режимом для электрического привода или трансформатора. При соединении обмоток в звезду, ток протекающий по обмоткам имеет меньшие значение нежели при соединении в треугольник. В тот момент, как напряжение больше на величину корня из 1,4.
Применение способа соединения треугольник, зачастую используется в случаях мощных механизмов и больших пусковых нагрузок.
Имея большие показатели тока, протекающего по обмотки, двигатель получает большие показатели ЕДС самоиндукции, что в свою очередь гарантирует больший вращающий момент.
Важно
Имея большие пусковые нагрузки и одновременно используя схему соединения звезда, можно нанести урон двигателю. Это связано с тем, что двигатель имеет меньшие значение тока, что приводит к меньшим показателям величины вращающегося момента.
Момент пуска такого двигателя и выход его на номинальные параметры может быть продолжительным, что может привести к тепловому воздействию тока, которые во время коммутации может превышать номиналы тока в 7-10 раз.
Преимущества соединения обмоток в звезду
Основные преимущества соединения обмоток в звезду заключаются в следующем:
- Понижения мощности оборудования с целью повышения надежности.
- Устойчивый режим работы.
- Для электрического привода такое соединение дает возможность плавного пуска.
Некоторое электрическое оборудование, которое не предназначены для работы на других способах соединения, имеет внутренне соединение концов обмоток. На клеммник выводится лишь три вывода, которые представляют собой начало обмоток. Такое оборудование легче в подключении и может монтироваться в отсутствии грамотных специалистов.
Основными преимуществами соединения обмоток в треугольник являются:
- Повышения мощности оборудования.
- Меньшие пусковые токи.
- Большой вращающийся момент.
- Увеличенные тяговые свойства.
Оборудование с возможностью переключения типа соединения со звезды на треугольник
Зачастую электрическое оборудование имеет возможность работать как на звезде, так и на треугольнике. Каждый пользователь должен самостоятельно определить необходимость соединения обмоток в звезду или треугольник.
В особо мощных и сложных механизмах, может применяться электрическая схема с комбинированием треугольника и звезды. В таком случае, в момент пуска, обмотки электрического двигателя соединяются в треугольник.
После выхода двигателя на номинальные показатели, с помощью релейно-контакторной схемы треугольник переключается на звезду.
Таким способом достигается максимальная надежность и продуктивность электрической машины, без риска нанести ей урон или вывести её из строя.
Посмотрите так-же интересное видео на эту тему:
Временные диаграммы работы схемы “Звезда-Треугольник”
С привязкой к моей схеме управления, диаграммы включения контакторов:
Временные диаграммы схемы управления звезда-треугольник
Тут вроде всё понятно, но есть одно важное замечание. Ещё раз
Между зеленой и красной областями обязательно нужен небольшой зазор (пауза). Его может не быть (пауза = 0), но эти области могут налазить друг на друга, если используются контакторы с катушкой постоянного тока (=24 VDC). В особенности при использовании обратновключенного диода (а он обязателен!), время выключения может быть больше времени включения в 7-10 раз!
Это я к тому, что однажды мучался с такой схемой, в ней выбивал периодически вводной автомат. Поставили спец.реле с паузой, проблема была решена!
В чем разница
Далее, соединяются V2 и W Опять соединяются последовательно две разные фазы
В итоге, неважно, какой именно вывод мы называем началом, а какой концом, важно, чтобы при подаче фаз на концы или начала обмоток не произошло замыкания магнитных потоков, создаваемых обмотками, то есть, совпало направление обмоток, или ещё точнее, направление магнитных потоков, которые создают обмотки
Таким образом электродвигатель включается по схеме треугольник. Ответ такой: — для нормального подключения двигателя в однофазную сеть через конденсатор требуется, чтобы номинальное напряжение обмотки двигателя было не больше фазного напряжения электрической сети.
Поэтому при запуске в свою очередь в 3 раза снижается мощность. Схема очень простая.
Реле времени KT1 Зачем нужна схема звезда-треугольник? То есть, получается схема, похожая по виду на треугольник, и соединение обмоток в ней идет последовательно друг с другом.
