Jak správně zapojit elektromotor
Jak je známo, při připojení třífázového asynchronního motoru k jednofázové síti se podle běžných kondenzátorových obvodů: „trojúhelník“ nebo „hvězda“ využívá výkon motoru pouze z poloviny (v závislosti na použitém motoru).
Kromě toho je obtížné nastartovat motor pod zátěží.
Tento článek popisuje metodu připojení motoru bez ztráty výkonu.
Třífázové asynchronní motory s rotorem veverkovitého typu se nejčastěji používají v různých amatérských elektromechanických strojích a zařízeních. Bohužel, třífázová síť je v každodenním životě extrémně vzácným jevem, takže pro jejich napájení z běžné elektrické sítě amatéři používají fázově posuvný kondenzátor, který neumožňuje plně realizovat výkonové a rozběhové charakteristiky motoru. Stávající triaková „fázově posuvná“ zařízení ještě více snižují výkon na hřídeli motoru.
Varianta schématu zapojení zařízení pro spouštění třífázového elektromotoru bez ztráty výkonu je znázorněna na obr. 1.
Vinutí motoru 220/380 V jsou zapojena do trojúhelníku a kondenzátor C1 je jako obvykle zapojen paralelně k jednomu z nich. Kondenzátoru „pomáhá“ tlumivka L1, zapojená paralelně k druhému vinutí. S určitým poměrem kapacity kondenzátoru C1, indukčnosti tlumivky L1 a výkonu zátěže je možné dosáhnout fázového posunu mezi napětími na třech větvích zátěže, rovného přesně 120°.
Na obr. 2 Je uveden vektorový diagram napětí pro zařízení znázorněné na obr. 1 s čistě činnou zátěží R v každé větvi. Síťový proud Iл ve vektorovém tvaru se rovná rozdílu mezi proudy Iз a Ia a v absolutní hodnotě odpovídá hodnotě Iф√3, kde Iф=I1=I2=I3=Uл/R je fázový proud zátěže, Uл=U1=U2=U3=220 V je síťové napětí.
Na kondenzátor C1 je přivedeno napětí Uc1=U2, proud, kterým protéká, je roven Ic1 a je fázově posunutý o 90° před napětím.
Podobně je na tlumivku L1 přivedeno napětí UL1=U3, proud protékající tlumivkou IL1 se za napětím zpožďuje o 90°.
Pokud jsou si absolutní hodnoty proudů Ic1 a IL1 rovny, může být jejich vektorový rozdíl při správné volbě kapacity a indukčnosti roven Iл.
Fázový posun mezi proudy Ic1 a IL1 je 60°, proto je trojúhelník vektorů Iл, Iс1 a IL1 rovnostranný a jejich absolutní hodnota je Iс1=IL1=Iл=Iф√3. Fázový proud zátěže Iф=Р/ЗUL, kde Р je celkový výkon zátěže.
Jinými slovy, pokud je kapacita kondenzátoru C1 a indukčnost tlumivky L1 zvolena tak, že při připojení napětí 220 V by jimi protékající proud byl roven Ic1=IL1=P/(√3⋅Uл)=P/380, jak je znázorněno na obr. 1 Obvod L1C1 bude dodávat zátěži třífázové napětí s přesným fázovým posunem.
Tabulka 1
| P, W | IC1=IL1, A | C1, μF | L1, Gn |
|---|---|---|---|
| 100 | 0.26 | 3.8 | 2.66 |
| 200 | 0.53 | 7.6 | 1.33 |
| 300 | 0.79 | 11.4 | 0.89 |
| 400 | 1.05 | 15.2 | 0.67 |
| 500 | 1.32 | 19.0 | 0.53 |
| 600 | 1.58 | 22.9 | 0.44 |
| 700 | 1.84 | 26.7 | 0.38 |
| 800 | 2.11 | 30.5 | 0.33 |
| 900 | 2.37 | 34.3 | 0.30 |
| 1000 | 2.63 | 38.1 | 0.27 |
| 1100 | 2.89 | 41.9 | 0.24 |
| 1200 | 3.16 | 45.7 | 0.22 |
| 1300 | 3.42 | 49.5 | 0.20 |
| 1400 | 3.68 | 53.3 | 0.19 |
| 1500 | 3.95 | 57.1 | 0.18 |
В tab. jeden Hodnoty proudu Ic1=IL1, kapacity kondenzátoru C1 a indukčnosti tlumivky L1 jsou uvedeny pro různé hodnoty celkového výkonu čistě aktivní zátěže.
Reálná zátěž v podobě elektromotoru má významnou indukční složku. V důsledku toho se lineární proud fázově zpožďuje od proudu činné zátěže o úhel f řádově 20°.
