Podłączenie silnika trójfazowego do sieci jednofazowej i trójfazowej

Spośród wszystkich typów napędów elektrycznych najbardziej rozpowszechnione są silniki asynchroniczne. Są bezpretensjonalne w konserwacji, nie ma jednostki zbierającej szczotki. Jeśli ich nie przeciążysz, nie zmoczysz i okresowo serwisujesz lub wymieniasz łożyska, to potrwa to prawie wieczność. Ale jest jeden problem - większość silników asynchronicznych, które można kupić na najbliższym pchlim targu, to silniki trójfazowe, ponieważ są przeznaczone do użytku w produkcji. Pomimo tendencji do przechodzenia w naszym kraju na zasilanie trójfazowe, zdecydowana większość domów nadal ma wejście jednofazowe. Dlatego zastanówmy się, jak podłączyć silnik trójfazowy do sieci jednofazowej i trójfazowej.

Co to jest gwiazda i trójkąt w silniku elektrycznym

Najpierw zastanówmy się, jakie są schematy połączeń uzwojeń. Wiadomo, że jednobiegowy trójfazowy asynchroniczny silnik elektryczny ma trzy uzwojenia. Są połączone na dwa sposoby, zgodnie ze schematami:

• gwiazda;
• trójkąt.

Takie metody łączenia są typowe dla każdego typu obciążenia trójfazowego, a nie tylko dla silników elektrycznych. Poniżej jak wyglądają na schemacie:

Przewody zasilające są podłączone do listwy zaciskowej, która znajduje się w specjalnej puszce. Nazywa się Brno lub Borno. Przewody z uzwojeń są do niego wyprowadzane i mocowane na listwach zaciskowych. Sama skrzynka jest usuwana z obudowy silnika, a także znajdujące się w niej listwy zaciskowe.

W zależności od konstrukcji silnika w brnie mogą być 3 przewody lub może 6 przewodów. Jeśli są 3 przewody, to uzwojenia są już połączone w gwiazdę lub trójkąt i, jeśli to konieczne, nie będzie można ich szybko ponownie połączyć, w tym celu musisz otworzyć skrzynkę, poszukać punktu połączenia, odłączyć go i rób zakręty.

Jeśli w brnie jest 6 przewodów, co jest bardziej powszechne, to można podłączyć uzwojenia według własnego uznania, w zależności od charakterystyki silnika i napięcia sieci zasilającej (o tym poniżej). Poniżej możesz zobaczyć brno i zainstalowane w nim listwy zaciskowe. W przypadku wersji 3-przewodowej w listwie zaciskowej będą 3 kołki, a dla wersji 6-przewodowej będzie to 6 kołków.

Początki i końce uzwojeń są połączone z kołkami nie tylko „losowo” lub „tak wygodnie”, ale ściśle w określonej kolejności, tak aby jednym zestawem zworek można było połączyć zarówno trójkąt, jak i gwiazda. To znaczy początek pierwszego nawinięcia nad końcem trzeciego, początek drugiego do końca pierwszego i początek trzeciego nad końcem drugiego.

Tak więc, jeśli założysz zworki na dolne styki listwy zaciskowej w linii, uzyskasz połączenie uzwojenia w gwiazdę, a przez zainstalowanie trzech zworek pionowo równolegle do siebie - połączenie trójkąt. W silnikach "w konfiguracji fabrycznej" jako zworki zastosowano miedziane szyny zbiorcze, co jest wygodne w użyciu do podłączenia - nie ma potrzeby zginania przewodów.

Nawiasem mówiąc, na osłonach silnika elektrycznego często stosuje się zgodność położenia zworek z tymi schematami.

Podłączenie do sieci trójfazowej

Teraz, gdy zorientowaliśmy się, jak połączone są uzwojenia, zastanówmy się, jak łączą się z siecią.

Silniki 6-przewodowe umożliwiają przełączanie między uzwojeniami dla różnych napięć zasilania. W ten sposób rozpowszechniły się silniki elektryczne o napięciu zasilania:

• 380/220;
• 660/380;
• 220/127.

Co więcej, wyższe napięcie dotyczy połączenia w gwiazdę, a niższe napięcie dotyczy trójkąta.