См. также: Объемы и нормы испытаний электрооборудования
Различия между «звездой» и «треугольником»
Поэтому при запуске в свою очередь в 3 раза снижается мощность. Посмотрите ещё раз внимательно на схему соединения: Что мы здесь видим: при включении треугольником напряжение вольт подаётся на одну обмотку, а при включении звездой — вольт подаётся на две последовательно соединённых обмотки, что в результате даёт те же вольт на одну обмотку. Крутящийся момент, возникающий после подключения трехфазного электродвигателя, является недостаточным для пуска.
Контакты НЗ нормально замкнутые KM2. После включение пускателя К2, размыкает своими контактами К2 в цепи катушки питания пускателя К3.
Пуск двигателя звезда треугольник
Использовать конденсаторы для постоянного напряжения в сетях с переменным, крайне не рекомендуется по причине того, что конденсаторы взрываются. Литература: 1
Важно только то, какое напряжение вы подаёте на обмотки двигателя. Все асинхронные двигатели имеют минимум три обмотки
Для сетей переменного тока 50 Гц линейное напряжение выше фазного в квадратный корень из трёх раз то есть примерно в 1.
Совет Чаще всего, на пусковые конденсаторы ставят кнопку, которую нажимают в момент запуска, а после того, как двигатель набирает обороты, отпускают. Фазное напряжение между фазой и нейтралью на шильдиках не обозначается. Рассмотрим, чем отличаются схемы пуска электромоторов и в чем между ними разница. Выполненное в таком виде электрооборудование, для своего подключения не требует грамотных специалистов.
Как просто подключить трехфазный двигатель треугольником и звездой в сеть 220, через конденсатор.
https://youtube.com/watch?v=HIRReK891qI
Как проверить двигатель перед запуском
Перед тем, как запустить асинхронный двигатель в работу, желательно его проверить на работоспособность. С чего же начать?
Внешний осмотр двигателя. Проверьте, нет ли сколов, вмятин, покрутите вал двигателя. Он должен крутиться плавно и без рывков в обе стороны. Этим действием вы проверяете подшипники, на которых держится ротор двигателя. Если вал двигателя подклинивает, то на это могут быть несколько причин: разбиты посадочные места под подшипники, убитые подшипники, либо ротор затирает статор. Для того, чтобы выяснить причину, нужно будет полностью разобрать двигатель и выяснить реальную проблему. Если все ок, то двигаемся к следующему шагу.
Проверяем обмотки двигателя. Для этого берем мультиметр, ставим его на измерение сопротивления и проверяем сопротивление обмоток. Если обмотки подключены по схеме “звезда”, то нам будет достаточно замерять сопротивление между клеммами, куда подается напряжение питания. Делается это в три этапа.
Раз.
Два.
Три.
Во всех трех случаях сопротивление должно быть одинаково. Допускается отклонение в несколько Ом.
Этими тремя действиями мы проверили обмотки нашего двигателя и убедились, что они все целые.
И заключительный шаг. Проверяем, не звонятся ли обмотки на землю. Так как все обмотки так или иначе соединяются между собой, достаточно будет встать щупом мультиметра на любую из обмоток, а вторым щупом встать на корпус двигателя. Переключатель на мультиметре поставить на измерение МОм.
В идеале должно получиться бесконечно большое сопротивление, в реале от 100 МОм и выше. Если сопротивление очень маленькое, что то около 1-10 Ом, то это означает, что какая-то из обмоток двигателя звонится на землю, что категорически недопустимо. На практике если же сопротивление меньше 1 МОм, то надо выяснить причину и устранить ее. Скорее всего в двигатель попала влага, грязь, либо произошел пробой диэлектрика медного провода. В этом случае поможет только полная разборка и визуальное выяснение причины.
Все те же самые операции применяются и к двигателю со схемой подключения “треугольник”.
Большинство материала для статьи “асинхронный двигатель” было взято из видео ниже. Обязательно к просмотру.
https://youtube.com/watch?v=uXwamyaiUKo
Однофазные двигатели
Однофазные двигатели предназначены для одно- или многоскоростных операций, а также контроля бесступенчатого изменения числа оборотов.
Клеммная коробка двигателя с обозначениями и соединениями для обмоток и конденсаторов изображена на рис. 9. Эти двигатели рассчитаны на работу с операционным напряжением в сети 230 В. Подключен ли двигатель между фазой и нейтралью в сети 400 В или между двух фаз 230 В не имеет значения. Кроме того, не принципиально, какой вывод будет использован при соединении фазы с нейтралью. Направление вращения будет тем же.
