Трехфазный электродвигатель является электрической машиной, которая предназначена по своим конструктивным характеристикам для работы в трехфазных сетях переменного тока. Электрический трехфазный двигатель состоит из статора с намотанными на нем тремя обмотками, которые при этом обязательно должны быть сдвинуты в пространстве на сто двадцать градусов. В цепи обмоток двигателя при появлении трехфазного напряжения на магнитных полюсах образуются магнитные потоки, которые начинают вращать ротор. Следующей составляющей электродвигателя является ротор, который изготавливается различных конструкций. Если двигатель синхронный то ротор вращается со скоростью статора, а если асинхронный вращение ротора проходит медленнее.
Самое широкое распространение получили асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутой обмоткой ротора. Такого типа ротор по – другому двигателя еще называется «беличье колесо». Далее поговорим о двигателе именно такого типа.
Асинхронные трехфазные двигатели бывают односкоростные с соединением обмоток по схемам «звезда», «треугольник» или переключаемые звезда-треугольник. Также электродвигатели с последовательным и параллельным соединением ветвей обмоток по схеме «звезда» или «двойная звезда».
Все трехфазные электродвигатели разделяются по способу соединения обмоток. Первый способ соединения обмоток называется «звездой». Принцип такого соединения обмоток заключается в том, что все концы всех трех обмоток соединяются, в единый узел, образуя нулевой вывод. Свободные концы обмоток подсоединяются к сетевым фазам. Такой способ соединения напоминает звезду, и от этого и название схемы подключения. Второй способ называется «треугольник». Такой способ соединения обмоток заключается в том, что все три обмотки соединены последовательно между собой, то есть конец первой обмотки соединяется с началом второй обмотки, соответственно начало второй обмотки соединено с концом третьей обмотки и так далее по кругу. Места соединения концов обмоток присоединяются к фазам сети. В такой схеме соединения обмоток отсутствует нулевой вывод. Такой способ напоминает треугольник.
Оба способа соединения обмоток трехфазных двигателей одинаково широко распространены, потому что не имеют особых преимущественных различий друг перед другом. Если судить о способах соединения при номинальном режиме работы, то для соединения обмоток «звездой» необходимо большее линейное напряжение, по сравнению со схемой «треугольник». Вот поэтому в технических характеристиках трехфазного электродвигателя всегда указывается номинальное напряжение через дробь, то есть 220/380 вольт или 127/220 вольт.
Двухскоростные электродвигатели с полюсно - переключаемыми обмотками работают по принципу амплитудно-фазовой модуляции, а обмотки соединяются тройной звездой.
У четырех скоростных электродвигателей, которые имеют две независимые обмотки, и каждая из них полюсно – переключаемая соединяются треугольником и двойной звездой.
Стоит также отметить то факт, что соединение «треугольник» можно на время пуска переключать в звезду для уменьшения пускового тока используя специальное пусковое реле.
Устройства ввода. Соединение обмоток у электродвигателя.
У некоторых серий трехфазных электродвигателей клеммные коробки или борно располагаются сверху корпуса двигателя и допускают разворот с фиксацией на 180 градусов. Конструкция вводных коробок разработана с таким расчетом, чтобы возможно было присоединять кабеля с алюминиевыми или медными жилами с оболочкой, изготовленной из резины или поливинилхлорида, а также провода находящиеся в гибком металлическом рукаве. Ввод жил производится через один или два штуцера предусмотренных во вводной коробке, или через специальный удлинитель, который предусмотрен для сухой разделки кабеля.
Вводные коробки для двигателей выпускаются различных исполнений и маркируются следующим образом:
Вводная коробка с клеммной панелью выводов и предусмотренным одним штуцером в исполнении К3I. Вводная коробка, имеющая клеммную панель для выводов и два штуцера в исполнении К3II. Вводная коробка, имеющая клеммную панель для выводов и имеющимся удлинителем в исполнении К3М. Вводная коробка, не имеющая клеммной панели для выводов с предусмотренным одним штуцером в исполнении К2I. Вводная коробка, выполненная без клеммной панели с имеющимися двумя штуцерами в исполнении К2II.
В борне электродвигателя к внутренней стороне клеммной панели присоединяются выводные провода статорных обмоток электродвигателя двигателя. Все выводы статорных обмоток и болты для крепления этих выводов маркируются в соответствии с ГОСТ 26772 (МЭК 60034-8). На таких клеммных панелях и производится необходимое закрепление обмоток.
