Принцип работы схемы подключения электромагнитного пускателя 380В

Принцип работы схемы подключения электромагнитного пускателя 380В

В современной электроэнергетике широкое распространение получили электромагнитные пускатели.

Это устройства, предназначенные для многократного включения и отключения электротехнических устройств.

Задача рассматриваемого устройства состоит в замыкании и размыкании контактов электрических цепей разной мощности, при напряжении до 440 В постоянного и 600 В переменного тока.

В своей конструкции имеют:

• определённый набор рабочих контактов, предназначенных для подачи напряжения на силовую установку;
• вспомогательные контакты — предназначенные для цепей управления и сигнальных цепей.

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

• Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
• Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
• Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

• Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
• Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
• Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
• Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Подключение трехфазного двигателя

Трехфазные асинхронные электродвигатели имеют значительно больший вращающий момент, чем однофазные. Поэтому многие самодеятельные мастера стремятся использовать их при реализации своих проектов, а для домашней мастерской станок с трехфазным двигателем – это просто находка. Однако на пути прогресса стоит банальнейшее препятствие – подключение трехфазного двигателя к бытовой сети 220 вольт напрямую технически невозможно. Традиционно для этого используется схема со сдвигом фаз посредством электролитического конденсатора, однако она сводит на нет все преимущества электрической машины такого типа – она становится такой же нестабильной, что и ее однофазный аналог, а ее мощность падает минимум на треть. Сегодня мы предлагаем вам ознакомиться с более совершенным способом включения асинхронной трехфазной электрической машины в бытовую однофазную сеть 220 вольт 50 Гц. Для этого понадобится преобразователь частоты ESQ-A500-021.

Знакомимся с ESQ-A500-021

Преобразователи частоты этой серии являются однофазными – они подключаются к бытовой сети переменного тока 220 вольт 50 Гц. Однако на выходе у них три клеммы, линейное напряжение (измеренное между фазой и землей) на каждой из которых равно 220 вольт, а сдвиг фаз между ними 1200. Это нормальные условия для того, чтобы питать трехфазный двигатель мощностью от 0,2 до 2,2 кВт. Используя этот прибор, вы сможете управлять и частотой, и направлением вращения его вала.

Собираем электрическую установку

Чтобы подключение трехфазного двигателя было выполнено по всем правилам, необходимо соблюсти нормы, установленные Правилами Эксплуатации Электроустановок.

В первую очередь организуется возможность полного обесточивания на случай аварии и для безопасного проведения ремонта. Для этого можно использовать механический рубильник с так называемыми ножевыми контактами. Обычно в их конструкции предусмотрена установка трех плавких предохранителей. Однако лучший вариант – это автоматический выключатель (АВ). Он меньше размерами, а кроме перегрузки по току (короткое замыкание), защищает еще и от перегрева в цепи. Вам необходимо взять так называемый двухполюсный АВ, подключаемый одновременно к фазной линии и нейтрали. Остается выбрать лишь номинал тока срабатывания. Он должен быть в три раза больше, чем тот, что на выходной клемме частотного преобразователя. Например, у вас есть асинхронный трехфазный двигатель мощностью 0,75 кВт, для управления им подходит модель ESQ-A500-021-0,75. Номинальный ток на выходе у него 4,5 ампера. Поэтому берите автоматический выключатель на 16 ампер. Менее мощный будет отключаться во время пуска.

Второй элемент – так называемое УЗО или Устройство Защитного Отключения, которое необходимо на случай нарушения целостности изоляции силовых кабелей, из-за чего при касании корпуса электрического прибора можно получить удар током. Включается он последовательно с АВ, однако надо не перепутать фазную линию с нейтралью: тот провод, при касании которого светится лампа отвертки-пробника подключается к клемме L, а другой к N. Номинал тока утечки выбираем как для группового потребителя – 30 мА.