Faktem jest, że sieć trójfazowa nie zawsze ma zwykłe napięcie 380V. Na przykład na statkach jest sieć z izolowanym przewodem neutralnym (bez zera) na 220V, a w starych radzieckich budynkach pierwszej połowy ubiegłego wieku nawet teraz czasami jest sieć 127/220V. Chociaż sieć napięciowa 660V jest rzadka, jest bardziej powszechna w produkcji.

Możesz przeczytać o różnicach między napięciem fazowym i liniowym w odpowiednim artykule na naszej stronie internetowej: https://samelectrik.ru/linejnoe-i-faznoe-napryazhenie.html.

Jeśli więc musisz podłączyć trójfazowy silnik elektryczny do sieci 380 / 220 V, sprawdź jego tabliczkę znamionową i znajdź napięcie zasilania.

Silniki elektryczne na tabliczce znamionowej, które wskazują 380/220, można podłączyć tylko z gwiazdą do naszych sieci. Jeśli zamiast 380/220 napisane jest 660/380 - połącz uzwojenia trójkątem. Jeśli masz pecha i masz stary silnik 220/127 - potrzebujesz transformatora obniżającego napięcie lub jednofazowego przetwornica częstotliwości z wyjściem trójfazowym (3x220). W przeciwnym razie podłączenie go do trzech faz 380/220 nie będzie działać.

Najgorszy scenariusz ma miejsce, gdy napięcie znamionowe silnika trójprzewodowego ma nieznane połączenie uzwojenia. W takim przypadku musisz otworzyć obudowę i poszukać punktu ich połączenia i, jeśli to możliwe, i są one połączone zgodnie ze schematem trójkąta, przerobić je na schemat gwiazdy.

Ustaliliśmy połączenie uzwojeń, teraz porozmawiajmy o tym, jakie są schematy podłączenia trójfazowego silnika elektrycznego do sieci 380V. Schematy są pokazane dla styczników z cewkami o napięciu znamionowym 380V, jeśli masz cewki na 220V, podłącz je między fazą a zerem, czyli drugi przewód do zera, a nie do fazy „B”.

Silniki elektryczne są prawie zawsze połączone przez Magnetyczny przełącznik (lub stycznik). Poniżej możesz zobaczyć schemat połączeń bez cofania i samodzielnego odbioru. Działa w ten sposób, że silnik będzie się obracał dopiero po naciśnięciu przycisku na pilocie. W takim przypadku przycisk jest wybierany bez zatrzasku, tj. nawiązuje lub zrywa kontakty, gdy jest przytrzymany, jak te używane w klawiaturach, myszach i dzwonkach do drzwi.

Zasada działania tego obwodu: po naciśnięciu przycisku „START” prąd zaczyna płynąć przez cewkę stycznika KM-1, w rezultacie kotwica stycznika zostaje przyciągnięta i styki mocy KM-1 zamykają się, silnik uruchamia się Praca. Po zwolnieniu przycisku START silnik się zatrzyma. QF-1 to wyłącznik obwodu, który odłącza zasilanie zarówno w obwodzie zasilania, jak i w obwodzie sterowania.

Jeśli musisz nacisnąć przycisk i wałek zacznie się obracać - zamiast przycisku umieść przełącznik dwustabilny lub przycisk z utrwalenie, czyli styki, których po naciśnięciu pozostają zamknięte lub otwarte do następnego pilny.

Ale rzadko się to robi. Znacznie częściej silniki elektryczne uruchamiane są z pilotów z przyciskami bez zatrzasku. Dlatego do poprzedniego obwodu dodawany jest jeszcze jeden element - styk blokowy rozrusznika (lub stycznika) połączony równolegle z przyciskiem „START”. Taki schemat można wykorzystać do podłączenia wentylatorów elektrycznych, okapów, obrabiarek i dowolnego innego sprzętu, którego mechanizmy obracają się tylko w jednym kierunku.

Jak działa obwód:

Po załączeniu wyłącznika QF-1 na stykach mocy stycznika i obwodu sterującego pojawia się napięcie. Przycisk STOP jest normalnie zamknięty, tj. jego styki otwierają się po naciśnięciu. Poprzez "STOP" napięcie jest podawane do normalnie otwartego przycisku "START", styku blokującego i ostatecznie cewkę, więc po jej naciśnięciu obwód sterujący cewki zostanie pozbawiony napięcia, a stycznik zostanie pozbawiony napięcia.

W praktyce w słupku przycisku każdy przycisk ma parę styków normalnie otwartych i normalnie zamkniętych, których zaciski znajdują się po różnych stronach przycisku (patrz. zdjęcie poniżej).

