Бывалому электрику ясна схема подключения магнитного пускателя. Понятно ему и как подключить асинхронный электродвигатель к трёхфазной сети. Но для домашнего мастера далёкого от электричества бывает сложным делом запустить дома станок, причем не имеет значения у него одна фаза или три… В этой статье мы разберем как подключить трёхфазный асинхронный электродвигатель к трёхфазной сети переменного тока.
Схема соединения обмоток: звезда и треугольник
Начнем с двигателя, в нём, как известно есть обмотки, но так как он трёхфазный, то и обмотки обычно три (если двигатель односкоростной). Как и любую трёхфазную нагрузку их можно соединить либо звездой, либо треугольником. При подключении звездой — концы всех обмоток соединяют в одной точке, а в треугольнике соединяют конец первой, с началом второй, конец второй с началом третьей, конец третьей с началом первой обмотки.
На рис. 1 изображены эти схемы. На чертежах встречаются в двух вариантах, либо обмотки располагают, повторяя анатомически фигуры звезды и треугольника, либо в более привычном для электрическом схем виде, поэтому на рисунке представлены оба варианта. Цветными линиями условно показаны провода для подключения.
Провода от обмоток электродвигателей выведены в клеммную коробку и закреплены на клеммниках. Эта клеммная коробка называется брно (или борно, а как её называете ВЫ?).
В зависимости от двигателя в брно может быть 3 или 6 проводов. Если там шесть проводов (начало и конец каждой обмотки) — вы можете выбрать схему подключения для вашего случая и на шильдике указываются 2 номинальных напряжения (об этом поговорим ниже), если провода 3 — то обмотки соединены с завода по звезде или треугольнику, тогда на шильдике указывается 1 номинальное напряжение. Чтобы изменить схему подключения — нужно разбирать двигатель, искать места соединения обмоток, разъединять их и делать отводы в брно (см. рис. 3).
Схема подключения выбирается в зависимости от номинальных напряжений электродвигателя и напряжения в электросети, к которой его будут подключать.
Например, у нас есть трёхфазная электросеть с фазным напряжением в 220 вольт, а линейным — 380, стандартные величины для РФ. Нам нужно подключить электродвигатель, что выбрать звезду или треугольник? Осмотрим шильдик электродвигателя, на нем должны быть указаны номинальные напряжения для каждой из схем.
Разберем обозначения двигателей представленные на рисунке 4 подробнее:
а) — подключается по звезде к сети 380/220 (самый распространенный случай) или подключается по треугольнику к сети 127/220 (довольно редкий вариант), либо к трёхфазным частотным преобразователям с однофазным входом на 220В;
б) подключается к сети 380/220 только по схеме «треугольник», но возможен запуск с переходом со звезды на треугольник (для уменьшения пусковых токов при пуске двигатель включают по звезде и на обмотки поступает пониженное напряжение, после разгона обмотки переключают в «треугольник» и на них уже поступает номинальное напряжение);
в) без возможности переключения обмоток, они уже соединены по схеме звезды и рассчитаны на подключение к 380В, для подключения, например, к однофазной сети такой двигатель необходимо вскрыть для вывода концов обмоток и соединения их в «треугольник»., как было показано на рис. 3
С напряжениями и схемами разобрались, идём дальше, чтобы понять, как собрать ту или иную схему. К шпилькам клеммников провода от начал и концов обмоток подключаются строго в определенном порядке, так, чтобы с помощью трёх перемычек можно (или двух перемычек) было собрать звезду или треугольник с минимальным количеством действий. Перемычки, конечно, зачастую стоят из куска провода, но с завода двигатели поставляются с небольшими шинками соответствующих размеров и формы, что мы рассмотрим далее.
Так чтобы была возможность легко и правильно соединить обмотки, их концы располагают следующим образом: начало первой обмотки над концом третьей, начало второй концом первой и начало третьей над концом второй (вспомните схемы на рисунке 1).
