Меню

Как найти фазное напряжение асинхронного двигателя

Определение начала и конца обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя

Бывает ситуация когда необходимо подключить трехфазный электродвигатель на напряжение 380-400 вольт. В то время как в клеммной колодке находятся шесть проводков. Без всякого обозначения. Никакой маркировки не существует.

Что же делать в такой ситуации? Ведь нужно соединить обмотки двигателя для подключения. Статор асинхронного трехфазного двигателя состоит из трех обмоток. Эти обмотки сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Для стабильной работы двигателя обмотки должны соединятся в определенной последовательности. Значит нужно определить начала и концы трех обмоток электродвигателя.

  • 1. Первый шаг — это определение всех выводов к соответствующим им обмоткам двигателя. В первую очередь нужно приготовить маркировку для выводов. Чтобы не перепутать их повторно. Временная маркировка может быть изготовлена из тех материалов, которые вам более нравятся. Однако, постоянная маркировка должна соответствовать стандартам. В ГОСТ 26772-85 говорится:

Получается что обозначения можно подписать непосредственно на выводах. Также возможно изготовить самодельную маркировку. Например, из кембрика подписанного маркером. Или же купить специализированные маркировочные трубки.

Маркируем выводы согласно ГОСТ 26772-85 2.2.1.1. следующим образом. Во-первых, начало первой обмотки — U1, конец второй обмотки — U2. Во-вторых, начало второй обмотки — V1, конец второй обмотки — V2. В-третьих, начало третьей обмотки — W1, конец третьей обмотки — W2.

  • 1. Определяем принадлежность выводов к соответствующим обмоткам двигателя.

Настраиваем переключатель тестера на прозвонку цепей. Затем, располагаем щуп мультиметра на любом выводе. И начинаем по порядку искать ему пару. Вторым щупом прикасаемся к любому другому выводу. Если раздался звуковой сигнал, то найдена пара для первого вывода. (Или же тестер покажет какое то сопротивление отличное от бесконечности. Если звуковой сигнал на приборе не предусматривается.)

Определение принадлежности выводов к соответствующим обмоткам

Наносим на них маркировку в произвольном порядке. То есть без учета того где начало и где конец обмотки. Только для того чтобы обозначить выводы каждой конкретной обмотки. Если контакта нет, то продолжаем перебирать выводы. До нахождения пары для первого вывода. Таким же образом находим вторую, и третью обмотку. И наносим на них маркировку. Также в произвольном порядке.

Допустим что все выводы найдены. Предположительные начала и концы обмоток промаркированы. Теперь необходимо выяснить где действительно находятся начала и концы этих обмоток.

  • 2. Соединяем выводы согласно нижеуказанной схеме.

Вывод U2 соединяем с выводом V1. На выводы U1 и V2 подаем напряжение. На выводах W1 и W2 замеряем напряжение.

Определение начала и концов обмоток электродвигателя

Необходимо учитывать чтобы обмотки двигателя выдерживали то напряжение которое вы подаете на них. То есть, номинальное напряжение двигателя должно быть не меньше напряжения, которое подается на обмотки. Если напряжение близко к номинальному, то подавать его стоит кратковременно. Чтобы не перегревать обмотки электродвигателя. Так как подавая номинальное напряжение, мы создаем искусственный перекос фаз двигателя.

Если мультиметр покажет некоторое значение напряжения, то значит первая и вторая обмотки включены согласованно. Когда на электрической схеме токи ориентированы одинаково относительно обмоток, то это согласное включение обмоток. То есть, конец одной обмотки соединен с началом другой обмотки. В данном случае соединение верно.

При применении номинального напряжения у электродвигателя может даже начать вращаться ротор. С пониженной скоростью и частотой. Но не обязательно. Однако, нужно проследить чтобы ничто не мешало этому вращению. А также, чтобы двигатель не упал с высоты от вибрации.

Согласное включение обмоток (точками отмечены начала обмоток)

Если же напряжение будет иметь малое значение или совсем равняться нулю, то обмотки включены встречно. Когда потоки ЭДС направлены встречно относительно обмоток, то включение называется встречным. То есть, конец одной обмотки соединяется с концом другой обмотки. Или же начало одной соединяется с началом другой обмотки. В данном случае соединение неверно.

