Come avviare un motore asincrono trifase da rete monofase?

Il modo più semplice per iniziare motore trifase come monofase, si basa sul collegamento del suo terzo avvolgimento tramite uno sfasatore. Tale dispositivo può essere una resistenza attiva, un'induttanza o un condensatore.

Prima di collegare un motore trifase a una rete monofase, è necessario assicurarsi che la tensione nominale dei suoi avvolgimenti corrisponda alla tensione nominale della rete. Un motore asincrono trifase ha tre avvolgimenti di statore. Di conseguenza, nella morsettiera devono essere emessi 6 morsetti per il collegamento dell'alimentazione. Se apri la morsettiera, vedremo un motore al boro. Sul boro vengono messi in evidenza 3 avvolgimenti del motore. Le loro estremità sono collegate ai terminali. L'alimentazione del motore è collegata a questi morsetti.

Ogni avvolgimento ha un inizio e una fine. L'inizio degli avvolgimenti è contrassegnato come C1, C2, C3. Le estremità degli avvolgimenti sono contrassegnate rispettivamente C4, C5, C6. Sul coperchio della morsettiera vedremo un circuito per il collegamento del motore alla rete a diverse tensioni di alimentazione. Secondo questo schema, dobbiamo collegare gli avvolgimenti. Quelli. se il motore consente l'utilizzo di tensioni di 380/220, quindi per collegarlo a una rete monofase 220V, è necessario commutare gli avvolgimenti sul circuito "triangolo".

Se il suo schema di connessione consente 220/127 V, deve essere collegato a una rete monofase 220 V secondo lo schema "stella", come mostrato nella figura.

Circuito con resistenza attiva iniziale

La figura mostra il circuito commutazione monofase motore trifase con resistenza attiva di avviamento. Questo circuito viene utilizzato solo nei motori a bassa potenza, poiché il resistore perde un gran numero di energia sotto forma di calore.

I circuiti più utilizzati con condensatori. È necessario utilizzare un interruttore per modificare il senso di rotazione del motore. Idealmente, per il normale funzionamento di un tale motore, è necessario che la capacità del condensatore vari a seconda della velocità. Ma una tale condizione è piuttosto difficile da soddisfare, pertanto viene solitamente utilizzato uno schema di controllo a due stadi per un motore elettrico asincrono. Per azionare il meccanismo azionato da un tale motore, vengono utilizzati due condensatori. Uno è collegato solo all'avvio e, al termine dell'avvio, viene scollegato e rimane solo un condensatore. Allo stesso tempo, si registra una marcata diminuzione di potere utile sull'albero fino al 50 ... 60% della potenza nominale quando collegato a una rete trifase. Questo avviamento del motore è chiamato avviamento del condensatore.

Quando si utilizzano condensatori di avviamento, è possibile aumentare la coppia di avviamento fino a Mp / Mn = 1,6-2. Tuttavia, ciò aumenta significativamente la capacità del condensatore di avviamento, che ne aumenta le dimensioni e il costo dell'intero dispositivo di sfasamento. Per ottenere la massima coppia di avviamento, il valore della capacità deve essere selezionato dal rapporto Xc=Zk, ovvero la capacità è uguale alla resistenza corto circuito una fase dello statore. A causa dell'elevato costo e delle dimensioni dell'intero dispositivo di sfasamento, l'avviamento del condensatore viene utilizzato solo quando è richiesta una coppia di avviamento elevata. Alla fine del periodo di avviamento, l'avvolgimento di avviamento deve essere disconnesso, altrimenti l'avvolgimento di avviamento si surriscalda e si brucia. Un'induttanza può essere utilizzata come dispositivo di avviamento.

Avvio trifase motore a induzione da una rete monofase, attraverso un convertitore di frequenza

Per avviare e controllare un motore asincrono trifase da una rete monofase, è possibile utilizzare un convertitore di frequenza alimentato da una rete monofase. Schema strutturale tale convertitore è mostrato in figura. L'avvio di un motore asincrono trifase da una rete monofase utilizzando un convertitore di frequenza è uno dei più promettenti. Pertanto, è lui che viene utilizzato più spesso nei nuovi sviluppi dei sistemi di controllo per azionamenti elettrici regolabili. Il suo principio sta nel fatto che modificando la frequenza e la tensione di alimentazione del motore, è possibile, secondo la formula, modificarne la velocità.

