Расчет освещённости в помещениях бытового и производственного назначения

 
Рис.6 Соединение в выводной коробке  ЭД по схеме «треугольник»

Чтобы подключить электродвигатель по схеме «звезда» необходимо две  фазные обмотки подключить непосредственно  в однофазную сеть, а третью –  через рабочий конденсатор С_р к любому из проводов сети рис. 6.

Соединение в  выводной коробке для схемы  «звезда» изображено на рис. 7.

 
Рис.7 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «звезда»

Схема соединение обмоток  в выводной коробке показана на рис. 8

 
Рис.8 Соединение в выводной коробке  ЭД по схеме «звезда»

Емкость рабочего конденсатора С_р для данных схем рассчитывается по формуле:  
, 
где I_н- номинальный ток, U_н- номинальное рабочее напряжение.

В нашем случае, для  включения по схеме «треугольник»  емкость рабочего конденсатора C_р = 25 мкФ.

Рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1.15 раз больше номинального напряжения питающей сети.

Для пуска АД не большой  мощности обычно  достаточно рабочего конденсатора, но при мощности более 1.5 кВт двигатель либо не запускается, либо очень медленно  набирает   обороты, поэтому необходимо применить еще пусковой конденсатор С_п . Емкость пускового конденсатора должна быть в 2.5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора.

Схема соединения обмоток  электродвигателя, соединенных по схеме  «треугольник» с применением  пусковых конденсаторов С_п представлена на рис. 9.

 
Рис.9 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «треугольник» с применением  пусковых конденсатов

Схема соединения обмоток  двигателя «звезда» с применением  пусковых конденсаторов представлена на рис. 10.

 
Рис.10 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «звезда» с применением  пусковых конденсаторов.

Пусковые конденсаторы С_п подключают параллельно рабочим конденсаторам при помощи кнопки КН на время 2-3 с. При этом скорость вращения ротора электродвигателя должна достигнуть 0.7…0.8 от номинальной скорости вращения.

Для запуска АД с  применением пусковых конденсаторов  удобно применять кнопку рис.11.

 
Рис.11

Конструктивно кнопка представляет собой трехполюсный выключатель, одна пара контактов которого замыкается, когда кнопка нажата. При отпускании контакты размыкаются, а остальная  пара контактов остается включенной, до тех пор, пока не будет нажата кнопка стоп. Средняя пара контактов выполняет функцию кнопки КН (рис.9, рис.10), через которую подключают пусковые конденсаторы, две остальных пары работают как выключатель.

Может оказаться  так, что в соединительной коробке  электродвигателя концы фазных обмоток  выполнены внутри двигателя. Тогда  АД можно подключить только по схемам рис.7, рис. 10, в зависимости от мощности.

Существует еще  схема соединения обмоток статора  трехфазного электродвигателя - неполная звезда рис. 12. Выполнение соединения  по данной схеме возможно,  если начала и концы фазных обмоток статора выведены в соединительную коробку.

 
Рис.12

Подключать ЭД по такой схеме целесообразно, когда  необходимо создать пусковой момент, превышающий номинальный. Такая  необходимость возникает в приводах механизмов с тяжелыми условиями  пуска, при пуске механизмов под  нагрузкой. Следует отметить, что  результирующий ток в питающих проводах превышает номинальный ток на 70-75%. Это необходимо учитывать при  выборе сечения провода для подключения  электродвигателя

Емкость рабочего конденсатора С_р для  схемы рис. 12 рассчитывается по формуле: 
   .

Емкости пусковых конденсаторов  должны быть в 2.5-3 раза больше емкости  С_р.  Рабочее напряжение конденсаторов в обеих схемах должно быть в 2.2 раза больше номинального напряжения.

Обычно выводы статорных  обмоток электродвигателей маркируют  металлическими или картонными  бирками с  обозначением начал и концов обмоток. Если же бирок по каким-либо причинам не окажется, поступают следующим  образом. Сначала определяют принадлежность проводов к отдельным фазам статорной обмотки. Для этого следует взять любой из 6 наружных выводов электродвигателя и присоединить его к какому-либо источнику питания, а второй вывод источника подсоедините к контрольной лампочке и вторым проводом от лампы поочередно прикоснитесь к оставшимся 5 выводам статорной обмотки, пока лампочка не загорится. Загорание лампочки означает, что 2 вывода  принадлежат к  одной фазе. Условно пометим бирками начало первого провода С1 ,а его конец - С4. Аналогично найдем начало и конец  второй обмотки и обозначим их С2 и С5, а начало и конец третьей - С3 и С6.

Следующим и основным этапом будет определение начала и конца статорных обмоток. Для  этого воспользуемся способом подбора, который применяется  для электродвигателей мощностью до 5 кВт. Соединим все начала фазных обмоток электродвигатели согласно ранее присоединенным биркам в одну точку (используя схему  «звезда») и включим электродвигатель в однофазную сеть с использованием конденсаторов.