Po naciśnięciu przycisku „START” prąd zaczyna płynąć przez cewkę stycznika lub rozrusznika KM-1 (wł nowoczesne styczniki są oznaczone jako A1 i A2), w wyniku czego przyciągana jest zwora i moc styki KM-1. KM-1.1 jest stykiem pomocniczym stycznika normalnie otwartym (NO), który po podaniu napięcia na cewkę zamyka się jednocześnie ze stykami mocy i omija przycisk „START”.

Po zwolnieniu przycisku START silnik będzie nadal pracował, ponieważ prąd do cewki stycznika jest teraz dostarczany przez styk blokowy KM-1.1.

Nazywa się to „samochwytaniem”.

Główną trudnością dla początkujących w zrozumieniu tego podstawowego schematu jest to, że nie od razu staje się jasne, że słupek przycisku znajduje się w jednym miejscu, a styczniki w innym. Jednocześnie KM-1.1, który jest połączony równolegle z przyciskiem „START”, może faktycznie znajdować się dziesięć metrów dalej.

Jeśli potrzebujesz, aby wał silnika obracał się w obu kierunkach, na przykład na wciągarce lub innym podnoszeniu mechanizm, a także różne maszyny (tokarka itp.) - skorzystaj ze schematu połączeń silnika trójfazowego z odwrócić.

Nawiasem mówiąc, obwód ten jest często nazywany „obwodem odwracalnego rozrusznika”.

Schemat połączeń odwracalnych - są to dwa schematy nieodwracalne z pewnymi modyfikacjami. KM-1.2 i KM-2.2 to normalnie zwarte (NC) styki pomocnicze styczników. Są one włączone w obwód sterowania cewki przeciwnego stycznika, jest to tzw. „niezawodny”, jest to potrzebne, aby tak się nie stało zwarcie międzyfazowe w obwodzie mocy.

Pomiędzy przyciskiem „DALEJ” lub „WSTECZ” (ich przeznaczenie jest takie samo jak w poprzednim schemacie „START”) a cewka pierwszego stycznika (KM-1) łączy normalnie zamknięty (NC) styk blokowy drugiego stycznik (KM-2). Tak więc, gdy KM-2 włącza się, normalnie zamknięty styk otwiera się odpowiednio, a KM-1 nie włącza się, nawet jeśli naciśniesz „DALEJ”.

I odwrotnie, NC z KM-2 jest zainstalowany w obwodzie sterującym KM-1, aby zapobiec ich jednoczesnej aktywacji.

Aby uruchomić silnik w przeciwnym kierunku, czyli włączyć drugi stycznik, należy wyłączyć stycznik prądowy. Aby to zrobić, naciśnij przycisk STOP, a obwód sterowania dla dwóch styczników zostanie wyłączony, a następnie naciśnij przycisk start w przeciwnym kierunku obrotów.

Jest to konieczne, aby zapobiec zwarciu w obwodzie zasilania. Zwróć uwagę na lewą stronę schematu, różnice w połączeniu styków mocy KM-1 i KM-2 są w kolejności łączenia faz. Jak wiadomo, aby zmienić kierunek obrotów silnika asynchronicznego (wsteczny), należy zamienić 2 z 3 faz (dowolnych), tutaj 1 i 3 fazy zostały zamienione.

Reszta pracy obwodu jest podobna do poprzedniej.

Nawiasem mówiąc, sowieckie rozruszniki i styczniki miały połączone styki blokowe, tj. jedna z nich była zamknięta, a druga otwarta w większości nowoczesne styczniki należy montować na przedrostku styków pomocniczych, w których znajdują się 2-4 pary dodatkowych styków właśnie dla nich cele.

Podłączenie do sieci jednofazowej

Do podłączenia trójfazowego silnika elektrycznego 380 V do sieci jednofazowej 220 V najczęściej stosuje się obwód z kondensatorami przesuwającymi fazę (rozruch i działanie). Bez kondensatorów silnik może się uruchomić, ale tylko bez obciążenia, a podczas rozruchu będziesz musiał ręcznie obracać jego wał.