Il convertitore stesso è costituito da due moduli, che di solito sono racchiusi in un alloggiamento:
- un modulo di controllo che controlla il funzionamento del dispositivo;
- un modulo di potenza che alimenta il motore con elettricità.

L'uso di un convertitore di frequenza per avviare un motore asincrono trifase. consente di ridurre notevolmente la corrente di avviamento, poiché il motore elettrico ha un rapporto rigido tra corrente e coppia. Inoltre, i valori della corrente e della coppia di avviamento possono essere regolati entro limiti abbastanza ampi. Inoltre, utilizzando un convertitore di frequenza, è possibile regolare la velocità del motore e del meccanismo stesso, riducendo al contempo una parte significativa delle perdite nel meccanismo.

Gli svantaggi dell'utilizzo di un convertitore di frequenza per avviare un motore asincrono trifase da una rete monofase: il costo piuttosto elevato del convertitore stesso e periferiche a lui. La comparsa di interferenze non sinusoidali nella rete e una diminuzione della qualità della rete.

Domanda: Cos'è un barno di un motore elettrico e come sta l'abbreviazione BARNO?

Risposta:

BARNO

Abbreviazione - Blocco di distribuzione Avvia avvolgimenti. Sarebbe più corretto dire una scatola di conclusioni.

BRNO

Quando nella letteratura sull'ingegneria elettrica o nei forum si incontrano termini come "brno di un motore elettrico", la decodifica diventa un'affascinante escursione nella storia dello sviluppo dell'ingegneria elettrica.

Va detto subito che ora questo termine è usato molto raramente.

Puoi sentirlo dagli elettricisti più anziani della vecchia scuola che ostentano questa parola, sapendo in anticipo che difficilmente saranno compresi da coloro a cui si rivolgono. Ma dà loro l'opportunità di "insegnare ai giovani".

Versione tecnica dell'origine del nome

Per quanto riguarda l'origine di questo termine, esistono due versioni, ciascuna delle quali è abbastanza plausibile.

Secondo la prima, la più comune, brno è un'abbreviazione che sta per “ blocco della disconnessione (o distribuzione) dell'inizio degli avvolgimenti”. Tale decodifica è abbastanza accettabile, poiché il termine "motore brno" si riferisce alla morsettiera installata sul suo corpo, e in essa i terminali delle estremità degli avvolgimenti del motore sono effettivamente collegati (scollegati) in un certo modo.

Versione storico-linguistica

Secondo la seconda versione, il termine deriva dal nome "nato o nato".

Ecco cosa dice il dizionario Brockhaus ed Efron al riguardo: "Borns (altrimenti chiamati terminali) - nell'ingegneria elettrica significano morsetti di rame per fissare fili (conduttori, fili) su macchine dinamoelettriche e altri apparecchi elettrici". Se prendiamo questa versione come quella principale, diventano chiare altre pronunce del nome della morsettiera: "brno del motore elettrico" o "scatola di boro".

Appuntamento brno

RBR di un motore elettrico è una morsettiera in cui sono collegati i terminali degli avvolgimenti di un motore elettrico asincrono. Il modo in cui questi pin sono collegati determina lo schema con cui verrà collegato il motore: una stella o un triangolo.

La scelta del circuito di commutazione dipende dal design del motore e dalla tensione di alimentazione. Strutturalmente, i motori domestici attualmente prodotti sono progettati per il collegamento a rete trifase 220/380 V secondo lo schema "a stella". Considerando tutte le opzioni, otteniamo quanto segue:

Rete 127/220 V (lo standard utilizzato in URSS fino agli anni '60 e quasi non conservato): i motori moderni sono collegati a triangolo.

rete 220/380 (230/400) V (prodotta in Europa occidentale) - sono collegati alle nostre reti solo con un triangolo;

Rete monofase 220 V - quando si collega un motore elettrico asincrono trifase a una rete monofase, utilizzando condensatori, gli avvolgimenti sono collegati a triangolo.

