Любой уважающий себя электрик должен представлять, как подключить трёхфазный двигатель. Когда электрик устраивается работать на промышленное предприятие, это строго необходимо, поскольку ему придётся иметь дело с большим количеством трехфазных асинхронных электродвигателей. Ведь они сейчас используются в 99% случаев.
В статье пойдёт речь о схемах подключения наиболее распространенного асинхронного электродвигателя через магнитный пускатель. Но не только. Расскажу также от способах и принципах защиты двигателя от перегрева и перегрузки.
В обзоре будут рассмотрены различные схемы подключения электродвигателей, их плюсы и минусы. От простого к сложному.
1. Схема общая, теоретическая
В общем случае схема подачи напряжения через любой коммутационный аппарат выглядит так:
На внутреннюю схему двигателя не обращайте внимания. Она может быть двух видов - "Звезда" и "Треугольник". Подробнее в этой статье.
Сразу приношу извинения, что в данной статье я часто контактор называю пускателем, хотя подробно объяснял уже, что пускатель и контактор – это разные вещи. Что поделать, приелось это название.
Подробно, чем пускатель отличается от контактора, я уже рассказывал на Дзене.
2. Подключение трехфазного двигателя через выключатель
Для работы двигателя рабочий нулевой проводник N (Neutral) не нужен, а вот защитный (PE, Protect Earth) в целях безопасности должен быть подключен обязательно.
По принципам построения сетей 380В я уже подробно писал в статьях про трехфазный счетчик и реле напряжения.Другие статьи по теме – Разница между трехфазным и однофазным напряжением, Системы заземления.
В самом общем случае схема будет выглядеть таким образом, как показано в начале статьи. Действительно, почему бы двигатель не включить как обычную лампочку, только выключатель будет “трехклавишный”?
Но даже лампочку никто не включает просто так, сеть освещения и вообще любая нагрузка всегда включается только через защитные автоматы.
3. Схема подключения трехфазного двигателя в сеть через автоматический выключатель
Поэтому более подробно общий случай будет выглядеть так:
На схеме 3 показан защитный автомат (автоматический выключатель), который защищает двигатель от перегрузки по току (“прямоугольный” изгиб питающих линий) и от короткого замыкания (“круглые” изгибы). Под защитным автоматом я подразумеваю обычный трехполюсный автомат с тепловой характеристикой нагрузки С или D.
Напомню, чтобы ориентировочно выбрать (оценить) необходимый тепловой ток уставки тепловой защиты, надо номинальную мощность трехфазного двигателя (указана на шильдике) умножить на 2.
Схема 3 имеет право на жизнь (по бедности или незнанию местных электриков).
Если уж использовать такую схему, надо тщательно подобрать ток автомата, чтобы он был на 10-20% больше рабочего тока двигателя. И характеристику теплового расцепителя выбирать D, чтобы при тяжелом пуске автомат не срабатывал.
Например, движок 1,5 кВт. Прикидываем максимальный рабочий ток – 3А (реальный рабочий может быть меньше, надо измерять). Значит, трехполюсный автомат надо ставить на 3 или 4А, в зависимости от пускового тока и рабочего тока.
Плюс этой схемы подключения двигателя – цена и простота исполнения и обслуживания. Например, там, где один двигатель, и его включают вручную на всю смену. Минусы такой схемы с включением через автомат –
- Невозможность регулировать тепловой ток срабатывания автомата. Для того, чтобы надежно защитить двигатель, ток отключения защитного автомата должен быть на 10-20% больше номинального рабочего тока двигателя. Ток двигателя надо периодически измерять клещами и при необходимости подстраивать ток срабатывания тепловой защиты. А возможности подстройки у обычного автомата нет(. Вру, есть.
- Невозможность дистанционного и автоматического включения/выключения двигателя.
Эти недостатки можно устранить, в схемах ниже будет показано как.
4. Подключение трехфазного двигателя через ручной пускатель
Ручной пускатель, или мотор-автомат – более совершенное устройство. На нём есть кнопки “Пуск” и “Стоп”, либо ручка “Вкл-Выкл”. Его плюс – он специально разработан для пуска и защиты двигателя. Пуск по-прежнему ручной, а вот ток срабатывания можно регулировать в некоторых пределах.
Поскольку у двигателей обычно большой пусковой ток, то у автоматов защиты двигателей (мотор-автоматов), как правило, характеристика тепловой защиты типа D. Т.е. он выдерживает кратковременные (пусковые) перегрузки примерно в 10 раз больше от номинала.
Отсечка электромагнитного расцепителя обычно в 13 раз больше уставки теплового расцепителя. Класс защиты (10, 10А, 20, 30) говорит о том, во сколько раз уставка ЭМ расцепителя выше уставки теплового. Иными словами, насколько тяжелый пуск может обеспечить данный автомат защиты двигателя.