Na typových štítcích elektromotorů se obvykle neuvádí úhel, ale jeho kosinus – všeobecně známý cosφ, rovný poměru aktivní složky lineárního proudu k jeho plné hodnotě.
Indukční složka proudu protékajícího zátěží zařízení znázorněného na obr. 1, lze reprezentovat jako proudy procházející některými indukčními cívkami Lн, připojenými paralelně k aktivním odporům zátěže (obr. 3,a), nebo ekvivalentně paralelně s C1, L1 a síťovými vodiči.
Z Obr. 3,b Je zřejmé, že protože proud protékající indukčností je v protifáze s proudem protékajícím kondenzátorem, indukční cívky LH snižují proud protékající kapacitní větví fázově posuvného obvodu a zvyšují jej protékající indukční větví. Aby se tedy udržela fáze napětí na výstupu fázově posuvného obvodu, musí se proud protékající kondenzátorem C1 zvýšit a proud protékající cívkou snížit.
Vektorový diagram pro zátěž s indukční složkou je složitější. Jeho fragment, který umožňuje provést potřebné výpočty, je znázorněn na obr. 4.
Celkový lineární proud Iл se zde rozkládá na dvě složky: činnou Iлcosφ a jalovou Iлsinφ.
V důsledku řešení soustavy rovnic pro určení požadovaných hodnot proudů procházejících kondenzátorem C1 a cívkou L1:
IC1sin30° + IL1sin30° = Iлcosφ, IC1cos30° – IL1cos30° = Iлsinφ,
získáme následující hodnoty těchto proudů:
IC1 = 2/√3⋅Ilsin(60+1°), IL2 = 3/√30⋅Ilcos(XNUMX+XNUMX°).
Pro čistě aktivní zátěž (φ=0) dávají vzorce dříve získaný výsledek Ic1=IL1=Iл.
Na obr. 5 Jsou uvedeny závislosti poměrů proudů Ic1 a IL1 k Iл na cosφ, vypočítané pomocí těchto vzorců. Pro (cosφ = √3/2 = 0,87) je proud kondenzátoru C1 maximální a roven 2/√3Iл = 1.15Iл, a proud tlumivky L1 je poloviční.
Stejné vztahy lze s dobrou mírou přesnosti použít pro typické hodnoty cosφ rovné 0,85, 0,9.
Tabulka 2
| P, W | IC1, A | IL1, A | C1, μF | L1, Gn |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 0.35 | 0.18 | 5.1 | 3.99 |
| 200 | 0.70 | 0.35 | 10.2 | 2.00 |
| 300 | 1.05 | 0.53 | 15.2 | 1.33 |
| 400 | 1.40 | 0.70 | 20.3 | 1.00 |
| 500 | 1.75 | 0.88 | 25.4 | 0.80 |
| 600 | 2.11 | 1.05 | 30.5 | 0.67 |
| 700 | 2.46 | 1.23 | 35.6 | 0.57 |
| 800 | 2.81 | 1.40 | 40.6 | 0.50 |
| 900 | 3.16 | 1.58 | 45.7 | 0.44 |
| 1000 | 3.51 | 1.75 | 50.8 | 0.40 |
| 1100 | 3.86 | 1.93 | 55.9 | 0.36 |
| 1200 | 4.21 | 2.11 | 61.0 | 0.33 |
| 1300 | 4.56 | 2.28 | 66.0 | 0.31 |
| 1400 | 4.91 | 2.46 | 71.1 | 0.29 |
| 1500 | 5.26 | 2.63 | 76.2 | 0.27 |
В tab. jeden Hodnoty proudů IC1, IL1 protékajících kondenzátorem C1 a tlumivkou L1 jsou uvedeny pro různé hodnoty celkového výkonu zátěže, s výše uvedenou hodnotou cosφ = √3/2.
Pro takový obvod s fázovým posunem se používají kondenzátory MBGO, MBGP, MBGT, K42-4 s provozním napětím nejméně 600 V nebo MBGCh, K42-19 s napětím nejméně 250 V.
Nejjednodušší způsob, jak vyrobit tlumivku, je z tyčového výkonového transformátoru ze starého televizoru s elektronkami. Klidový proud primárního vinutí takového transformátoru při napětí 220 V obvykle nepřesahuje 100 mA a má nelineární závislost na aplikovaném napětí.
Pokud se do magnetického obvodu zavede mezera asi 0,2-1 mm, proud se výrazně zvýší a jeho závislost na napětí se stane lineární.
Síťová vinutí transformátorů TS lze zapojit tak, že jmenovité napětí na nich bude 220 V (propojka mezi svorkami 2 a 2′), 237 V (propojka mezi svorkami 2 a 3′) nebo 254 V (propojka mezi svorkami 3 a 3′). Síťové napětí je nejčastěji přiváděno na svorky 1 a 1′. V závislosti na typu zapojení se mění indukčnost a proud vinutí.
