Trójfazowy asynchronicznysilnikjest rodzajem silnika indukcyjnego, który jest zasilany przez jednoczesne podłączenie prądu przemiennego trójfazowego 380 V (różnica fazowa 120 stopni). Ze względu na fakt, że wirnik i stojan obracają się w tym samym kierunku i z różnymi prędkościami, występuje poślizg, dlatego nazywa się go silnikiem asynchronicznym trójfazowym.
Prędkość wirnika trójfazowego silnika asynchronicznego jest niższa niż prędkość wirującego pola magnetycznego. Uzwojenie wirnika generuje siłę elektromotoryczną i prąd dzięki względnemu ruchowi z polem magnetycznym i oddziałuje z polem magnetycznym, aby wygenerować moment elektromagnetyczny, osiągając 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 ma prostą konstrukcję, niezawodną pracę, lekkość i niską cenę, co jest szeroko stosowane. Jego główną wadą jest trudność w regulacji prędkości.
Wirnik i stojan trójfazowego silnika asynchronicznego z uzwojeniem są również wyposażone w trójfazowe uzwojenia i podłączone do zewnętrznego reostatu poprzez pierścienie ślizgowe, szczotki. Regulacja rezystancji reostatu może poprawić parametry rozruchowe silnika i dostosować prędkość silnika.
Zasada działania trójfazowego silnika asynchronicznego
Gdy do trójfazowego uzwojenia stojana zostanie przyłożony symetryczny trójfazowy prąd przemienny, powstaje wirujące pole magnetyczne, które obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara wzdłuż wewnętrznej przestrzeni kołowej stojana i wirnika z prędkością synchroniczną n1.
Ponieważ wirujące pole magnetyczne obraca się z prędkością n1, przewodnik wirnika jest początkowo nieruchomy, więc przewodnik wirnika przecina wirujące pole magnetyczne stojana, 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 działaniem indukowanej siły elektromotorycznej, przewód wirnika wygeneruje prąd indukowany, który jest zasadniczo w tym samym kierunku co indukowana siła elektromotoryczna. Przewód przewodzący prąd wirnika jest poddawany sile elektromagnetycznej w polu magnetycznym stojana (kierunek siły jest określany za pomocą reguły lewej ręki). Siła elektromagnetyczna generuje moment elektromagnetyczny na wale wirnika, napędzając wirnik do obrotu w kierunku wirującego pola magnetycznego.
Na podstawie powyższej analizy można stwierdzić, że zasada działania silnika elektrycznego jest następująca: gdy trójfazowe uzwojenia stojana silnika (każde o różnicy kątów elektrycznych wynoszącej 120 stopni) są zasilane trójfazowym symetrycznym prądem przemiennym, powstaje wirujące pole magnetyczne, które przecina uzwojenie wirnika i generuje prąd indukowany w uzwojeniu wirnika (uzwojenie wirnika jest obwodem zamkniętym). Przewodzący prąd przewodnik wirnika wygeneruje siłę elektromagnetyczną pod wpływem wirującego pola magnetycznego stojana. W ten sposób na wale silnika powstaje moment elektromagnetyczny, który napędza silnik do obracania się w tym samym kierunku co wirujące pole magnetyczne.
Schemat połączeń silnika asynchronicznego trójfazowego
Podstawowe okablowanie trójfazowych silników asynchronicznych:
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 trójkąta trójkątnego dla trójfazowych silników asynchronicznych
Metoda łączenia trójkątnego trójkąta polega na połączeniu końcówek i końcówek trzech uzwojeń w kolejności, aby utworzyć 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 zasilania. Metoda połączenia pokazana na rysunku:
Wyjaśnienie schematu połączeń trójfazowego silnika asynchronicznego na rysunkach i w tekście
Skrzynka przyłączeniowa silnika trójfazowego
Po podłączeniu trójfazowego silnika asynchronicznego metoda podłączenia elementu przyłączeniowego 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: połączenie w gwiazdę i połączenie w trójkąt.
Metoda triangulacji
W cewkach uzwojenia o tym samym napięciu i średnicy drutu metoda połączenia w gwiazdę ma trzy razy mniej zwojów na fazę (1,732 razy) i trzy razy mniejszą moc niż metoda połączenia w trójkąt. Metoda połączenia gotowego silnika została ustalona tak, aby wytrzymać napięcie 380 V i generalnie nie nadaje się do modyfikacji.
Metodę połączenia można zmienić tylko wtedy, gdy poziom napięcia trójfazowego różni się od normalnego 380 V. Na przykład, gdy poziom napięcia trójfazowego wynosi 220 V, zmiana metody połączenia gwiazdy oryginalnego napięcia trójfazowego 380 V na metodę połączenia trójkąta może być zastosowana; gdy poziom napięcia trójfazowego wynosi 660 V, oryginalna metoda połączenia trójkąta napięcia trójfazowego 380 V może zostać zmieniona na metodę połączenia gwiazdy, a jej moc pozostaje niezmieniona. Generalnie silniki małej mocy są połączone w gwiazdę, podczas gdy silniki dużej mocy są połączone w trójkąt.
Przy napięciu znamionowym należy używać silnika połączonego w trójkąt. Jeśli zostanie on zmieniony na silnik połączony w gwiazdę, należy on do pracy przy obniżonym napięciu, co powoduje zmniejszenie mocy silnika i prądu rozruchowego. Podczas uruchamiania silnika o dużej mocy (metoda połączenia w trójkąt) prąd jest bardzo wysoki. Aby zmniejszyć wpływ prądu rozruchowego na linię, zazwyczaj stosuje się rozruch ze zmniejszaniem napięcia. Jedną z metod jest zmiana pierwotnej metody połączenia w trójkąt na metodę połączenia w gwiazdę do rozruchu. Po uruchomieniu metody połączenia w gwiazdę jest ona ponownie przekształcana na metodę połączenia w trójkąt do pracy.
Schemat połączeń silnika asynchronicznego trójfazowego
Schemat fizyczny linii przesyłowych do przodu i do tyłu dla trójfazowych silników asynchronicznych:
Aby uzyskać sterowanie silnikiem w przód i w tył, dowolne dwie fazy jego zasilania mogą być regulowane względem siebie (nazywamy to komutacją). Zazwyczaj faza V pozostaje niezmieniona, a faza U i faza W są regulowane względem siebie. Aby zapewnić niezawodną wymianę kolejności faz silnika, gdy działają dwa styczniki, 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 upewnienie się, że dwie cewki KM nie mogą być zasilane w tym samym czasie, w przeciwnym razie mogą wystąpić poważne zwarcia międzyfazowe. Dlatego należy zastosować blokadę.
Ze względów bezpieczeństwa często stosuje się podwójny układ blokujący 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, ze względu na blokowanie zastosowanych styczników, dopóki jeden ze styczników jest zasilany, jego długi zamknięty styk nie zamknie się. W ten sposób, w zastosowaniu mechanicznej i elektrycznej podwójnej blokady, układ zasilania silnika nie może mieć zwarć fazowych, skutecznie chroniąc silnik i unikając wypadków spowodowanych zwarciami fazowymi podczas modulacji fazowej, które mogą spalić stycznik.
Czas publikacji: 07-08-2023