In rari casi, viene utilizzata una connessione combinata a una rete 220/380 V, quando durante l'avvio, per ridurre le correnti di avviamento, il motore viene acceso da una stella e, dopo aver impostato lo statore e la velocità, passa a triangolo In questo caso, le estremità degli avvolgimenti vengono portate all'armadio di controllo e brno non utilizzate.

Indipendentemente dall'origine del termine “brno”, o delle sue varianti “barno” o “nato”, – noi stiamo parlando sulla morsettiera del motore elettrico, in cui vengono commutate le estremità degli avvolgimenti.

Quando nella letteratura sull'ingegneria elettrica o in forum specializzati si incontrano termini come "brno di un motore elettrico", la decodifica diventa un'affascinante escursione nella storia dello sviluppo dell'ingegneria elettrica. Va detto subito che ora questo termine è usato molto raramente. Puoi sentirlo solo dagli elettricisti della vecchia scuola della vecchia scuola che ostentano questa parola, sapendo in anticipo che difficilmente saranno compresi da coloro a cui si rivolgono. Ma questo dà loro l'opportunità di "insegnare ai giovani" e allo stesso tempo organizzare una pausa fumo non programmata.

Versione tecnica dell'origine del nome

Per quanto riguarda l'origine di questo termine, esistono due versioni, ciascuna delle quali è abbastanza plausibile. Secondo il primo, il più comune, brno è un'abbreviazione che sta per "blocco per disconnettere (o distribuire) l'inizio degli avvolgimenti". Tale decodifica sembra abbastanza accettabile, poiché il termine "motore brno" si riferisce alla morsettiera installata sul suo corpo, e in essa i terminali delle estremità degli avvolgimenti del motore sono effettivamente collegati (scollegati) in un certo modo.

È possibile che il motivo della comparsa di un nome così strano per la lingua russa sia stato l'eccessivo entusiasmo per le abbreviazioni negli anni 20-30, quando ebbe luogo "l'elettrificazione dell'intero paese". Il nome "GOELRO", tra l'altro, è anche un'abbreviazione: "Il piano statale per l'elettrificazione della Russia".

Versione storico-linguistica

Secondo la seconda versione, il termine deriva dal nome "nato o nato". Ecco cosa dice il dizionario Brockhaus ed Efron al riguardo: "Borns (altrimenti chiamati terminali) - in ingegneria elettrica, significano morsetti di rame per fissare fili (conduttori, fili) su macchine dinamoelettriche e altri apparecchi elettrici". Se prendiamo questa versione come quella principale, diventano chiare altre pronunce del nome della morsettiera: "barra del motore elettrico" o "scatola di boro".

Appuntamento brno

Quindi, con l'etimologia, tutto è indefinito, ma con l'ingegneria elettrica, tutto è semplice e chiaro. Brno di un motore elettrico è una morsettiera in cui sono collegati i terminali degli avvolgimenti di un motore elettrico asincrono. Il metodo per collegare queste conclusioni determinerà lo schema con cui sarà collegare il motore - stella o triangolo. La scelta del circuito di commutazione dipende dal design del motore e dalla tensione di alimentazione. Strutturalmente, i motori domestici attualmente prodotti sono progettati per il collegamento a una rete trifase 220/380 V secondo lo schema "stella". Considerando tutte le opzioni, otteniamo quanto segue:

• Rete 127/220 V (standard utilizzato in URSS fino agli anni '60 e quasi non conservato) - i motori moderni sono collegati a triangolo;
• Rete 220/380 (230/400) V - connessione nominale - stella;
• Motori elettrici 400/690 V (prodotti in Europa occidentale) - sono collegati alle nostre reti solo con un triangolo;
• Rete monofase 220 V - quando si collega un motore elettrico asincrono trifase a una rete monofase, utilizzando condensatori, gli avvolgimenti sono collegati a triangolo.

