Напряжения сети и схемы статорных обмоток электродвигателя
Если в паспорте электродвигателя указано, например, 220/380 в, это означает, что электродвигатель может быть включен как в сеть 220 в (схема соединения обмоток - треугольник), так и в сеть 380 в (схема соединения обмоток - звезда). Статорные обмотки асинхронного электродвигателя имеют шесть концов.
По ГОСТу обмотки асинхронного двигателя имеют следующие обозначения: I фаза - С1 (начало), С4 (конец), II фаза - С2 (начало), С5 (конец), III фаза - С3 (начало), С6 (конец).
Рис. 1. Схема подключения обмоток асинхронного двигателя: а - в звезду, б - в треугольник, в - исполнение схем "звезда" и "треугольник" на доске зажимов.
Если в сети напряжения равно 380 В, то обмотки статора двигателя должны быть соединены по схеме "звезда". В общую точку при этом собраны или все начала (С1, С2, С3), или все концы (С4, С5, С6). Напряжение 380 в приложено между концами обмоток АВ, ВС, СА. На каждой же фазе, то есть между точками О и А, О и В, О и С, напряжение будет в √З
раз меньше: 380/√З
= 220 В.
Способы подключения электродвигателей
Если в сети напряжение 220 В (при системе напряжений 220/127 В, что в настоящее время, практически нигде не встречается) обмотки статора двигателя должны быть соединены по схеме "треугольник".
В точках А, В и С соединяются начало (Н) предыдущей с концом (К) последующей обмотки и с фазой сети (рис. 1, б). Если предположить, что между точками А и В включена I фаза, между точками В и С - II, а между точками С и А - III фаза, то при схеме "треугольник" соединены: начало I (С1) с концом III (С6), начало II (С2) с концом I (С4) и начало III (С3) с концом II (С5).
У некоторых двигателей концы фаз обмотки выведены на доску зажимов. По ГОСТу, начала и концы обмоток выводят.в том порядке, как эго показано на рисунке 1, в.
Если теперь необходимо соединить обмотки двигателя по схеме "звезда", зажимы, на которые выведены концы (или начала), замыкают между собой, а к зажимам двигателя, на которые выведены начала (или концы), присоединяют фазы сети.
При соединении обмоток двигателя в "треугольник" соединяют, зажимы по вертикали попарно и к перемычкам присоединяют фазы сети. Вертикальные перемычки соединяют начало I
с концом III
фазы, начало II с концом I
фазы и начало III
с концом II фазы.
При определении схемы соединения обмоток можно пользоваться следующей таблицей:
Паспорт электродвигателя
Определение согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки.
На выводах статорных обмоток двигателя обычно имеются стандартные обозначения па металлических обжимающих кольцах. Однако эти обжимающие кольца теряются. Тогда возникает необходимость определить согласованные выводы. Это выполняют в такой последовательности.
Сначала при помощи контрольной лампы определяют пары выводов, принадлежащих отдельным фазным обмоткам (рис. 2).
Рис. 2 . Определение фазных обмоток при помощи контрольной лампы.
К зажиму сети 2 подключают один из шести выводов статорной обмотки двигателя, а к другому зажиму сети 3 подключают один конец контрольной лампы. Другим концом контрольной лампы поочередно касаются каждого из остальных пяти выводов статорных обмоток до тех пор, пока лампа не загорится. Если лампа загорелась, значит, два вывода, присоединенные к сети, принадлежат одной фазе.
Необходимо следить при этом, чтобы выводы обмоток не замыкались друг с другом. Каждую пару выводов помечают (например, завязав ее узелком).
Определив фазы статорной обмотки, приступают ко второй части работы - определению согласованных выводов или "начал" и "концов". Эта часть работы может быть выполнена двумя способами.
1. Способ трансформации. В одну из фаз включают контрольную лампу. Две другие фазы соединяют последовательно и включают и сеть на .
Если эти две фазы оказались включенными так, что и точке О условный "конец" одной фазы соединен с условным "началом" другой (рис. 3, а), то магнитный ноток ∑Ф пересекает третью обмотку и индуктирует в ней ЭДС.
Лампа укажет наличие ЭДС небольшим накалом. Если накал незаметен, то следует применить в качестве индикатора вольтметр со шкалой до 30 - 60 В.