Шина заземления в каждой электроустановке должна присутствовать обязательно! В магазинах электротехнических товаров их продают в виде бронзового бруска с отверстиями и винтовыми зажимами. Они бывают разной длины. Подключать к ним можно только клеммы, обозначенные PE или специальным значком, похожим на ↓. Она служит для подключения к заземляющему контуру. Обратите внимание на то, что клемма N – это так называемая техническая нейтраль, обеспечивающая работу электротехнических устройств. Ее еще называют занулением, поскольку она имеет нулевой потенциал относительно фазного провода или клеммы. По ней во время работы течет ток, она так же опасна, как и токоведущая шина. Соединять ее с корпусом приборов нельзя!

Частотные преобразователи ESQ всех серий имею одинаковую маркировку силовых клемм. У однофазных приборов 021 входные зажимы объединены в группу Power, имеют обозначение L1 и N. Выходные – Motor и U, V, W или T1, T2, T3. Рядом с ними есть клеммы для подключения тормозного резистора PR. Их можно использовать, если вы хотите, чтобы двигатель останавливался после снятия питания без выбега – инерционного прокручивания – вала.

Подключение трехфазного двигателя может осуществляться как по схеме «Звезда», тогда у него на обмотках 220 вольт, так и «Треугольник», с обмотками под напряжением 380 вольт. При использовании однофазного частотного преобразователя применяется схема «Звезда», как наименее нагруженная по току во время пуска. Треугольника однофазная электроустановка не выдержит, будут гореть плавкие предохранители или срабатывать АВ.

Все элементы, кроме двигателя, устанавливаются внутри металлического ящика с дверцей, запирающейся на ключ. Для монтажа используется DIN-рейка.

Подключение дистанционного управления

Управлять электродвигателем можно с помощью кнопок FWD (вперед), REV(назад) и STOP на центральной панели частотника.

Однако лучше это делать дистанционно, чтобы не лезть в силовой ящик. На схеме указаны клеммы, к которым подключаются кнопки пуска и реверса. Ниже находится блок, который управляет частотой вращения. К клеммам подключается стандартный потенциометр номиналом 220 вольт. Обозначения клемм соответствуют тем, что расположены на приборе выше силовых контактов.

Настройка и пробное включение

Настройка подключения электродвигателя к частотному преобразователю сводится к установке частоты питающего напряжения. Это делается верньером на лицевой панели прибора. Перед этим надо нажать и удерживать в течение 5 секунд кнопку SET. Они указаны на рисунке стрелкой. Обычно ограничиваются номиналом 60 Гц, для большинства выполняемых в домашних условиях задач этого достаточно.

Включение осуществляется по следующей схеме:

— Убедитесь, что все элементы соединены согласно схеме, нет кабелей с оголенными и неподключенными концами.

— Подайте питание – рычаг АВ поднять вверх. На частотнике загорятся индикаторы Hz и Mon.

— Нажмите кнопку, подключенную к клемме STF.

— Поверните бегунок потенциометра по часовой стрелке. Двигатель должен начать вращение.

— Нажмите кнопку STR. Двигатель изменит направление вращения.

Если мотор вращается не в ту сторону, то отключите электроустановку от питания и поменяйте местами два фазных провода на выходных клеммах частотного преобразователя.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Варианты подсоединения электрического двигателя

Чаще всего используется подключение мотора электрического под 220/380В с имеющимся конденсатором, посредством которого снижается мощность. Конденсаторный контакт следует присоединить к нулю, при этом другой – к следующему выходу двигателя. В итоге получается минимальной мощности устройство.

При повышенной мощности следует внести в имеющуюся схему конденсатор пускового типа. При подсоединении однофазном он возвещает третий выход.

Что касается способа подсоединения асинхронного мотора электрического, то он просто подключается треугольником, а также звездой. У подобных агрегатов несколько обмоток. Для изменения имеющегося напряжения не обойтись без смены местами выходов, которые идут к верхней части соединений.

