Как подобрать автомат для трехфазного двигателя: Автомат защиты электродвигателя — как правильно подобрать?

Автомат защиты электродвигателя — как правильно подобрать?

При подборе автоматических выключателей, способных защитить электрические моторы от повреждения в результате КЗ или чрезмерно высоких нагрузок, необходимо учитывать большую величину пускового тока, нередко превышающую номинал в 5-7 раз. Наиболее мощным стартовым перегрузкам подвержены асинхронные силовые агрегаты, обладающие короткозамкнутым ротором. Поскольку это оборудование широко применяется для работы в производственных и бытовых условиях, то вопрос защиты как самого устройства, так и питающего кабеля очень актуален. В этой статье речь пойдет о том, как правильно рассчитать и выбрать автомат защиты электродвигателя.

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

  • Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
  • Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
  • Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

  • Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
  • Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
  • Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
  • Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Расчет автомата для электродвигателя

Еще недавно для защиты электрических моторов использовалась следующая схема: внутри пускателя устанавливался тепловой регулятор, подключенный последовательно с контактором. Этот механизм работал таким образом. Когда через реле в течение длительного времени проходил ток большой величины, происходил нагрев установленной в нем биметаллической пластины, которая, изгибаясь, прерывала контакторную цепь. Если превышение установленной нагрузки было кратковременным (как бывает при запуске двигателя), пластинка не успевала нагреться и вызвать срабатывание автомата.

Внутреннее устройство автомата защиты двигателя на видео:

Главным минусом такой схемы было то, что она не спасала агрегат от скачков напряжения, а также дисбаланса фаз. Сейчас защита электрических силовых установок обеспечивается более точными и современными устройствами, о которых мы поговорим чуть позже. А теперь перейдем к вопросу о том, как производится расчет автомата, который нужно установить в цепь электромотора.

Чтобы подобрать защитный автоматический выключатель для электроустановки, необходимо знать его времятоковую характеристику, а также категорию. Времятоковая характеристика от номинального тока, на который рассчитан АВ, не зависит.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал каждый раз при запуске мотора, величина пускового тока не должна быть больше той, которая вызывает моментальное срабатывание аппарата (отсечка). Соотношение тока запуска и номинала прописывается в паспорте оборудования, максимально допустимое – 7/1.

Производя расчет автомата практически, следует использовать коэффициент надежности, обозначаемый символом Kн. Если номинальный ток устройства не превышает 100А, то величина Kн составляет 1,4; для больших значений она равна 1,25. Исходя из этого, значение тока отсечки определяется по формуле Iотс ≥ Kн х Iпуск. Автоматический выключатель выбираем в соответствии с рассчитанными параметрами.

Еще одна величина, которую необходимо учитывать при подборе, когда автомат монтируется в электрощитке или специальном шкафу – температурный коэффициент (Кт). Это значение составляет 0,85, и номинальный ток защитного устройства при подборе следует умножать на него (Inт

).

Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов

Большой популярностью пользуются модульные мотор-автоматы, представляющие собой универсальные устройства, которые успешно справляются со всеми функциями, описанными выше.

Кроме этого, с их помощью можно производить регулировку параметров отключения с высокой точностью.

Современные мотор-автоматы представлены множеством разновидностей, отличающихся друг от друга по внешнему виду, характеристикам и способу управления. Как и при подборе обычного аппарата, нужно знать величину пускового, а также номинального тока. Кроме этого, надо определиться, какие функции должно выполнять защитное устройство. Произведя нужные расчеты, можно покупать мотор-автомат. Цена этих устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электрического мотора.

Особенности защиты электрических двигателей в производственных условиях

Нередко при включении устройств, мощность которых превышает 100 кВт, напряжение в общей сети падает ниже минимального. При этом отключения рабочих силовых агрегатов не происходит, но количество их оборотов снижается. Когда напряжение восстанавливается до нормального уровня, мотор начинает заново набирать обороты. При этом его работа происходит в режиме перегрузки. Это называется самозапуском.

Самозапуск иногда становится причиной ложного срабатывания АВ. Это может произойти, когда до временного падения напряжения установка в течение длительного времени работала в обычном режиме, и биметаллическая пластина успела прогреться. В этом случае тепловой расцепитель иногда срабатывает раньше, чем напряжение нормализуется. Пример падения напряжения в электросети автомобиля на следующем видео:

Чтобы предотвратить отключение мощных заводских электромоторов при самозапуске, используется релейная защита, при которой в общую сеть включаются токовые трансформаторы. К их вторичным обмоткам подключаются защитные реле. Эти системы подбираются методом сложных расчетов. Приводить здесь мы их не будем, поскольку на производстве эту задачу выполняют штатные энергетики.

Заключение

В этом материале мы подробно осветили тему защитных устройств для электрических двигателей, и разобрались с тем, как подобрать автомат для электромотора и какие параметры при этом должны быть учтены. Наши читатели могли убедиться, что расчеты, которые производятся при этом, совсем несложны, а значит, подобрать аппарат для сети, в которую включен не слишком мощный силовой агрегат, вполне можно самостоятельно.

7 способов подключить электродвигатель. Обзор | СамЭлектрик.ру

Любой уважающий себя электрик должен представлять, как подключить трёхфазный двигатель. Когда электрик устраивается работать на промышленное предприятие, это строго необходимо, поскольку ему придётся иметь дело с большим количеством трехфазных асинхронных электродвигателей. Ведь они сейчас используются в 99% случаев.

В статье  пойдёт речь о схемах подключения наиболее распространенного асинхронного электродвигателя через магнитный пускатель. Но не только. Расскажу также от способах и принципах защиты двигателя от перегрева и перегрузки.