Рисунок 9 – Клеммная коробка двигателя с обозначениями
Смена направления вращения может быть достигнута путем изменения вспомогательной по отношению к основной обмотки. Это включает в себя переподключение цепей перемычек в клеммной коробке. Начиная с перемычки между U1 и Z1 и между С1 и Z2, которые предусмотрены в клеммной коробке для определения направления вращения. Скорость может быть выбрана присвоением питания соответствующим клеммам.
1. Низкая скорость
На рисунке 10 показано, что основная обмотка HS подключена последовательно со вспомогательной обмоткой HIS. Конденсатор С подключен параллельно вспомогательной обмотке.
Тип соединения «звезда-треугольник»
В сложных механизмах, зачастую используется комбинированная схема «звезда-треугольник». При таком переключении резко вырастает мощность, и если двигатель по техническим характеристикам не предназначен для работы по методу «треугольника», то он перегреется и сгорит.
Двигатели с повышенной мощностью обладают большими пусковыми токами, и как следствие при пуске часто вызывают перегорание предохранителей, отключению автоматов. Для снижения линейного напряжения в обмотках статора применяют автотрансформаторы, универсальные дросселя, пусковые реостаты или соединение типа «звезда».
Схемы подключения звездой и треугольником
В этом случае напряжение на соединении каждой обмотки будет в 1,73 раза меньше, следовательно, будет меньше и протекающий в этот период ток. Дальше происходит увеличение частоты и продолжение снижения показания тока. Тогда применяя релейно-контактную схему, произойдет переключение со «звезды» на «треугольник».
В итоге, используя данную комбинацию, получим максимальную надежность и эффективную продуктивность используемого электрического оборудования, не боясь вывести ее из строя.
Переключение «звезда-треугольник» допустимо для электродвигателей с облегченным режимом пуска. Этот метод неприменим, если необходимо понизить ток пуска и одновременно не снижать большой пусковой момент. В этом случае применяют двигатель с фазным ротором с пусковым реостатом.
Основные преимущества комбинации:
- Увеличение срока службы. Плавный пуск позволяет избежать неравномерности нагрузки на механическую часть установки;
- Возможность создания двух уровней мощности.
Схемы соединений и подключения двухскоростных обмоток. 2p=2/4, 3000/1500 об/мин.
Схема соединений двухскоростных обмоток. 2p=2/4, 3000/1500 об/мин., а=1/2, соединение фаз Δ/YY.
Схема соединений двухскоростных обмоток. 2p=2/4, 3000/1500 об/мин., а=1/2, соединение фаз Y/YY.
Схема подключения двухскоростного электродвигателя к сети. 2p=2/4, 3000/1500 об/мин., а=1/2, соединение фаз Δ/YY и Y/YY.
Двухскоростные обмотки. 2p=4/2, 1500/3000 об/мин., а=1/2, соединение фаз Y-Δ/YY.
Схема соединений двухскоростных обмоток. 2p=4/2, 1500/3000 об/мин., а=1/2, соединение фаз Y-Δ/YY.
Схема подключения двухскоростного электродвигателя к сети. 2p=4/2, 1500/3000 об/мин., а=1/2, соединение фаз Y-Δ/YY.
Двухскоростные обмотки. 2p=4/2, 1500/3000 об/мин., а=1/2, соединение фаз Y-Δ/YY.
Схема соединений двухскоростных обмоток. 2p=4/2, 1500/3000 об/мин., а=1/2, соединение фаз Y-Δ/YY.
Схема подключения двухскоростного электродвигателя к сети. 2p=4/2, 1500/3000 об/мин., а=1/2, соединение фаз Y-Δ/YY.
Перейти на главную страницу справочника.
Находим пусковую и рабочую обмотки
А сейчас перейдем к главной теме статьи – попытаемся разобраться в обмотках. Тут, как было увидено выше, могут быть два варианта – три провода и 4 провода.
Три провода
Итак, перед нами движок, из которого выходит три провода. Обмоток у этого мотора тоже две, просто пусковая и рабочая обмотки соединены меж собой снутри электромотора.
Для начала нам необходимо найти провод, присоединенный к точке соединения катушек. На схеме выше он обозначен буковкой «В». С этой целью с помощью омметра (мультиметра, включенного в режим измерения небольших сопротивлений) вызваниваем все обмотки попарно: А-В, А-С, В-С. Находим пару с наибольшим сопротивлением. Данная пара (на схеме выше она обозначена как А-С) – концы рабочей и пусковой катушек. Оставшийся 3-ий провод – точка соединения.
