Schémata připojení elektromotoru k napájení: hvězda, trojúhelník, třífázová síť 380V, jednofázová síť 220V

Třífázové asynchronní motory se široce používají v domácích i speciálních zařízeních. Jejich princip fungování spočívá v přeměně elektrické energie na mechanickou energii a rozsah použití sahá od malého elektromotoru v mikrovlnné troubě až po výkonný agregát schopný zvednout několikatunové břemeno, který se používá ve věžovém stavebním jeřábu. Důležitou podmínkou pro spolehlivý provoz jednotek je jejich kvalita. Mezi nabídkami na domácím trhu bohužel existuje mnoho padělků a vadných výrobků, které nejsou schopny poskytnout potřebný výkon zařízení. Je nutné vzít v úvahu skutečnost, že na provozuschopnosti a výkonu elektromotorů závisí mnoho faktorů efektivního pracovního výkonu, stejně jako bezpečnosti práce. Proto je při výběru elektromotorů třeba upřednostňovat nabídky, které zaručují vysokou kvalitu jednotek a jejich následný servis.

Proč je nutné používat speciální schémata pro připojení elektromotorů k síti 220 voltů

Obrázek 1 Pokud jsou v průmyslu třífázové motory napájeny sítí 380 voltů a s jejich připojením nejsou žádné problémy, pak se v obvodu zapojení domácího elektromotoru, který má jednu fázi, pro dosažení nejvyšší účinnosti používá řada technických metod. Obecně uznávanou metodou je připojení elektromotoru přes kondenzátor.

Schéma zapojení elektromotoru přes fázově posuvný kondenzátor

Nejběžnější způsob připojení třífázového elektromotoru k jednofázové domácí síti využívá možnosti přídavného spouštěcího kondenzátoru, který zvyšuje napájení třetího vinutí motoru (obr. 1).

Schéma zapojení třífázového elektromotoru k síti 220 V pomocí kondenzátoru:

• k-r — pracovní kondenzátor;
• k-p — spouštěcí kondenzátor;
• p — přepínač paketů.

Tato metoda umožňuje při standardním třífázovém zapojení zajistit až 60 procent užitečného výkonu motoru z jeho možností. Jak je vidět na obrázku, během spouštění jsou do činnosti obvodu zapojeny dva kondenzátory, z nichž jeden je startovací a druhý pracovní. Požadavky na startovací kondenzátor jsou dvakrát vyšší než u standardních. Musí odolat napětí alespoň 450–500 wattů a vyššímu a také mít dvakrát větší kapacitu než pracovní kondenzátor.

Zapojení elektromotoru hvězda-trojúhelník

Obrázek 2. Schémata zapojení „hvězda“ (1) a „trojúhelník“ (2) Při spuštění motoru spouštěcí proud několikrát překročí jmenovitý proud, což při vysokém výkonu může vést k nehodám. Aby se tomu zabránilo, používají se různá schémata zapojení motoru. Za standardních podmínek se třífázové asynchronní elektromotory zapojují pomocí schémat „hvězda“ a „trojúhelník“ (obr. 2). Jejich rozdíl spočívá v odlišné posloupnosti zapojení vinutí. Podle schématu „hvězda“ jsou všechny jejich konce spojeny dohromady a podle schématu „trojúhelník“ jsou zapojeny postupně.

Protože zapojení do hvězdy neumožňuje motoru vyvinout plný výkon a zapojení do trojúhelníku má při startování motoru vysoký proud, který ho může poškodit, v praxi se nejčastěji používá společné schéma zapojení hvězda-trojúhelník. Motor bezpečně nastartuje a poté s využitím výhod schématu trojúhelník vyvine svůj jmenovitý výkon.

Chcete ušetřit čas?

