Jaká schémata zapojení může mít třífázový elektromotor?

Elektrické motory zaujímají klíčovou roli v dnešních průmyslových procesech. Slouží jako základ pro mnoho výrobních operací, poskytují potřebnou energii a efektivitu – od malých zařízení až po obrovské výrobní komplexy. Mezi různé typy elektromotorů patří třífázový modely vynikají svou popularitou.

Třífázové elektromotory jsou známé svými účinnost a spolehlivosta přitom vyžaduje minimální náklady na údržbu. Hlavním aspektem, který vyžaduje pozornost při provozu těchto zařízení, je správné připojení. Je důležité správně vybrat mezi schématy zapojení hvězda a trojúhelník, což určuje provoz a účinnost samotného motoru.

U třífázových elektromotorů existují dva důležité typy připojení – “Trojúhelník” a “Hvězda”. Na příkladu těchto připojení se podíváme na to, která možnost je nejvhodnější pro konkrétní výrobní potřeby. Začněme základními pojmy.

“Trojúhelník” a “Hvězda”: Jaký je rozdíl?

Třífázové motory obvykle obsahují tři samostatná vinutíumístěné uvnitř statoru. Tato vinutí jsou od sebe vzdálena 120 stupňů. Nejjednodušší model třífázového asynchronního motoru s rotorem nakrátko obsahuje pouze tři vinutí, i když existují i ​​složitější modely s velkým počtem vinutí, násobkem tří.

Důležité je, jak tato tři vinutí připojit k napájecím vodičům, z nichž mohou být tři nebo čtyři. Pochopení správného zapojení je nezbytné pro zajištění efektivního provozu motoru. Dále se podrobně podíváme na to, jak se to dělá a jaké vlastnosti má každý z těchto způsobů připojení.

Hvězda a trojúhelník jsou dva základní způsoby připojení v třífázových elektrických systémech. Připojení Star je čtyřvodičový systém, zatímco připojení Delta je třívodičový systém.

Tyto obvody se používají nejen v elektromotorech, ale i v dalších zařízeních třífázových sítí, včetně transformátorů a topných těles (topných těles). Již dříve jsme diskutovali o vlastnostech paralelního a sériového připojení topných prvků k dvoufázové a třífázové síti a také porovnali připojení „hvězda“ a „trojúhelník“.

Hvězdné spojení: U tohoto typu zapojení jsou fázové vodiče připojeny k začátku vinutí (U1, V1, W1) a konce vinutí jsou spojeny dohromady v jednom bodě, který se také nazývá nulový vodič. Připojení nulového vodiče v tomto případě není nutné, protože zátěž je obvykle symetrická.

Trojúhelníkové připojení: Zde jsou začátek jednoho vinutí a konec dalšího zapojeny do série a tvoří uzavřenou smyčku ve tvaru trojúhelníku. Napájení je přiváděno do připojovacích bodů a nulový vodič se v tomto případě nepoužívá.

U obou typů spojení je důležité to pochopit na diagramu mohou být označeny odlišně. V případě připojování topných těles, jako jsou topná tělesa, je důležité dodržet logiku obvodů, přičemž konkrétní umístění začátku a konce těles nehraje roli.

Výběr schématu zapojení: Praktické rady

přihláška správné schéma zapojení vinutí v třífázových asynchronních motorech má klíčový význam pro elektrikáře pracující s elektrickými sítěmi 220/380 voltů. Při připojování motoru je důležité vědět, jak vybrat vhodný obvod.

Třífázové asynchronní motory lze rozdělit do dvou kategorií: s možností změny schématu zapojení vinutí a bez něj.

Motory první kategorie mívají na svorkovnicích šest vodičů. V závislosti na napětí sítě, ke které je motor připojen, můžete zvolit vhodné schéma zapojení vinutí. Spojení lze provést pomocí měděných tyčí nebo drátových propojek. Svorkovnice elektromotoru jsou uspořádány tak, že pomocí pouhých tří propojek můžete nakonfigurovat požadovaný vzor připojení – „Hvězda“ nebo „Trojúhelník“.

Pro výběr požadovaného obvodu je nutné důsledně dodržet správné spojení začátků a konců vinutí se svorkami a správné umístění propojek. Aby byl tento proces snazší, výrobci často umisťují na kryt motoru štítek s vyznačením pozic propojek pro každý okruh, což elektrikářům značně usnadňuje práci.

Určení vhodného schématu zapojení: Hvězda nebo trojúhelník?