В tab. jeden Hodnoty proudu v primárním vinutí transformátoru TS-200-2 jsou uvedeny při přivedení napětí 220 V s různými mezerami v magnetickém obvodu a různým zařazením sekcí vinutí.
Porovnání dat Tabulka 3 a 2 umožňuje dojít k závěru, že uvedený transformátor lze instalovat do obvodu fázového posunu motoru s výkonem přibližně 300 až 800 W a výběrem mezery a schématu zapojení vinutí získat požadovanou hodnotu proudu.
Indukčnost se také mění v závislosti na fázovém nebo mimofázovém zapojení síťového a nízkonapěťového (např. vláknového) vinutí transformátoru.
Maximální proud může v provozním režimu mírně překročit jmenovitý proud. V tomto případě je pro zmírnění tepelného režimu vhodné z transformátoru odstranit všechna sekundární vinutí, část nízkonapěťových vinutí lze použít k napájení automatických obvodů zařízení, ve kterém elektromotor pracuje.
Tabulka 3
| Mezera v magnetický obvod, mm | Proud ve vinutí sítě, A, při připojení svorek k napětí, V | ||
|---|---|---|---|
| 220 | 237 | 254 | |
| 0.2 | 0.63 | 0.54 | 0.46 |
| 0.5 | 1.26 | 1.06 | 0.93 |
| 1 | – | 2.05 | 1.75 |
В tab. jeden Jsou uvedeny jmenovité hodnoty proudů primárních vinutí transformátorů různých televizorů a přibližné hodnoty výkonu motoru, se kterými je vhodné je používat; fázově posuvný LC obvod by měl být vypočítán pro maximální možné zatížení elektromotoru.
Tabulka 4
| Transformátor | Nominální Proud, A | Moc motor, W |
|---|---|---|
| TS-360M | 1.8 | 600. 1500 |
| TS-330K-1 | 1.6 | 500. 1350 |
| ST-320 | 1.6 | 500. 1350 |
| ST-310 | 1.5 | 470. 1250 |
| TSA-270-1, TSA-270-2, TCA-270-3 | 1.25 | 400. 1250 |
| TS-250, TS-250-1, TS-250-2, TS-250-2M, TS-250-2P | 1.1 | 350. 900 |
| TS-200K | 1 | 330. 850 |
| TS-200-2 | 0.95 | 300. 800 |
| TS-180, TS-180-2, TS-180-4, TS-180-2V | 0.87 | 275. 700 |
Při nižší zátěži již nebude zachován požadovaný fázový posun, ale zlepší se startovací charakteristika oproti použití jednoho kondenzátoru.
Experimentální test byl proveden jak s čistě aktivní zátěží, tak s elektromotorem.
Aktivní zátěžové funkce byly prováděny dvěma paralelně zapojenými žárovkami o výkonu 60 a 75 W, které byly součástí každého zátěžového obvodu zařízení. (viz obr. 1), což odpovídalo celkovému výkonu 400 W. V souladu s tab. jeden Kapacita kondenzátoru C1 byla 15 μF. Mezera v magnetickém obvodu transformátoru TS-200-2 (0,5 mm) a schéma zapojení vinutí (při 237 V) byly zvoleny tak, aby byl zajištěn požadovaný proud 1,05 A.
Napětí U1, U2, U3 naměřená na zatěžovacích obvodech se od sebe lišila o 2 V, což potvrdilo vysokou symetrii trojfázového napětí.
Experimenty byly provedeny také s třífázovým asynchronním motorem s rotorem veverkové klece AOL22-43F o výkonu 400 W. Pracoval s kondenzátorem C1 o kapacitě 20 μF (mimochodem, stejným jako při práci motoru pouze s jedním fázově posuvným kondenzátorem) a s transformátorem, jehož mezera a zapojení vinutí jsou zvoleny z podmínky získání proudu 0,7 A.
Díky tomu bylo možné rychle nastartovat motor bez startovacího kondenzátoru a výrazně zvýšit točivý moment pociťovaný při brzdění řemenice na hřídeli motoru.
Bohužel je obtížné provést objektivnější test, protože v amatérských podmínkách je téměř nemožné zajistit standardizované mechanické zatížení motoru.
Je třeba připomenout, že obvod fázového posunu je sériový oscilační obvod naladěný na frekvenci 50 Hz (pro čistě aktivní variantu zátěže) a tento obvod nelze připojit k síti bez zátěže.
