Jednofázové napájení třífázového motoru: proč to funguje a jak porozumět typovému štítku motoru / Offtopic / iXBT Live
Viděli jste někdy na internetu video, kde třífázový motor běží na tři fáze? Pak je jedna z těchto fází úmyslně přerušena a motor se nejen zastaví, ale začne kouřit a může se i vznítit. Pokud se tedy ve skutečnosti jedna fáze běžícího třífázového motoru, zejména bez zátěže, rozbije, ani si nevšimnete, že se začal otáčet pomaleji. Maximálně uslyšíte o něco hlasitější zvuk odstřeďování. Nic tam nebude kouřit, pokud motor nepokračuje v chodu při velmi vysokém zatížení, když jedna z fází praskne.
Třífázový motor: hvězda nebo trojúhelník?
Mnoho lidí ví, že třífázový motor lze připojit k běžné jednofázové síti. Má tři závěry. Vezmeme libovolné dva terminály a připojíme je k 220 voltům, pokud byl motor dříve navržen pro 380 voltů. Nezáleží na tom, jak jsou vinutí motoru zapojena – do hvězdy nebo trojúhelníku. Stačí se pozorně podívat na typový štítek na motoru, abyste pochopili, které schéma zapojení je vhodné pro jaké napětí. Typicky se používá zapojení do hvězdy pro 380 voltů, což je takzvané síťové napětí. Navíc je každé vinutí motoru dimenzováno na 220 voltů. To znamená, že pokud připojíme dvě fáze na 220 voltů v „trojúhelníkovém“ zapojení, motor bude také fungovat.
Nebudu zabíhat do detailů obvodů kondenzátorů a jejich výběru. Na internetu je o tom dostatek informací. Budu mluvit o tom, co se vlastně děje uvnitř motoru, když je připojen na tři fáze nebo jednu fázi, a co se stane, když je připojen kondenzátor. Nejprve si ujasněme, jak funguje kondenzátorový start asynchronního motoru z jedné fáze.
Třífázové napájení: točivé magnetické pole
Když připojíme třífázový motor do třífázové sítě, napětí a proudy v každé ze tří fází se vzájemně posunou o 120 stupňů. Z tohoto důvodu, když proudy procházejí statorovými vinutími motoru, vzniká rotující magnetické pole.
Pokud na dvě svorky motoru přivedeme pouze jednu fázi (fázi a nulu), pak v ní vznikne spíše pulzující magnetické pole než rotující. Představte si matici na závitu: nejprve ji odšroubujete a poté začnete provádět oscilační pohyby. Totéž platí pro magnetické pole. Pulzující pole “pulsuje” uvnitř statoru motoru a rotor se může otáčet. K tomu je však nutná jedna podmínka: motor musí být nastartován ručně.
Pokud dodáváme třífázový motor s jednofázovým napětím bez jakýchkoliv kondenzátorů, pak budeme potřebovat např. roztočit jeho hřídel lanem, jako kickstarter. Poté bude pulzující magnetické pole schopno udržovat rotaci. Ale takový provoz motoru bude nestabilní a mechanické vlastnosti budou špatné. Proto, aby bylo možné využít plný výkon třífázového motoru v jednofázovém režimu, přišli s nápadem dodávat napětí do třetí fáze přes kondenzátor. Kondenzátor posune fázi o 90 stupňů, ne o 120 jako u třífázové sítě. V důsledku toho se uvnitř statoru vytváří spíše eliptické magnetické pole než rotující nebo pulzující. Toto pole může provozovat třífázový motor v jednofázovém režimu mnohem efektivněji.
Kouzlo spouštění kondenzátorů
Existují dva typy spouštěcích obvodů kondenzátoru: se spouštěcím kondenzátorem a se spouštěcími a pracovními kondenzátory. V obvodu pouze s rozběhovým kondenzátorem je potřeba, aby se hřídel neroztočil ručně. Připojíme startovací kondenzátor, posuneme fázi na třetí vinutí a nastartujeme motor. Po nastartování je rozběhový kondenzátor odpojen a motor pracuje na pulzujícím poli. A v obvodu se spouštěcími a pracovními kondenzátory používáme spouštěcí kondenzátor pouze během doby rozběhu. Poté snížíme kapacitu odpojením startovacího kondenzátoru. A pak motor pracuje na jedné fázi, na dvou vinutích, na dvou svorkách, abych to správně vyjádřil. A napětí je přiváděno na třetí výstup motoru přes kondenzátor. V důsledku toho se vytvoří eliptické pole.
V jednofázovém režimu bez kondenzátoru nelze získat více než 60 % jmenovitého výkonu motoru a s kondenzátorem až přibližně 75 %. Jmenovitý výkon najdete na typovém štítku motoru. Například, pokud máte 5 kW motor, bez kondenzátoru získáte asi 3 kW a s kondenzátorem – asi 4,5 kW.
Dekódování typového štítku asynchronního elektromotoru
Pojďme se podívat na datový štítek asynchronního elektromotoru. co vidíme? Okamžitě vidíme typ motoru: 4AM180TS2OM2. 4AM je řada motorů, 180 je výška osy hřídele v milimetrech. Dále následuje písmeno S, které je standardem délky: S – krátké, M – střední, L – dlouhé. 2 znamená počet pólů. OM-2 je varianta, v tomto případě jde o lodní motor pro námořní a říční plavidla. A dva je umístění na ulici pod baldachýnem. Kategorie ubytování: jednolůžkový pokoj – venkovní, dvoulůžkový pokoj – pod baldachýnem.
Další. Tři fáze – jasně, třífázový motor, 50 Hz – pro síťovou frekvenci 50 Hz. “Hvězda-trojúhelník” znamená, že na svorkovnici motoru je 6 svorek a je možné sestavit obvod buď jako “hvězda” nebo “trojúhelník”. Při zapojení „trojúhelník“ by mělo být síťové napětí 220 voltů a při „hvězdovém“ zapojení 380 voltů mezi libovolnými dvěma vodiči vedení. V tomto případě bude proud motoru buď 74 ampérů pro „trojúhelník“ nebo 43 ampérů pro „hvězdu“. Dále přichází na řadu výkon – 22 kilowattů. Toto je síla na hřídeli motoru, mechanická síla, kterou dává mechanismu. Další jsou otáčky: 9925 otáček za minutu. Tyto otáčky se obvykle blíží 3000, 1500 nebo 1000.
Následuje účinnost – 89,5 %. Pokud vezmeme výkon 22 kW a vydělíme ho 89,5 %, dostaneme s určitou změnou 24 kW – to je výkon, který motor odebírá ze sítě. Dále přichází kosinus phi – účiník nebo jalový účiník. Pokud vezmeme činný výkon a vydělíme ho kosinusem phi, dostaneme celkový výkon ve voltampérech, který motor spotřebuje. Dále přichází zajímavé označení – režim S1. Toto je provozní režim motoru. S1 – dlouhý režim. Režimy se pohybují od S1 do S10. Třída izolace – F. Co to znamená? Izolace je nejzranitelnější částí motoru. Při zahřátí nejprve trpí. Proto existuje 7 typů motorů podle třídy izolace. Dále následuje GOST pro tento motor, jeho hmotnost je 170 kg a stupeň ochrany proti prachu a vlhkosti je IP54. Tento motor byl vyroben v Rusku v roce 2019.
Nyní můžete snadno pochopit symboly na asynchronních elektromotorech. To je tak zajímavá elektrotechnika!