Trójfazowy asynchronicznysilnikSilnik indukcyjny to rodzaj silnika indukcyjnego zasilanego przez jednoczesne podłączenie prądu przemiennego trójfazowego o napięciu 380 V (różnica faz wynosi 120 stopni). Ze względu na fakt, że wirnik i stojan obracają się w tym samym kierunku i z różnymi prędkościami, występuje poślizg, dlatego silnik ten nazywa się silnikiem asynchronicznym trójfazowym.
Prędkość wirnika trójfazowego silnika asynchronicznego jest niższa niż prędkość wirującego pola magnetycznego. Uzwojenie wirnika generuje siłę elektromotoryczną i prąd dzięki ruchowi względnemu względem pola magnetycznego, a następnie oddziałuje z nim, generując moment elektromagnetyczny, co umożliwia transformację energii.
W porównaniu z jednofazowym asynchronicznymsilniki, trójfazowy asynchronicznysilnikimają lepszą wydajność operacyjną i mogą oszczędzać różne materiały.
Ze względu na różne struktury wirnika, silniki asynchroniczne trójfazowe można podzielić na klatkowe i uzwojone
Silnik asynchroniczny z wirnikiem klatkowym charakteryzuje się prostą konstrukcją, niezawodną pracą, niewielką masą i niską ceną, co czyni go szeroko stosowanym. Jego główną wadą jest trudność w regulacji prędkości.
Wirnik i stojan trójfazowego silnika asynchronicznego z uzwojeniem uzwojeniowym są również wyposażone w uzwojenia trójfazowe i połączone z zewnętrznym rezystorem oporowym za pomocą pierścieni ślizgowych i szczotek. Regulacja rezystancji rezystora oporowego może poprawić parametry rozruchowe silnika i regulować jego prędkość obrotową.
Zasada działania trójfazowego silnika asynchronicznego
Gdy do uzwojenia stojana trójfazowego przyłoży się symetryczny prąd przemienny trójfazowy, powstaje wirujące pole magnetyczne, które obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara wzdłuż wewnętrznej przestrzeni kołowej stojana i wirnika z prędkością synchroniczną n1.
Ponieważ pole magnetyczne wiruje z prędkością n1, przewodnik wirnika jest początkowo nieruchomy, więc przewodnik wirnika przecina pole magnetyczne stojana wirujące, co powoduje indukowaną siłę elektromotoryczną (kierunek indukowanej siły elektromotorycznej jest określony przez regułę prawej dłoni).
Z powodu zwarcia przewodu wirnika na obu końcach przez pierścień zwarciowy, pod wpływem indukowanej siły elektromotorycznej, przewód wirnika generuje prąd indukowany, którego kierunek jest zasadniczo zgodny z kierunkiem indukowanej siły elektromotorycznej. Przewód wirnika, przez który płynie prąd, jest poddawany działaniu siły elektromagnetycznej w polu magnetycznym stojana (kierunek siły określa się za pomocą reguły lewej dłoni). Siła elektromagnetyczna generuje moment obrotowy na wale wirnika, wprawiając wirnik w ruch obrotowy w kierunku wirującego pola magnetycznego.
Z powyższej analizy można wywnioskować, że zasada działania silnika elektrycznego jest następująca: gdy trójfazowe uzwojenia stojana silnika (każde z różnicą kąta elektrycznego 120 stopni) są zasilane trójfazowym, symetrycznym prądem przemiennym, powstaje wirujące pole magnetyczne, które przecina uzwojenie wirnika i generuje w nim prąd indukowany (uzwojenie wirnika jest obwodem zamkniętym). Przewodzący prąd przewodnik wirnika generuje siłę elektromagnetyczną pod wpływem wirującego pola magnetycznego stojana. W ten sposób na wale silnika powstaje moment elektromagnetyczny, który napędza silnik, obracając się w tym samym kierunku, co wirujące pole magnetyczne.
Schemat podłączenia trójfazowego silnika asynchronicznego
Podstawowe okablowanie silników asynchronicznych trójfazowych:
Sześć przewodów uzwojenia trójfazowego silnika asynchronicznego można podzielić na dwie podstawowe metody połączenia: połączenie w trójkąt i połączenie w gwiazdę.
Sześć przewodów = trzy uzwojenia silnika = trzy końcówki przednie i trzy końcówki tylne, przy czym multimetr mierzy połączenie między końcówkami przednimi i tylnymi tego samego uzwojenia, tj. U1-U2, V1-V2, W1-W2.