В обзоре будут рассмотрены различные схемы подключения электродвигателей, их плюсы и минусы. От простого к сложному.

1. Схема общая, теоретическая

В общем случае схема подачи напряжения через любой коммутационный аппарат выглядит так:

1. Схема прямого пуска электродвигателя

1. Схема прямого пуска электродвигателя

На внутреннюю схему двигателя не обращайте внимания. Она может быть двух видов — «Звезда» и «Треугольник». Подробнее в этой статье.

Сразу приношу извинения, что в данной статье я часто контактор называю пускателем, хотя подробно объяснял уже, что пускатель и контактор – это разные вещи. Что поделать, приелось это название.

Подробно, чем пускатель отличается от контактора, я уже рассказывал на Дзене.

2. Подключение трехфазного двигателя через выключатель

Для работы двигателя рабочий нулевой проводник N (Neutral) не нужен, а вот защитный (PE, Protect Earth) в целях безопасности должен быть подключен обязательно.

По принципам построения сетей 380В я уже подробно писал в статьях про трехфазный счетчик и реле напряжения.Другие статьи по теме – Разница между трехфазным и однофазным напряжением, Системы заземления.

В самом общем случае схема будет выглядеть таким образом, как показано в начале статьи. Действительно, почему бы двигатель не включить как обычную лампочку, только выключатель будет “трехклавишный”?

2. Подключение двигателя через рубильник или выключатель

2. Подключение двигателя через рубильник или выключатель

Но даже лампочку никто не включает просто так, сеть освещения и вообще любая нагрузка всегда включается только через защитные автоматы.

3. Схема подключения трехфазного двигателя в сеть через автоматический выключатель

Поэтому более подробно общий случай будет выглядеть так:

3. Подключение двигателя через автоматический выключатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

3. Подключение двигателя через автоматический выключатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

На схеме 3 показан защитный автомат (автоматический выключатель), который защищает двигатель от перегрузки по току (“прямоугольный” изгиб питающих линий) и от короткого замыкания (“круглые” изгибы). Под защитным автоматом я подразумеваю обычный трехполюсный автомат с тепловой характеристикой нагрузки С или D.

Напомню, чтобы ориентировочно выбрать (оценить) необходимый тепловой ток уставки тепловой защиты, надо номинальную мощность трехфазного двигателя (указана на шильдике) умножить на 2.
Защитный автомат для включения электродвигателя. Ток 10А, через такой можно включать двигатель мощностью 4 кВт. Не больше и не меньше.

Защитный автомат для включения электродвигателя. Ток 10А, через такой можно включать двигатель мощностью 4 кВт. Не больше и не меньше.

Схема 3 имеет право на жизнь (по бедности или незнанию местных электриков).

Если уж использовать такую схему, надо тщательно подобрать ток автомата, чтобы он был на 10-20% больше рабочего тока двигателя. И характеристику теплового расцепителя выбирать D, чтобы при тяжелом пуске автомат не срабатывал.

Например, движок 1,5 кВт. Прикидываем максимальный рабочий ток – 3А (реальный рабочий может быть меньше, надо измерять).  Значит, трехполюсный автомат надо ставить на 3 или 4А, в зависимости от пускового тока и рабочего тока.

Плюс этой схемы подключения двигателя – цена и простота исполнения и обслуживания. Например, там, где один двигатель, и его включают вручную на всю смену. Минусы такой схемы с включением через автомат –

  1. Невозможность регулировать тепловой ток срабатывания автомата. Для того, чтобы надежно защитить двигатель, ток отключения защитного автомата должен быть на 10-20% больше номинального рабочего тока двигателя. Ток двигателя надо периодически измерять клещами и при необходимости подстраивать ток срабатывания тепловой защиты. А возможности подстройки у обычного автомата нет(. Вру, есть.
  2. Невозможность дистанционного и автоматического включения/выключения двигателя.

Эти недостатки можно устранить, в схемах ниже будет показано как.

4. Подключение трехфазного двигателя через ручной пускатель

Ручной пускатель, или мотор-автомат – более совершенное устройство. На нём есть кнопки “Пуск” и “Стоп”, либо ручка “Вкл-Выкл”. Его плюс – он специально разработан для пуска и защиты двигателя. Пуск по-прежнему ручной, а вот ток срабатывания можно регулировать в некоторых пределах.

4. Подключение двигателя через ручной пускатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

4. Подключение двигателя через ручной пускатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

Поскольку у двигателей обычно большой пусковой ток, то у автоматов защиты двигателей (мотор-автоматов), как правило, характеристика тепловой защиты типа D. Т.е. он выдерживает кратковременные (пусковые) перегрузки примерно в 10 раз больше от номинала.

Ручной пускатель двигателя с дополнительным контрольным контактом.

Ручной пускатель двигателя с дополнительным контрольным контактом.

Отсечка электромагнитного расцепителя обычно в 13 раз больше уставки теплового расцепителя. Класс защиты (10, 10А, 20, 30) говорит о том, во сколько раз уставка ЭМ расцепителя выше уставки теплового. Иными словами, насколько тяжелый пуск может обеспечить данный автомат защиты двигателя.

Вот что у него на боковой стенке:

Автомат защиты двигателя – характеристики на боковой стенке

Автомат защиты двигателя – характеристики на боковой стенке

Ток уставки (тепловой) – от 17 до 23 А, устанавливается вручную. Ток отсечки (срабатывание при КЗ) – 297 А.

В принципе, ручной пускатель и мотор-автомат – это одно и то же устройство. Но пускателем, показанным на фото, можно коммутировать питание двигателя. А мотор-автомат постоянно подает питание (три фазы) на контактор, который, в свою очередь, коммутирует питание двигателя. Короче, разница – в схеме подключения.

