Трехфазный асинхронныймоторАсинхронный двигатель — это тип асинхронного двигателя, который питается от одновременного подключения трехфазного переменного тока напряжением 380 В (разность фаз 120 градусов). Из-за того, что магнитные поля ротора и статора трехфазного асинхронного двигателя вращаются в одном направлении и с разной скоростью, возникает скольжение, поэтому он называется трехфазным асинхронным двигателем.
Скорость вращения ротора трехфазного асинхронного двигателя ниже скорости вращения магнитного поля. Обмотка ротора генерирует электродвижущую силу и ток за счет относительного движения относительно магнитного поля и взаимодействует с магнитным полем, создавая электромагнитный момент и осуществляя преобразование энергии.
По сравнению с однофазным асинхронныммоторытрехфазный асинхронныймоторыОбладают лучшими эксплуатационными характеристиками и позволяют экономить различные материалы.
В зависимости от конструкции ротора трехфазные асинхронные двигатели можно разделить на двигатели с обмоткой и с обмоткой.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет простую конструкцию, надежную работу, малый вес и низкую цену, что обусловило его широкое применение. Его главный недостаток – сложность регулирования скорости.
Ротор и статор трехфазного асинхронного двигателя с обмотками также снабжены трехфазными обмотками и соединены с внешним реостатом через контактные кольца и щетки. Регулировка сопротивления реостата позволяет улучшить пусковые характеристики двигателя и отрегулировать его скорость.
Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя
При подаче симметричного трехфазного переменного тока на трехфазную обмотку статора генерируется вращающееся магнитное поле, которое вращается по часовой стрелке вдоль внутреннего кругового пространства статора и ротора с синхронной скоростью n1.
Поскольку вращающееся магнитное поле вращается со скоростью n1, проводник ротора вначале неподвижен, поэтому проводник ротора будет пересекать вращающееся магнитное поле статора, создавая индуцированную электродвижущую силу (направление индуцированной электродвижущей силы определяется правилом правой руки).
Вследствие короткого замыкания проводников ротора на обоих концах кольцом короткого замыкания, под действием индуцированной электродвижущей силы в проводниках ротора будет генерироваться индуцированный ток, направление которого в основном совпадает с направлением индуцированной электродвижущей силы. На проводник ротора, по которому протекает ток, действует электромагнитная сила в магнитном поле статора (направление силы определяется с помощью правила левой руки). Электромагнитная сила создает электромагнитный момент на валу ротора, заставляя ротор вращаться в направлении вращающегося магнитного поля.
На основании приведенного выше анализа можно заключить, что принцип работы электродвигателя заключается в следующем: когда на трехфазные обмотки статора двигателя (каждая с разностью электрических углов в 120 градусов) подается трехфазный симметричный переменный ток, генерируется вращающееся магнитное поле, которое пересекает обмотку ротора и создает индуцированный ток в обмотке ротора (обмотка ротора представляет собой замкнутую цепь). Проводник ротора, по которому протекает ток, будет создавать электромагнитную силу под действием вращающегося магнитного поля статора. Таким образом, на валу двигателя образуется электромагнитный момент, приводящий двигатель во вращение в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле.
Схема подключения трехфазного асинхронного двигателя
Схема подключения трехфазных асинхронных двигателей:
Шесть проводов обмотки трехфазного асинхронного двигателя можно соединить двумя основными способами: соединение «треугольник-треугольник» и соединение «звезда».
Шесть проводов = три обмотки двигателя = три головных конца + три хвостовых конца, при этом мультиметр измеряет соединение между головным и хвостовым концами одной и той же обмотки, т.е. U1-U2, V1-V2, W1-W2.
1. Метод соединения «треугольник-треугольник» для трехфазных асинхронных двигателей.
Метод соединения витков в форме треугольника заключается в последовательном соединении концов трех витков с образованием треугольника, как показано на рисунке:
2. Звездное соединение трехфазных асинхронных двигателей
При звездообразном соединении концы трех обмоток соединяются, а остальные три провода используются в качестве силовых. Способ соединения показан на рисунке:
Пояснение к принципиальной схеме подключения трехфазного асинхронного двигателя в рисунках и тексте.
Распределительная коробка трехфазного двигателя
При подключении трехфазного асинхронного двигателя способ соединения соединительного элемента в распределительной коробке следующий:
При угловом подключении трехфазного асинхронного двигателя способ соединения соединительного элемента распределительной коробки следующий:
Для трехфазных асинхронных двигателей существует два способа соединения: звездообразное и треугольное.
Метод триангуляции
При намотке катушек с одинаковым напряжением и диаметром провода, метод соединения «звезда» имеет в три раза меньше витков на фазу (в 1,732 раза) и в три раза меньшую мощность, чем метод соединения «треугольник». Метод соединения готового двигателя рассчитан на напряжение 380 В и, как правило, не подходит для модификации.
Способ соединения можно изменить только в том случае, если уровень трехфазного напряжения отличается от стандартного 380 В. Например, при уровне трехфазного напряжения 220 В можно заменить соединение «звезда» исходного трехфазного напряжения 380 В на соединение «треугольник»; при уровне трехфазного напряжения 660 В исходный способ соединения «треугольник» 380 В можно заменить на соединение «звезда», при этом мощность останется неизменной. Как правило, двигатели малой мощности соединяются «звездой», а двигатели большой мощности — «треугольником».
При номинальном напряжении следует использовать двигатель с треугольным соединением лопастей. Если его перевести на двигатель со звездообразным соединением, это будет относиться к режиму работы при пониженном напряжении, что приведет к снижению мощности двигателя и пускового тока. При запуске мощного двигателя (методом треугольного соединения) ток очень высок. Для уменьшения влияния пускового тока на линию обычно используется понижающий пуск. Один из методов заключается в замене исходного метода треугольного соединения на метод звездообразного соединения для запуска. После запуска по методу звездообразного соединения его снова переводят на метод треугольного соединения для работы.
Схема подключения трехфазного асинхронного двигателя
Физическая схема линий передачи прямого и обратного тока для трехфазных асинхронных двигателей:
Для обеспечения прямого и обратного управления двигателем можно регулировать любые две фазы его питания относительно друг друга (это называется коммутацией). Обычно фаза V остается неизменной, а фазы U и W регулируются относительно друг друга. Для обеспечения надежного переключения фаз двигателя при срабатывании двух контакторов необходимо обеспечить согласованность проводки на верхнем контакте и регулировку фазы на нижнем контакторе. Из-за переключения фаз необходимо исключить одновременное включение двух катушек КМ, иначе могут возникнуть серьезные межфазные короткие замыкания. Поэтому необходимо использовать блокировку.
В целях безопасности часто используется двойная блокировочная схема управления прямым и обратным ходом с кнопочной блокировкой (механической) и контакторной блокировкой (электрической); благодаря кнопочной блокировке, даже при одновременном нажатии кнопок прямого и обратного хода, два контактора, используемые для регулировки фазы, не могут быть включены одновременно, что механически предотвращает межфазные короткие замыкания.
Кроме того, благодаря взаимосвязи используемых контакторов, пока один из контакторов включен, его длительный замкнутый контакт не замкнется. Таким образом, при использовании механической и электрической двойной блокировки система питания двигателя исключает межфазные короткие замыкания, эффективно защищая двигатель и предотвращая аварии, вызванные межфазными короткими замыканиями во время фазовой модуляции, которые могут привести к выходу из строя контактора.
Дата публикации: 07.08.2023