1. Metoda łączenia w trójkąt trójkątny dla trójfazowych silników asynchronicznych
Metoda łączenia trójkątnego trójkąta polega na połączeniu kolejno końcówek i głów trzech uzwojeń, tworząc trójkąt, jak pokazano na rysunku:
2. Metoda łączenia w gwiazdę dla silników asynchronicznych trójfazowych
Metoda połączenia w gwiazdę polega na połączeniu końcówek lub końcówek trzech uzwojeń, a pozostałe trzy przewody służą jako połączenia zasilające. Sposób połączenia pokazano na rysunku:
Wyjaśnienie schematu okablowania trójfazowego silnika asynchronicznego na rysunkach i w tekście
Skrzynka przyłączeniowa silnika trójfazowego
Po podłączeniu trójfazowego silnika asynchronicznego metoda podłączenia elementu łączącego w puszce przyłączeniowej jest następująca:
W przypadku podłączenia trójfazowego silnika asynchronicznego w narożniku, metoda podłączenia elementu przyłączeniowego skrzynki przyłączeniowej jest następująca:
Istnieją dwie metody łączenia trójfazowych silników asynchronicznych: łączenie w gwiazdę i łączenie w trójkąt.
Metoda triangulacji
W cewkach uzwojeń o tym samym napięciu i średnicy drutu, połączenie w gwiazdę ma trzykrotnie mniej zwojów na fazę (1,732 razy) i trzykrotnie mniejszą moc niż połączenie w trójkąt. Sposób połączenia gotowego silnika został ustalony na napięcie 380 V i generalnie nie nadaje się do modyfikacji.
Metodę połączenia można zmienić tylko wtedy, gdy napięcie trójfazowe różni się od standardowego 380 V. Na przykład, gdy napięcie trójfazowe wynosi 220 V, można zmienić metodę połączenia gwiazdy z pierwotnego napięcia trójfazowego 380 V na metodę połączenia trójkątnego. Gdy napięcie trójfazowe wynosi 660 V, pierwotną metodę połączenia trójkąta z pierwotnego napięcia trójfazowego 380 V można zmienić na gwiazdę, a moc pozostaje niezmieniona. Silniki małej mocy są zazwyczaj połączone w gwiazdę, a silniki dużej mocy – w trójkąt.
Przy napięciu znamionowym należy stosować silnik połączony w trójkąt. Zmiana na silnik połączony w gwiazdę powoduje obniżenie napięcia, co skutkuje zmniejszeniem mocy silnika i prądu rozruchowego. Podczas rozruchu silnika dużej mocy (metoda połączenia w trójkąt) prąd jest bardzo wysoki. Aby zmniejszyć wpływ prądu rozruchowego na sieć, zazwyczaj stosuje się rozruch ze zmniejszaniem napięcia. Jedną z metod jest zmiana pierwotnego połączenia w trójkąt na połączenie w gwiazdę. Po uruchomieniu połączenia w gwiazdę, połączenie jest ponownie przełączane na połączenie w trójkąt.
Schemat podłączenia trójfazowego silnika asynchronicznego
Schemat fizyczny linii przesyłowych do przodu i do tyłu dla trójfazowych silników asynchronicznych:
Aby uzyskać sterowanie silnikiem w przód i w tył, można regulować dowolne dwie fazy jego zasilania względem siebie (nazywamy to komutacją). Zazwyczaj faza V pozostaje niezmieniona, a fazy U i W są regulowane względem siebie. Aby zapewnić niezawodną zamianę kolejności faz silnika podczas działania dwóch styczników, okablowanie powinno być spójne w górnym porcie styku, a faza powinna być regulowana w dolnym porcie stycznika. Ze względu na zamianę kolejności faz dwóch faz, konieczne jest uniemożliwienie jednoczesnego załączenia dwóch cewek KM, w przeciwnym razie mogą wystąpić poważne zwarcia międzyfazowe. Dlatego konieczne jest zastosowanie blokady.
Ze względów bezpieczeństwa często stosuje się podwójny układ sterowania z blokadą do przodu i do tyłu z blokadą przyciskową (mechaniczną) i blokadą stycznikową (elektryczną). Dzięki blokadzie przyciskowej, nawet jeśli przyciski do przodu i do tyłu zostaną naciśnięte jednocześnie, dwa styczniki używane do regulacji fazy nie mogą zostać włączone jednocześnie, co mechanicznie zapobiega zwarciom międzyfazowym.
Ponadto, dzięki blokadzie zastosowanych styczników, dopóki jeden ze styczników jest zasilany, jego długi, zamknięty styk nie zamknie się. W ten sposób, w przypadku zastosowania podwójnej blokady mechanicznej i elektrycznej, układ zasilania silnika nie będzie narażony na zwarcia międzyfazowe, skutecznie chroniąc silnik i unikając wypadków spowodowanych zwarciami międzyfazowymi podczas modulacji fazy, które mogą spowodować spalenie stycznika.
Czas publikacji: 07-08-2023
