Схемы подключения электродвигателя 380 и 220 (фото, видео)

Какие существуют схемы подключения электродвигателей постоянного тока

В домашнем хозяйстве редко встретишь мотор, работающий на постоянном токе. Зато они всегда устанавливаются в детских игрушках, которые летают, ездят, шагают и т.д. Всегда они стоят в автомобилях: в различных приводах и вентиляторах. В электротранспорте чаще всего используют тоже их.

Другими словами, применяются двигатели постоянного тока там, где требуется достаточно широкий диапазон регулирования скорости и точность ее поддержания.

Электродвигатели постоянного тока

Электрическая мощность в моторе преобразуется в механическую, заставляющую его вращаться, а часть этой мощности расходуется на нагревание проводника. Конструкция двигателя электрического постоянного тока включает якорь и индуктор, которые разделяют воздушные зазоры. Индуктор, состоящий из добавочных и главных полюсов, и станины, предназначен для создания магнитного поля. Якорь, собранный из отдельных листов, обмотка рабочая и коллектор, благодаря которому постоянный ток подводится к рабочей обмотке, образуют магнитную систему. Коллектор – это насаженный на вал двигателя цилиндр, собранный из изолированных друг от друга медных пластин. К его выступам припаиваются концы обмотки якоря. Ток с коллектора снимается при помощи щеток, закрепленных в определенном положении в щеткодержателях, благодаря чему обеспечивается нужный прижим на поверхность коллектора. Щетки с корпусом двигателя соединяются с помощью траверса.

Щетки, в процессе работы, скользят по поверхности вращающегося коллектора, переходя от одной его пластины к другой. При этом, в параллельных секциях обмотки якоря происходит изменение тока (когда щетка накоротко замыкает виток). Процесс этот называют коммутацией.

Под влиянием своего магнитного поля, в замкнутой секции обмотки возникает ЭДС самоиндукции, вызывающая появление дополнительного тока, который на поверхности щеток распределяет неравномерно ток, что приводит к искрению.

Частота вращения – одна из важнейших его характеристик. Ее регулировать можно тремя способами: изменяя поток возбуждения, изменяя величину подводимого напряжения к двигателю, изменяя сопротивление в якорной цепи.

Два первых способа встречаются намного чаще третьего, ввиду его неэкономичности. Ток возбуждения регулируется при помощи любого устройства, у которого возможно изменять активное сопротивление (например, реостата). Регулирование при помощи изменения напряжения требует наличие источника постоянного тока: преобразователя или генератора. Такое регулирование применяют во всех промышленных электроприводах.

Торможение электрического двигателя постоянного тока

Для торможения электроприводов с ДПТ также есть три варианта: торможение противовключением, динамическое и рекуперативное. Первое происходит за счет изменения полярности тока в обмотке якоря и напряжения. Второе происходит благодаря замыканию накоротко (через резистор) обмотки якоря. Электрический двигатель при этом работает как генератор, преобразуя в электрическую, запасенную им механическую энергию, которая выделяется в виде тепла. Это торможение сопровождается мгновенной остановкой двигателя.

Последнее происходит, если электрический мотор, включенный в сеть, вращается со скоростью, которая выше скорости холостого хода. ЭДС обмотки двигателя в этом случае, превышает значение напряжении я в сети, что приводит к изменению на противоположное направление тока в обмотке мотора, т.е. двигатель отдает в сеть энергию, переходя в режим генератора. Одновременно возникает тормозной момент на валу.

Преимущества двигателей постоянного тока

Сравнивая их с асинхронными моторами, нужно отметить отличные пусковые качества, высокую (до 3000 об/мин) частоту вращения, а также хорошую регулировку. Из недостатков отметить можно? Сложность конструкции, низкую надежность, высокую стоимость и затраты на ремонт и обслуживание.