Рис. 3. Определение начал и концов в фазных обмотках двигателя методом трансформации
Если в точке О встретятся, например, условные "концы" обмоток (рис. 3, б), то магнитные потоки обмоток будут направлены противоположно друг другу. Суммарный поток будет близок к нулю, и лампа не даст накала (вольтметр покажет О). В данном случае выводы, принадлежащие какой-либо из фаз, следует поменять местами и включить снова.
Если накал у лампы есть (или вольтметр показывает некоторое напряжение), то концы следует пометить. На одни из выводов, которые встретились в общей точке О, надевают бирку с пометкой Н1 (начало I фазы), а на другой вывод - К3 (или К2).
Бирки К1 и Н3 (или Н2) надевают па выводы, находящиеся в общих узелках (завязанных при выполнении первой части работы) с Н1 и К3 соответственно.
Для определения согласованных выводов третьей обмотки собирают схему, представленную на рисунке 3, в. Лампу включают в одну из фазе уже обозначенными выводами.
2. Способ подбора фаз. Этот способ определения согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки можно использовать для двигателей небольшой мощности - до 3 - 5 кВт.
Рис. 4. Определение "начал" и "концов" обмотки методом подбора схемы "звезда".
После того как определены выводы отдельных фаз, их наугад соединяют в звезду (по одному выводу от фазы подключают к сети, а по одному - соединяют в общую точку) и включают двигатель в сеть. Если в общую точку попали все условные "начала" или все "концы", то двигатель будет работать нормально.
Но если одна из фаз (III ) оказалась "перевернутой" (рис. 4, а), то двигатель сильно гудит, хотя и может вращаться (но легко может быть заторможен). В этом случае выводы любой из обмоток наугад (например, I ) следует поменять местами (рис. 4, б).
Если двигатель опять гудит и плохо работает, то фазу следует снова включить, как прежде (как в схеме а), но повернуть другую фазу - III (рис. 3, в).
Если двигатель и после этого гудит, то эту фазу следует также поставить по-прежнему, а повернуть следующую фазу - II.
Когда двигатель станет работать нормально (рис. 4, в), все три вывода, которые соединены в общую точку, следует пометить одинаково, например "концами", а противоположные - "началами". После этого можно собирать рабочую схему, указанную в паспорте двигателя.
Обмотка статора электродвигателя выполняется несколько сложнее, чем было показано на рис. 10-1.
Рис. 10-4. Секция обмотки статора.
Рис. 10-5. Соединение двух секций.
Рис. 10-6. Обозначение секций.
Каждая фаза трехфазной обмотки состоит из отдельных секций, подобных секциям якоря машины постоянного тока (см. рис. 4-9).
На рис. 10-4 показана секция, состоящая из четырех, витков, которой на статоре будут заняты два паза.
Эти же четыре витка можно разбить на две секции, как показано на рис. 10-5. Их соединяют последовательно для того, чтобы э. д. с. секций складывались. Все провода секций изолируются вместе и в дальнейшем каждая секция будет изображаться одновитковой независимо от числа ее витков (рис. 10-6).
Активные стороны секций могут помещаться в пазах в один слой (рис. 10-1) или, чаще, в два слоя, как в якоре машины постоянного тока (рис. 4-8, 4-10).
Рис. 10-7. Развертка двухслойной обмотки.
Покажем, как подсчитывается число пазов статора для трехфазной обмотки электродвигателя. Если число полюсов машины число фаз то от каждой фазы на каждый полюс должно приходиться некоторое число пазов , которым задаются при расчете машины. Тогда все число пазов статора равно:
Пусть задано, что Все число пазов Если обмотка двухслойная, то число секций тоже равно 12. Такая обмотка показана на рис. 10-7. На каждую фазу приходится секции, сгруппированные в две катушки, расположенные в сфере действия разноименных полюсов, т. е. на двух полюсных делениях т. Полюсное деление всегда равно 180° эл.
Разбивка пазов по фазам производится следующим образом. Так как то произвольно можно считать, что на первом полюсном делении фазе А принадлежат пазы 1, 2. На втором полюсном делении фазе А принадлежат пазы
Рис. 10-8. Статор асинхронного двигателя без обмотки.
Рис. 10-9. Стальной лист сердечника статора.
Рис. 10-10. Трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель.