Нужен ремонт электродвигателя, ремонт дизельгенератора? Звоните +7 921 6314556.
www.passatspb.ru
Схемы трёхфазных обмоток.
Трехфазные обмотки:В трехфазных обмотках те катушки, активные стороны которых расположены под двумя соседними разноименными полюсами, обычно соединяют последовательно между собой в катушечные группы. Катушечные группы, как правило, образуют одну пару полюсов одной фазы обмотки.Соединение катушечных групп:Катушечные группы соединяют в фазы обмотки. Для образования фаз может быть использовано последовательное, параллельное или смешанное соединение катушечных групп между собой, однако при этом должно соблюдаться правильное чередование полюсов магнитного поля, создаваемого обмоткой.Полюса можно определять по направлению тока в данной стороне катушки (условно принимая одно из направлений за какой-нибудь полюс, в таком случае противоположное направление - противоположный полюс). Так как ток переменный, то и полюс с частотой тока меняет свою полярность, поэтому на схемах удобнее пользоваться направлением тока в витках катушки, расположенных в данном пазу (рис. 1.1—1.5).
Рис. 1.1 Шаблонная обмотка вразвалку при 2ρ = 2, z = 24, q = 4, y = 10 (1-11)< a = 1.
Рис. 1.2 Концентрическая обмотка вразвалку (трехплоскостная) при 2ρ = 4, z = 48, у = 11(1 — 12), 9(2—11), а = 1.
Рис. 1.3 Схема двухслойной концентрической обмотки при 2ρ= 4, z = 48, q = 4, у = 13(1 — 14), 11(2— 3), 9(3—12), 7(4—11).
Рис. 1.4 Однослойная (концентрическая вразвалку) обмотка однофазного двигателя с пусковым элементом при 2ρ = 4, z = 24.
Рис. 1.5 Однослойная обмотка (шаблонная вразвалку) однофазного двигателя с пусковым элементом при 2ρ = 4, z = 36.
Характеристика трехфазных обмоток:Все три фазы обмотки должны быть симметричными. Поэтому в каждой из них содержится равное количество катушек, одинаково соединенных между собой и симметрично расположенных в магнитном поле машины. Только при этом условии суммарные ЭДС в фазах будут равными по величине и сдвинутыми относительно друг друга на ⅓ периода, т. е. образуют симметричную трехфазную систему ЭДС. Фазы обмотки могут соединяться между собой в звезду или в треугольник.Одной из важнейших характеристик трехфазных обмоток является показатель q, равный числу пазов, приходящихся на полюс и фазу:
где z — число пазов, в которых размещена обмотка; 2ρ — число полюсов магнитного поля; m— число фаз.Число q также показывает, из скольких катушек состоят катушечные группы данной обмотки. Так, если трехфазная (m = 3) четырехполюсная (2ρ= 4) обмотка расположена в 60 пазах (z = 60), то:
Такая обмотка будет иметь по пять катушек в каждой катушечной группе.Если же в 60 пазах разместить трехфазную восьмиполюсную обмотку, то число пазов на полюс и фазу окажется не целым, а дробным q = 60/(8 ∙ 3) = 2 ½. Такие обмотки называются обмотками с дробным показателем q.Так как в каждой отдельной катушечной группе может быть лишь целое число катушек, то при дробном q катушечные группы в каждой фазе обмотки не будут одинаковыми, а будут содержать разное количество катушек. В этом случае число q показывает среднее количество катушек, приходящихся на одну катушечную группу. На рис. 2.12 изображена обмотка однофазного двигателя, у которого пусковая обмотка имеет дробное а.Обычные трехфазные обмотки выполняются как шестизонные. В таких обмотках пазы, занимающие два полюсных деления (360 эл. град.), распределяются на шесть частей — зон (по одной зоне на каждую фазу в пределах одного полюсного деления). Если обмотка выполнена с q, равным целому числу, и с диаметральным шагом у = т, то каждая зона шестизонной обмотки занимает 60 эл. град.Для трехфазных обмоток существует следующее соотношение между частотой вращения магнитного поля машины, числом его полюсов и частотой тока в обмотке:
где n- частота вращения магнитного поля, об/мин;ρ- число пар полюсов; ƒ - частота проходящего по обмотке тока, Гц.Источник:
energo.ucoz.ua
ремонт обмоток электрических машин.