Сейчас осталось найти какая катушка рабочая, какая пусковая. С этой целью измеряем сопротивления меж средней точкой и 2-мя другими проводами. На схеме выше: В-А и В-С. Обмотка,которая имеет большее сопротивление, будет пусковой, наименьшее – рабочей.
Четырехпроводная
Если наш электрический двигатель имеет 4 вывода, следовательно, обмотки меж собой не соединены и их заключения выходят из мотора раздельно.
Тут действуем по последующему методу: Вызваниваем все провода меж собой и находим пары, которые звонятся меж собой. В нашем случае будут звониться провода А-В и С-D. Вот и наши обмотки. Ну как отличить пусковую от рабочей, мы уже знаем – у которой сопротивление выше, та и будет пусковой.
Проверка
Осталось провести проверку, ничего ли мы не перепутали. Собираем схему с пусковым конденсатором (см. 1-ый раздел). Запускаем электрический двигатель на 1 минутку, выключаем и щупаем. Если он осязаемо не нагрелся, то опять включаем на 15 минут. Опять щупаем. Чуток теплый? всё хорошо, мы обусловили все верно.
Вот мы и разобрались со схемой включения асинхронного однофазного мотора и сможем отличить рабочую обмотку от пусковой. Сейчас, если к нам в руки попадет «неведомый боец», то мы сможем его верно подключить.
Иван Миров
Главный редактор , masterkin.ru
- Об авторе
Об авторе
Уже лет 20 работаю своими руками. Пробовал и сантехнику, монтаж конструкций, есть свое маленькое производство. Друзья постоянно спрашиваю как сделать разные вещи. Вот и делюсь я с вами своими идеями в интернете.
Намотка
Намотка электродвигателей производится как в специализированных цехах, так и специалистами – любителями. Для проведения подобного ремонта нужно ясно представлять себе, что потребуется делать в этой модели, ее данные, расположение статорных обмоток, их соединение. Такая работа требует знания обмоточных данных аппарата, а в некоторых случаях – проведения дополнительных расчетов, например, расчет сопротивлений и индуктивностей катушек.
Большинство информации можно получить в специальных таблицах, которые содержат обмоточные данные на те или иные модели. Вот расчеты по двигателю АИР:
Подключение трехфазного двигателя на 380 вольт
К нему нельзя подключать другие провода электрической сети — только желто-зеленый конец сетевой вилки. И в завершение нужно отметить такой момент — добиваться идеальных значений нет смысла, поскольку это возможно только, если нагрузка будет стабильной, например, если двигатель будет использоваться в качестве вытяжки.
Поэтому каждый придется подбирать индивидуально. Это означает, что фазы в нем подключены с некоторым смещением.
Без вольтметра со стрелкой не обойтись. Если мощность более 3 кВт, к бытовой сети мотор нельзя. Двухполюсный выключатель подаст питание двигателя.
Это позволяет не только экономить электроэнергию например, при использовании частотного регулирования насосов для подачи воды , но и управлять подачей насосов объёмного типа, превращая их в дозировочные любые насосы объёмного принципа действия. Без дополнительных конденсаторов или других приспособлений подключить напрямую двигатель на к не получиться. Если концов три, то это значит, что на заводе внутри мотора уже сделана схема подключения звезда.
У таких моторов обмоток три. Есть 2 способа подключения электродвигателя: — использование автоматического выключателя или автомата защиты электродвигателя Эти устройства при включении подают напряжение сразу на все 3 фазы.
Схема включения трехфазного двигателя на 220 вольт
Обязательно посоветуйтесь с опытным электриком, который подскажет, сможет ли проводка выдержать требуемую нагрузку от агрегата. Добиваются чтобы отклонялась стрелка в ту же сторону, что при первом измерении. Это при подключении звездой, для подключения треугольником результат будет мкФ.
Использовать частотный преобразователь, который преобразует одну фазу вольт в три фазы вольт в этой статье мы рассматривать такой метод не будем Использовать конденсаторы этот метод мы и рассмотрим более подробно. Схема включения трехфазного двигателя на вольт Для этого нам потребуются конденсаторы, но не абы какие, а для переменного напряжения и номиналом не менее , а лучше вольт и выше. Первый соединяется с питающей сетью с одной стороны, а с другой стороны к нему подсоединяются концы обмоток.