Схема подключения
С выбором схемы соединения обмоток разобрались, идём дальше. В простейшем случае, двигатель может подключаться напрямую к автоматическому выключателю.
Но этот вариант не удобный и не надёжный, хотя бы потому что автоматический выключатель создан для защиты и аварийного выключения цепи, а не для её постоянного рабочего включения и выключения. Для этого есть специальный прибор, такой как контактор или магнитный пускатель.
Они бывают разными как по силе коммутируемого тока, так и по номинальному напряжению их катушки. Ниже будут приведены схемы для пускателей с катушкой на 220 вольт, схемы на 380 аналогичны, но один из проводов катушки следует соединить не с нулем, а со второй фазой.
Контактор – это электромагнитный коммутационный прибор. Работает, как и обычное реле: чтобы привести его контакты в движение нужно подать на катушку напряжение.
Пускатели и контакторы обычно включают через кнопочные посты, это одна или несколько кнопок без фиксации. В каждой кнопке есть две пары контактов — нормально-замкнутая и нормально-разомкнутая.
Рассмотрим первую самую простую схему. Здесь двигатель будет работать только пока нажата кнопка «ПУСК». Если вместо кнопки поставить тумблер, то двигатель будет вращаться пока тумблер включен — такое решение подходит для большей части применений.
Но если вам нужно, чтобы двигатель запускался и останавливался от кнопок «ПУСК» и «СТОП», следует использовать схему с самоподхватом.
Принцип работы схемы:
Когда автоматический выключатель QF включен на силовых контактах контактора и цепи управления появляется напряжение. Через нормально-замкнутую кнопку «СТОП» подаётся напряжение на нормально-разомкнутую кнопку «ПУСК» и блок-контакт. При нажатии кнопки «ПУСК» подаётся напряжение на катушку, контактор срабатывает, замыкаются его силовые контакты, замыкается и блок контакт. Когда кнопку пуск отпускают — контактор остаётся включенным, поскольку ток катушки течет через блок контакт КМ-1.1. Именно это и называется «самоподхват». Чтобы отключить двигатель — нужно разорвать цепь катушки, для этого нажимают на кнопку «Стоп».
Но далеко не во всех случаях достаточно вращения двигателя в одном направлении, есть ряд примеров, когда необходимо обеспечить реверс. Для реверсирования трёхфазных асинхронных двигателей следует поменять местами две любые фазы (см. подключение цветных проводов на рис. 14).
Такую схему часто называют «реверсивная схема пускателя»
Фактически, реверсивная схема подключения трёхфазного двигателя– это две нереверсивных схемы. Разберем отличия.
Здесь добавлена блокировка на нормально-замкнутых контактах контакторов КМ-1.2 и КМ-2.2. Они подключаются в цепь катушки противоположного контактора (КМ2.2 в цепь катушки КМ-1 и наоборот), электрики называют это «защитой от дурака», она защищает от случайного включения контактора, отвечающего за движение в противоположную сторону (когда включен КМ-1 нельзя включать КМ-2 и наоборот).
Если включить оба контактора сразу — произойдет межфазное замыкание
Второе отличие как раз с этим и связано. Обратите внимание, как подключены силовые контакты КМ-2, а именно на то, как подключен красный проводник. С помощью этого контактора и происходит смена чредования фаз в обмотках двигателя и, как следствие, вращение в другую сторону.
Для смены направления вращения нужно остановить двигатель кнопкой «СТОП» и снова запустить уже в другом направлении.
Соответственно для сборки такой схемы либо в контакторе должно быть две пары блок контактов (нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый), либо устанавливать на такой контактор как был показан выше приставку с блок-контактами.
Заключение
Встречаются и другие схемы, например, без самоподхвата, для подключения тельферов и грузоподъемных механизмов, с тепловыми реле и универсальными устройствами для защиты двигателя и рассмотреть их все в пределах одной статьи сложно, поэтому предлагаю поделиться опытом и обсудить эту тему в комментариях.