Читайте также:  Реле контроля напряжения digitop схема подключения

Встречное включение обмоток (точками отмечены начала обмоток)

Если при подключении выясняется что имеется встречное подключение обмоток, то заменяем маркировку на выводах второй обмотки. То есть, заменяем местами бирки V1 и V2. Потом снова подключаем по нижеуказанной схеме. А затем проводим измерение.

Определение начала и концов обмоток

Здесь все также как и на первой схеме. Если в данном случае тестер покажет какое то напряжение, то расположение маркировки верно.

Соединение обмоток электродвигателя треугольником

Для этого соединяем концы обмоток фаз. В зависимости от типа двигателя соединяем звездой или треугольником. Если после соединения двигатель нормально работает, то соединение проведено правильно. Если двигатель гудит и не вращается или вращается медленно, то соединение не верно. Необходимо выключить двигатель, чтобы он не перегрелся и не вышел из строя. После чего нужно устранить ошибку подключения.

Для вашего удобства подборка публикаций

Спасибо за посещение канала, чтение заметки, упоминание в социальных сетях и других интернет — ресурсах, а также подписку, лайки, дизлайки и комментарии ( Лайки и дизлайки можно ставить не регистрируясь и не заходя в аккаунт )

Источник



Асинхронный двигатель принцип работы

Среди разнообразия выпускаемых на сегодняшний день типов электрических моторов большое распространение получили асинхронные двигатели. Их мощность и эффективность обеспечивает использование в деревообрабатывающей и металлообрабатывающей промышленности, в насосных агрегатах, на фабриках, в станках и ручном электрическом инструменте.

асинхронный трехфазный двигатель

Асинхронный двигатель: что это

Асинхронный двигатель – это асинхронная электрическая машина, применяемая для преобразования электрической энергии в механическую. Асинхронный дословно означает неодновременный – здесь имеется в виду, что у асинхронного двигателя магнитное поле всегда имеет большую частоту вращения, чем ротор, который словно пытается его догнать. Работают эти машины от сетей с переменным током.

Любой асинхронный двигатель состоит из двух ключевых составляющих: ротора и статора. Эти части не контактируют между собой и отделены друг от друга воздушным зазором, в котором формируется подвижное магнитное поле.

Статор асинхронной машины состоит из следующих частей:

  1. Корпус. Служит для скрепления всех деталей мотора. Для двигателей небольшого размера, как правило, используют цельные литые корпусы из чугуна, стальных и алюминиевых сплавов.
  2. Сердечник или магнитопроводник. Собирается из пластин, для изготовления которых применяют специальную электрическую сталь. Запрессовывается в корпус и улучшает магнитно-индукционные качества машины. Каждая пластина сердечника покрывается особым лаком, позволяющим уменьшить потери при возникновении вихревых токов. В некоторых случаях устройство асинхронного двигателя предусматривает установку корпуса-сердечника, совмещающего в себе обе функции.
  3. Обмотки. Устанавливаются в пазы сердечника. Представляет собой три катушки из меднопроволочных секций, расположенные под углом в 120˚ относительно друг друга. Называется первичной, потому что подключается к сети напрямую.

Конструкция ротора состоит из основного блока с вентиляционной крыльчаткой, опирающегося на подшипники. Связь ротора с приводимым в движение механизмом обеспечивается с помощью прямого подключения, редукторов или других способов передачи механической энергии. В асинхронных двигателях используются два вида роторов:

  1. Массивный ротор – единая схема из прочного ферромагнитного соединения. Внутри неё индуцируются токи, и она же выполняет в конструкции роль магнитопровода.
  2. Короткозамкнутый ротор (изобретён великим русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, как и весь трёхфазный ток) – система соединенных с помощью колец проводников, похожая по внешнему виду на беличье колесо. Внутри него индуцируются токи, чье электромагнитное поле вступает во взаимодействие с магнитным полем статора, в результате чего ротор приводится в движение.
Читайте также:  Напряжение сварочного тока определение

беличье колесо

Рекомендуем посмотреть это видео. Оно хоть и старое, но интересное и познавательное. Позволит закрыть непонятные моменты.