В этом случае, даже при снижении оборотов вала основного двигателя, дополнительный вентилятор обеспечит надёжное охлаждение электродвигателя. Подсоединить потребуется к обмотке батарейку, а к другой — вольтметр. Схемы подключения Начнем с того, что рассмотрим конструкцию трехфазного электродвигателя. Ко второму пускателю производится подсоединение треугольником, к третьему звездой.
электродвигатель схема подключения
https://youtube.com/watch?v=hwvm5GXfPtc
Схемы соединений обмоток треугольник и звезда для чайников.
Наиболее распространенный вопрос у начинающих изучения устройства трансформаторов или иных электротехнических устройств это «Что такое звезда и треугольник?». Чем же они отличаются и как устроены, попробуем разъяснить в нашей статье.
Рассмотрим схемы соединений обмоток на примере трехфазного трансформатора. В своем строении он имеет магнитопровод, состоящий из трёх стержней. На каждом стержне есть две обмотки – первичная и вторичная. На первичную подается высокое напряжения, а со вторичной снимается низкое напряжение и идет к потребителю. В условном обозначении схема соединений обозначается дробью (например, Y⁄∆ или Y/D или У/Д), значение числителя – соединение обмотки высшего напряжения (ВН), а значение знаменателя – низшего напряжения (НН).
Каждый стержень имеет как первичную обмотку так и вторичную (три первичных и три вторичных обмотки). У каждой обмотки есть начало и конец. Обмотки можно соединить между собой способом звезда или треугольник. Для наглядности обозначим вышеперечисленное схематически (рис. 1)
При соединении звездой, концы обмоток соединяются вместе, а из начал идут три фазы к потребителю. Из вывода соединений концов обмоток, выводят нейтральный провод N (он же нулевой). В итоге получается четырёх — проводная, трёхфазная система, которая часто встречается вдоль линий воздушных электропередач.(рис. 2)
Преимущества такой схемы соединения в том, что мы можем получить 2 вида напряжения: фазное (фаза+нейтраль) и линейное. В таком соединении линейное напряжение больше фазного в √3 раз. Зная, что фазное напряжение дает нам 220В, то умножив его на √3 = 1,73, получим примерно 380В – напряжение линейное. Но что касается электрического тока, то в этом случае фазный ток равен линейному, т.к. что линейный, что фазный токи одинаково выходят из обмотки, и другого пути у него нет. Так же стоит отметить что только в соединении звезда имеется нейтральный провод, который является «уравнителем» нагрузки, чтобы напряжение не менялось и не скакало.
Рассмотрим теперь соединение обмоток треугольником. Если мы конец фазы А, соединим с началом фазы В, конец фазы В соединим с началом фазы С, а конец фазы С соединим с началом фазы А, то получим схему соединения обмотки треугольником. Т.е. в этой схеме обмотки соединены последовательно. (рис. 3)
В основном такая схема соединения применяется для симметричной нагрузки, где по фазам нагрузка не изменяется. В таком соединении фазное напряжение равно линейному, а вот электрический ток, наоборот, в такой схеме разный. Ток линейный больше фазного тока в √3 раз. Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для тока нулевой
последовательности. Простыми словами, схема соединения треугольником обеспечивает сбалансированное напряжение.
Подведем итоги. Для базового определения схем соединения обмоток силовых трансформаторов, необходимо понимать, что разница между этими соединениями состоит в том, что в звезде все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной (нейтральной) точке, а в треугольнике обмотки соединены последовательно. Соединение звезда позволяет нам создавать два вида напряжения: линейное (380В) и фазное (220В), а в треугольнике только 380В.
Выбор схемы соединения обмоток зависит от ряда причин:
- Схемы питания трансформатора
- Мощности трансформатора
- Уровня напряжения
- Асимметрии нагрузки
- Экономических соображений
Так например, для сетей с напряжением 35 кВ и более выгодно соединить обмотку трансформатора схемой звезда, заземлив нулевую точку. В данном случае получится, что напряжение выводов трансформатора и проводов линии передачи относительно земли будет всегда в √3 раз меньше линейного, что приведёт к снижению стоимости изоляции.