Плюс схемы – можно регулировать уставку теплового тока. Минус  тот же, что и в предыдущей схеме – нет дистанционного включения.

5. Схема подключения двигателя через магнитный пускатель

Этой схеме подключения трехфазного двигателя надо уделить самое пристальное внимание. Она наиболее распространена во всем промышленном оборудовании, выпускавшемся примерно до 2000-х годов. А в новых китайских простеньких станках используется и по сей день.

Электрик, который её не знает – как хирург, не умеющий отличить артерию от вены; как юрист, не знающий 1-ю статью Конституции РФ; так танцор, не отличающий вальс от тектоника.

Три фазы на двигатель идут в этой схеме не через автомат, а через пускатель. А включение/выключение пускателя осуществляется кнопками “Пуск” и “Стоп” , которые могут быть вынесены на пульт управления через 3 провода любой длины.

5. Схема подключения двигателя через пускатель с кнопками пуск стоп

5. Схема подключения двигателя через пускатель с кнопками пуск стоп

Здесь питание цепи управления поступает с фазы L1 (провод 1) через нормально замкнутую (НЗ) кнопку “Стоп” (провод 2).

Если теперь нажать на кнопку “Пуск”, то цепь питания катушки электромагнитного пускателя КМ замкнется (провод 3), его контакты замкнутся, и три фазы поступят на двигатель. Но в таких схемах кроме трёх “силовых” контактов у пускателя есть ещё один дополнительный контакт. Его называют “блокировочным” или “контактом самоподхвата”.

Когда электромагнитный пускатель включается нажатием кнопки SB1 “Пуск”, замыкается и контакт самоподхвата. А если он замкнулся, то даже если кнопка “Пуск” будет отжата, цепь питания катушки пускателя всё равно останется замкнутой. И двигатель продолжит работать, пока не будет нажата кнопка “Стоп”.

Поскольку тема с магнитными пускателями очень обширная, на Дзене она вынесена в отдельную статью Схемы подключения магнитного пускателя. Там рассмотрено всё – подключение различных нагрузок, защита (тепловая и от кз), реверсивные схемы, управление от разных точек, и т.д. Рекомендую.

6. Звезда-треугольник

Разновидность пуска двигателя через магнитные пускатели (контакторы) — схема «Звезда-Треугольник». Она позволяет путем коммутации обмоток двигателя обеспечить некоторую плавность разгона, уменьшая ударную нагрузку на сеть и механизм привода.

Подробно тема раскрыта в нескольких статьях на Дзене, например в этой.

7. Подключение трехфазного двигателя через электронные устройства

Все способы пуска двигателя, описанные выше, называются Пуск прямой подачей напряжения. Часто, в мощных приводах, такой пуск является тяжелым испытанием для оборудования – горят ремни, ломаются подшипники и крепления, и т.д.

Поэтому, статья была бы неполной, если бы я не упомянул современные тенденции. Теперь всё чаще для подключения трехфазного двигателя вместо электромагнитных пускателей применяют электронные силовые устройства. Под этим я подразумеваю устройства, описанные в других статьях на Дзене:

  1. Твердотельные реле (solid state relay) – в них силовыми элементами являются тиристоры (симисторы), которые управляются входным сигналом с кнопки либо с контроллера. Бывают как однофазные, так и трехфазные.
  2. Мягкие (плавные) пускатели (soft starter, устройства плавного пуска) – усовершенствованные твердотелки. Можно устанавливать ток защиты, время разгона/замедления, включать реверс, и др. Практическое применение устройств плавного пуска.
  3. Частотные преобразователи – самое совершенное устройство, что придумало человечество для подключения электродвигателя. Описаны частотники у меня на канале в нескольких статьях.

Преимущества таких устройств очевидны (прежде всего – отсутствие контактов как таковых), недостаток пока один – цена. А вот как может выглядеть схема их включения:

7. Подключение трехфазного двигателя – общая схема с электронной силой

7. Подключение трехфазного двигателя – общая схема с электронной силой

Двухскоростные электродвигатели

Старый специфический способ подключения двухскоростных двигателей описан в статье Подключение двухскоростных асинхронных двигателей. Этот способ идет «вне конкурса».

На этом заканчиваю, спасибо за внимание, если что-то упустил, пишите вопросы и замечания в комментариях!

——————————————————————-

СамЭлектрик.ру

СамЭлектрик.ру

Ещё больше статей на канале Самэлектрик.ру.

Статья заинтересовала? Лайк, подписка, комментарий!

Спасибо, что читаете меня! Мне тоже интересно то, о чем я пишу!

Пожалуйста, будьте вежливы и уважайте мнение автора и читателей! Хейтеров отправляю в баню.

Автоматический выключатель для защиты электродвигателя: как правильно подобрать?

Продолжаем знакомиться с магнитным пускателем и сегодня рассмотрим типовые схемы подключения электротеплового реле типа РТИ, которое предназначено для защиты от перегрева обмоток электродвигателя при токовых перегрузках.

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 223
Источник: https://sesaga.ru/teplovaya-zashhita-elektrodvigatelya-elektroteplovoe-rele.html

Функции защитных устройств электродвигателей

Современные защитные устройства, или другими словами, автоматы защиты электродвигателя, (мотор автоматы), часто совмещаются в одном корпусе с коммутационными аппаратами запуска (пускателями) и выполняют такие функции:

Мотор автомат с ручной настройкой и автоматическим управлением

Ранее и до недавнего времени наиболее используемой схемой защиты электродвигателей было подключение в корпусе пускателя теплового реле, последовательно с контактором. Биметаллическая пластина теплового реле при длительной перегрузке нагревается и прерывает цепь самоподхвата контактора. Кратковременное превышение номинальной нагрузки при запуске мотора является недостаточным для нагрева и срабатывания биметаллической пластины. Более подробно о тепловом реле и его подключении можно прочитать в соответствующем разделе данного ресурса.