Svěřte výběr produktů profesionálům

Specialisté Kabel.RF® vědí o tomto produktu vše a kompetentně vám poradí s výběrem s ohledem na technické požadavky a pomohou zajistit včasnou dodávku

Odeslat poptávku na výběr produktu

Pošlete žádost emailem

Odpovězte do 15 minut

Nejjednodušší a nejspolehlivější je kontaktovat pořádného elektrikáře a na tomto nešetřit, protože. Ve snaze ušetřit peníze často zvou „strýčka Vasyu“ nebo jiné sympatické „specialisty“, kteří jsou poblíž, ale ve skutečnosti málo rozumí tomu, co se děje.
V nejlepším případě tito „profíci“ zavolají a zeptají se, zda se připojuji správně. Stále je možnost nespálit motor. Kvalifikace „elektrikáře“ se okamžitě vyjasní, když položí takové otázky, že můžete jednoduše upadnout do strnulosti (protože přesně to se elektrikáři učí).

Například:
– Proč je v motoru šest kontaktů?
— proč jsou tam jen tři kontakty?
– Co jsou „hvězda“ a „trojúhelník“?
— proč když připojím třífázové čerpadlo a namontuji plovákový spínač, který přeruší jednu fázi, motor se nezastaví?
— jak měřit proud ve vinutí?
– co je to startér?
atd.

Pokud se váš elektrikář ptá na takové otázky, musíte ho poslat zpět tam, odkud přišel. Jinak vše skončí spáleným elektromotorem, ztrátou peněz, času a drahými opravami. Pokusme se porozumět schématům připojení elektromotoru k napájení.
Nejprve musíte pochopit, že existuje několik populárních typů AC sítí:

1. Jednofázová síť 220 V,
2. Třífázová síť 220V (obvykle používaná na lodích),
3. Třífázová síť 220V/380V,
4. Třífázová síť 380V/660V.
Existují také napětí 6000V a některá další vzácná, ale nebudeme je uvažovat.

V třífázové síti jsou obvykle 4 vodiče (3 fáze a nula). Může být také samostatný zemnící vodič. Existují ale i takové, které nemají nulový vodič.

Jak zjistit napětí ve vaší síti?
Velmi jednoduché. Chcete-li to provést, musíte změřit napětí mezi fázemi a mezi nulou a fází.

V sítích 220/380 V bude napětí mezi fázemi (U1, U2 a U3) rovno 380 V a napětí mezi nulou a fází (U4, U5 a U6) bude rovno 220 V.
V sítích 380/660V bude napětí mezi libovolnými fázemi (U1, U2 a U3) rovno 660V a napětí mezi nulou a fází (U4, U5 a U6) bude rovno 380V.

Možná schémata zapojení vinutí elektromotoru

Asynchronní elektromotory mají tři vinutí, z nichž každé má začátek a konec a odpovídá vlastní fázi. Systémy označení vinutí se mohou lišit. V moderních elektromotorech byl přijat systém pro označování vinutí U, V a W a jejich svorky jsou označeny číslem 1 jako začátek vinutí a číslem 2 jako jeho konec, to znamená, že vinutí U má dvě svorky: U1 a U2, vinutí V – V1 a V2 a vinutí W – W1 a W2.

Staré asynchronní motory vyrobené za sovětské éry se starým sovětským systémem značení jsou však stále v provozu. V nich jsou začátky vinutí označeny C1, C2, C3 a konce – C4, C5, C6. To znamená, že první vinutí má svorky C1 a C4, druhé – C2 a C5 a třetí – C3 a C6.

Vinutí třífázových elektromotorů lze zapojit do dvou různých vzorů: hvězda (Y) nebo trojúhelník (Δ).

Zapojení elektromotoru podle hvězdicového obvodu

Název schématu zapojení je způsoben tím, že když jsou vinutí zapojena podle tohoto schématu (viz obrázek vpravo), vizuálně připomíná třípaprskovou hvězdu.

Jak je patrné ze schématu zapojení elektromotoru, všechna tři vinutí jsou na jednom konci spojena dohromady. Při tomto zapojení (síť 220/380 V) je na každé vinutí zvlášť přivedeno napětí 220 V a na dvě vinutí zapojené v sérii napětí 380 V.

Hlavní výhodou zapojení elektromotoru do hvězdicového zapojení jsou malé rozběhové proudy, jelikož napájecí napětí 380 V (fáze-fáze) odebírají 2 vinutí najednou, na rozdíl od zapojení do trojúhelníku. Ale při takovém zapojení je výkon poháněného elektromotoru omezený (především z ekonomických důvodů): většinou se relativně slabé elektromotory zapínají do hvězdy.