7, 8, так как зубцов. Фаза В сдвинута в пространстве на 120° или на , т. е. на зубца, и занимает пазы 5, 6 и 11, 12. Разметка ведется по верхнему слою активных сторон. Очевидно, фаза С расположена в остальных пазах - 8, 9 и 3, 4. Для того чтобы э. д. с. фазы складывались, секции соединяют в катушки последовательно - конец первой с началом второй, а щтушки встречно - конец первой с юнцом, второй. (рис. 10-7), например:
Для присоединения обмотки к трехфазной сети ее соединяют в звезду или в треугольник.
Статор асинхронного электродвигателя без обмотки показан на рис. 10-8. Он имеет внешний чугунный, алюминиевый или стальной корпус 1 с запресованным в него сердечником 2, собранным из штампованных стальных, листов (рис. 10-9). Листы изолированы друг от друга специальным лаком.
У двигателей закрытого типа внешняя ребристая поверхность статора обдувается вентилятором для лучшего охлаждения. Двигатель в собранном виде показан на рис. 10-10.
Бывают ситуации, когда маркировка выводов статорной обмотки электродвигателя отсутствует или нарушена, а для правильного подключения асинхронного электродвигателя в сеть необходимо правильно определить начало статорной обмотки и её конец.
Давайте определим принадлежность выводов, к соответствующим обмоткам воспользовавшись для этого мультиметром. Перед началом измерения переключаем мультиметр на 200 Ом и одним из щупов дотрагиваемся до любого из шести выводов, а вторым щупом ищем конец этой обмотки. Когда вы найдете искомый проводник, показания на дисплее мультиметра изменятся на отличное от ноля. В нашем случае это 14,7 Ом.
Вы нашли первую обмотку статора электродвигателя. Предлагаю отметить выводы отрезками кембрика (или любым удобным вам способом) с маркировкой U1 иU2.
Аналогичным способом находим оставшиеся две обмотки.
Вторую обмотку отмечаем кембриком (или любым удобным вам способом) V1 и V2, а третью W1 и W2 соответственно.
В итоге мы нашли три обмотки и от маркировали их выводы в произвольном порядке.
Теперь перейдем к следующему шагу в котором мы определим начало статорной обмотки и её конец, но сначала немного теории.
В электротехнике две обмотки, которые находятся на одном сердечнике возможно подключить согласованно или встречно. Таким образом, при согласованном подключении двух обмоток возникает ЭДС (электродвижущая сила), складывающаяся из сумм ЭДС (электродвижущей силы) первой и второй обмотоки. То есть процесс электромагнитной индукции возникающей в первых двух обмотках наведет в расположенной рядом обмотке ЭДС, то есть напряжение.
Если же вы подключите две обмотки встречно, получается что ЭДС каждой из обмоток будет направлена друг на друга и её сумма с этих двух встречных обмоток будет равнятся нулю. Поэтому в расположенной рядом обмотке электродвижущая сила не наведётся или наведется только малой величины.
Теперь выполним все выше сказанное на практике .
Выводы U1 и U2 первой обмотки соединяем с выводами V1 и V2 второй обмотки, представленным ниже способом. Помните, что обозначения, нанесенные на выводы достаточно условные.
Выводы обмоток U2 и V1 соединяем между собой, а на выводы U1 и V2 подаем напряжение 220 Вольт.
После чего производим измерение напряжения на выводах обмотки W1 и W2, в первом случае получилось 0,15 Вольт. Полученное напряжение очень маленькое, поэтому можно сделать вывод, что обмотки подключены встречно. Отключаем напряжение и меняем выводы V1 и V2 местами.
После повторного измерения получается 6,8 Вольт. Значит обмотки подключены правильно, а маркировка их верна (рис.1) .
Аналогичным способом ищем начало и конец у обмотки с выводами W1 и W2, все подключения выполняем по схеме приведенной ниже (рис.2)
.
Если при измерении напряжения вы получили 6,8 Вольт значит маркировка и подключение обмоток выполнено правильно.
После пуска электродвигателя необходимо обратить внимание на сторону вращения вала и при необходимости поменять фазы местами для её изменения.
Материалы, близкие
Если в паспорте электродвигателя обозначено, к примеру, 220/380 в, это значит, что электродвигатель может быть включен как в сеть 220 в (схема соединения обмоток — треугольник), так и в сеть 380 в (схема соединения обмоток — звезда). Статорные обмотки асинхронного электродвигателя имеют 6 концов.
По ГОСТу обмотки асинхронного мотора имеют последующие обозначения: I фаза — С1 (начало), С4 (конец), II фаза — С2 (начало), С5 (конец), III фаза — С3 (начало), С6 (конец).