Принцип действия ДПТ

ДПТ, как и любой современный мотор, работает на основе «Правила левой руки», с которым все знакомы еще со школы и закона Фарадея. При подключении тока к нижней обмотке якоря в одном направлении, а к обмотке верхней – в другом, якорь начинает вращаться, а уложенные в его пазах проводники – выталкиваться магнитным полем статора или обмоток корпуса двигателя постоянного тока. Вправо выталкивается нижняя часть, а влево – верхняя. В результате якорь вращается до тех пор, пока его части не поменяются местами. Чтобы добиться непрерывного вращения, необходимо полярность обмотки якоря регулярно менять местами. Как раз этим и занимается коллектор, коммутирующий при вращении обмотки якоря. На коллектор от источника подается напряжение через пару прижимных щеток из графита.

Принципиальные схемы ДПТ

Двигатель переменного тока подключается просто, в отличие от ДПТ. Обычно у таких двигателей высокой и средней мощности имеются отдельные выводы в клеммной коробке (от обмотки и якоря). На якорь обычно подается полное напряжение, а на обмотку — ток, регулировать который можно реостатом или напряжением переменным. От величины тока, имеющегося на обмотке возбуждения, прямопропорционально зависят обороты двигателя переменного тока.

В зависимости от того, какая используется схема подключения электродвигателя постоянного тока, двигатель электрический может быть постоянного тока, разделяют на самовозбуждающиеся и с независимым возбуждением (от отдельного источника).

Читайте также:  Замена бензонасоса шевроле нива Ремонт авто - заказ запчастей

Схема для подключения двигателя с возбуждением параллельным

Она аналогична предыдущей, но не имеет отдельного источника питания.

Когда требуется большой пусковой ток, применяют двигатели с возбуждением последовательным: в городском электротранспорте (троллейбусах, трамваях, электровозах).

Токи обоих обмоток в этом случае одинаковы. Недостаток – требуется постоянная нагрузка на вал, поскольку при ее уменьшении на 25%, резко увеличивается частота вращения и происходит отказ двигателя.

Есть еще моторы, которые крайне редко используются — со смешанным возбуждением. Их схема представлена ниже.

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Под понятием «возбуждение» понимают создание в электрических машинах магнитного поля, которое необходимо, чтобы заработал двигатель. Схем возбуждения несколько:

  • С независимым возбуждением (питание обмотки происходит от постороннего источника).
  • Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (источник питания обмотки возбуждения и якоря включены параллельно) – шунтовые.
  • С последовательным возбуждением (обе обмотки включены последовательно) – сериесные.
  • Со смешанным возбуждением – компаундные.

Бесщеточные моторы

Но, двигатель со щетками, которые быстро изнашиваются и приводят к искрению, не может использоваться там, где необходима высокая надежность, поэтому среди электротранспорта (электровелосипедов, скутеров, мотоциклов и электромобилей) наибольшее применение нашли бесщеточные электродвигатели. Они отличаются высоким КПД, невысокой стоимостью, хорошей удельной емкостью, длительным сроком службы, малыми размерами, бесшумной работой.

Работа этого двигателя основывается на взаимодействии магнитных полей электромагнита и постоянного. Когда за окном 21 век, а вокруг полно мощных и недорогих проводников, логично заменить механический инвертор цифровым, добавить датчик положения ротора, решающий в какой момент на конкретную катушку необходимо подать напряжение, и получить бесщеточный электродвигатель постоянного тока. В качестве датчика чаще используется датчик Холла.

Поскольку в этом двигателе удалены щетки, он не нуждается в регулярном обслуживании. Управляется двигатель постоянного тока при помощи блока управления, позволяющего изменять частоту вращения вала мотора, стабилизировать на определенном уровне обороты (независимо от имеющейся на валу нагрузки).

Состоит блок управления из нескольких узлов:

  • Системы импульсно-фазового управления СИФУ.
  • Регулятора
  • Защиты.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

В этой статье мы поговорим об электродвигателях, какие типы существуют, где применяются. Двигатели подразделяются, по типу питания, на двигатели как переменного, так и постоянного тока. Из двигателей, рассчитанных на работу при переменном токе, наибольшее распространение получили двигатели с короткозамкнутым ротором.

Фото — двигатель с короткзамкнутым ротором

Фото такого двигателя можно видеть на рисунке выше. Само название ротора, “короткозамкнутый”, появилось из-за того, что ротор такого двигателя, представляет собой подобие беличьего колеса.

