Připojení třífázového motoru k jednofázové a třífázové síti

Obráběcí stroje, čerpadla a další zařízení bývají vybaveny třífázovými elektromotory. Co dělat, když není síť 380 V? Zvažme způsoby připojení třífázového motoru k elektrické síti 220 V.

V domácnostech se často používají elektrická zařízení, která jsou dlouhodobě používána. Doporučuje se začít kontrolou technického stavu elektromotoru. To pomůže výrazně zkrátit pracovní dobu, odstranit chyby a také snížit riziko nehod.

• Prohlédněte tělo. Kryty na stranách statoru musí být pevně přitaženy ke střední části a není povoleno uvolňování šroubových spojů.
• Otočte rotor rukou. V tomto případě je třeba dávat pozor na házení hřídele nebo zadření rotující části.

Pokud je to možné, je lepší startovat motor bez zatížení. Když se rotor otáčí, nemělo by docházet k úderům, nárazům nebo cizímu hluku. Rotor by se měl volně otáčet. Dále je vhodné demontovat stator, umýt ložiska a vyměnit mazivo.

Dále byste měli zkontrolovat schéma připojení vinutí statoru. Charakteristiky jsou uvedeny na kovovém štítku nebo štítku na pouzdru. Parametry odpovídají skutečným charakteristikám pouze v případě, že obvod motoru nebyl změněn. Kromě toho může při dlouhodobém používání dojít ke ztrátě typového štítku a vymazání informací.

V tomto případě musíte sami zkontrolovat montážní schéma. Stator obsahuje 3 vinutí, jejichž svorky jsou vyvedeny do svorkovnice.

Obsahuje 6 svorek připojených na začátek a konec každého vinutí.

K jejich spojení slouží propojky.

Vinutí asynchronních třífázových elektromotorů lze zapojit do hvězdy nebo trojúhelníku. Obrázek níže ukazuje umístění propojek pro každý typ připojení.

Existují speciálně navržené motory. Obvod takových elektrických strojů je již sestaven uvnitř pouzdra, svorkovnice má v tomto případě pouze 4 vstupy pro připojení 3 fázových a nulových vodičů.

Konečně u starších elektromotorů může zcela chybět označení začátků a konců vinutí. Pro správné připojení k síti musí být svorky identifikovány a označeny.

Práce se provádějí ve 2 etapách:

• Definice vinutí samotných. K tomu použijte univerzální multimetr nebo tester v režimu měření odporu. Jedna ze sond je umístěna na libovolné svorce, druhá se postupně dotýká ostatních konců. Když jsou hodnoty zařízení nulové, jsou označeny svorky vinutí.
• Identifikace a označení začátků a konců vinutí. K tomu potřebujete voltmetr a zdroj střídavého napětí. Dále připojte 2 svorky různých vinutí a připojte napětí na zbývající konce. Pokud je na voltmetru napětí, jsou připojené svorky začátkem jednoho a koncem druhého vinutí. Pokud není napětí, jsou spojeny buď 2 začátky a 2 konce.

Dále jsou jako začátky předběžně označeny svorky, kde není napětí. Poté připojte nalezený začátek jednoho z vinutí k libovolné svorce, na kterou již bylo přivedeno napětí. Tímto způsobem jsou odhaleny všechny zbývající nálezy.

Místo zdroje nízkého střídavého napětí můžete použít 4,5 nebo 9 V baterii a stejnosměrný voltmetr. Plus a mínus zdroje energie jsou připojeny ke svorkám libovolného vinutí. Na konci druhé je stejnosměrný voltmetr.

V okamžiku, kdy se přeruší kontakt mezi vinutím a baterií, zařízení zobrazí určitou hodnotu napětí. Dále připojte voltmetr k druhému vinutí a zaznamenejte hodnoty stejným způsobem. Při použití univerzálního zařízení nastavte režim „měření stejnosměrného napětí“, je nutné, aby voltmetr ukazoval polaritu. Můžete si vybrat ukazovací zařízení se schopností měřit polaritu, to znamená, že šipka by se měla lišit v „+“ nebo „-“.

Pokud je kontakt vinutí s baterií přerušen, zařízení v obvodu vinutí B a vinutí C by mělo poskytovat stejné hodnoty „+“ nebo „-“. Pokud je polarita měření odlišná, musíte prohodit konce B1 a B2 nebo C1 a C2.

Při správné definici svorek by se při přerušení kontaktu zdroje stejnosměrného napětí s kterýmkoli z vinutí mělo objevit na zbylých dvou pulzní napětí stejné polarity.

Pro označení konců je lepší použít štítky (cambri) z PVC trubek o průměru větším, než je průřez izolovaných vodičů. Podepsat se můžete jakoukoliv fixou.

Hlavní je nerozmazat nápis. V opačném případě budete muset znovu určit konce a začátky vinutí.

Dalším důležitým bodem při zjišťování stavu motoru je kontrola izolace vinutí. Při poklesu odporu povlaků vodičů dochází k nadměrnému zahřívání a mezizávitovým zkratům.