СОЕДИНЕНИЕ ОБМОТОК ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ.
смотреть статью: ОБОЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.
СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ВЫВОДНЫХ КОНЦОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.
Соединение звездой:
Если фазные обмотки генератора или потребителя соединить так, чтобы концы обмоток были соединены в одну общую точку, а начала обмоток присоединены к линейным проводам, то такое соединение называется соединением звездой и обозначается условным знаком Y. На рис. 1 обмотки генератора и потребителя соединены звездой. Точки, в которых соединены концы фазных обмоток генератора или потребителя, называются соответственно нулевыми точками генератора (0) и потребителя (0’). Обе точки 0 и 0’ соединены проводом, который называется нулевым, или нейтральным проводом. Остальные три провода трехфазной системы, идущие от генератора к потребителю, называются линейными проводами. Таким образом, генератор соединен с потребителем четырьмя проводами. Поэтому эта система называется четырехпроводной системой трехфазного тока.
Рис. 1. Соединение звездой
Сравнивая несвязанную и четырехпроводную системы трехфазного тока, видим, что в первом случае роль обратного провода выполняют три провода системы, а во втором – один нулевой провод. По нулевому проводу протекает ток, равный геометрической сумме токов:
IA, IB и IC, т. е. Ī0= ĪA + ĪB + ĪC.
Напряжения, измеренные между началами фаз генератора (или потребителя) и нулевой точкой (или нулевым проводом), называются фазными напряжениями и обозначаются UA, UB и UC, или в общем виде Uф. Часто задаются величины э.д.с. фазных обмоток генератора. Они обозначаются ЕA, ЕB и ЕC, или Еф. Если пренебречь сопротивлениями обмоток генератора, то можно записать:
ЕA= UA, ЕВ= UВ, ЕC= UС.
Напряжения, измеренные между началами двух фаз: А и В, В и С, С и А – генератора или потребителя, называются линейными напряжениями и обозначаются UАВ, UВС, UСА, или в общем виде Uл. На рис. 1 стрелки показывают выбранное положительное направление тока, которое в линейных проводах принято от генератора к потребителю, а в нулевом проводе – от потребителя к генератору.
Если присоединить зажимы вольтметра к точкам А и В, то он покажет линейное напряжение UАВ. Так как положительные направления фазных напряжений UA, UB и UC выбраны от начал фазных обмоток к их концам, то вектор линейного напряжения UАВ будет равен геометрической разности векторов фазных напряжений UA и UB:
ŪAВ=ŪA— ŪВ.
Аналогично можно записать:
ŪВС=ŪВ— ŪС;
ŪСА=ŪС— ŪА.
Иначе можно сказать, что мгновенное значение линейного напряжения равно разности мгновенных значений соответствующих фазных напряжений. На рис. 2 вычитание векторов заменено сложением векторов:
UA и — UB; UВ и — UС; UС и — UА.
Из векторной диаграммы видно, что векторы линейных напряжений составляют замкнутый треугольник.
Рис. 2. Фазные и линейные напряжения при соединении звездой
Зависимость между линейным и фазным напряжениями:
UBС=2UBcos30o, так как cos30o=√3/2, то UBС=√3UB,или в общем виде Uл=√3Uф.
Следовательно, при соединении звездой линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения. Ток, протекающий по фазной обмотке генератора или потребителя, называется фазным током и обозначается в общем виде Iф. Ток, протекающий по линейному проводу, называется линейным током и обозначается в общем виде Iл. На рис. 1 видно, что при соединении звездой линейный ток равен фазному току, т. е.
Iл=Iф.
Рассмотрим случай, когда нагрузка в фазах потребителя одинакова как по величине, так и по характеру. Такая нагрузка называется равномерной, или симметричной. Это условие выражается равенством.
z1= z2= z3.
Нагрузка не будет равномерной, если, например, z1= r1=0,5ом; z2=ωL2=0,5ом и z3=1/ωC3=0,5ом, так как здесь выполнено лишь одно условие – равенство сопротивлений фаз потребителя по величине, в то время как характер сопротивлений различен (r1 - активное сопротивление, ωL2 - индуктивное сопротивление, 1/ωC3 - емкостное сопротивление).
