Připojení třífázového motoru k síti 220 nebo 380 V podle schématu

Mezi elektrickými stroji určenými k provádění mechanické práce jsou třífázové jednotky považovány za jedny z nejproduktivnějších. Otáčení rotoru se provádí současným působením magnetického toku z fázových vinutí. To zajišťuje současnou sílu tří momentů najednou, které na sebe proporcionálně působí. Jak zapojit třífázový motor v závislosti na jeho konstrukčních vlastnostech a parametrech elektrické sítě, budeme dále zvažovat.

Všeobecné informace

Připojení třífázových motorů zahrnuje poměrně složitou operaci, která vyžaduje pochopení procesů probíhajících v elektrické instalaci. K tomu je nutné zvážit jak jednotlivé prvky, tak i jejich účel.

Konstrukčně se třífázové elektromotory skládají z:

• Stator s magnetickým obvodem;
• Rotor s hřídelí;
• Vinutí.

V závislosti na typu motoru existují modely s rotorem veverkovitého nebo fázového typu. V některých se rotor otáčí pouze díky elektromagnetickému poli indukovanému vinutím statoru, v jiných se hřídel otáčí silou z pole rotoru, když v jeho vinutích protéká proud. Pro zapnutí třífázových motorů je nutné pochopit, jak jsou fáze vinutí vzájemně propojeny.

Schémata zapojení vinutí motoru

U třífázových asynchronních elektromotorů se používají dvě možnosti zapojení – do hvězdy a trojúhelníku. U třífázových asynchronních elektrických strojů lze v závislosti na modelu implementovat následující schéma:

• Hvězda;
• Trojúhelník;
• Hvězda a trojúhelník.

Nejjednodušší způsob, jak určit možnosti konkrétního asynchronního elektromotoru, je podívat se na typový štítek (kovový štítek s technickými parametry). Ten také uvádí jmenovité provozní napětí pro odpovídající zapojení. Zde může být označení uvedeno pouze pro hvězdu, pouze pro trojúhelník nebo pro obě možnosti současně; příklad takového označení je znázorněn na obrázku níže:

Pokud chybí typový štítek nebo byly informace na něm vymazány, lze schéma zapojení najít otevřením rozvaděče vinutí spouštěče (BRNO). Pokud vidíte 6 svorek s koncovými připojeními, můžete určit typ zapojení vinutí. Mnohem horší je, když má zařízení pouze tři svorky a připojení je provedeno uvnitř krytu. V tomto případě je nutné rozebrat třífázový elektromotor, abyste zjistili způsob zapojení.

Hvězda

Schéma zapojení třífázového motoru do hvězdy spočívá v tom, že začátek každého vinutí je sloučen do jednoho bodu a fáze z napájecího vedení jsou připojeny k jejich koncům. Tento typ poskytuje mnohem plynulejší start a relativně šetrný provozní režim. Výkon, s nímž se rotor otáčí, je však jedenapůlkrát nižší než u trojúhelníkového zapojení. Schematicky toto zapojení vypadá takto:

Jak je vidět na obrázku, konce svorek A2, B2, C2 vinutí třífázového motoru jsou spojeny do jedné elektrické jednotky. A fázové vodiče, obvykle 1 nebo 1 voltů, jsou připojeny ke svorkám A1, B220, C380.

Pokud se na tento diagram podíváme s použitím příkladu narozeného dítěte, bude vypadat takto:

Trojúhelník

Pro zapojení elektromotoru do trojúhelníku je třeba přivést konec jednoho vinutí k začátku druhého. A tak uzavřít vinutí do jakéhosi prstence, k jehož připojovacím bodům jsou připojeny svorky elektrického vedení. Schéma zapojení do trojúhelníku poskytuje maximální točivý moment a sílu na hřídeli, což je zvláště důležité pro velké zatížení. Proud ve vinutích při jmenovitém zatížení se však také úměrně zvýší, nemluvě o režimech přetížení.

Proto zapnutí třífázového motoru v trojúhelníku vyžaduje snížení napětí. Například pokud lze stejný elektrický stroj zapojit s trojúhelníkovým i hvězdicovým zapojením vinutí, pak hvězda bude mít napájecí napětí 380 V a trojúhelník 220 V, respektive 220 a 127 V. Schematicky bude zapojení vinutí v trojúhelníku vypadat takto:

Jak vidíte, spojení je provedeno z A2 na B1, z B2 na C1, z C2 na A1, u některých modelů elektrických strojů se označení svorek může lišit, ale kryt svorky zobrazí jejich příslušnost k určitému vinutí a možné možnosti připojení mezi nimi.