Pro měření izolačního odporu potřebujete megaohmmetr s výstupním napětím 1 kV. Izolační odpor vinutí je určen vzhledem k pouzdru a navzájem. Megaohmmetr by měl ukazovat hodnotu alespoň 0,5 MOhm. Pro nižší hodnoty je nutné elektromotor převinout.

Zjevné zkraty můžete identifikovat běžným ohmmetrem. Chcete-li to provést, musíte změřit odpor vinutí a porovnat získané hodnoty. Výsledky měření musí být stejné pro všechna tři vinutí. Různé hodnoty indikují přítomnost zkratů. Tímto způsobem není možné určit zhoršení kvality izolace, které povede k poruše během provozu motoru.

Změření izolačního odporu je předpokladem před spuštěním elektromotoru pod zátěží. To pomůže vyhnout se vážným nehodám a souvisejícím zraněním.

Před připojením k síti 220 je nutná kontrola stavu třífázového motoru. To pomůže odlišit chyby připojení od poruch samotné napájecí jednotky a ušetří čas.

Provoz třífázového elektromotoru v jednofázovém režimu: schémata zapojení

Když je třífázový elektromotor připojen k jednofázové síti, objeví se pulzující magnetické pole. Pro nastartování motoru potřebujete vzájemný fázový posun nejméně 900. K tomu se používají odporové, kapacitní a indukční spouštěcí prvky, které jsou součástí obvodu jednoho z vinutí. V tomto případě se obvod třífázového elektromotoru stává ekvivalentem jednofázového elektrického stroje.

V obvodu se startovacím rezistorem se fázového posunu dosáhne pomalejší magnetizací jednoho z vinutí. Tento způsob má značné nevýhody: velké ztráty výkonu v důsledku odporu a přehřívání elektromotoru při delším provozu. Obvody s indukčními spouštěcími prvky mají také nevýhody.

V praxi se spouštěcí odpory a cívky prakticky nepoužívají pro připojení třífázových elektrických strojů k jednofázové síti.

Nejběžnějším schématem je připojení přes kondenzátor. Kapacitní prvky jsou mnohem kompaktnější než odpory a nemají aktivní odpor. Mezi nevýhody spouštění kondenzátorů patří výrazné zahřívání motoru při delším provozu a nízký startovací moment.

Pro zařízení, která startují pod zátěží a jsou určena pro dlouhodobý provoz, jako jsou míchačky betonu, se používá obvod se 2 kondenzátory. Při startování se zapnou oba kapacitní prvky po zrychlení motoru se vypne startovací kondenzátor. Tím se eliminují nevýhody obvodu s fázovým posuvem kondenzátoru.

Kapacita pracovního kondenzátoru pro spínací obvod do hvězdy je určena na základě výrazu: Cр = 2800 xP/(√3xU²x η x cosϕ). Parametry kapacitního prvku při zapojení do „trojúhelníku“ jsou podle vzorce Cр=4800 x P/(√3 x U² x η x cosϕ).

Kondenzátor lze volit rychlostí 70 mikrofaradů na 1 kilowatt výkonu motoru. Kapacita startovacího kondenzátoru se vypočítá jako Cп=2,5 x Cр.

Při výběru schématu připojení je třeba vzít v úvahu parametry motoru. Pokud je na štítku uvedena hodnota 380/220 V, pro připojení k síti 220 V stačí vinutí připojit pouze „trojúhelníkem“. Pokud je indikováno pouze 380 V, musíte motor rozebrat, najít místo připojení vinutí a přivést všechny vodiče ke svorkovnici.

Pro připojení elektromotorů se používají kovové papírové a elektrolytické kondenzátory. První jmenované jsou určeny pro dlouhodobý provoz a dobře odolávají spínacím přepětím. Mezi nevýhody kondenzátorů z kovového papíru patří jejich malá kapacita. Pro spuštění elektromotoru je nutné zapojit několik prvků paralelně do jedné kondenzátorové baterie.

Elektrolytické kondenzátory jsou kompaktní a mají značnou kapacitu. Při výběru zařízení je třeba věnovat pozornost jmenovitému napětí. U elektromotorů v síti 220 V se používají prvky minimálně 400-450 V Při spínání dochází k impulzním rázům a při příliš nízkém napětí kapacitní prvky rychle selhávají. Pro elektromotory je vhodné použít speciální kondenzátory.

Provoz třífázového motoru z jednofázové sítě má řadu nevýhod. Výkonové ztráty jsou 30-40%, to znamená, že výkon elektrického stroje v tomto režimu se rovná 60-70% jmenovité hodnoty stanovené výrobcem. Současně je také pozorován zvýšený hluk během provozu a nadměrné zahřívání vinutí.