Вот что у него на боковой стенке:
Ток уставки (тепловой) – от 17 до 23 А, устанавливается вручную. Ток отсечки (срабатывание при КЗ) – 297 А.
В принципе, ручной пускатель и мотор-автомат – это одно и то же устройство. Но пускателем, показанным на фото, можно коммутировать питание двигателя. А мотор-автомат постоянно подает питание (три фазы) на контактор, который, в свою очередь, коммутирует питание двигателя. Короче, разница – в схеме подключения.
Плюс схемы – можно регулировать уставку теплового тока. Минус тот же, что и в предыдущей схеме – нет дистанционного включения.
5. Схема подключения двигателя через магнитный пускатель
Этой схеме подключения трехфазного двигателя надо уделить самое пристальное внимание. Она наиболее распространена во всем промышленном оборудовании, выпускавшемся примерно до 2000-х годов. А в новых китайских простеньких станках используется и по сей день.
Электрик, который её не знает – как хирург, не умеющий отличить артерию от вены; как юрист, не знающий 1-ю статью Конституции РФ; так танцор, не отличающий вальс от тектоника.
Три фазы на двигатель идут в этой схеме не через автомат, а через пускатель. А включение/выключение пускателя осуществляется кнопками “Пуск” и “Стоп” , которые могут быть вынесены на пульт управления через 3 провода любой длины.
Здесь питание цепи управления поступает с фазы L1 (провод 1) через нормально замкнутую (НЗ) кнопку “Стоп” (провод 2).
Если теперь нажать на кнопку “Пуск”, то цепь питания катушки электромагнитного пускателя КМ замкнется (провод 3), его контакты замкнутся, и три фазы поступят на двигатель. Но в таких схемах кроме трёх “силовых” контактов у пускателя есть ещё один дополнительный контакт. Его называют “блокировочным” или “контактом самоподхвата”.
Когда электромагнитный пускатель включается нажатием кнопки SB1 “Пуск”, замыкается и контакт самоподхвата. А если он замкнулся, то даже если кнопка “Пуск” будет отжата, цепь питания катушки пускателя всё равно останется замкнутой. И двигатель продолжит работать, пока не будет нажата кнопка “Стоп”.
Поскольку тема с магнитными пускателями очень обширная, на Дзене она вынесена в отдельную статью Схемы подключения магнитного пускателя. Там рассмотрено всё – подключение различных нагрузок, защита (тепловая и от кз), реверсивные схемы, управление от разных точек, и т.д. Рекомендую.
6. Звезда-треугольник
Разновидность пуска двигателя через магнитные пускатели (контакторы) - схема "Звезда-Треугольник". Она позволяет путем коммутации обмоток двигателя обеспечить некоторую плавность разгона, уменьшая ударную нагрузку на сеть и механизм привода.
Подробно тема раскрыта в нескольких статьях на Дзене, например в этой.
7. Подключение трехфазного двигателя через электронные устройства
Все способы пуска двигателя, описанные выше, называются Пуск прямой подачей напряжения. Часто, в мощных приводах, такой пуск является тяжелым испытанием для оборудования – горят ремни, ломаются подшипники и крепления, и т.д.
Поэтому, статья была бы неполной, если бы я не упомянул современные тенденции. Теперь всё чаще для подключения трехфазного двигателя вместо электромагнитных пускателей применяют электронные силовые устройства. Под этим я подразумеваю устройства, описанные в других статьях на Дзене:
- Твердотельные реле (solid state relay) – в них силовыми элементами являются тиристоры (симисторы), которые управляются входным сигналом с кнопки либо с контроллера. Бывают как однофазные, так и трехфазные.
- Мягкие (плавные) пускатели (soft starter, устройства плавного пуска) – усовершенствованные твердотелки. Можно устанавливать ток защиты, время разгона/замедления, включать реверс, и др. Практическое применение устройств плавного пуска.
- Частотные преобразователи – самое совершенное устройство, что придумало человечество для подключения электродвигателя. Описаны частотники у меня на канале в нескольких статьях.
Преимущества таких устройств очевидны (прежде всего – отсутствие контактов как таковых), недостаток пока один – цена. А вот как может выглядеть схема их включения:
Двухскоростные электродвигатели
Старый специфический способ подключения двухскоростных двигателей описан в статье Подключение двухскоростных асинхронных двигателей. Этот способ идет "вне конкурса".
На этом заканчиваю, спасибо за внимание, если что-то упустил, пишите вопросы и замечания в комментариях!
-------------------------------------------------------------------
Ещё больше статей на канале Самэлектрик.ру.
Статья заинтересовала? Лайк, подписка, комментарий!
Спасибо, что читаете меня! Мне тоже интересно то, о чем я пишу!
Пожалуйста, будьте вежливы и уважайте мнение автора и читателей! Хейтеров отправляю в баню.