Устройство ротора двигателя беличье колесо

На следующем рисунке изображен такой двигатель в разрезе:

Двигатель с короткозамкнутым ротором в разрезе

Существуют также двигатели для работы при переменном токе с фазным ротором, но такие двигатели получили меньшее распространение. Один из таких двигателей в разрезе можно видеть на рисунке ниже:

Двигатель с фазным ротором в разрезе

В двигателях с фазным ротором для подведения питания к ротору пользуются контактными кольцами. Подключаются фазные обмотки через специальный пусковой реостат. Фото реостата небольшой мощности изображено на рисунке:

Фото пускового реостата

Пусковые токи асинхронных электродвигателей в 5-7 раз превышают номинальные. Для охлаждения двигателей при работе служит крыльчатка, чем-то напоминающая с виду лопасти вентилятора. Она насаживается на вал двигателя с противоположной стороны (с заднего торца) и вращается вместе с валом двигателя. Создаваемый при вращении вала с крыльчаткой воздушный поток, по специальным горизонтально расположенным пазам, охлаждает двигатель во время работы.

Фото кожух и крыльчатка двигателя

Крыльчатка, в целях безопасности, обычно закрывается металлическим кожухом, не препятствующим потокам воздуха. Обмотки трехфазного электродвигателя, (как впрочем трансформатора, генератора и любого другого трехфазного устройства имеющего обмотки) нельзя подключать непосредственно к трехфазной сети, напрямую. Обмотки между собой должны быть соединены в звезду либо треугольник.

Схемы подключения электродвигателей

Соединение обмоток звезда и треугольник

На рисунке 1 соединение обмоток в звезду, на рисунке 2 в треугольник. Наверное, многие, кому доводилось видеть клеммную колодку двигателя, запомнили, что там выходит шесть концов к шести зажимам. У неподготовленного человека сразу возникает вопрос, почему шесть, ведь у нас только 3 фазы и с питания идет 3 провода? Дело в том, что к этим 6-ти зажимам подводятся начала и концы всех трех обмоток.

Клеммная колодка электродвигателя

К каким выводам на клеммнике подходят начала и концы обмоток, знать в принципе необязательно, если у вас такой клеммник в коробке у двигателя, как на рисунке выше. Достаточно подать питание на выводы обозначенные как L1, L2, L3. Если же кому то будет интересно, то можно снять металлические перемычки и вызвонить тестером схему соединения обмоток. переключив его в режим омметра.

Подключение к 220 вольт треугольник

Существуют схемы для подключения двигателей рассчитанных на напряжение 380 вольт, треугольник, к сети 220 вольт. В таком случае заместо подключения 2 фазных проводов мы подключаем фазу и нуль. А как быть с третьим проводом? Для этого берется неполярный конденсатор для сдвига фаз, рассчитанный на работу в сети 220 вольт, и соединяется одним выводом, с одним из сетевых проводов, подключенных к контактам двигателя. А вторым выводом конденсатор подключается к оставшемуся неподключенным третьему контакту электродвигателя, что и можно видеть на схеме выше.

Читайте также:  Как научиться правильно парковаться инструкция и видео

Конденсатор неполярный пусковой на 600 вольт

Если такой конденсатор будет подбираться самостоятельно, по справочнику, необходимо помнить о том, что конденсатор должен быть рассчитан на амплитудное напряжение в сети. Управление двигателями осуществляется с помощью магнитных пускателей.

Магнитный пускатель для электродвигателя

Существуют схемы как не реверсивного, (с вращением в одну сторону), так и реверсивного (с вращением в обе стороны) пуска двигателей. При питании двигателя от трехфазного тока, для того чтобы заставить двигатель вращаться в другую сторону, достаточно поменять местами любые две фазы. В схеме реверсивного пуска это осуществляется с помощью двух магнитных пускателей.

Схема реверсивного пуска двигателей

Эту схему мы сейчас подробно рассматривать не будем, скажу только вкратце, что управление осуществляется кнопками пуск вперед, пуск назад и стоп, защита схемы выполнена на предохранителях и тепловых реле. На пускателях реализован самоподхват питания и блокировка от одновременного включения пускателей с помощью блок контактов.