Problem polega na tym, że do pracy AM potrzebne jest wirujące pole magnetyczne, którego nie można uzyskać z sieci jednofazowej bez dodatkowych elementów. Ale podłączenie jednego z uzwojeń przez przepustnica, możesz przesunąć fazę napięcia do -90˚ i używając kondensator + 90˚ względem fazy sieciowej. Kwestię przesunięcia fazowego rozważyliśmy bardziej szczegółowo w artykule: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Najczęściej do przesunięcia faz służą kondensatory, a nie dławiki. W ten sposób uzyskuje się nieobrotowy, ale eliptyczny. W rezultacie tracisz około połowy mocy nominalnej. Jednofazowe IM działają lepiej z tym połączeniem, ponieważ ich uzwojenia zostały pierwotnie zaprojektowane i umieszczone na stojanie dla takiego połączenia.

Poniżej można zobaczyć typowe schematy okablowania silnika bez odwracania dla obwodów gwiazdy lub trójkąta.

Rezystor na poniższym schemacie konieczne jest rozładowanie kondensatorów, ponieważ po wyłączeniu zasilania napięcie pozostanie na jego zaciskach i można zostać porażonym prądem.

Możesz wybrać pojemność kondensatora do podłączenia silnika trójfazowego do sieci jednofazowej na podstawie poniższej tabeli. Jeśli obserwujesz trudny i przedłużający się start, często konieczne jest zwiększenie zdolności startowej (a czasem roboczej).

Lub obliczyć za pomocą formuł:

Jeśli silnik jest mocny lub uruchamia się pod obciążeniem (na przykład w sprężarce), należy również podłączyć kondensator rozruchowy.

Aby uprościć włączanie, zamiast przycisku „ACCELERATE” użyj „PNVS”. Jest to przycisk do uruchamiania silników z kondensatorem rozruchowym. Ma trzy styki, dwa z nich łączą fazę i zero, a przez trzeci - kondensator rozruchowy. Na panelu przednim znajdują się dwa przyciski - „START” i „STOP” (jak w maszynach AP-50).

Po włączeniu silnika i wciśnięciu do końca pierwszego klawisza trzy styki są zamykane po silniku rozkręcony, a ty puszczasz "START", środkowy kontakt otwiera się, a dwa skrajne pozostają zamknięte, start kondensator. Po naciśnięciu przycisku STOP wszystkie styki otworzą się. Schemat okablowania jest prawie taki sam.

Możesz zobaczyć szczegóły, co to jest i jak prawidłowo podłączyć PNVS w następującym filmie:

Schemat podłączenia silnika elektrycznego 380 V do sieci jednofazowej 220 V z rewersem pokazano poniżej. Za rewers odpowiada przełącznik SA1.

Uzwojenia silnika 380/220 są połączone trójkątem, a dla silników 220/127 - gwiazdą, tak aby napięcie zasilania (220 woltów) odpowiadało napięciu znamionowemu uzwojeń. Jeśli są tylko trzy wyjścia, a nie sześć, nie będziesz mógł zmienić schematów połączeń uzwojeń bez ich otwierania. Są tu dwie opcje:

1. Napięcie nominalne to 3x220V - masz szczęście i korzystasz z powyższych obwodów.
2. Napięcie nominalne to 3x380V - masz mniej szczęścia, ponieważ silnik może słabo się uruchamiać lub wcale nie uruchamia się, jeśli podłączysz go do sieci 220V, ale warto spróbować, może zadziałać!

Ale po podłączeniu silnika elektrycznego 380 V do 1 fazy 220 V przez kondensatory pojawia się jeden duży problem - utrata mocy. Mogą osiągnąć 40-50%.

Głównym i skutecznym sposobem podłączenia bez utraty mocy jest zastosowanie przemiennika częstotliwości. Jednofazowe przetwornice częstotliwości wyprowadzają 3 fazy z napięciem sieciowym 220 V bez zera. W ten sposób można podłączyć silniki do 5 kW, przy większej mocy przetwornice mogące pracować z wejściem jednofazowym są po prostu bardzo rzadkie. W takim przypadku nie tylko uzyskasz pełną moc silnika, ale także będziesz mógł w pełni regulować jego prędkość i cofać ją.

Teraz wiesz, jak podłączyć silnik trójfazowy na 220 i 380 woltów, a także czego potrzebujesz. Mamy nadzieję, że podane informacje pomogły Ci zrozumieć problem!

Powiązane materiały:

• Podłączanie rozrusznika magnetycznego do 380 i 220v
• Jak zamontować ekran trójfazowy?
• Jak wybrać przetwornicę częstotliwości