На практике чаще всего встречаются следующие группы соединений: Y/Y, D/Y, Y/D.
Группа соединений обмоток Y/Y (звезда/звезда) чаще всего применяется в трансформаторах небольшой мощности, питающих симметричные трёхфазные электроприборы/электроприемники. Так же иногда применяется в схемах большой мощности, когда требуется заземление нейтральной точки.
Группа соединения обмоток D/Y (треугольник/звезда) применяется, в основном в понижающих трансформаторах больших мощностей. Чаще всего трансформаторы с таким соединением работают в составе систем питания токораспределительных сетей низкого напряжения. Как правило, нейтральная точка звезды заземляется, для использования как линейного, так и фазного напряжений.
Группа соединений обмоток Y/D (звезда/треугольник) используется, в основном, в главных трансформаторах больших силовых станций и подстанций, не служащих для распределения.
Почему при пуске применяют схему звезда-треугольник
Формула мощности в момент пуска не действует, т.к. двигатель не вращается – ЭДС Самоиндукции отсутствует (индуктивное сопротивление).
По факту у нас есть обмотка с очень маленьким сопротивлением и напряжение, подаваемое на двигатель. И ток здесь рассчитывается по закону Ома. Чем меньше у нас подаваемое напряжение на обмотку электродвигателя, тем меньше будет ток в обмотке.
А мы помним, что при треугольнике у нас на обмотку подаётся линейное напряжение, а при звезде напряжение будет в 1.73 раза меньше чем на треугольнике. Следовательно, и пусковые токи будут меньше.
Но не забываем, что закон Ома действует только в момент пуска электродвигателя. Когда двигатель выходит на номинальные обороты, ему необходимо поддерживать мощность, которая присутствует на валу. А так как напряжение при звезде меньше в 1.73 раза, то начинает подниматься ток, чтобы компенсировать падение напряжения на обмотках электродвигателя.
Выводы асинхронного двигателя. Маркировка выводов асинхронного двигателя
Встречаются различные маркировки выводов обмоток двигателя. Отечественная маркировка от С1 до С6 и международная, которую вы видите на рисунке.
В наше время встречаются обе маркировки, но для «обучения» мы будем применять новые обозначения, как более наглядные. Ранее, я уже говорил, что начало и конец обмоток понятия абсолютно условные, главное условие, которое играет важную роль это такое соединение обмоток, когда магнитные потоки не направлены встречно. Если два одинаковых потока направить встречно, они как бы уничтожают друг друга. Нам же надо получить согласованное направление магнитных потоков. В двигателе находятся три обмотки. Грубо говоря, двигатель, это трансформатор с тремя обмотками и сердечником в виде статора. Таким образом, обмотки в двигателе связывает магнитный поток, который протекает по статору, а его создает ток, который протекает по обмоткам. Ротор – это лишь приятная «вкусняшка», наличие которой позволяет получить из электрической энергии механическую.
Выводы обмоток
Начнем статью опять-таки с самого простого и известного. У каждой обмотки есть два конца: начало и конец. То есть, в общем их должно быть шесть. У каждого конца свое буквенное и числовое обозначение
Обратите внимание на рисунок ниже, где показано старое и новое обозначение выводов обмоток электродвигателя
На фото все четко распределено, но где начало, а где конец, непонятно. Поэтому начало обмоток в старом обозначение это C1, C2 и C3, в новом обозначении U1, V1 и W1. Остальные, соответственно, это концы обмоток.
Все концы обмоток выводятся в клеммную коробку, которая может располагаться сверху двигателя или сбоку. Внутри клеммника концы проводов выводятся таким образом, чтобы их можно было бы соединить любой схемой без перекрещивания. Для чего используются специальные металлические перемычки.
Обратите внимание, что в клеммную коробку может быть выведено или три конца. Или сразу шесть
Если перед вами двигатель с тремя выведенными проводами, то это значит, то внутри мотора в заводских условиях уже сделано подключение звездой. Это первое. Второе – если выведены сразу шесть проводов, то электродвигатель можно подключать и к сети 380 вольт, и к сети напряжением 220 вольт. Кстати, на шильдике так и обозначается: 220/380 V. Но это еще не все. Такая надпись говорит о том, что при подключении к трехфазной сети 380В, соединение концов обмотки надо проводить только схемой звезда.