Контактор электромотора с тепловым реле

Подбор автоматического выключателя

Поскольку первые две функции могут осуществляться обычными автоматическими выключателями, многие пользователи применяют их для защиты своих электродвигателей. Основным недостатком такого способа является отсутствие защиты от дисбаланса, обрыва фаз и скачков напряжения. Выбор защитного автомата осуществляется по его время токовой характеристике и по максимальному пусковому току электродвигателя.

Трехфазный автоматический выключатель

Чтобы правильно подобрать автоматический выключатель по категории и номинальному току, нужно изучить его время токовую характеристику, о которой подробно рассказывается на одной из страниц данного сайта. Категории автоматов (А, B, C, D) определяются соотношением тока отсечки электромагнитного расцепителя к номинальному значению. Нужно иметь в виду, что время токовая характеристика категории не зависит от номинала автоматического выключателя.

Времятоковая характеристика автоматических выключателей категории «C»

Для предотвращения ложного срабатывания автоматического выключателя при запуске электромотора необходимо, чтобы кратковременный

пусковой ток (Iпуск)  не превышал значение отсечки (мгновенного срабатывания, Iмгн.ср) автомата. Отношение пускового (Iпуск) и номинального тока (In) можно узнать из бирки или паспорта электродвигателя, максимальное значение Iпуск/ In=7.

Если известна только мощность электродвигателя, то рассчитать номинальный ток можно по формуле In= Рn/(Un*√3*η*cosφ), где Рn – мощность,  Un – напряжение, η – КПД, cosφ – коэффициент реактивной мощности двигателя.

Бирка двигателя с указанием мощности

Практические расчеты

На практике применяют поправочный коэффициент надежности Kн, который для автоматов с In<100A равен 1,4, а для In>100A принимают Kн=1,25. Поэтому должно соблюдаться условие Iмгн.ср  ≥ Kн * Iпуск. Вначале автомат выбирают, исходя из наиболее близкого значения номинального тока автоматического выключателя IAB (указывается на корпусе) к рабочему току двигателя (In). Необходимое условие: IAB > In/Кт, где Кт = 0,85 – температурный коэффициент, если автомат устанавливается в шкафу или щитке, иначе Кт=1.

Например, имеется двигатель мощностью 5,5 кВт, η = 85%=0,85; cosφ = 0,8; Iпуск/ In = 7. Вначале нужно рассчитать In­ = Рn/(Un*√3*η*cosφ) =  5500/(380*√3*0,85*0,8) = 12,28 (А). Допустим, автомат устанавливается в шкаф, Кт = 0,85,  значит In/Кт = 12,28/0,85 = 14,44 (А). Наиболее близким является автоматический выключатель на 16А, категории С, (ток мгновенного срабатывания в десять раз превышает номинальное значение).

При расчетах понадобится калькулятор

Теперь нужно проверить условие Iмгн.ср  ≥ Kн * Iпуск. Мгновенное срабатывание защитного автомата наступает при Iмгн.ср = 16*10 = 160 (A), пусковой ток Iпуск= In*7 = 12,28*7 = 85,96 (А). Умножаем на Kн (1,4) — 85,96*1,4 = 120,3 (А). Проверяем условие 160 ≥ 120,3 — это значит, что автомат выбран верно. Для упрощенных расчетов, можно принимать номинальный ток двигателя, равным удвоению его мощности, выраженной в киловаттах.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 4714
Источник: https://infoelectrik.ru/elektrodvigateli/avtomat-zashhity-dvigatelya.html

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЗАЩИТ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДО 1000 В

Токовая отсечка.

Из всех аварийных режимов наиболее опасным является междуфазное короткое замыкание. Данный вид повреждения требует немедленного отключения асинхронного двигателя выключателем от питающей сети.

В соответствии с действующими правилами, асинхронные двигатели до 1000 В должны защищаться от коротких замыканий плавкими предохранителями или электромагнитными и тепловыми расцепителями автоматических выключателей.

Как обычно, правила отстают от фактических реалий. На вновь вводимых объектах асинхронные электрические машины комплектуются выносными многофункциональными блоками автоматической релейной защиты электродвигателя на базе микроконтроллеров, воздействующими на отключение выключателя.

Основной сути это не меняет. Автоматические защитные устройства от междуфазных коротких замыканий реагируют на сверхтоки и не имеют выдержки времени отключения выключателя. Такие устройства по-прежнему называют токовыми отсечками, защитные реле срабатывают при КЗ в обмотке статора либо на выводах асинхронного двигателя.

Контроль протекающего электротока осуществляется посредством традиционных токовых преобразователей – трансформаторов тока (ТТ) или более современных датчиков электротока.

Зоной действия защищающего устройства является участок электросети, расположенный после ТТ или датчика. Обычно кроме самого асинхронного двигателя в защищаемой зоне находится и питающий кабель.

Параметры срабатывания токовой отсечки должны быть надёжно отстроены от пусковых токов. С другой стороны, автоматическое защитное устройство должно обладать достаточной чувствительностью при межвитковых замыканиях в любой части обмотки статора асинхронной машины.

Перегрузка.

Данный вид ненормального режима возникает при неисправностях или перегрузке исполнительного механизма. Перегрузка двигателя также может происходить по причине его недостаточной мощности. Режим перегрузки характеризуется повышенным уровнем токового потребления с относительно небольшой кратностью по сравнению с номинальным значением.