Рис. 1. Схема подключения обмоток асинхронного мотора: а — в звезду, б — в треугольник, в — выполнение схем «звезда» и «треугольник» на доске зажимов.
Если в сети напряжения равно 380 В, то обмотки статора мотора должны быть соединены по схеме «звезда». В общую точку при всем этом собраны либо все начала (С1, С2, С3), либо все концы (С4, С5, С6). Напряжение 380 в приложено меж концами обмоток АВ, ВС, СА. На каждой же фазе, другими словами меж точками О и А, О и В, О и С, напряжение будет в √ З раза меньше: 380/√ З = 220 В.
Методы подключения электродвигателей
Если в сети напряжение 220 В (при системе напряжений 220/127 В, что в текущее время, фактически нигде не встречается) обмотки статора мотора должны быть соединены по схеме «треугольник».
В точках А, В и С соединяются начало (Н) предшествующей с концом (К) следующей обмотки и с фазой сети (рис. 1, б). Если представить, что меж точками А и В включена I фаза, меж точками В и С — II, а меж точками С и А — III фаза, то при схеме «треугольник» соединены: начало I (С1) с концом III (С6), начало II (С2) с концом I (С4) и начало III (С3) с концом II (С5).
У некоторых движков концы фаз обмотки выведены на доску зажимов. По ГОСТу, начала и концы обмоток выводят в том порядке, как это показано на рисунке 1, в.
Если сейчас нужно соединить обмотки мотора по схеме «звезда», зажимы, на которые выведены концы (либо начала), замыкают меж собой, а к зажимам мотора, на которые выведены начала (либо концы), присоединяют фазы сети.
При соединении обмоток мотора в «треугольник» соединяют зажимы вертикали попарно и к перемычкам присоединяют фазы сети. Вертикальные перемычки соединяют начало I с концом III фазы, начало II с концом I фазы и начало III с концом II фазы.
При определении схемы соединения обмоток можно воспользоваться последующей таблицей:
Паспорт электродвигателя
Определение согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки.
На выводах статорных обмоток мотора обычно имеются стандартные обозначения на железных обжимающих кольцах. Но эти обжимающие кольца теряются. Тогда появляется необходимость найти согласованные выводы. Это делают в таковой последовательности.
Поначалу с помощью контрольной лампы определяют пары выводов, принадлежащих отдельным фазным обмоткам (рис. 2).
Рис. 2 . Определение фазных обмоток с помощью контрольной лампы.
К зажиму сети 2 подключают один из 6 выводов статорной обмотки мотора, а к другому зажиму сети 3 подключают один конец контрольной лампы. Другим концом контрольной лампы попеременно касаются каждого из других 5 выводов статорных обмоток до того времени, пока лампа не зажгется. Если лампа загорелась, означает, два вывода, присоединенные к сети, принадлежат одной фазе.
Нужно смотреть при всем этом, чтоб выводы обмоток не замыкались вместе. Каждую пару выводов отмечают (к примеру, завязав ее узелком).
Определив фазы статорной обмотки, приступают ко 2-ой части работы — определению согласованных выводов либо «начал» и «концов». Эта часть работы может быть выполнена 2-мя методами.
1. Метод трансформации. В одну из фаз включают контрольную лампу. Две другие фазы соединяют поочередно и включают в сеть на фазное напряжение.
Если эти две фазы оказались включенными так, что и точке О условный «конец» одной фазы соединен с условным «началом» другой (рис. 3, а), то магнитный поток ∑Ф пересекает третью обмотку и индуктирует в ней ЭДС.
Лампа укажет наличие ЭДС маленьким накалом. Если накал незаметен, то следует применить в качестве индикатора вольтметр со шкалой до 30 — 60 В.
Рис. 3. Определение начал и концов в фазных обмотках мотора способом трансформации
Если в точке О повстречаются, к примеру, условные «концы» обмоток (рис. 3, б), то магнитные потоки обмоток будут ориентированы обратно друг другу. Суммарный поток будет близок к нулю, и лампа не даст накала (вольтметр покажет О). В этом случае выводы, принадлежащие какой-нибудь из фаз, следует поменять местами и включить опять.
Если накал у лампы есть (либо вольтметр указывает некое напряжение), то концы следует пометить. На одни из выводов, которые повстречались в общей точке О, надевают бирку с пометкой Н1 (начало I фазы), а на другой вывод — К3 (либо К2).