In rari casi viene utilizzata una connessione combinata a una rete 220/380 V, quando durante l'avviamento, per ridurre le correnti di avviamento, il motore viene acceso da una stella e, dopo l'avvio e l'accelerazione, passa a un triangolo. In questo caso, le estremità degli avvolgimenti vengono portate all'armadio di controllo e il pannello di controllo non viene utilizzato.

Indipendentemente dall'origine del termine "brno", o delle sue varianti "barno" e "nato", si tratta della morsettiera del motore elettrico, in cui vengono scambiate le estremità degli avvolgimenti. Come si può vedere dall'elenco sopra delle opzioni di connessione, tale commutazione è necessaria quando si azionano motori elettrici in varie modalità.

I motori elettrici sono le macchine elettriche più utilizzate al mondo. Non una sola impresa industriale, non una sola processo tecnologico non posso farne a meno. La rotazione di ventilatori, pompe, il movimento dei nastri trasportatori, il movimento delle gru: questo è un elenco incompleto, ma già significativo, di compiti risolti con l'ausilio dei motori.

Tuttavia, c'è una sfumatura nel funzionamento di tutti i motori elettrici senza eccezioni: al momento dell'avvio consumano brevemente una grande corrente, chiamata corrente di avviamento.

Quando viene applicata tensione all'avvolgimento dello statore, la velocità del rotore è zero. Il rotore deve essere spostato dalla sua sede e non attorcigliato alla velocità nominale. Ciò consuma molta più energia di quella necessaria per la modalità operativa nominale.

Sotto carico, le correnti di avviamento sono maggiori rispetto al minimo. Al peso del rotore si aggiunge la resistenza meccanica alla rotazione del meccanismo azionato dal motore. In pratica, l'influenza di questo fattore tende a essere ridotta al minimo. Ad esempio, per potenti ventilatori, al momento dell'avvio, le serrande nei condotti dell'aria si chiudono automaticamente.

Al momento del flusso di corrente di spunto dalla rete, viene consumata una notevole quantità di energia, che viene spesa per portare il motore elettrico alla modalità operativa nominale. Più potente è il motore elettrico, maggiore è la potenza necessaria per accelerare. Non tutto Elettricità della rete tollerare questo regime senza conseguenze.

Il sovraccarico delle linee di alimentazione porta inevitabilmente a una diminuzione della tensione nella rete. Ciò non solo rende ancora più difficile l'avviamento dei motori, ma influisce anche su altri consumatori.

E gli stessi motori elettrici subiscono maggiori carichi meccanici ed elettrici durante i processi di avviamento. Quelli meccanici sono associati ad un aumento della coppia sull'albero. Quelli elettrici, associati a un aumento di corrente a breve termine, influenzano l'isolamento degli avvolgimenti dello statore e del rotore, i collegamenti dei contatti e le apparecchiature di avviamento.

Metodi per ridurre le correnti di spunto

I motori elettrici a bassa potenza con reattori economici si avviano in modo abbastanza adeguato senza l'uso di alcun mezzo. Non è economicamente fattibile ridurre le loro correnti di avviamento o modificare la velocità di rotazione.

Tuttavia, quando l'influenza sulla modalità operativa della rete durante il processo di avvio è significativa, le correnti di avviamento devono essere ridotte. Ciò si ottiene attraverso:

• applicazione di motori elettrici con rotore di fase;
• utilizzando un circuito per commutare gli avvolgimenti da stella a triangolo;
• utilizzo di soft starter;
• utilizzo di convertitori di frequenza.

Uno o più di questi metodi sono adatti per ciascun meccanismo.

Motori elettrici con rotore di fase

L'uso di motori a induzione ad anello rotante in aree di lavoro gravose è la forma più antica per ridurre le correnti di spunto. Senza di essi, è impossibile il funzionamento di gru elettrificate, escavatori, nonché frantoi, vagli, mulini, che raramente si avviano in assenza di prodotti nel meccanismo di azionamento.