Токовая уставка автоматической защиты электродвигателя от перегрузки меньше значения пусковых токовых параметров, поэтому должна быть осуществлена отстройка от режима запуска путём искусственной задержки времени срабатывания и отключения автоматического выключателя.

Защищённость электромашины от перегрузки может быть реализована с применением следующих устройств:

  • теплового расцепителя автоматического выключателя защиты электродвигателя;
  • выносного защитного комплекта с токовым реле и реле времени, воздействующего на отключение выключателя при перегрузке;
  • блока комплексной защитной автоматики двигателя на микроконтроллере, при срабатывании воздействующего на расцепитель выключателя.

В случае применения автоматического выключателя требуется просто подобрать подходящий по номинальному току и характеристике автомат. Тепловой расцепитель выключателя защиты электродвигателя обеспечивает интегральную зависимость времени отключения выключателя от величины токовой перегрузки.

Защитный автоматический релейный комплект с выносными электромагнитными реле настраивается на фиксированные ток и время срабатывания защиты.

В этом варианте, в отличие от теплового расцепителя, токовые и временные параметры между собой не связаны. Выходные реле выносных комплектов релейной защиты должны воздействовать на независимый (не тепловой) расцепитель автоматического выключателя.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 3468
Источник: https://eltechbook.ru/jelektrodvigateli_zashchita.html

Что такое автоматический токовый выключатель и как он работает?

Автоматический токовый выключатель является устройством защиты от перегрузок по току. Он автоматически размыкает и замыкает цепь при заданном значении перегрузки по току. Если токовый выключатель применяется в диапазоне своих рабочих параметров, размыкание и замыкание не наносит ему никакого ущерба. Сразу же после возникновения перегрузки можно легко возобновить работу автоматического выключателя — он просто устанавливается в исходное положение.


Различают два вида автоматических выключателей: тепловые и магнитные.

Тепловые автоматические выключатели

Тепловые автоматические выключатели — это самый надёжный и экономичный тип защитных устройств, которые подходят для электродвигателей. Они могут выдержать большие амплитуды тока, которые возникают при пуске электродвигателя, и защищают электродвигатель от сбоев, таких как блокировка ротора.

Магнитные автоматические выключатели

Магнитные автоматические выключатели являются точными, надёжными и экономичными. Магнитный автоматический выключатель устойчив к изменениям температуры, т.е. изменения температуры окружающей среды не влияют на его предел срабатывания. По сравнению с тепловыми автоматическими выключателями, магнитные автоматические выключатели имеют более точно определённое время срабатывания. В таблице приведены характеристики двух типов автоматических выключателей.


Рабочий диапазон автоматического выключателя

Автоматические выключатели различаются между собой уровнем тока срабатывания. Это значит, что всегда следует выбирать такой автоматический выключатель, который может выдержать самый высокий ток короткого замыкания, который может возникнуть в данной системе.

Блок: 3/10 | Кол-во символов: 1707
Источник: https://eti.su/articles/elektricheskie-mashini/elektricheskie-mashini_1580.html

2. Принципиальные схемы включения электротеплового реле

В схеме с тепловым реле используют нормально-замкнутый контакт реле КК1.1 в цепи управления пускателем, и три силовых контакта КК1, через которые подается питание на электродвигатель.

При включении автоматического выключателя QF1 фаза «А», питающая цепи управления, через кнопку SB1 «Стоп» поступает на контакт №3 кнопки SB2 «Пуск», вспомогательный контакт 13НО пускателя КМ1, и остается дежурить на этих контактах. Схема готова к работе.

При нажатии на кнопку SB2 фаза через нормально-замкнутый контакт КК1.1 поступает на катушку магнитного пускателя КМ1, пускатель срабатывает и его все нормально-разомкнутые контакты замыкаются, а нормально-замкнутые размыкаются.

При замыкании контакта КМ1.1 пускатель встает на самоподхват. При замыкании силовых контактов КМ1 фазы «А», «В», «С» через контакты теплового реле КК1 поступают на обмотки электродвигателя и двигатель начинает вращение.

При увеличении тока нагрузки через силовые контакты термореле КК1, реле сработает, контакт КК1.1 разомкнется и пускатель КМ1 обесточится.

Если возникнет необходимость в простой остановке двигателя, то достаточно будет нажать на кнопку «Стоп». Контакты кнопки разорвутся, фаза прервется и пускатель обесточится.

На фотографиях ниже показана часть монтажной схемы цепей управления:

Следующая принципиальная схема аналогична первой и отличается лишь тем, что нормально-замкнутый контакт термореле (95 – 96) разрывает ноль пускателя. Именно эта схема получила наибольшее распространение из-за удобства и экономичности монтажа: ноль сразу заводят на контакт термореле, а со второго контакта реле бросают перемычку на катушку пускателя.

При срабатывании термореле контакт КК1.1 размыкается, «ноль» разрывается и пускатель обесточивается.

И в заключении рассмотрим подключение электротеплового реле в реверсивной схеме управления пускателем.

От типовой схемы она, как и схема с одним пускателем, отличается лишь наличием нормально-замкнутого контакта реле КК1.1 в цепи управления, и тремя силовыми контактами КК1, через которые запитывается электродвигатель.

При срабатывании защиты контакты КК1.1 разрываются и отключают «ноль». Работающий пускатель обесточивается и двигатель останавливается. При возникновении необходимости в простой остановке двигателя достаточно нажать на кнопку «Стоп».

Вот и подошел к логическому завершению рассказ о магнитном пускателе.
Понятно, что только одних теоретических знаний мало. Но если Вы будете практиковаться, то сможете собрать любую схему с применением магнитного пускателя.

И уже по сложившейся традиции небольшой видеоролик о применении электротеплового реле.

Удачи!