Připojení elektromotoru podle trojúhelníkového schématu

Název tohoto schématu také pochází z grafického obrázku (viz obrázek vpravo):

Jak je patrné ze schématu zapojení elektromotoru – „trojúhelník“, vinutí jsou vzájemně zapojena do série: konec prvního vinutí je připojen k začátku druhého a tak dále.

To znamená, že na každé vinutí bude přivedeno napětí 380 V (při použití sítě 220/380 V). V tomto případě protéká vinutím více proudu motory vyššího výkonu se obvykle zapínají do trojúhelníku než při zapojení do hvězdy (od 7,5 kW a výše).

Připojení elektromotoru k třífázové síti 380 V

Pořadí akcí je následující:

1. Nejprve zjistíme, pro jaké napětí je naše síť navržena.
2. Dále se podíváme na desku, která je na elektromotoru, může vypadat takto (hvězda Y / trojúhelník Δ):

Motor pro jednofázovou síť 220V
(~1 V)
Motor pro třífázovou síť
220V/380V (220/380, Δ / Y)

Motor pro třífázovou síť 380V
(~3, Y, 380 V)
Motor pro třífázovou síť
(380 V / 660 V (Δ / Y, 380 V / 660 V)

3. Po identifikaci parametrů sítě a parametrů elektrického připojení elektromotoru (hvězda Y / trojúhelník Δ) přejdeme k fyzickému elektrickému připojení elektromotoru.
4. Chcete-li zapnout třífázový elektromotor, musíte současně přivést napětí na všechny 3 fáze.
Poměrně častým důvodem selhání elektromotoru je dvoufázový provoz. To se může stát kvůli vadnému startéru nebo kvůli nevyváženosti fází (když je napětí v jedné z fází mnohem nižší než ve zbývajících dvou).
Existují 2 způsoby připojení elektromotoru:
– použití jističe nebo ochranného jističe motoru

Po zapnutí dodávají tato zařízení napětí do všech 3 fází najednou. Doporučujeme instalovat motorový jistič řady MS, protože jej lze přesně nastavit na provozní proud elektromotoru a při přetížení citlivě hlídá jeho nárůst. Toto zařízení v okamžiku startování umožňuje nějakou dobu pracovat se zvýšeným (startovacím) proudem bez vypnutí motoru.
Klasický jistič musí být instalován nad jmenovitý proud elektromotoru s přihlédnutím k rozběhovému proudu (2-3krát vyššímu než jmenovitý proud).
Takový stroj dokáže vypnout motor pouze v případě zkratu nebo zaseknutí, což často neposkytuje potřebnou ochranu.

Startér je elektromechanický stykač, který uzavírá každou fázi s odpovídajícím vinutím motoru.
Mechanismus stykače je poháněn elektromagnetem (solenoidem).

Elektromagnetické startovací zařízení:

Magnetický startér je poměrně jednoduchý a skládá se z následujících částí:

(1) Elektromagnetická cívka
(2) Jaro
(3) Pohyblivý rám s kontakty (4) pro připojení napájení k síti (nebo vinutí)
(5) Pevné kontakty pro připojení vinutí elektromotoru (napájení).

Když je cívka napájena, rám (3) s kontakty (4) se spustí a sepne své kontakty na odpovídající pevné kontakty (5).

Typické schéma připojení elektromotoru pomocí startéru:

Při výběru startéru byste měli věnovat pozornost napájecímu napětí magnetické startovací cívky a kupovat ji v souladu se schopností připojení ke konkrétní síti (například pokud máte pouze 3 vodiče a síť 380 V, pak cívka by měla být odebírána na 380 V, pokud máte síť 220/380 V, pak může být cívka 220 V).

5. Zkontrolujte, zda se hřídel otáčí správným směrem.
Pokud potřebujete změnit směr otáčení hřídele elektromotoru, pak stačí prohodit libovolné 2 fáze. To je důležité zejména při napájení odstředivých elektrických čerpadel, která mají přesně definovaný směr otáčení oběžného kola.

Jak připojit plovákový spínač k třífázovému čerpadlu

Ze všeho výše uvedeného je zřejmé, že pro ovládání motoru třífázového čerpadla v automatickém režimu pomocí plovákového spínače NEMŮŽETE jednoduše přerušit jednu fázi, jak je tomu u jednofázových motorů v jednofázové síti.