Трехфазный асинхронный двигатель. Принцип работы

Принцип действия асинхронного двигателя заключается во взаимном расположении обмоток и трехфазном напряжении, что приводит к возникновению вращающегося магнитного поля, которое и выступает движущей силой.

Подробнее говоря, при подаче питания на первичную обмотку, на фазах образуются три магнитных потока, изменяющихся в зависимости от частоты входного напряжения. Они смещены между собой не только в пространстве, но и во времени, благодаря чему и появляется вращающийся магнитный поток.

Во время вращения результирующий поток создает ЭДС в роторных проводниках. По причине того, что обмотка ротора представляет собой замкнутую цепь, в ней создается ток, создающий пусковой момент в направлении вращения магнитного поля статора. Это приводит к вращению ротора после превышения пусковым моментом его тормозного момента. Наблюдаемое в этот момент явление называется скольжением — величиной, показывающей в виде процентов соотношение частоты вращения магнитного поля к частоте вращения ротора.
соотношение частоты вращения магнитного поля к частоте вращения ротора
(n1 – частота магнитного поля статора; n2 – частота вращения ротора)

Скольжение является очень важным параметром. На старте его величина всегда равна 1 и, естественно, становится меньше по мере увеличения разности между n1 и n2, что сопровождается также уменьшением электродвижущей силы и вращающего момента. Во время работы на холостом ходу скольжение минимально и растет по мере увеличения статического момента. Достигнув критического скольжения (обозначается как sкр), может спровоцировать опрокидывание двигателя. После уравновешивания тормозного и электромагнитного момента изменения величин прекращаются.

Таким образом, принцип действия асинхронного двигателя основывается на взаимодействии магнитного поля ротора, находящегося во вращении, и токов, наведенных в роторе этим же полем. При этом обязательным условием возникновения вращающего момента является разница частот вращения полей.

Однофазный асинхронный двигатель

Фактически, любой асинхронный электродвигатель является трехфазным и предусматривает подключение к трехфазной сети с напряжением 380 В. Однофазным или двухфазным его называют при подключении к однофазной электросети с напряжением 200 В, когда питание подается лишь на две обмотки. В такой схеме на основную рабочую обмотку подается чистая фаза от сети, а на другую питание идет через фазосдвигающий элемент, как правило, конденсатор. Такая схема позволяет создать необходимую индукцию для смещения ротора и запустить асинхронный двигатель от однофазной сети. Для дальнейшей его работы даже необязательно, чтобы пусковая обмотка (которую подключают через конденсатор) оставалась под напряжением.

Дело в том, что трехфазный асинхронный двигатель продолжает функционировать (под малой нагрузкой) даже если во время работы от него отключить подачу энергии по одному из питающих проводов, сымитировав таким образом работу от однофазной сети. Это обусловлено тем, что результирующее магнитное поле сохраняет вращение.

Двухфазный асинхронный двигатель

Создать вращающееся магнитное поле можно и при использовании двухфазных обмоток. Для обеспечения работоспособности схемы фазы обмоток необходимо расположить с 90˚ смещением друг от друга. При их питании токами, которые смещены по фазе на 90˚, возникает вращающееся магнитное поле, как и в трехфазной машине.

Асинхронный двухфазный электродвигатель приводится в движение за счет токов, образуемых при взаимодействии результирующего поля с роторными стержнями. Он ускоряется до того момента, пока не будет достигнута предельная скорость его вращения. Для питания такого двигателя от электросети однофазного тока необходимо создать сдвиг по фазе на одной из обмоток. Для этого применяются конденсаторы необходимой ёмкости.

На сегодняшний день все большее применение находят двухфазные асинхронных двигатели с полым алюминиевым ротором. Вращение ему придают вихревые токи, образованные внутри цилиндра, при взаимодействии с вращающимся магнитным полем.