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 2654
Источник: https://sesaga.ru/teplovaya-zashhita-elektrodvigatelya-elektroteplovoe-rele.html

Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов

Большой популярностью пользуются модульные мотор-автоматы, представляющие собой универсальные устройства, которые успешно справляются со всеми функциями, описанными выше.

Кроме этого, с их помощью можно производить регулировку параметров отключения с высокой точностью.

Современные мотор-автоматы представлены множеством разновидностей, отличающихся друг от друга по внешнему виду, характеристикам и способу управления. Как и при подборе обычного аппарата, нужно знать величину пускового, а также номинального тока. Кроме этого, надо определиться, какие функции должно выполнять защитное устройство. Произведя нужные расчеты, можно покупать мотор-автомат. Цена этих устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электрического мотора.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 802
Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/avtomat-zashhity-elektrodvigatelya

ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА ДВИГАТЕЛЕЙ ВЫШЕ 1000 ВОЛЬТ

Защищённость высоковольтных электрических машин обеспечивается только выносными релейными устройствами. Тепловой и электромагнитный расцепители являются прерогативой низковольтных устройств.

Принцип действия и расчёт уставок токовой отсечки и защиты от перегрузки такой же, как для низковольтных машин. Но кроме этого существуют специфические защитные устройства, не применяемые на низких напряжениях.

Защита от однофазных замыканий на землю.

Особенностью сетей высокого напряжения (6 – 10 кВ) является работа в режиме изолированной нейтрали. В таких сетях величина Iз замыкания на землю может составлять всего единицы ампер, что находится вне зоны чувствительности максимальных токовых защит от перегрузки.

Однофазные замыкания на землю характеризуются наличием токов нулевой последовательности, протекающих в одном направлении во всех трёх фазах.

Реле земляной защиты электродвигателя (это её название на жаргоне релейщиков) подключается к специальному трансформатору нулевой последовательности, представляющему собой тор (бублик), через который проходит кабель питания.

При этом через тор не должен проходить вывод экранирующей оболочки высоковольтного кабеля, в противном случае имеют место ложные срабатывания устройства с отключением выключателя.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 1496
Источник: https://eltechbook.ru/jelektrodvigateli_zashchita.html

Особенности защиты электрических двигателей в производственных условиях

Нередко при включении устройств, мощность которых превышает 100 кВт, напряжение в общей сети падает ниже минимального. При этом отключения рабочих силовых агрегатов не происходит, но количество их оборотов снижается. Когда напряжение восстанавливается до нормального уровня, мотор начинает заново набирать обороты. При этом его работа происходит в режиме перегрузки. Это называется самозапуском.

Самозапуск иногда становится причиной ложного срабатывания АВ. Это может произойти, когда до временного падения напряжения установка в течение длительного времени работала в обычном режиме, и биметаллическая пластина успела прогреться. В этом случае тепловой расцепитель иногда срабатывает раньше, чем напряжение нормализуется. Пример падения напряжения в электросети автомобиля на следующем видео:

Чтобы предотвратить отключение мощных заводских электромоторов при самозапуске, используется релейная защита, при которой в общую сеть включаются токовые трансформаторы. К их вторичным обмоткам подключаются защитные реле. Эти системы подбираются методом сложных расчетов. Приводить здесь мы их не будем, поскольку на производстве эту задачу выполняют штатные энергетики.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1240
Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/avtomat-zashhity-elektrodvigatelya

Заключение

В этом материале мы подробно осветили тему защитных устройств для электрических двигателей, и разобрались с тем, как подобрать автомат для электромотора и какие параметры при этом должны быть учтены. Наши читатели могли убедиться, что расчеты, которые производятся при этом, совсем несложны, а значит, подобрать аппарат для сети, в которую включен не слишком мощный силовой агрегат, вполне можно самостоятельно.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 422
Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/avtomat-zashhity-elektrodvigatelya

Принцип действия теплового автоматического выключателя

На графике справа показана зависимость сопротивления от температуры для стандартного теплового автоматического выключателя. У каждого производителя эта характеристика своя. TN обычно лежит в интервале 150-160 °C.


Подключение

Подключение трёхфазного электродвигателя со встроенным тепловым выключателем и реле перегрузки.

Обозначение TP на графике

Защита по стандарту IEC 60034-11:

TP 111 (постепенная перегрузка). Для того чтобы обеспечить защиту при блокировке ротора, электродвигатель должен быть оборудован реле перегрузки.


Терморезисторы, встраиваемые в обмотки

Второй тип внутренней защиты — это терморезисторы, или датчики с положительным температурным коэффициентом (PTC). Терморезисторы встраиваются в обмотки электродвигателя и защищают его при блокировке ротора, продолжительной перегрузке и высокой температуре окружающей среды. Тепловая защита обеспечивается с помощью контроля температуры обмоток электродвигателя с помощью PTC датчиков. Если температура обмоток превышает температуру отключения, сопротивление датчика меняется соответственно изменению температуры.



В результате такого изменения внутренние реле обесточивают контур управления внешнего контактора. Электродвигатель охлаждается, и восстанавливается приемлемая температура обмотки электродвигателя, сопротивление датчика понижается до исходного уровня. В этот момент происходит автоматическое приведение модуля управления в исходное положение, если только он предварительно не был настроен на сброс данных и повторное включение вручную.

Если терморезисторы установлены на концах катушки самостоятельно, защиту можно классифицировать только как TP 111. Причина в том, что терморезисторы не имеют полного контакта с концами катушки, и, следовательно, не могут реагировать так быстро, как если бы они изначально были встроены в обмотку.