Volba mezi obvody “Hvězda” a “Trojúhelník” pro připojení vinutí třífázového motoru závisí na síťovém napětí. Tato schopnost přepínání obvodů je navržena tak, aby přizpůsobila motor různým úrovním napětí.

Jak vybrat správné schéma? Rozhodnutí je založeno na jmenovitém síťovém napětí, které je obvykle uvedeno na typovém štítku motoru.

Pokud je například na typovém štítku uvedeno „Δ/Y 220/380“, znamená to, že při síťovém napětí 220 voltů by mělo být použito zapojení „trojúhelník“ a při napětí 380 voltů zapojení „hvězda“. V případě připojení k jednofázové síti 220 V pomocí kondenzátorů jsou vinutí zapojena také podle obvodu „Trojúhelník“.

Pokud je na typovém štítku uvedeno pouze jedno napětí a symbol schématu zapojení (například „Δ“ nebo „Y“), znamená to schéma zapojení pevného vinutí bez možnosti jeho změny. V tomto případě musí být motor zapojen podle uvedeného schématu, aby byl zajištěn správný a bezpečný provoz.

Následky nesprávného zapojení v obvodech „Hvězda“ a „Trojúhelník“.

Nesprávné připojení vinutí v obvodech „hvězda“ a „trojúhelník“ může vést k vážným následkům. Tento problém ilustruje příklad žárovek.

Předpokládejme, že tři žárovky dimenzované na 220 V jsou připojeny k síti 380/220 V. Při správném zapojení podle obvodu „Star“ bude každá lampa přijímat 220 voltů, což odpovídá jejímu jmenovitému napětí. Pokud však omylem použijete obvod “Trojúhelník”, každá lampa obdrží 380 voltů, což je výrazně vyšší než její jmenovité napětí a povede k jejich vyhoření.

Podobná věc se stane s třífázové motory. Pokud je motor určený pro připojení na 220 V omylem připojen k 380 V, může to vést k poškození vinutí a porucha motoru. Tato chyba může způsobit zkrat, přehřátí a další vážné problémy.

To znamená, že správná volba schématu zapojení a jeho správné provedení jsou klíčové pro zajištění bezpečnosti a spolehlivého provozu elektrických zařízení. To zdůrazňuje nutnost striktně dodržovat specifikace a pokyny výrobce.

Vliv přepnutí schématu zapojení z “Star” na “Delta” na Power

Přepnutí schématu zapojení vinutí z „Hvězda“ na „Trojúhelník“ ovlivňuje spotřebu energie zátěže. Při konstantním napájecím napětí a zátěži se výkon ztrojnásobí. To je způsobeno skutečností, že napětí napříč každou zátěží, stejně jako proud, se zvýší faktorem √3 (přibližně 1.73).

V obvodu “Hvězda” s proudem 1 ampér se celkový výkon rovná:

S=√3×Ul×Iл

S= 1.73 × 380 Volt × 1 Ampér = 657.4 VA

Výkon jedné lampy bude v tomto případě 220 VA.

Při přechodu na obvod „Trojúhelník“ se napětí na každé lampě zvýší na 380 voltů. V souladu s tím se fázový proud také zvýší 1.73krát. Vzhledem k tomu, že lineární proud v obvodu „Hvězda“ je již 1.73krát větší než fázový proud, lze celkový výkon v obvodu „Trojúhelník“ vypočítat jako:

S=√3×Ul×Il=1.73×380 Volt × (1.73 Ampér × 1.73) = 1972 VA

To znamená, že výkon na lampu v obvodu „Trojúhelník“ bude 657 VA.

Je důležité si uvědomit, že i když spotřeba energie roste, neznamená to, že motor bude produkovat více výkonu. Motor, když je připojen k příslušnému napětí (220 voltů pro hvězdu a 380 voltů pro trojúhelník), bude pracovat při svém jmenovitém výkonu, jak je uvedeno v jeho specifikacích. Přepnutím obvodu se změní parametry napětí a proudu, ale neovlivní jmenovitý výkon motoru.

Tepelně odolné keramické svorkovnice od Elemag

Firma Elemag nabízí kvalitní keramické svorkovnice pro elektromotory. Tyto svorky jsou pro svou tepelnou odolnost a spolehlivost ideální pro zajištění bezpečného připojení elektromotorů k elektrickým sítím.