Бирки К1 и Н3 (либо Н2) надевают па выводы, находящиеся в общих узлах (завязанных при выполнении первой части работы) с Н1 и К3 соответственно.
Для определения согласованных выводов третьей обмотки собирают схему, представленную на рисунке 3, в. Лампу включают в одну из фазе уже обозначенными выводами.
2. Метод подбора фаз. Этот метод определения согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки можно использовать для движков маленький мощности — до 3 — 5 кВт.
Рис. 4. Определение «начал» и «концов» обмотки способом подбора схемы «звезда».
После того как определены выводы отдельных фаз, их наобум соединяют в звезду (по одному выводу от фазы подключают к сети, а по одному - соединяют в общую точку) и включают движок в сеть. Если в общую точку попали все условные «начала» либо все «концы», то движок будет работать нормально.
Но если одна из фаз (III) оказалась «перевернутой» (рис. 4, а), то движок очень гудит, хотя и может крутиться (но просто может быть заторможен). В данном случае выводы любой из обмоток наобум (к примеру, I) следует поменять местами (рис. 4, б).
Если движок снова гудит и плохо работает, то фазу следует опять включить, как до этого (как в схеме а), но повернуть другую фазу — III (рис. 3, в).
Если движок и после этого гудит, то эту фазу следует также поставить как и раньше, а повернуть последующую фазу — II.
Когда движок станет работать нормально (рис. 4, в), все три вывода, которые соединены в общую точку, следует пометить идиентично, к примеру «концами», а обратные — «началами». После чего можно собирать рабочую схему, обозначенную в паспорте мотора.
Есть трехфазный асинхронный двигатель, на котором отсутствует клеммная колодка, выходят шесть концов проводов, но разобраться с выходящим пучком не можете. Попробуем вместе разобраться с этой проблемой.
Прежде всего на пригодность. Сопротивление в норме — вызваниваем (находим) каждую обмотку, можно тем же мегаомметром, но лучше омметром. Одна определилась — сразу надо промаркировать ее выводы. Так будем делать для всех трех обмоток. Маркировать можно как угодно, только у каждого вывода должно быть свое название, чтоб его с другим выводом не перепутать.
Например, я определил первую обмотку L1, концы ее обозначил Н1, К1. Почему так? Мы ведь будем определять начало и конец обмоток статора. Где начало, а где конец у первой — нет никакой разницы. Главное, другие согласовать с ней. Поэтому в первой обмотке один вывод обозначен началом (Н1), второй — концом (К1), чтобы уже потом не переписывать. Маркировку можно сделать маркером на кембриках, надетых на провода, можно скотчем примотать простую бумажку, а потом переделать на кембрик. На бумажке даже удобней, когда придется переделывать маркировку. А вот на выводы Н1, К1 можно сразу надеть трубку с обозначением, здесь все готово.
Определяем L2, найденные выводы обозначим как 2, 3. Для третьей (L3) — цифры 4, 5.
Теперь, собственно, будем определять начало и конец обмоток асинхронного двигателя. Последовательность действий соблюдать в следующем порядке:
- К выводу К1 присоединяем провод с цифрой 2 (Рис. 1).
- К выводам 4, 5 подключаем вольтметр для замера переменного напряжения.
- К проводам Н1, 3 подключаем 220V, можно меньше, но только переменное напряжение.
- Фиксируем показание вольтметра, отключаем напряжение.
- Меняем друг с другом провода 2, 3; подключаем напряжение, фиксируем показание вольтметра.
Значительно превосходящее показание вольтметра указывает на правильное соединение обмоток Н1, К1 — 2, 3. Допустим, наибольшее показание было с первым подключением. Значит, вывод 2 является началом, а вывод 3 — концом. Провод 2 окончательно маркируем как Н2, а провод 3 — К2.
Далее.
- Вместо теперь уже Н2, К2 присоединяем к К1 провод 4, а вольтметр — к Н2, К2 (Рис. 2).
- На провода Н1, 5 подаем напряжение. Фиксируем показание.
- Отключаем напряжение. Меняем 4 провод с 5. Включаем. Показание.
Допустим, во втором случае показание вольтметра было значительно больше. Значит, 5 провод — начало L3 (обозначим как Н3), 4 — конец L3 (К3).
Таким образом определились начало и конец обмоток статора асинхронного двигателя, осталось только .