Система, чувствительная к температуре терморезистора, состоит из датчиков с положительным температурным коэффициентом (PTC), устанавливаемых последовательно, и твердотельного электронного выключателя в закрытом блоке управления. Набор датчиков состоит из трёх — по одному на фазу. Сопротивление в датчике остаётся относительно низким и постоянным в широком диапазоне температур, с резким увеличением при температуре срабатывания. В таких случаях датчик действует как твердотельный тепловой автоматический выключатель и обесточивает контрольное реле. Реле размыкает цепь управления всего механизма для отключения защищаемого оборудования. Когда температура обмотки восстанавливается до допустимого значения, блок управления можно привести в прежнее положение вручную.

Все электродвигатели Grundfos мощностью от 3 кВт и выше оснащены терморезисторами. Система терморезисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC) считается устойчивой к отказам, так как в результате выхода из строя датчика или отсоединении провода датчика возникает бесконечное сопротивление, и система срабатывает так же, как при повышении температуры, — происходит обесточивание контрольного реле.

Блок: 8/10 | Кол-во символов: 3053
Источник: https://eti.su/articles/elektricheskie-mashini/elektricheskie-mashini_1580.html

Принцип действия терморезистора

Критические значения зависимости сопротивление/ температура для датчиков системы защиты электродвигателя определены в стандартах DIN 44081/ DIN 44082.

На кривой DIN показано сопротивление в датчиках терморезистора в зависимости от температуры.

По сравнению с PTO терморезисторы имеют следующие преимущества:

• Более быстрое срабатывание благодаря меньшему объёму и массе

• Лучше контакт с обмоткой электродвигателя

• Датчики устанавливаются на каждой фазе

• Обеспечивают защиту при блокировке ротора

Блок: 9/10 | Кол-во символов: 528
Источник: https://eti.su/articles/elektricheskie-mashini/elektricheskie-mashini_1580.html

Обозначение TP для электродвигателя с PTC

Защита двигателя TP 211 реализуется, только когда терморезисторы PTC полностью установлены на концах обмоток на заводе-изготовителе. Защита TP 111 реализуется только при самостоятельной установке на месте эксплуатации. Электродвигатель должен пройти испытания и получить подтверждение о соответствии его маркировке TP 211. Если электродвигатель с терморезисторами PTC имеет защиту TP 111, он должен быть оснащён реле перегрузки для предотвращения последствий заклинивания.

Соединение

На рисунках справа представлены схемы подключения трёхфазного электродвигателя, оснащённого терморезисторами PTC, с расцепителями Siemens. Для реализации защиты как от постепенной, так и от быстрой перегрузки, мы рекомендуем следующие варианты подключения электродвигателей, оснащённых датчиками PTC, с защитой TP 211 и TP 111.

Электродвигатели с защитой TP 111


Если электродвигатель с терморезистором имеет маркировку TP 111, это значит, что электродвигатель защищён только от постепенной перегрузки. Для того чтобы защитить электродвигатель от быстрой перегрузки, электродвигатель должен быть оборудован реле перегрузки. Реле перегрузки должно подключаться последовательно к реле PTC.

Электродвигатели с защитой TP 211


Защита TP 211 двигателя обеспечивается, только если терморезистор PTC полностью встроен в обмотки. Защита TP 111 реализуется только при самостоятельном подключении.

Терморезисторы разработаны в соответствии со стандартом DIN 44082 и выдерживают нагрузку Umax 2,5 В DC. Все отключающие элементы предназначены для приёма сигналов от терморезисторов DIN 44082, т.е терморезисторов компании Siemens.

Обратите внимание: Очень важно, чтобы встроенное устройство PTC было последовательно соединено с реле перегрузки. Многократные повторные включения реле перегрузки могут привести к сгоранию обмотки в случае блокировки электродвигателя или пуска при высокой инерции. Поэтому очень важно, чтобы температурные показатели и данные по потребляемому току устройства PTC и реле

Блок: 10/10 | Кол-во символов: 2011
Источник: https://eti.su/articles/elektricheskie-mashini/elektricheskie-mashini_1580.html

Кол-во блоков: 16 | Общее кол-во символов: 28421
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:
  1. https://infoelectrik.ru/elektrodvigateli/avtomat-zashhity-dvigatelya.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 8164 (29%)
  2. https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/avtomat-zashhity-elektrodvigatelya: использовано 3 блоков из 6, кол-во символов 2464 (9%)
  3. https://eltechbook.ru/jelektrodvigateli_zashchita.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 4964 (17%)
  4. https://eti.su/articles/elektricheskie-mashini/elektricheskie-mashini_1580.html: использовано 5 блоков из 10, кол-во символов 9952 (35%)
  5. https://sesaga.ru/teplovaya-zashhita-elektrodvigatelya-elektroteplovoe-rele.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 2877 (10%)

Простая защита электродвигателя.


Защита трехфазного электродвигателя.

 

Обычная схема подключения трёхфазного асинхронного электродвигателя состоит из следующих элементов:

•   автоматический выключатель

•   электродвигатель

•   магнитный пускатель

•   тепловое реле токовой защиты.

 

Автоматические выключатели (автоматы) применяемые для защиты двигателей имеют расцепители тепловые и максимального тока, по принципу работы соответствующие максимальным и тепловым реле.

Следует учесть, что не все автоматы имеют такие расцепители и поэтому не все они могут применяться для защиты двигателя от перегрузки.

В схеме защиты автоматы устанавливаются перед пускателем для защиты проводов и аппаратов от тока короткого замыкания, а двигателя от тока короткого замыкания и перегрузки.

Тепловое реле реагирует на превышения тока потребляемого электродвигателем и вызывает размыкание контактов реле, что приводит к обесточиванию катушки и отключению электродвигателя.

 

Типовые схемы включения трёхфазного электродвигателя

Схемы подключения электродвигателей отличаются магнитными пускателями, в которых используются катушки на разные напряжения.