Použití keramických svorkovnic poskytuje řadu výhod:

1. Vysoká teplotní odolnost: Mastkový kámen dobře odolává vysokým teplotám, což je kritické pro elektromotory pracující v intenzivních podmínkách.
2. Spolehlivost a bezpečnost: Keramické podložky odolávají přehřátí a poskytují spolehlivé spojení, čímž se minimalizuje riziko zkratu.
3. Snadná instalace a použití: Naše svorkovnice jsou navrženy tak, aby jejich instalace a připojení byly co nejpohodlnější a nejjednodušší.
4. Trvanlivost: Keramické materiály jsou známé svou trvanlivostí a odolností proti opotřebení, což zajišťuje dlouhou životnost podložky.

Svorkovnice od Elemag bude optimální volbou pro zajištění bezpečného a efektivního připojení elektromotorů různých typů a výkonů.

Nejjednodušší a nejspolehlivější je kontaktovat pořádného elektrikáře a na tomto nešetřit, protože. Ve snaze ušetřit peníze často zvou „strýčka Vasyu“ nebo jiné sympatické „specialisty“, kteří jsou poblíž, ale ve skutečnosti málo rozumí tomu, co se děje.
V nejlepším případě tito „profíci“ zavolají a zeptají se, zda se připojuji správně. Stále je možnost nespálit motor. Kvalifikace „elektrikáře“ se okamžitě vyjasní, když položí takové otázky, že můžete jednoduše upadnout do strnulosti (protože přesně to se elektrikáři učí).

Například:
– Proč je v motoru šest kontaktů?
— proč jsou tam jen tři kontakty?
– Co jsou „hvězda“ a „trojúhelník“?
— proč když připojím třífázové čerpadlo a namontuji plovákový spínač, který přeruší jednu fázi, motor se nezastaví?
— jak měřit proud ve vinutí?
– co je to startér?
atd.

Pokud se váš elektrikář ptá na takové otázky, musíte ho poslat zpět tam, odkud přišel. Jinak vše skončí spáleným elektromotorem, ztrátou peněz, času a drahými opravami. Pokusme se porozumět schématům připojení elektromotoru k napájení.
Nejprve musíte pochopit, že existuje několik populárních typů AC sítí:

1. Jednofázová síť 220 V,
2. Třífázová síť 220V (obvykle používaná na lodích),
3. Třífázová síť 220V/380V,
4. Třífázová síť 380V/660V.
Existují také napětí 6000V a některá další vzácná, ale nebudeme je uvažovat.

V třífázové síti jsou obvykle 4 vodiče (3 fáze a nula). Může být také samostatný zemnící vodič. Existují ale i takové, které nemají nulový vodič.

Jak zjistit napětí ve vaší síti?
Velmi jednoduché. Chcete-li to provést, musíte změřit napětí mezi fázemi a mezi nulou a fází.

V sítích 220/380 V bude napětí mezi fázemi (U1, U2 a U3) rovno 380 V a napětí mezi nulou a fází (U4, U5 a U6) bude rovno 220 V.
V sítích 380/660V bude napětí mezi libovolnými fázemi (U1, U2 a U3) rovno 660V a napětí mezi nulou a fází (U4, U5 a U6) bude rovno 380V.

Možná schémata zapojení vinutí elektromotoru

Asynchronní elektromotory mají tři vinutí, z nichž každé má začátek a konec a odpovídá vlastní fázi. Systémy označení vinutí se mohou lišit. V moderních elektromotorech byl přijat systém pro označování vinutí U, V a W a jejich svorky jsou označeny číslem 1 jako začátek vinutí a číslem 2 jako jeho konec, to znamená, že vinutí U má dvě svorky: U1 a U2, vinutí V – V1 a V2 a vinutí W – W1 a W2.

Staré asynchronní motory vyrobené za sovětské éry se starým sovětským systémem značení jsou však stále v provozu. V nich jsou začátky vinutí označeny C1, C2, C3 a konce – C4, C5, C6. To znamená, že první vinutí má svorky C1 a C4, druhé – C2 a C5 a třetí – C3 a C6.

Vinutí třífázových elektromotorů lze zapojit do dvou různých vzorů: hvězda (Y) nebo trojúhelník (Δ).

Zapojení elektromotoru podle hvězdicového obvodu

Název schématu zapojení je způsoben tím, že když jsou vinutí zapojena podle tohoto schématu (viz obrázek vpravo), vizuálně připomíná třípaprskovou hvězdu.

Jak je patrné ze schématu zapojení elektromotoru, všechna tři vinutí jsou na jednom konci spojena dohromady. Při tomto zapojení (síť 220/380 V) je na každé vinutí zvlášť přivedeno napětí 220 V a na dvě vinutí zapojené v sérii napětí 380 V.