La riduzione della corrente di avviamento si ottiene grazie al ritiro graduale dei resistori dal circuito del rotore. Inizialmente, al momento dell'applicazione della tensione, la massima resistenza possibile è collegata al rotore. Man mano che i relè temporizzati accelerano, i contattori vengono attivati ​​uno per uno, manovrando le singole sezioni resistive. Alla fine dell'accelerazione, la resistenza aggiuntiva collegata al circuito del rotore è zero.

I motori della gru non hanno la commutazione automatica del passo con resistori. Questo avviene per volere dell'operatore della gru che muove le leve di comando.

Commutazione dello schema di connessione degli avvolgimenti dello statore

In brno (unità di distribuzione dell'inizio degli avvolgimenti) di qualsiasi motore elettrico trifase, si ricavano 6 conclusioni dagli avvolgimenti di tutte le fasi. Pertanto, possono essere collegati in una stella o in un triangolo.

A causa di ciò, si ottiene una certa universalità dell'uso di motori elettrici asincroni. Il circuito di commutazione a stella è calcolato per un grande gradino di tensione (ad esempio 660 V), un triangolo - per uno più piccolo (in questo esempio- 380V).

Ma a una tensione di alimentazione nominale corrispondente al circuito a triangolo, è possibile utilizzare il circuito a stella per preaccelerare il motore elettrico. In questo caso, l'avvolgimento funziona a una tensione di alimentazione ridotta (380 V invece di 660 V) e la corrente di avviamento è ridotta.

Per controllare il processo di commutazione, sarà necessario un cavo aggiuntivo nel pannello di controllo del motore, poiché sono coinvolti tutti e 6 i terminali dell'avvolgimento. Ulteriori dispositivi di avviamento e relè temporizzati sono installati per controllarne il funzionamento.

Convertitori di frequenza

I primi due metodi non possono essere applicati ovunque. Ma quelli successivi, che sono diventati disponibili relativamente di recente, consentono un avviamento regolare di qualsiasi motore elettrico asincrono.

Un convertitore di frequenza è un complesso dispositivo a semiconduttore che combina elettronica di potenza ed elementi di tecnologia a microprocessore. La sezione di potenza rettifica e uniforma la tensione di rete, trasformandola in una costante. La parte di uscita di questa tensione forma una sinusoidale con una frequenza variabile da zero al valore nominale - 50 Hz.

A causa di ciò, si ottiene un risparmio energetico: le unità azionate in rotazione non funzionano con capacità in eccesso, essendo in una modalità strettamente richiesta. Inoltre, il processo tecnologico ottiene la capacità di perfezionare.

Ma importante nello spettro del problema in esame: i convertitori di frequenza consentono un avviamento regolare del motore elettrico, senza urti e sobbalzi. La corrente di avviamento è completamente assente.

Antipasti morbidi

Un soft starter per un motore elettrico è lo stesso convertitore di frequenza, ma con funzionalità limitate. Funziona solo quando il motore elettrico sta accelerando, cambiando dolcemente la velocità della sua rotazione dal valore minimo impostato al valore nominale.

Per impedire il funzionamento inutile del dispositivo al termine dell'accelerazione del motore elettrico, nelle vicinanze è installato un contattore di bypass. Collega il motore elettrico direttamente alla rete dopo che l'avviamento è stato completato.

Quando si eseguono aggiornamenti hardware, questo è il metodo più semplice. Spesso può essere implementato con le proprie mani, senza il coinvolgimento di specialisti altamente specializzati. Il dispositivo è messo in atto avviamento magnetico comandare l'avviamento del motore elettrico. Potrebbe essere necessario sostituire il cavo con uno schermato. Quindi i parametri del motore elettrico vengono inseriti nella memoria del dispositivo ed è pronto per l'azione.

Ma non tutti possono far fronte da soli a convertitori di frequenza a tutti gli effetti. Pertanto, il loro uso in copie singole è solitamente privo di significato. L'installazione di convertitori di frequenza è giustificata solo quando si esegue un ammodernamento generale delle apparecchiature elettriche dell'impresa.