Nejjednodušší je použít magnetický startér pro automatizaci.
V tomto případě stačí do napájecího obvodu cívky startéru zapojit sériově plovákový spínač. Když plovák uzavře obvod, obvod cívky startéru se uzavře a elektromotor se zapne, když se otevře, napájení elektromotoru se vypne.

Připojení elektromotoru k jednofázové síti 220 V

Obvykle se pro připojení k jednofázové síti 220 V používají speciální motory, které jsou navrženy pro připojení speciálně k takové síti a nevznikají problémy s jejich napájením, protože to jednoduše vyžaduje zasunutí zástrčky (většina domácích čerpadel je vybavena standardní zástrčkou Schuko) do zásuvky

Někdy je potřeba zapojit třífázový elektromotor do sítě 220 V (pokud např. není možné instalovat třífázovou síť).

Maximální možný výkon elektromotoru připojitelného do jednofázové sítě 220 V je 2,2 kW.

Nejjednodušší je připojení elektromotoru přes frekvenční měnič určený pro napájení ze sítě 220 V.

Je třeba si uvědomit, že frekvenční měnič 220 V produkuje na výstupu 3 fáze 220 V, to znamená, že k němu můžete připojit pouze elektromotor, který má napájecí napětí 220 V třífázové sítě (obvykle se jedná o motory s. šest kontaktů ve spojovací krabici, jejíž vinutí lze zapojit do hvězdy i do trojúhelníku). V tomto případě je nutné spojit vinutí v trojúhelníku.

Ještě jednodušeji je možné připojit třífázový elektromotor do sítě 220 V pomocí kondenzátoru, ale takové zapojení povede ke ztrátě výkonu motoru přibližně 30 %. Třetí vinutí je napájeno přes kondenzátor z jakéhokoli jiného.

Tento typ připojení nebudeme uvažovat, protože tento způsob nefunguje normálně s čerpadly (buď se motor nespustí při startování, nebo se elektromotor přehřívá kvůli poklesu výkonu).

Použití frekvenčního měniče

V současné době všichni poměrně aktivně začali používat frekvenční měniče k řízení rychlosti otáčení (RPM) elektromotoru.

To vám umožňuje nejen šetřit energii (například při použití frekvenčního řízení čerpadel pro zásobování vodou), ale také řídit průtok objemových čerpadel a přeměnit je na dávkovací čerpadla (jakákoli objemová čerpadla).

Ale velmi často při používání frekvenčních měničů nevěnují pozornost některým nuancím jejich použití:

— nastavení frekvence bez úpravy elektromotoru je možné v rozsahu nastavení frekvence +/- 30 % provozní (50 Hz),
— při zvýšení otáček nad 65 Hz je nutné vyměnit ložiska za zesílená (nyní lze pomocí nouzového stavu zvýšit frekvenci proudu na 400 Hz, klasická ložiska se při takových otáčkách jednoduše rozpadnou ),
— při poklesu rychlosti otáčení začne vestavěný ventilátor elektromotoru pracovat neefektivně, což vede k přehřívání vinutí.

Vzhledem k tomu, že při navrhování instalací nevěnují pozornost takovým „maličkostem“, velmi často selhávají elektromotory.

Pro provoz při nízkých frekvencích je POVINNÉ instalovat přídavný nucený chladicí ventilátor pro elektromotor.

Místo krytu ventilátoru je instalován ventilátor nuceného chlazení (viz foto). V tomto případě, i když se otáčky hlavního hřídele motoru sníží,
Spolehlivé chlazení elektromotoru zajistí přídavný ventilátor.

Máme bohaté zkušenosti s dovybavováním elektromotorů pro provoz na nízkých frekvencích.
Na fotografii vidíte šroubová čerpadla s přídavnými ventilátory na elektromotorech.

Tato čerpadla se používají jako dávkovací čerpadla při výrobě potravin.

Doufáme, že vám tento článek pomůže správně připojit elektromotor k síti sami (nebo alespoň pochopit, že se nejedná o elektrikáře, ale o „obecného specialistu“).