Hlavní výhodou zapojení elektromotoru do hvězdicového zapojení jsou malé rozběhové proudy, jelikož napájecí napětí 380 V (fáze-fáze) odebírají 2 vinutí najednou, na rozdíl od zapojení do trojúhelníku. Ale při takovém zapojení je výkon poháněného elektromotoru omezený (především z ekonomických důvodů): většinou se relativně slabé elektromotory zapínají do hvězdy.

Připojení elektromotoru podle trojúhelníkového schématu

Název tohoto schématu také pochází z grafického obrázku (viz obrázek vpravo):

Jak je patrné ze schématu zapojení elektromotoru – „trojúhelník“, vinutí jsou vzájemně zapojena do série: konec prvního vinutí je připojen k začátku druhého a tak dále.

To znamená, že na každé vinutí bude přivedeno napětí 380 V (při použití sítě 220/380 V). V tomto případě protéká vinutím více proudu motory vyššího výkonu se obvykle zapínají do trojúhelníku než při zapojení do hvězdy (od 7,5 kW a výše).

Připojení elektromotoru k třífázové síti 380 V

Pořadí akcí je následující:

1. Nejprve zjistíme, pro jaké napětí je naše síť navržena.
2. Dále se podíváme na desku, která je na elektromotoru, může vypadat takto (hvězda Y / trojúhelník Δ):

Motor pro jednofázovou síť 220V
(~1 V)
Motor pro třífázovou síť
220V/380V (220/380, Δ / Y)

Motor pro třífázovou síť 380V
(~3, Y, 380 V)
Motor pro třífázovou síť
(380 V / 660 V (Δ / Y, 380 V / 660 V)

3. Po identifikaci parametrů sítě a parametrů elektrického připojení elektromotoru (hvězda Y / trojúhelník Δ) přejdeme k fyzickému elektrickému připojení elektromotoru.
4. Chcete-li zapnout třífázový elektromotor, musíte současně přivést napětí na všechny 3 fáze.
Poměrně častým důvodem selhání elektromotoru je dvoufázový provoz. To se může stát kvůli vadnému startéru nebo kvůli nevyváženosti fází (když je napětí v jedné z fází mnohem nižší než ve zbývajících dvou).
Existují 2 způsoby připojení elektromotoru:
– použití jističe nebo ochranného jističe motoru

Po zapnutí dodávají tato zařízení napětí do všech 3 fází najednou. Doporučujeme instalovat motorový jistič řady MS, protože jej lze přesně nastavit na provozní proud elektromotoru a při přetížení citlivě hlídá jeho nárůst. Toto zařízení v okamžiku startování umožňuje nějakou dobu pracovat se zvýšeným (startovacím) proudem bez vypnutí motoru.
Klasický jistič musí být instalován nad jmenovitý proud elektromotoru s přihlédnutím k rozběhovému proudu (2-3krát vyššímu než jmenovitý proud).
Takový stroj dokáže vypnout motor pouze v případě zkratu nebo zaseknutí, což často neposkytuje potřebnou ochranu.

Startér je elektromechanický stykač, který uzavírá každou fázi s odpovídajícím vinutím motoru.
Mechanismus stykače je poháněn elektromagnetem (solenoidem).

Elektromagnetické startovací zařízení:

Magnetický startér je poměrně jednoduchý a skládá se z následujících částí:

(1) Elektromagnetická cívka
(2) Jaro
(3) Pohyblivý rám s kontakty (4) pro připojení napájení k síti (nebo vinutí)
(5) Pevné kontakty pro připojení vinutí elektromotoru (napájení).

Když je cívka napájena, rám (3) s kontakty (4) se spustí a sepne své kontakty na odpovídající pevné kontakty (5).

Typické schéma připojení elektromotoru pomocí startéru:

Při výběru startéru byste měli věnovat pozornost napájecímu napětí magnetické startovací cívky a kupovat ji v souladu se schopností připojení ke konkrétní síti (například pokud máte pouze 3 vodiče a síť 380 V, pak cívka by měla být odebírána na 380 V, pokud máte síť 220/380 V, pak může být cívka 220 V).

5. Zkontrolujte, zda se hřídel otáčí správným směrem.
Pokud potřebujete změnit směr otáčení hřídele elektromotoru, pak stačí prohodit libovolné 2 fáze. To je důležité zejména při napájení odstředivých elektrických čerpadel, která mají přesně definovaný směr otáčení oběžného kola.