В процессе подключения подобных двигателей немаловажно ознакомиться с инструкцией, сертификатом, поскольку в импортных вариантах нередко можно встретить треугольник, который подходит под отечественные 220 вольт. Подобные двигатели при невнимательном отношении к данному вопросу и подключении звездой сразу же сгорают.

При мощности, достигающей больше чем 3 ватт, двигатель подключать не рекомендуется, так как это может стать причиной замыкания и поломкой автомата УЗО.

Как можно применить двигатель

Электродвигатели, которыми оснащены современные агрегаты, например, фирмы Indesit, довольно надежны и долговечны. И даже деталь от старой стиральной машины такой марки, как «Вятка», может прослужить еще долго после того, как сама техника безнадежно устарела.

На основе двигателя от стиральной машины можно изготовить точильный аппарат

В стиральной машине электромотор выполняет вращение вала, который приводит в движение барабан. Если деталь снять с агрегата, к валу можно прикрепить самые разнообразные насадки, в результате чего получатся новые инструменты и приспособления. Наиболее распространенные способы применения электродвигателя:

1. Точильный аппарат (заточной станок). Считается самым простым вариантом использования мотора. Двигатель закрепляют на ровной поверхности, а к валу присоединяют круглый точильный камень. Станок может использоваться для заточки ножей, ножниц или инструментов.
2. Бетономешалка. Для ее изготовления используются мотор и бак от старой стиральной машины.
3. Специальный вибратор или вибростол для производства бетонных изделий. Создаваемыми вибрациями мотор может способствовать усадке бетона, именно это свойство и используется при изготовлении этих инструментов.
4. Приспособление для измельчения корма для домашних животных. Для этого достаточно на валу закрепить ножи. Это устройство можно использовать и для того, чтобы измельчать большие объемы корма, например, травы для крупного рогатого скота.

Мы перечислили лишь малую часть приспособлений, которые могут получиться из мотора стиральной машины. Для того чтобы изготовить одно из них, или придумать свой вариант применения, нужно знать, как подключить двигатель, чтобы не сгорела обмотка.

Общие правила подключения электродвигателя через конденсатор.

Подключение электродвигателя 380В на 220В выполняется через конденсатор. Для такого подключения необходимо использовать бумажные (или пусковые) конденсаторы, при этом ВАЖНО чтобы номинальное напряжение конденсатора было больше либо равно напряжению сети (при этом рекомендуется что бы напряжение конденсатора было в 2 раза больше напряжения сети). Могут применяться конденсаторы следующих марок (типов):

МБГО, МБГЧ, МБГП, МБГТ, МБГВ, КБГ, БГТ, ОМБГ, K42-4, К42-19 и др.

Как правильно подобрать конденсаторы
Теоретически предполагается осуществлять расчет необходимой емкости путем деления силы тока на напряжение и полученную величину умножить на коэффициент. Для разного типа соединений обмоток коэффициент составляет:

звездой – 2800;
треугольником — 4800.
Недостатком этого метода является то, что не всегда на электродвигателе сохранилась табличка с данными. Невозможно точно знать коэффициент мощности и мощность двигателя, а следовательно и силу тока. К тому же на силу тока могут действовать такие факторы как отклонения напряжения в сети и величина нагрузки на двигатель.

Поэтому следует применять упрощенный расчет емкости рабочих конденсаторов. Просто учесть, что на каждые 100 ватт мощности необходимо 7 микрофарад емкости. Удобнее использовать несколько параллельно соединенных конденсаторов малой, желательно одинаковой емкости, чем один большой. Просто суммируя емкость собранных конденсаторов, можно легко определить и подобрать оптимальное значение. Для начала лучше процентов на десять занизить суммарную емкость.

Если двигатель легко запускается и мощности его достаточно для работы, то все подобрано правильно. Если нет – нужно еще подсоединять конденсаторы, пока двигатель не достигнет оптимальной мощности.

СПРАВКА. При подключении трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в однофазную сеть теряется не менее трети его мощности.