Двигатели постоянного тока

Устройство электродвигателя постоянного тока

Как видно на рисунке, простейший двигатель постоянного тока состоит из постоянных магнитов, сердечника, обмоток, коллектора и прижимающих токоподводящих контактов (графитовых щеток). На фото ниже изображены эти щетки, наверняка знакомые каждому кто работает с электроинструментом. Щетки со временем изнашиваются и их необходимо менять. Если, к примеру, ваш электроинструмент вдруг стал сильно искрить, одной из причин может быть износ щеток.

Щетки для электроинструмента

Двигатели постоянного тока выпускаются на различную мощность, начиная знакомых всем моторчиков для детских игрушек, до более крупных двигателей, используемых в дремелях радиолюбителями и значительно более крупных используемых в промышленности. У двигателей постоянного тока можно легко регулировать скорость вращения.

Электрический двигатель от детской игрушки

В промышленности используются и громадные двигатели постоянного тока длиной в несколько метров, один из таких в разрезе изображен на рисунке ниже:

Мощный электродвигатель постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока находят применение и в общественном электрическом транспорте, это и трамваи, троллейбусы и разнообразный железнодорожный электротранспорт, электрички и метро.

Двигатели постоянного тока различают по типу возбуждения, которое в свою очередь может быть как последовательным, параллельным, так и смешанным. Также двигатели постоянного тока являются обратимыми. Это означает, что они могут работать и как генераторы, и как двигатели.

Условные обозначения в различных электрических схемах

Чтение электрических схем необходимый навык для представления работы электрических сетей, узлов, а также различного оборудования. Ни один специалист не приступит к монтажу оборудования, до ознакомления с нормативными сопровождающими документами.

Принципиальные электрические схемы позволяют разработчику донести полный доклад об изделии в сжатом виде до пользователя, используя условно графические обозначения (УГО). Чтобы избежать путаницы и брака при сборке по чертежам, буквенно-графические обозначения занесены в единую систему конструкторской документации (ЕСКД). Все принципиальные схемы разрабатываются, и применяются в полном соответствии с ГОСТами (21.614, 2.722-68, 2.763-68, 2.729-68, 2.755-87). В ГОСТе описываются элементы, приводится расшифровка значений.

Чтение чертежей

Принципиальная электрическая схема показывает все элементы, детали и сети, входящие в состав чертежа, электрические и механические связи. Раскрывает полную функциональность системы. Всем элементам любой электрической схемы соответствуют обозначения, позиционированные в ГОСТе.

К чертежу прилагается перечень документов, в котором прописываются все элементы, их параметры. Компоненты указываются в алфавитном порядке, с учетом цифровой сортировки. Перечень документов (спецификация) указывается на самом чертеже, либо выносится отдельными листами.

Порядок изучения чертежей

Как читать электрические схемы правильно и понимать представленную на чертеже информацию? Достаточно уметь ориентироваться в условно-графических обозначениях ГОСТа, это основа каждого разработанного проекта.

Сначала определяют тип чертежа. Согласно по ГОСТ 2.702-75, каждому графическому документу соответствует индивидуальный код. Все электрические чертежи имеют буквенное обозначение «Э» и соответствующее цифровое значение от 0 до 7. Электрической принципиальной схеме соответствует код «Э3».

Чтение принципиальной схемы:

  • Визуально ознакомится с представленным чертежом, обратить внимание на указанные примечания и технические требования.
  • Найти на схематическом изображении все компоненты, указанные в перечне документа;
  • Определить источник питания системы и род тока (однофазный, трехфазный);
  • Найти основные узлы, и определить их источник электропитания;
  • Ознакомится с элементами и устройствами защиты;
  • Изучить способ управления, обозначенный на документе, его задачи и алгоритм действий. Понять последовательность действий устройства при запуске, остановке, коротком замыкании;
  • Анализировать работу каждого участка цепи, определить основные составляющие, вспомогательные элементы, изучить техническую документацию перечисленных деталей;
  • На основе изученных данных документа, сделать вывод о процессах, протекающих в каждом звене цепи, представленной на чертеже.