Читайте также:  Как сделать регулятор напряжения для ночника

Инерционный момент ротора наделяет двигатель хорошими характеристиками для использования в некоторых специализированных отраслях, как, например, системы, регулирующие работу мостовых и компенсационных схем. Одна из обмоток в них подключается к питающей сети через конденсатор, а через вторую проходит управляющее напряжение.

Схемы подключения

Для того чтобы подключить трехфазный асинхронный двигатель используют несколько различных схем, но чаще всего применяются «треугольник» и «звезда».

Треугольник

Преимущество данной схемы заключается в том, что при подключении согласно ей трехфазный двигатель может развивать наибольшую номинальную мощность. Для этого обмотки соединяются по принципу конец-начало, что на схематичном изображении похоже на треугольник, однако в виде треугольника понять что к чему, не всегда удобно. По этому предлагаем для анализа схему снизу, а затем фотографию уже в сборе (еще ниже).

схема подключения

В трехфазных электрических сетях величина линейного напряжения между выводами обмоток составляет 380 В. При этом нет необходимости создания рабочего нуля. Важно отметить, что в такой схеме может возникнуть большой пусковой ток, значительно перегружающий проводку.

Звезда

Этот способ подключения является наиболее используемым в сетях с трехфазным током 380 В. Название схемы связано с тем, что концы обмоток соединяются в одной точке, словно звездные лучи. Начала обмоток подключаются посредством аппаратуры коммутации к фазным проводникам. В такой конструкции линейной напряжение между начал составляет 380 В, а между местом соединения и подключения проводника – 200 В. Ниже представлена схема, а еще ниже уже фотография в собранном виде.

схема подключения

Трехфазный двигатель для 380 В сетей, подключенный таким образом, не способен развить максимальную силу из-за того, что напряжение на каждой обмотке составляет 220 В. В свою очередь, такая схема предотвращает возникновение перегрузок по току, чем обеспечивается плавный пуск.

Возможность подключения двигателя тем или иным способом, как правило, указывается на его табличке. Значок Y означает «звезду», а ∆ — «треугольник». Определить схему на уже подключенной машине можно по виду обмоток – одна двойная перемычка между ними говорит, что использована «звезда» (первое фото снизу), а если между клеммами обмоток видно три перемычки – «треугольник» (первое фото сверху).

Асинхронный двигатель, треугольник в сборе

Асинхронный двигатель, звезда в сборе

В случае, когда необходимо запустить трехфазный асинхронный электродвигатель в обратном направлении вращения, следует поменять два питающих провода от трехфазного источника местами.

Функциональные и эксплуатационные особенности

Характерные преимущества асинхронных двигателей:

  • В их конструкции нет коллекторных групп, которые увеличивают износ других видов двигателей за счет дополнительного трения.
  • Питание асинхронных электрических машин не требует использования преобразователей и может осуществляться промышленной трехфазной сети.
  • Из-за меньшего количества деталей и конструктивных элементов они относительно легко обслуживаются и имеют большой срок службы.

Среди недостатков можно отметить:

  • Сфера применения асинхронных двигателей несколько ограничена из-за малого пускового момента.
  • Высокая реактивная мощность, которую они потребляют во время работы, не оказывает влияние на механическую мощность.
  • Большие пусковые токи, потребляемые на пуске этих двигателей, могут превышать допустимые значения некоторых систем.

Как производятся расчеты

Для того чтобы вычислить частоту вращения двигателя следует воспользоваться определенной нам ранее формулой скольжения:

формула скольжения

И выразить из нее скорость вращения ротора:

скорость вращения ротора

В качестве примера возьмем двигатель модели АИР71А4У2 мощностью в 550 Вт с 4 парами полюсов и частотой вращения ротора 1360 об/мин.

При питании от сети с частотой 50 Гц статор будет вращаться со скоростью:

скорость вращения

Таким образом, величина скольжения электродвигателя составляет:

 величина скольжения электродвигателя составляет

И, наконец, прекрасное, хотя и устаревшее, видео рекомендуемое всем для одноразового просмотра.

Источник