При симметричной нагрузке:
IА=UА/zА; IВ=UВ/zВ; IС=UС/zС; IА=IВ=IС.
Фазные коэффициенты мощности вследствие равенства сопротивлений и одинаковости их характера будут одинаковы:
cosφ1=rА/zА; cosφ2=rB/zB; cosφ3=rC/zC; cosφ1=cosφ2=cosφ3.
В нулевом проводе должна протекать геометрическая сумма токов всех трех фаз. Если посмотреть на кривые изменения токов при симметричной нагрузке трехфазной системы, то увидим, что максимальные значения для всех трех синусоид тока одинаковы. Поскольку при симметричной нагрузке сумма мгновенных значений токов трехфазной системы равна нулю, следовательно, ток в нулевом проводе будет равен нулю. Отбрасывая нулевой провод в четырехпроводной системе, переходим к трехпроводной системе трехфазного тока. Если имеется симметричная нагрузка, как, например, трехфазные двигатели переменного тока, трехфазного тока, трехфазные печи, трехфазные трансформаторы и т. п., то к такой нагрузке подводятся только три провода. Потребители, включенные звездой с несимметричной нагрузкой фаз, нуждаются в нулевом проводе. При симметричной нагрузке фазные напряжения отдельных фаз равны между собой. При несимметричной нагрузке трехфазной системы симметрия токов и напряжений нарушается. Однако в четырехпроводных цепях часто пренебрегают незначительной несимметрией фазных напряжений. В этих случаях между линейными и фазными напряжениями существует зависимость:
Uл=√3Uф.
Соединение треугольником:
Кроме соединения звездой, генераторы, трансформаторы, двигатели и другие потребители трехфазного тока могут включаться треугольником. Если объединить попарно провода несвязанной шестипроводной системы и соединить фазы, как показано на рисунке 1, получим трехфазную трехпроводную систему, соединенную треугольником.
Рис. 1. Несвязанная трехфазная схема.
Рис. 2. Связанная трехфазная схема, соединенная треугольником.
Соединение треугольником выполняется таким образом (рис. 2), чтобы конец фазы А был соединен с началом фазы В, конец фазы В соединен с началом фазы С и конец фазы С соединен с началом фазы А. К местам соединения фаз присоединяют линейные провода. Если обмотки генератора соединены треугольником, то линейное напряжение создает каждая линейная обмотка. У потребителя, соединенного треугольником, линейное напряжение подключается к зажимам фазного сопротивления. Следовательно, при соединении треугольником фазное напряжение равно линейному: Uл=Uф. Определим зависимость между фазными и линейными токами при соединении треугольником, если нагрузка фаз будет одинакова по величине и характеру. Составляем уравнения токов по первому закону Кирхгофа для трех узловых точек А1, B1 и C1 потребителя:
ĪA+ ĪСА= ĪАВ;ĪВ+ ĪАВ= ĪВС;ĪС+ ĪВС= ĪСА;
откуда
ĪA= ĪАВ—ĪСА;ĪВ= ĪВС—ĪАВ; ĪС= ĪСА—ĪВС.
Отсюда видно, что линейные токи равны геометрической разности фазных токов. При симметричной нагрузке фазные токи одинаковы по величине и сдвинуты один относительно другого на 120o. Производя вычитание векторов фазных токов согласно полученным уравнениям, получаем линейные токи. Зависимость между фазными и линейными токами при соединении в треугольник:
Iл=2Iфcos30o=2Iф√3/2=√3Iф.
Следовательно, при симметричной нагрузке, соединенной треугольником, линейный ток в √3 раз больше фазного тока. У двигателей и у других потребителей трехфазного тока в большинстве случаев наружу выводят все шесть концов обмоток, которые по желанию можно соединять либо звездой, либо треугольником. Обычно к трехфазной машине крепится доска из изоляционного материала (клеммная доска), на которую и выводят все шесть концов. Если у нас есть двигатель, на паспорте которого написано 127/220 в, значит, этот двигатель можно использовать на два напряжения 127 и 220 в. Если линейное напряжение сети равно 127 в, то обмотки двигателя необходимо включить треугольником. Тогда на обмотку каждой фазы двигателя будет подано напряжение 127 в. При напряжении 220 в обмотки двигателя нужно включить звездой, тогда обмотка каждой фазы также будет под напряжением 127 в.
Источник:
energo.ucoz.ua