Připojení 3fázového motoru k jednofázové síti přes frekvenční měnič

Frekvenční měniče (FC) – zařízení pro ovládání střídavých elektromotorů. Zařízení umožňuje regulovat rychlost otáčení a krouticí moment na hřídeli změnou frekvence napájecího napětí. Pro připojení třífázových motorů do sítě 220 V lze použít jednofázové měniče.

Zařízení vytváří symetrické proudy ve všech třech fázích a eliminuje takové nevýhody spouštění přes kondenzátor, jako jsou:

• Nízký krouticí moment na hřídeli při rozběhu.
• Zvýšené zahřívání vinutí.
• Nadměrný hluk během provozu.
• Nízká účinnost

Pro připojení k síti 220 V zvolte jednofázový měnič. Je zakázáno připojovat třífázové zařízení k jednofázové síti. Výkonová rezerva frekvenčního měniče musí být minimálně 2 kW. Při provozu 3fázového motoru v jednofázové síti jsou pozorovány značné napěťové a proudové rázy, pokud je výkon měniče nedostatečný, provoz pohonu bude nestabilní. Ochrana deaktivuje zařízení a zobrazí chybové zprávy.

Připojení se provádí v následujícím pořadí:

• Kontrola stavu motoru. Současně se zjišťuje těsné uložení vík skříně a provozuschopnost ložisek. Je vhodné změřit odpor vinutí. Ve stejné fázi se určují konce a začátky vinutí statoru.
• Připojení vinutí podle vzoru “trojúhelníku”. Pro připojení k jednofázové síti přes měnič je nutné zapojit vinutí tak, aby sdružené napětí bylo 220 V.
• Připojení motoru k frekvenčnímu měniči. K tomu použijte stíněné kabely doporučené značkovým výrobcem s průřezem odpovídajícím výkonu zvoleného střídače. Připojení se provádí přes kapacitní vstupy převodníku nejsou potřeba externí kondenzátory.

Dále proveďte první spuštění. Během procesu jsou identifikovány a eliminovány chyby připojení a konfigurace a v různých režimech je kontrolována správná funkce pohonu.

Série VF-51 – univerzální a kompaktní frekvenční měnič s přetížením 150 %, výkon od 0,4 do 22 kW. Vhodné pro použití s ​​čerpadly, ventilátory, stroji a dopravníky.

Série VF-101 – specializovaný frekvenční měnič se 150% přetížením, výkon od 0,75 do 1120 kW, kompatibilní s různými síťovými protokoly. Vhodné pro topné, ventilační a klimatizační systémy, stejně jako čerpadla, obecné průmyslové aplikace, včetně těch s těžkými starty.

Výhody připojení třífázového motoru do sítě 220 V přes měnič

Připojení přes frekvenční měnič eliminuje potřebu externích kondenzátorů. Zařízení umožňují nastavit optimální kapacitu pro startování a správný chod pohonu. Frekvenční měniče:

• Regulují otáčky a točivý moment. V tomto případě kondenzátorové obvody pracují pouze v jednorychlostním režimu.
• Poskytuje optimální režimy rozjezdu, zrychlení a zastavení. Frekvenční měnič omezuje rozběhové proudy a umožňuje nastavit časy zrychlení a zpomalení.
• Chraňte motor před přehřátím, přetížením, zkratem a zadřením hřídele. Měnič vypne měnič, když dojde k nehodě a abnormálním provozním podmínkám.
• Umožňuje připojení externích senzorů i vzdálených zařízení. Pomocí frekvenčního měniče můžete regulovat výkon čerpadel a dalších zařízení podle zadaných programů.
• Zobrazí se zprávy s chybovým kódem. V případě nehody nebo odchylky provozního režimu pohonu od normy se na displeji měniče zobrazí kód, který vám umožní určit příčinu bez diagnostiky motoru.

Mezi nevýhody připojení 3fázového motoru přes frekvenční měnič patří zvýšený výkon zařízení a generování parazitních harmonických. Navíc při použití starých motorů, které jsou delší dobu v provozu, je obtížné zjistit skutečné parametry elektrického stroje a vybrat správný měnič.

Závěr

Když je třífázový motor připojen k jednofázové síti, vlastnosti elektrického stroje se výrazně mění. Z důvodu značných nedostatků se tento způsob v průmyslových elektrických pohonech nepoužívá a je povolen pouze jako výjimečné opatření. Například pokud je nutné urychleně obnovit funkčnost zařízení. Toto zapojení je přípustné pouze pro elektromotory s nízkým výkonem.

Provoz třífázových zařízení v síti 220 V je široce používán při pohonu domácích strojů a zařízení. Použití IF frekvence má nesporné výhody oproti spouštění přes kapacitní prvky. Frekvenční měnič snižuje zahřívání a hluk motorů, zvyšuje účiník a umožňuje upravit otáčky hřídele. Zařízení navíc poskytuje ochranu zařízení, umožňuje reverzaci motoru a eliminuje nutnost sestavovat složité řídicí obvody.

Abyste předešli chybám při výběru měniče, je lepší kontaktovat službu technické podpory výrobce.