Správné připojení elektromotoru – záruka jeho efektivního provozu a trvanlivosti. Bez ohledu na to, zda je to nutné připojení třífázového motoru na 380 V nebo připojení elektromotoru na 220 V, je důležité dodržovat schéma zapojení a zohlednit vlastnosti elektrické sítě.
V tomto článku se podíváme na jak zapojit třífázový motor, jaké schémata lze použít, jaký je mezi nimi rozdíl připojení třífázového motoru na 3 V od připojení k jednofázové síti 220 V, stejně jako jak správně připojit elektromotor s kondenzátorem.
⚙️ Hlavní typy elektromotorů a jejich zapojení
Předtím připojte motor, je důležité určit jeho typ:
(Tj. Asynchronní elektromotory – nejběžnější jsou jednofázový и třífázový.
(Tj. Synchronní motory – pracují s vysokou přesností otáček.
(Tj. Kolektorové motory – používá se v domácích spotřebičích.
Pokud ano třífázový motor, pojďme zjistit, jak to správně zapojit.
Jak zjistit parametry sítě před připojením?
220V nebo 380V – jak zjistit, jaké máte napětí?
(Tj. 220 B – standardní jednofázové napětí pro domácnost.
(Tj. 380 B – používá se v průmyslových a některých soukromých zařízeních.
Jak poznáte, zda je motor vhodný pro vaši síť?
— Podívejte se na štítek na tělese motoru – jsou tam uvedeny parametry připojení:
- Δ (trojúhelník) – připojení třífázového motoru 220 V.
- Y (hvězda) – připojení třífázového motoru na 3 V.
- Δ/Y (220/380 V) – motor lze připojit k různým sítím.
Schémata zapojení třífázového motoru na 380 V a 220 V
1️⃣ Schéma zapojení třífázového motoru na 380 V (hvězda Y)
– Výhody:
✅ Měkký start motoru.
✅ Nižší rozběhové proudy.
– nedostatky:
Snížený výkon motoru X.
Toto zapojení se používá pro motory s nízkým výkonem.
2️⃣ Zapojení třífázového motoru pomocí schématu “Delta” (Δ)
– Výhody:
✅ Maximální výkon motoru.
✅ Optimální pro těžké náklady.
– nedostatky:
Vysoký rozběhový proud X.
Nejčastěji se používá v průmyslových instalacích.
3️⃣ Připojení třífázového motoru hvězda-trojúhelník
Tato metoda kombinuje výhody obou schémat:
✅ Plynulý start motoru.
✅ Schopnost pracovat na plný výkon.
Používá se pro výkonné třífázové motory.
Připojení třífázového motoru k síti 3 V
Pokud nemáte možnost připojit motor k třífázové síti 380 V, můžete použít Schéma zapojení třífázového motoru 220 V s kondenzátorem.
– Co se bude požadovat:
✔️ Kondenzátory – práce a zahájení.
✔️ Frekvenční měnič – pokud je vyžadován stabilní provoz motoru.
– Kapacitu kondenzátoru lze vypočítat pomocí vzorce: 7 μF na 100 W výkonu.
Jak zapojit motor 220 V s kondenzátorem?
1️⃣ Vyhledejte svorkovnici motoru.
2️⃣ Dvě fáze zapojte přímo, třetí přes kondenzátor.
3️⃣ Pro startování použijte startovací kondenzátor (po startu se odpojí).
Nevýhodou této metody je ztráta výkonu motoru (přibližně 30 %).
Nevýhodou této metody je ztráta výkonu motoru (přibližně 30 %).
Reverzibilní zapojení třífázového motoru
– Zpětné připojení umožňuje změnit směr otáčení motoru.
✔️ Jak implementovat?
✅ Použijte dva startující hráči.
✅ Instalace blokování, aby se zabránilo současnému zapnutí.
✅ Před spuštěním zkontrolujte obvod.
Bezpečnost při připojování elektromotoru
✔️ Obyčejné chyby:
- Nesprávná volba schématu zapojení.
- Použití nevhodných kondenzátorů.
- Nedostatek uzemnění a ochrany.
(Tj. Co použít:
✔ Jistič ochrany motoru (EPC).
✔ Magnetický spínač.
✔ Tepelné relé.
Shrnutí: Jak správně zapojit elektromotor?
✔️ Určit síťové napětí (220 V nebo 380 V).
✔️ Vyberte vhodné schéma zapojeníhvězda, trojúhelník nebo hvězda-trojúhelník.
✔️ Pro jednofázové připojení použití конденсаторы nebo frekvenční měnič.
✔️ Nezapomeňte na ochranné vybaveník prodloužení životnosti motoru.
Užitečné materiály:
Správné připojení elektromotoru je klíčem k jeho dlouhému a spolehlivému provozu!