Jak připojit plovákový spínač k třífázovému čerpadlu

Ze všeho výše uvedeného je zřejmé, že pro ovládání motoru třífázového čerpadla v automatickém režimu pomocí plovákového spínače NEMŮŽETE jednoduše přerušit jednu fázi, jak je tomu u jednofázových motorů v jednofázové síti.

Nejjednodušší je použít magnetický startér pro automatizaci.
V tomto případě stačí do napájecího obvodu cívky startéru zapojit sériově plovákový spínač. Když plovák uzavře obvod, obvod cívky startéru se uzavře a elektromotor se zapne, když se otevře, napájení elektromotoru se vypne.

Připojení elektromotoru k jednofázové síti 220 V

Obvykle se pro připojení k jednofázové síti 220 V používají speciální motory, které jsou navrženy pro připojení speciálně k takové síti a nevznikají problémy s jejich napájením, protože to jednoduše vyžaduje zasunutí zástrčky (většina domácích čerpadel je vybavena standardní zástrčkou Schuko) do zásuvky

Někdy je potřeba zapojit třífázový elektromotor do sítě 220 V (pokud např. není možné instalovat třífázovou síť).

Maximální možný výkon elektromotoru připojitelného do jednofázové sítě 220 V je 2,2 kW.

Nejjednodušší je připojení elektromotoru přes frekvenční měnič určený pro napájení ze sítě 220 V.

Je třeba si uvědomit, že frekvenční měnič 220 V produkuje na výstupu 3 fáze 220 V, to znamená, že k němu můžete připojit pouze elektromotor, který má napájecí napětí 220 V třífázové sítě (obvykle se jedná o motory s. šest kontaktů ve spojovací krabici, jejíž vinutí lze zapojit do hvězdy i do trojúhelníku). V tomto případě je nutné spojit vinutí v trojúhelníku.

Ještě jednodušeji je možné připojit třífázový elektromotor do sítě 220 V pomocí kondenzátoru, ale takové zapojení povede ke ztrátě výkonu motoru přibližně 30 %. Třetí vinutí je napájeno přes kondenzátor z jakéhokoli jiného.

Tento typ připojení nebudeme uvažovat, protože tento způsob nefunguje normálně s čerpadly (buď se motor nespustí při startování, nebo se elektromotor přehřívá kvůli poklesu výkonu).

Použití frekvenčního měniče

V současné době všichni poměrně aktivně začali používat frekvenční měniče k řízení rychlosti otáčení (RPM) elektromotoru.

To vám umožňuje nejen šetřit energii (například při použití frekvenčního řízení čerpadel pro zásobování vodou), ale také řídit průtok objemových čerpadel a přeměnit je na dávkovací čerpadla (jakákoli objemová čerpadla).

Ale velmi často při používání frekvenčních měničů nevěnují pozornost některým nuancím jejich použití:

— nastavení frekvence bez úpravy elektromotoru je možné v rozsahu nastavení frekvence +/- 30 % provozní (50 Hz),
— při zvýšení otáček nad 65 Hz je nutné vyměnit ložiska za zesílená (nyní lze pomocí nouzového stavu zvýšit frekvenci proudu na 400 Hz, klasická ložiska se při takových otáčkách jednoduše rozpadnou ),
— při poklesu rychlosti otáčení začne vestavěný ventilátor elektromotoru pracovat neefektivně, což vede k přehřívání vinutí.

Vzhledem k tomu, že při navrhování instalací nevěnují pozornost takovým „maličkostem“, velmi často selhávají elektromotory.

Pro provoz při nízkých frekvencích je POVINNÉ instalovat přídavný nucený chladicí ventilátor pro elektromotor.

Místo krytu ventilátoru je instalován ventilátor nuceného chlazení (viz foto). V tomto případě, i když se otáčky hlavního hřídele motoru sníží,
Spolehlivé chlazení elektromotoru zajistí přídavný ventilátor.

Máme bohaté zkušenosti s dovybavováním elektromotorů pro provoz na nízkých frekvencích.
Na fotografii vidíte šroubová čerpadla s přídavnými ventilátory na elektromotorech.

Tato čerpadla se používají jako dávkovací čerpadla při výrobě potravin.

Doufáme, že vám tento článek pomůže správně připojit elektromotor k síti sami (nebo alespoň pochopit, že se nejedná o elektrikáře, ale o „obecného specialistu“).