Зная последовательность действий, буквенно-графические обозначения, можно прочитать любую электрическую схему.

Графические обозначения

Принципиальная схема имеет две разновидности — однолинейная и полная. На однолинейной чертят только силовой провод со всеми элементами, если основная сеть не отличается индивидуальными дополнениями от стандартно принятой. Нанесенные на линию провода две или три косые черты, обозначают однофазную или трехфазную сеть, соответственно. На полной чертят всю сеть и проставляют общепринятые условные обозначения в электрических схемах.

Однолинейная электрическая принципиальная схема, однофазная сеть

Виды и значение линий

  1. Тонкая и толстая сплошные линии — на чертежах изображает линии электрической, групповой связи, линии на элементах УГО.
  2. Штриховая линия — указывает на экранирование провода или устройств; обозначает механическую связь (мотор — редуктор).
  3. Тонкая штрихпунктирная линия — предназначается для выделения групп из нескольких компонентов, составляющих частей устройства, либо систему управления.
  4. Штрихпунктирная с двумя точками — линия разъединительная. Показывает развертку важных элементов. Указывает на удаленный от устройства объект, связанный с системой механической или электрической связью.
Читайте также:  Подсос воздуха Приора Симптомы, Как проверить, Места, Как найти

Сетевые соединительные линии показывают полностью, но согласно стандартам, их допускается обрывать, если они являются помехой для нормального понимания схемы. Обрыв обозначают стрелками, рядом указывают основные параметры и характеристики электрических цепей.

Жирная точка на линиях указывает на соединение, спайку проводов.

Электромеханические составляющие

Схематическое изображение электромеханических звеньев и контактов

А — УГО катушки электромеханического элемента (магнитный пускатель, реле)

В — тепловое реле

С — катушка прибора с механической блокировкой

D — контакты замыкающие (1), размыкающие (2), переключающие (3)

F — обозначение выключателя (рубильника)на электрической схеме УГО некоторых измерительных приборов. Полный список этих элементов приведен в ГОСТе 2.729 68 и 2.730 73.

Элементы электрических цепей, приборы

Номер на рисунке Описание Номер на рисунке Описание
1 Счетчик учета электроэнергии 8 Электролитический конденсатор
2 Амперметр 9 Диод
3 Вольтметр 10 Светодиод
4 Датчик температуры 11 Диодная оптопара
5 Резистор 12 Изображение транзистора npn
6 Реостат (переменный резистор) 13 Плавкий предохранитель
7 Конденсатор

УГО реле времени, кнопки, выключатели, концевые выключатели, часто используют при разработке схем электропривода.

Схематическое изображение плавкого предохранителя. При чтении электрической схемы следует внимательно учитывать все линии и параметры чертежа, чтобы не спутать назначение элемента. Например, предохранитель и резистор имеют незначительные отличия. На схемах силовая линия изображается проходящей через предохранитель, резистор чертится без внутренних элементов.

Изображение автоматического выключателя на полной схеме

Контактный коммутационный аппарат. Служит автоматической защитой электрической сети от аварий, короткого замыкания. Приводится в действие механическим, либо электрическим способом.

Автоматический выключатель на однолинейной схеме

Трансформатор представляет собой стальной сердечник с двумя обмотками. Бывает одно и трехфазный, повышающий и понижающий. Также подразделяется на сухой и масляный, в зависимости от способа охлаждения. Мощность варьируется от 0.1 МВА до 630 МВА (в России).

Обозначение трансформаторов тока на полной (а) и однолинейной (в) схеме

Графическое обозначение электрических машин (ЭМ)

Электрические моторы, зависит от вида, способны не только потреблять энергию. При разработке промышленных систем, используют моторы, которые при отсутствии нагрузки генерируют энергию в сеть, тем самым сокращая затраты.

А — Трехфазные электродвигатели:

1 — Асинхронный с короткозамкнутым ротором

2 — Асинхронный с короткозамкнутым ротором, двухскоростной

3 — Асинхронный с фазным ротором

4 — Синхронные электродвигатели; генераторы.