Следует помнить, что много не всегда хорошо, и при превышении оптимальной емкости рабочих конденсаторов двигатель будет перегреваться. Перегрев может привести к сгоранию обмоток и выходу электродвигателя из строя.

Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети c реверсом

Процедура подключения однофазного асинхронного электромотора к электросети предельно просто. Перед домашним мастером стоит выбор из следующих способов подсоединения:

• Подключение по схеме с 4 выводами. Каждая из катушек электромотора имеет 2 контакта. У рабочей обмотки показатель сопротивления самый низкий, как правило он составляет 10-17 ом. У пусковой обмотки сопротивление большее значение, как правило 20-30 Ом.
• Схема с 3 выводами. Обмотки катушек соединяются последовательно, то есть, как и в вышеописанном варианте, обмоток по-прежнему 2, но один из токопроводов каждой из них соединен с кабелем другой.

Теория

Для начала вращения вала должны быть соблюдены следующие условия:

Полюса катушек должны быть смещены между собой на 90 градусов. Это оптимальное расположение для старта вращения нагруженного вала. Однако после старта и увеличения частоты вращения такое взаимное положение катушек оказывает отрицательное влияние на технических параметрах электродвигателя.
Полюса взаимно смещены как во времени, так и в пространстве. Каждый из циклов переменного тока, которое протекает в одной из обмоток, отстает от цикла переменного напряжения, который одновременно протекает в другой.

Знакомый с электротехникой домашний мастер найдет в этих условиях противоречие. Как это реализовать технически, если электромотор подключен к однофазной сети?

Если подходить с технической стороны электромеханики, возникшее противоречие легко устранимо, а кажущаяся несовместимость требований обусловлена лишь словоизлиянием. На самом деле, говорилось о 2 фазах, которые были получены от одного источника электрического тока.

Старт вращения всегда было «ахиллесовой пятой» однофазных асинхронных электродвигателей. Теория нам говорит, что равные по модулю и противоположно направленные магнитные потоки, возникающие на полюсах с различным зарядом, должны взаимно уравновешиваться. Поэтому, не взирая на возбужденное состояние катушек, старта вращения не произойдет.

Однако практика противоречит теоретическим выкладкам. Каждому электромонтеру хорошо известна ситуация, когда при подаче напряжения на рабочую обмотку, электродвигатель начинал работу без какого-либо постороннего вмешательства.

Для чего необходим рабочий конденсатор

При работе электромотора без нагрузки, не имеет значения, включена ли какая-либо емкость в электрическую цепь рабочей обмотки. Однако при появлении нагрузки на валу ситуация изменяется. Включение рабочего конденсатора позволяет уменьшить влияние принудительной задержки смещения магнитного поля, что дает возможность повысить КПД электромотора.

При самостоятельном подключении электромотора к электросети, как правило, на его КПД мало обращают внимания из-за различных показателей максимально фиксированной нагрузки, минимальных затратах на возросшее потребление электротока и относительно непродолжительной работы механизма.

Если вы внимательно прочли начало статьи, то понимаете, почему для временного изменения положения фаз тока (напряжения), единовременно протекающего в 2 обмотках электромотора используется конденсатор, а не иной фазосдвигающий узел, к примеру, катушка индуктивности.

Электродвигатели, в большинстве случаев, стартуют с той или иной нагрузкой. В таких случаях, при начале вращения форма магнитного поля, которое создается катушками искажается и приобретает форму овала. Это уменьшает пусковой момент. Для ликвидации ухудшения параметров электромотора лучше использовать конденсатор.

Для определения емкости конденсатора необходимо подставить в формулу технические параметры электромотора, в том числе и весьма специфические, к примеру, коэффициент трансформации каждой из статорных обмоток.

В среднем, емкость конденсатора равна 4 мкФ на 100 Вт электродвигателя, а емкость пускового конденсатора равна 2 – 3 емкостям рабочего. Для рабочего и пускового конденсаторов показатели номинального напряжения равны 350 – 600 В.

