Трифазний асинхроннийдвигун– це тип асинхронного двигуна, який живиться від одночасного підключення трифазного змінного струму напругою 380 В (різниця фаз 120 градусів). Через те, що обертове магнітне поле ротора та статора трифазного асинхронного двигуна обертається в одному напрямку та з різною швидкістю, існує ковзання, тому його називають трифазним асинхронним двигуном.
Швидкість ротора трифазного асинхронного двигуна нижча за швидкість обертового магнітного поля. Обмотка ротора генерує електрорушійну силу та струм завдяки відносному руху з магнітним полем і взаємодіє з магнітним полем для створення електромагнітного моменту, що забезпечує перетворення енергії.
Порівняно з однофазним асинхроннимдвигуни, трифазний асинхроннийдвигунимають кращі експлуатаційні характеристики та можуть економити різні матеріали.
Залежно від структури ротора, трифазні асинхронні двигуни можна розділити на кліткоподібні та обмотані.
Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором має просту конструкцію, надійну роботу, малу вагу та низьку ціну, що робить його широко поширеним. Його основним недоліком є складність регулювання швидкості.
Ротор і статор трифазного асинхронного двигуна з обмоткою також оснащені трифазними обмотками та з'єднані із зовнішнім реостатом через контактні кільця, щітки. Регулювання опору реостата може покращити пускові характеристики двигуна та регулювати швидкість двигуна.
Принцип роботи трифазного асинхронного двигуна
Коли до трифазної обмотки статора подається симетричний трифазний змінний струм, генерується обертове магнітне поле, яке обертається за годинниковою стрілкою вздовж внутрішнього кругового простору статора та ротора з синхронною швидкістю n1.
Оскільки обертове магнітне поле обертається зі швидкістю n1, провідник ротора спочатку нерухомий, тому провідник ротора перетинатиме обертове магнітне поле статора, створюючи індуковану електрорушійну силу (напрямок індукованої електрорушійної сили визначається правилом правої руки).
Через коротке замикання провідника ротора з обох кінців кільцем короткого замикання, під дією індукованої електрорушійної сили, провідник ротора генеруватиме індукований струм, напрямок якого по суті збігається з напрямком індукованої електрорушійної сили. Провідник зі струмом ротора піддається дії електромагнітної сили в магнітному полі статора (напрямок сили визначається за допомогою правила лівої руки). Електромагнітна сила генерує електромагнітний момент на валу ротора, змушуючи ротор обертатися в напрямку обертового магнітного поля.
Завдяки вищезазначеному аналізу можна зробити висновок, що принцип роботи електродвигуна полягає в наступному: коли трифазні обмотки статора двигуна (кожна з різницею електричних кутів 120 градусів) живляться трифазним симетричним змінним струмом, генерується обертове магнітне поле, яке перерізає обмотку ротора та генерує індукований струм в обмотці ротора (обмотка ротора є замкнутим колом). Струмовий провідник ротора генеруватиме електромагнітну силу під дією обертового магнітного поля статора. Таким чином, на валу двигуна утворюється електромагнітний момент, який змушує двигун обертатися в тому ж напрямку, що й обертове магнітне поле.
Схема підключення трифазного асинхронного двигуна
Основна схема підключення трифазних асинхронних двигунів:
Шість проводів від обмотки трифазного асинхронного двигуна можна розділити на два основні способи з'єднання: з'єднання «трикутник» та з'єднання «зірка».
Шість проводів = три обмотки двигуна = три головні кінці + три хвостові кінці, при цьому мультиметром вимірюється з'єднання між головним і хвостовим кінцями тієї ж обмотки, тобто U1-U2, V1-V2, W1-W2.