В — Коллекторные электродвигатели постоянного тока:

1 — с возбуждением обмотки от постоянного магнита

2 — Электрическая машина с катушкой возбуждения

В связке с электромоторами, на схемах показаны магнитные пускатели, устройства мягкого пуска, частотный преобразователь. Эти устройства служат для запуска электрических моторов, бесперебойной работы системы. Последние два элемента уберегают сеть от «просадки» напряжения в сети.

УГО магнитного пускателя на схеме

Переключатели выполняют функцию коммутационного оборудования. Отключают и включают в работу определенные участки сети, по мере необходимости.

Графические обозначения в электрических схемах механических переключателей

Условные графические обозначения розеток и выключателей в электрических схемах. Включают в разработанные чертежи электрификации домов, квартир, производств.

Звонок на электрической схеме по стандартам УГО с обозначенным размером

Размеры УГО в электрических схемах

На схемах наносят параметры элементов, включенных в чертеж. Прописывается полная информация об элементе, емкость, если это конденсатор, номинальное напряжение, сопротивление для резистора. Делается это для удобства, чтобы при монтаже не допустить ошибку, не тратить время на вычисление и подборку составляющих устройства.

Иногда номинальные данные не указывают, в этом случае параметры элемента не имеют значения, можно выбрать и установить звено с минимальным значением.

Принятые размеры УГО прописаны в ГОСТах стандарта ЕСКД.

Размеры в ЕСКД

Размеры графических и буквенных изображений на чертеже, толщина линий не должны отличаться, но допустимо их пропорционально изменять в чертеже. Если в условных обозначениях на различных электрических схемах ГОСТ, присутствуют элементы, не имеющие информации о размерах, то эти составляющие выполняют в размерах, соответствующих стандартному изображению УГО всей схемы.

УГО элементов, входящих в состав основного изделия (устройства) допускается чертить меньшим размером в сравнении с другими элементами.

Буквенные обозначения

Наряду с УГО для более точного определения названия и назначения элементов, на схемы наносят буквенное обозначение. Это обозначение используют для ссылок в текстовых документах и для нанесения на объект. С помощью буквенного обозначения определяют название элемента, если этого не понятно из чертежа, технические параметры, количество.

Дополнительно с буквенным обозначением указывается одна или несколько цифр, обычно они поясняют параметры. Дополнительный буквенный код, указывающий номинал, модель, дополнительные данные прописывается в сопутствующих документах, либо выносится в таблицу на чертеже.

Чтобы научиться читать электрические схемы не обязательно знать наизусть все буквенные обозначения, графические изображения различных элементов, достаточно ориентироваться в соответствующих ГОСТах ЕСКД. Стандарт включает в себя 64 документа ГОСТ, которые раскрывают основные положения, правила, требования и обозначения.

Основные обозначения, применяемые на схемах согласно стандарту ЕСКД, приведены в Таблице 1 и 2.

Первая буква кода (обязательная)

Основные двухбуквенные обозначения приведены в Таблице 2

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию
Схема электрооборудования на ВАЗ-2106 – пособие для ремонта
Какое зажигание лучше бесконтактное или контактное для авто Некоторые владельцы классических автомобилей семейства ВАЗ 2101-07 постоянно стараются улучшить, доработать, добавить...
Схема подключения прицепа и распиновка розетки фаркопа
СХЕМА подключения ПРИЦЕПА к легковому автомобилю через фаркоп как подключить проводку к автоприцепу Способ подсоединения автомобильного прицепного устройства к электропроводке...
Схема подключения сигнализации к центральному замку самостоятельно в Ладе Гранта
Центральный замок Лада Гранта - Лада Гранта Устанавливаемые на Гранты центральные замки (ЦЗ) позволяют их владельцам производить закрытие и открытие...
Схема электропроводки УАЗ 3303
Схема проводки УАЗ буханка Система проводки электричества в буханке — запутанная. При осуществлении ремонта, если какая-то его часть так или...
Adblock detector