Možnosti připojení

Třífázové motory mají vynikající vlastnosti, poměrně širokou škálu modelů a používají se v široké škále zařízení. Proto se používají jak v průmyslových zařízeních s třífázovým napájením, tak v domácích jednofázových elektroinstalacích. Dále rozebereme obě možnosti připojení elektrických strojů.

V jednofázové síti

Konstrukčním rysem třífázové jednotky, na rozdíl od jednofázových asynchronních motorů, je nutnost fázového posunu ve vinutích, jinak se hřídel neotáčí. Pro změnu situace je jedna fáze rozdělena pro všechna tři vinutí, z nichž dvě obsahují přídavnou indukčnost a rozběhovou kapacitu. Ty zajišťují posun proudu a napětí vzhledem k napětí v síti. Indukčnost umožňuje posun napětí do záporné oblasti až do -90°, zatímco jednofázový kondenzátor naopak do kladné oblasti až do +90°.

Graficky bude funkce zpoždění napětí vypadat takto:

V praxi je však posun zajištěn pouze kapacitními prvky, které jsou zahrnuty v napájecím obvodu jednoho z vinutí, a další dva jsou spouštěny mezi fázovým a neutrálním vodičem. Schéma zapojení třífázového motoru v jednofázovém obvodu je znázorněno na obrázku níže:

Jak můžete vidět na obrázku, z fázového drátu je vyroben odbočník obsahující zásobník jednofázového kondenzátoru se dvěma prvky, jeden pro spouštění C2, druhý pro konstantní provoz C1. Když je stisknuto tlačítko start, kontakty SA1 a SA2 se uzavřou současně, ale po vytvoření dostatečného krouticího momentu a zahájení rotace je SA1 vyřazen a odstraní C1 z obvodu, přičemž zůstane C2. Výkon s tímto schématem spínání motoru je snížen na 30 – 50%.

Výpočet spouštění kondenzátoru se provádí podle vzorce:

С_otroka = (2800*I)/U — pro zapojení třífázového motoru do hvězdy

C_otroka = (4800*I)/U — pro zapojení třífázového motoru v trojúhelníku

Spouštěcí kondenzátor se používá pouze při spouštění se zátěží, nelze jej tedy použít při lehkém spouštění. Pak se místo kapacity odpalovacího zařízení použije pracovník.

Do třífázové sítě

V třífázové síti je i přes přítomnost požadovaného typu napájecího napětí vždy použit magnetický spouštěč, který uvede motor do rotace. Startování bez startéru nebo stykače je poměrně nebezpečné, proto jsou nedílným prvkem.

Výše uvedený obrázek ukazuje typické schéma připojení motoru k třífázové síti, které funguje na následujícím principu:

• Napětí je do motoru přiváděno ze sítě přes spínač 1.
• dále, když je spouštěcí tlačítko 6 zapnuto, cívka 4 stykače je napájena, což přitahuje silové kontakty spouštěče 3;
• poté se motor začne otáčet a startovací tlačítko 6 je přemostěno přes zesilovač 5;
• k zastavení třífázového motoru použijte tlačítko Stop – 7, které je v normálně zavřené poloze;
• Ochrana motoru proti přetížení monitoruje aktuální zatížení sítě a v případě ohrožení rozepne kontakty 2.

— asynchronní třífázový motor s rotorem nakrátko. Ve statorových drážkách jsou uložena tři vinutí motoru;
— asynchronní jednofázový motor s rotorem nakrátko. Používá se především v domácích elektrospotřebičích ve vysavačích, pračkách, digestořích, ventilátorech, klimatizacích;
— kartáčované stejnosměrné motory jsou instalovány v elektrickém vybavení vozu (ventilátory, regulátory oken, čerpadla);
– Střídavý komutátorový motor se používá v elektrickém nářadí. Mezi takové nástroje patří elektrické vrtačky, mlýnky, příklepové vrtačky, mlýnky na maso;
— asynchronní motor s vinutým rotorem má poměrně silný rozběhový moment. Proto se takové motory instalují do výtahových pohonů, jeřábů a výtahů.

Měření izolačního odporu vinutí

Pro testování izolačního odporu motoru používají elektrikáři megger se zkušebním napětím 500 V nebo 1000 V. Toto zařízení měří izolační odpor vinutí motoru navržených pro provozní napětí 220 V nebo 380 V.