1. Спосіб з'єднання трикутником-дельта для трифазних асинхронних двигунів
Метод з'єднання трикутником-дельта полягає в послідовному з'єднанні головок і хвостів трьох обмоток для утворення трикутника, як показано на малюнку:
2. Спосіб з'єднання зірки для трифазних асинхронних двигунів
Спосіб з'єднання «зірка» полягає у з'єднанні хвостових або головних кінців трьох обмоток, а інші три дроти використовуються як силові з'єднання. Спосіб з'єднання, як показано на рисунку:
Пояснення схеми підключення трифазного асинхронного двигуна на малюнках та в тексті
Розподільна коробка трифазного двигуна
Коли підключено трифазний асинхронний двигун, спосіб підключення з'єднувального елемента в розподільній коробці є таким:
Коли трифазний асинхронний двигун підключено кутовим способом, спосіб підключення з'єднувального елемента розподільної коробки є наступним:
Існує два способи з'єднання трифазних асинхронних двигунів: з'єднання зіркою та з'єднання трикутником.
Метод тріангуляції
У котушках обмотки з однаковою напругою та діаметром дроту метод з'єднання зіркою має втричі менше витків на фазу (1,732 рази) та втричі меншу потужність, ніж метод з'єднання трикутником. Метод з'єднання готового двигуна був зафіксований, щоб витримувати напругу 380 В, і зазвичай не підходить для модифікації.
Спосіб підключення можна змінити лише тоді, коли рівень трифазної напруги відрізняється від звичайних 380 В. Наприклад, коли рівень трифазної напруги становить 220 В, можна змінити спосіб з'єднання зірка з початкової трифазної напруги 380 В на трикутник; коли рівень трифазної напруги становить 660 В, початковий спосіб з'єднання трифазної напруги 380 В можна змінити на спосіб з'єднання зірка, при цьому потужність залишається незмінною. Як правило, двигуни малої потужності з'єднуються зіркою, тоді як двигуни великої потужності - трикутником.
За номінальної напруги слід використовувати двигун, з'єднаний за схемою "трикутник". Якщо його змінити на двигун, з'єднаний за схемою "зірка", він переходить до роботи зі зниженою напругою, що призводить до зменшення потужності двигуна та пускового струму. Під час запуску потужного двигуна (метод з'єднання "трикутник") струм дуже високий. Щоб зменшити вплив пускового струму на лінію, зазвичай використовується понижувальний пуск. Одним із методів є зміна початкового методу з'єднання "трикутник" на метод з'єднання "зірка" для запуску. Після запуску методу з'єднання "зірка" його знову переводять у режим з'єднання "трикутник".
Схема підключення трифазного асинхронного двигуна
Фізична схема ліній прямого та зворотного перемикання для трифазних асинхронних двигунів:
Для досягнення прямого та зворотного керування двигуном будь-які дві фази його джерела живлення можна регулювати одна відносно одної (ми називаємо це комутацією). Зазвичай фаза V залишається незмінною, а фази U та W регулюються одна відносно одної. Щоб забезпечити надійну зміну фазової послідовності двигуна під час роботи двох контакторів, проводка повинна бути однаковою на верхньому порту контакту, а фаза повинна регулюватися на нижньому порту контактора. Через зміну фазової послідовності двох фаз необхідно переконатися, що дві котушки KM не можуть бути ввімкнені одночасно, інакше можуть виникнути серйозні міжфазні короткі замикання. Тому необхідно використовувати блокування.
З міркувань безпеки часто використовується схема подвійного блокування керування прямим і зворотним ходом з блокуванням кнопок (механічне) та блокуванням контакторів (електричне); Завдяки використанню блокування кнопок, навіть якщо кнопки прямого та зворотного ходів натиснуті одночасно, два контактори, що використовуються для регулювання фаз, не можуть бути ввімкнені одночасно, що механічно запобігає міжфазним коротким замиканням.
Крім того, через блокування застосованих контакторів, поки один із контакторів увімкнений, його тривалий замкнутий контакт не замкнуться. Таким чином, при застосуванні механічного та електричного подвійного блокування система живлення двигуна не може мати міжфазних коротких замикань, що ефективно захищає двигун та запобігає аваріям, спричиненим міжфазними короткими замиканнями під час фазової модуляції, які можуть призвести до спалення контактора.
Час публікації: 07 серпня 2023 р.