Вы можете столкнуться с ситуацией, когда на информационной табличке, расположенной на корпусе электромотора, нанесен недостаточный объем информации. Вместе с тем, некоторые производители указывают в табличке и параметры требуемого для работы электродвигателя конденсатора.

Подсоединение однофазного асинхронного электромотора к электросети

Особенность подключения заключается в соблюдении двух условий: после подсоединения электромотора к электрическому источнику питания, напряжение на рабочие обмотки должно подаваться непрерывно, а подача напряжения на пусковую катушку должно осуществляться лишь в течение короткого периода (до 10 секунд) и через фазосдвигающий конденсатор.

Для того, чтобы этого добиться, не нужно сооружать сложную электроцепь. Вам достаточно двух переключателей, у одного из которых если 2 фиксированных положения тумблера (для рабочего переключателя) и один переключатель без фиксированного положения тумблера (для запуска электромотора).

Однако можно избежать включения в электроцепь нескольких переключателей, если воспользоваться специально предназначенными коммутирующими устройствами.

В конструкции таких механизмах, к примеру, ПНВС-10, нет чего-то «хитрого», за исключением одной особенности. При активации клавиши «Пуск» происходит замыкание всех трех пар контактов. После возвращения кнопки в исходное положение, средняя пара контактов размыкается, а две крайних – остаются замкнутыми. Активация клавиши «Стоп» размыкает все контакты.

Теперь осталось подключить пусковую катушку к крайним контактам электросети, а также к средней и боковой клемме клавиши.

Простота и элегантность подключения однофазного асинхронного электромотора свидетельствует о его продуманности и надежности.

Подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети нам понадобится фазосдвигающий конденсатор. На схеме будем обозначать его Ср – рабочая емкость.

Для нормального запуска двигателя нужен конденсатор с одной емкостью, а при выходе двигателя на рабочие обороты другая емкость. Такой дополнительный конденсатор будем называть пусковым, на схеме обозначается как Сп. Также следует знать, что пусковая емкость как правило в 1,5 раза больше рабочей. При работе двигателя на холостом ходу через конденсатор протекает ток на 20-40% больше номинального, по этому рабочая емкость должна быть меньше пусковой.

Схема включения трехфазного двигателя с реверсом

Ниже представлена схема включения трехфазного двигателя в сеть 220В с реверсом. При нажатии на переключатель В1 направление вращения будет меняться

Расчет рабочей емкости для запуска двигателя

При схеме включения двигателя «Звезда»

При схеме включения двигателя «Треугольник»

Также для данной схему включения существует упрощенная формула

где Pдв — номинальная мощность электродвигателя в кВт. То есть на каждые 100 Вт мощности двигателя нужен гасящий конденсатор примерно на 7 мкФ.

При расчетах получаем значение емкости в микрофарадах.

Если ток потребления двигателем нам не известен, то нужно воспользоваться данными с таблички расположенной на двигателе. Там должна быть указана его мощность в ватах, его КПД, коэффициент мощности и рабочее напряжение. Далее предлагаю воспользоваться формулой.

Где — коэффициент мощности

Выбор элементов

Конденсаторы нужны обязательно бумажные типа МБГО, МБГП или полипропиленовые типа СВВ. Их рабочее напряжение должно быть в 1,5-2 раза больше сетевого напряжения.

Если не удается найти конденсатор нужной нам емкости можно составить конденсатор из нескольких. Для этого нам потребуются конденсаторы емкость которых в сумме составляет нужное нам значение.

Напомню что при параллельном включении конденсатора их емкость складывается.

А при последовательном их емкость рассчитывается по формуле.

Эксплуатация асинхронного двигателя в сети 220В.

При остановке двигателя или сильного замедления в результате перегрузки следует подключить пусковой конденсатор до набора оборотов.

Также следует учитывать, что мощность трехфазного двигателя при подключении в сеть с одной фазой может падать до 50%.