Если двигатель  без сильного гудения сразу наберет  номинальную частоту вращения, это означает, что в общую точку попали все начала или все концы обмотки. Если при включении двигатель сильно гудит и ротор не может набрать номинальную частоту  вращения, то в первой обмотке следует поменять местами выводы С1 и С4. Если это не помогает, концы первой обмотки необходимо вернуть в первоначальное положение и теперь уже выводы С2 и С5 поменяйте местами. То же самоё сделайте; в отношении третьей пары, если двигатель продолжает гудеть.

При определении начал и концов обмоток строго придерживайтесь  правил техники безопасности. В частности, прикасаясь к зажимам статорной  обмотки, провода держите только за изолированную часть. Это необходимо делать еще и потому, что электродвигатель имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах  других обмоток может появиться большое напряжение.

Для изменения направления  вращения ротора АД, включенного в  однофазную сеть по схеме «треугольник» (см. рис.5), достаточно третью фазную обмотку  статора (W) подсоединить через конденсатор  к зажиму второй фазной обмотки статора (V). 

Чтобы изменить направление  вращения АД, включенного в однофазную сеть по схеме «звезда» (см. рис.7), нужно  третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй обмотки (V).

При проверке технического состояния электродвигателей нередко  можно с огорчением заметить, что  после продолжительной работы появляются посторонний, шум и вибрация, а  ротор трудно повернуть вручную. Причиной этого может быть плохое состояние подшипников: беговые  дорожки покрыты ржавчиной, глубокими  царапинами и вмятинами, повреждены отдельные шарики и сепаратор. Во всех случаях необходимо осмотреть  электродвигатель и устранить имеющиеся  неисправности. При незначительном повреждении достаточно промыть  подшипники  бензином, и  смазать их.

 Из практики известно, что при запуске электродвигателя с короткозамкнутым ротором первоначальный (пусковой) ток превышает номинальный примерно в шесть раз. Если включается электродвигатель большой мощности, его пусковой ток так велик, что способен вызвать отключение защиты, перегорание предохранителей и «проседание» напряжения. Это, в свою очередь, ведёт к уменьшению вращающего момента двигателя, может вызвать выключение магнитных пускателей и контакторов, снизить уровень освещённости рабочего места.

Для предупреждения этих последствий на производстве всегда стремятся снизить пусковой ток  электродвигателей. Существует несколько  способов уменьшения первоначального  тока и, соответственно, напряжения на обмотках статора в момент пуска. Для реализации этого в цепь статора  временно (на срок пуска) включают дроссель, реостат, автотрансформатор или  переключают схему присоединения  обмоток. Сначала обмотки статора  включены по схеме «звезда», после  того как двигатель выйдет на номинальные  обороты, обмотку переключают на схему «треугольник».

Различие в присоединении  электродвигателя по указанным схемам состоит в соединении концов обмоток. В схеме «звезда», все окончания  обмоток соединяются вместе, а  в схеме «треугольник» завершение одной с началом следующей. При  соединении по первой схеме («звезда») питание подаётся на начала обмоток  статора, а при второй – на места  соединения разных обмоток между  собой. При соединении звездой к  точке соединения всех концов обмоток  рекомендуется присоединять нейтраль источника питания. Это делается для компенсации возможной асимметрии амплитуды различных питающих фаз, которая может быть из-за разного индуктивного сопротивления каждой из обмоток.

При подключении  электродвигателя в режиме «звезды» отмечены следующие преимущества: 
- плавность запуска и спокойная работа привода; 
- возможность получения от двигателя номинальной мощности, величина которой приведена в паспорте изделия; 
- нормальная работоспособность при кратковременных значительных ил частых незначительных перегрузках; 
- небольшой прогрев корпуса при функционировании. 
При соединении «треугольником» достоинством является достижение максимальной мощности электродвигателя. При этом необходимо строго соблюдать эксплуатационный режим, указанный в паспорте. Расчёты показывают, что двигатель располагает в полтора-три раза большей мощностью при подключении его по схеме «треугольник».

Из этих же подсчётов  следует, что при подключении  генератора по схеме «звезда», выдаваемое в сеть напряжение выше в 1,73 раза величины напряжения, получаемого при соединении обмоток генератора по схеме «треугольник». Например, 380 и 220 вольт. При этом мощность генератора остаётся неизменной, так  как вместе с напряжением обратно  пропорционально изменяется и ток (уменьшается в 1,73 раза). Поэтому  генераторы при наличии в коробке  шести концов, могут быть использованы для производства двух номиналов  напряжений (отличающихся друг от друга  в 1,73 раза).