Pro elektromotory se jmenovitým napětím 12V, 24V se používá tester, protože izolace těchto vinutí není určena pro testování pod vysokým napětím 500V megger. Typicky je v datovém listu motoru uvedeno zkušební napětí při měření izolačního odporu cívek.

Před měřením izolačního odporu se musíte seznámit se schématem připojení elektromotoru, protože některé hvězdicové spoje vinutí jsou připojeny ve středu ke skříni motoru. Pokud má vinutí jeden nebo více spojovacích bodů, trojúhelníkový, hvězdicový, jednofázový motor se spouštěcím a běžícím vinutím, pak se kontroluje izolace mezi kterýmkoli spojovacím bodem vinutí a pouzdrem.

Pokud je izolační odpor výrazně menší než 20 MΩ, vinutí se odpojí a každé se zkontroluje samostatně. U kompletního motoru musí být izolační odpor mezi cívkami a kovovým pláštěm alespoň 20 MΩ. Pokud byl motor provozován nebo skladován ve vlhkém prostředí, může být izolační odpor nižší než 20 MΩ.

Poté se elektromotor rozebere a několik hodin suší 60W žárovkou umístěnou v tělese statoru. Při měření izolačního odporu multimetrem nastavte limit měření na maximální odpor, megaohmy.

Jak otestovat elektromotor na přerušené vinutí a zkraty

Otočné zkraty ve vinutí lze zkontrolovat pomocí ohmového multimetru. Pokud jsou vinutí tři, stačí porovnat jejich odpor. Rozdíl v odporu jednoho vinutí indikuje mezizávitový zkrat. Mezizávitový zkrat jednofázových motorů je obtížnější určit, protože existují pouze různá vinutí – jedná se o spouštěcí a provozní vinutí, které má menší odpor.

Neexistuje způsob, jak je porovnat. Zkrat vinutí třífázových a jednofázových motorů můžete detekovat pomocí klešťových měřičů porovnáním proudů vinutí s jejich pasovými údaji. Při mezizávitovém zkratu ve vinutích se zvyšuje jejich jmenovitý proud a klesá rozběhový moment, motor startuje obtížně nebo vůbec nestartuje, ale pouze hučí.

Odpor vinutí výkonných elektromotorů nebude možné měřit multimetrem, protože průřez vodičů je velký a odpor vinutí se pohybuje v desetinách ohmu. Rozdíl v odporu s takovými hodnotami není možné určit pomocí multimetru. V tomto případě je lepší zkontrolovat provozuschopnost elektromotoru pomocí proudové kleště.

Pokud není možné připojit elektromotor k síti, lze odpor vinutí zjistit nepřímou metodou. Sestavte sériový obvod z 12V baterie s 20 ohmovým reostatem. Pomocí multimetru (ampérmetru) nastavíme proud reostatem na 0,5 – 1 A. Sestavený přístroj se připojí k testovanému vinutí a změří se úbytek napětí.

Nižší pokles napětí na cívce bude indikovat přepínací zkrat. Pokud potřebujete znát odpor vinutí, vypočítá se pomocí vzorce R = U/I. Porucha elektromotoru se dá zjistit i vizuálně, na rozebraném statoru nebo podle zápachu spálené izolace. Pokud je vizuálně detekován bod zlomu, lze jej eliminovat připájením propojky, dobrou izolací a položením.

Měření odporu vinutí třífázových motorů se provádí bez odstranění propojek na schématech zapojení vinutí do hvězdy a trojúhelníku. Odpor cívek stejnosměrných a střídavých komutátorových motorů se také kontroluje multimetrem. A pokud je jejich výkon vysoký, test se provede pomocí zařízení reostatu baterie, jak je uvedeno výše.

Odpor vinutí těchto motorů se kontroluje samostatně na statoru a rotoru. Na rotoru je lepší zkontrolovat odpor přímo na kartáčích otáčením rotoru. V tomto případě je možné zjistit, zda nejsou kartáče pevně připevněny k lamelám rotoru. Odstraňte karbonové usazeniny a nerovnosti na lamelách kolektoru jejich broušením na soustruhu.

Je obtížné provést tuto operaci ručně, tato porucha nemusí být odstraněna a jiskření kartáčů se pouze zvýší. Vyčištěny jsou i drážky mezi lamelami. Do vinutí elektromotorů lze instalovat pojistku nebo tepelné relé. Pokud existuje tepelné relé, zkontrolujte jeho kontakty a v případě potřeby je vyčistěte.

Pomohl vám článek?