В первом случае используется магнитный пускатель с рабочим напряжением катушки – 220V; для питания используется любая фаза и ноль — N.

Во втором случае электродвигатель подключается через магнитный пускатель с катушкой на 380V, для питания используются две фазы, например B и С.

 


Обозначения на схеме:

SA1  — выключатель автоматический (3х-полюсный автомат),

TP1  — тепловое реле,

МП1 — магнитный пускатель,

БК    — блок-контакт (нормально разомкнутый),

Start — кнопка «Пуск»,

Stop — кнопка «Стоп».

 

Наиболее частые причины повреждения электродвигателя вследствие тепловой перегрузки является пропадание одной из питающих фаз, что приводит к ненормальному режиму работы и вызывает увеличение тока в статорных обмотках, в результате чего происходит перегрев и разрушение изоляции обмоток статора, приводящий к замыканию обмоток и полной неработоспособности электродвигателя.
От небольших и устойчивых перегрузок двигатели защищают автоматами и тепловыми реле, но вследствие своей тепловой инерции они не сразу реагирует на резкие перегрузки, а только через несколько минут и за это время статорная обмотка может уже недопустимо перегреться.
Поэтому в случае, когда возможны ситуации с непреднамеренным отключением одной из фаз питающей сети, и необходимо предотвратить выход из строя электродвигателя, целесообразно заменить стандартную схему подключения электродвигателя на одну из нижеследующих.

 

Схема №1.

В обычную схему запуска трехфазного электродвигателя помимо автомата и теплового (токового) реле, вводится еще одно дополнительное реле Р с нормально разомкнутыми контактами P1. При наличии напряжения в трехфазной сети обмотка дополнительного реле Р постоянно находится под напряжением и контакты Р1 замкнуты. При нажатии кнопки «Start» через обмотку магнитного пускателя МП проходит ток и он своими контактами блокирует кнопку «Start» и подключает электродвигатель к сети.



При пропадании в сети фазы A или C реле Р будет обесточено, контакты Р1 разомкнутся, отключив от сети обмотку магнитного пускателя, который соответственно отключит от сети электродвигатель.

При пропадании в сети фазы В обесточивается непосредственно обмотка магнитного пускателя.

 

Схема №2.

Схема аналогична схеме рассмотренной в первом способе, но имеет отличие в том, что дополнительное реле Р при выключенном двигателе обесточено.

 


При нажатии кнопки «Start» включается реле Р1 и контактами Р1 замыкает цепь питания катушки магнитного пускателя МП, который срабатывает и своими контактами блокирует цепь управления и включает электродвигатель. При обрыве линейного провода B отключается реле Р, а при обрыве проводов А или С магнитный пускатель МП, в обоих случаях электродвигатель отключается от сети контактами магнитного пускателя МП.

 

Схема №3.

Следующее устройство работает на принципе создания искусственной нулевой точки образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1—С3. Между этой точкой и нулевым проводом N включено дополнительное реле Р с нормально замкнутыми контактами. При нормальной работе электродвигателя напряжение в точке 0′ равно нулю и ток через обмотку реле не протекает. При отключении одного из линейных проводов сети нарушается электрическая симметрия трехфазной системы, в точке 0′ появляется напряжение, реле Р срабатывает и контактами Р1 обесточивает обмотку магнитного пускателя — двигатель отключается.

 

 


Реле типа МКУ, на рабочее напряжение 36V.

Конденсаторы С1—С3 — бумажные, емкостью 4—10 мкФ, на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного.

По сравнению с предыдущими схемами это устройство обеспечивает более высокую чувствительность, вследствие которой двигатель иногда может отключиться в результате нарушения электрической симметрии, вызываемой подключением посторонних однофазных потребителей, питающихся от этой сети.

Для снижения чувствительности нужно применить конденсаторы меньшей емкости.

 

Схема №4.

Принцип работы устройства также основан на том, что при обрыве одной фазы образуется напряжение смещения нейтрали, которое можно использовать для защиты двигателя.

Для реализации указанного способа создается искусственная нейтраль с помощью трех конденсаторов С1-СЗ. При наличии всех трех фаз электросети А, В и С напряжение между искусственной нейтралью и нулевым проводом N практически равно нулю, а при обрыве любой фазы возникает напряжение смещения.

Это напряжение выпрямляется с помощью диодного моста VD1, в диагональ которого включено электромагнитное реле P. Конденсатор С4 блокирует срабатывание реле в пусковом режиме. Нормально замкнутые контакты P1 при срабатывании реле размыкаются и разрывают цепь питания катушки магнитного пускателя МП, в результате электродвигатель М отключается от сети.



В устройстве использовано реле постоянного тока типа РП21, рассчитанное на рабочее напряжение 24V с сопротивлением обмотки 200 Ом.

Контактная система реле допускает ток до 5А.

В случае если напряжения смещения окажется недостаточно для срабатывания реле, необходимо увеличить емкости конденсаторов, образующих искусственную нейтраль. При срабатывании реле в режиме пуска можно увеличить емкость конденсатора С4 или отрегулировать контактную систему магнитного пускателя, добиваясь одновременного замыкания его силовых контактов.


Учитывая, что все эти устройства защиты имеют один общий недостаток, заключающийся в том, что они реагируют на обрыв фазы только до аппарата защиты и не реагируют на обрывы фаз, происходящие за пределами устройства, данные устройства необходимо монтировать в непосредственной близости от электродвигателя.


Если обрыв произойдет на отрезке между устройством и обмотками электродвигателя, или в самом электродвигателе защита работать не будет.


Источник:

В. Г. Бастанов «300 Практических советов» стр. 17-19

Подключение двигателя прямого пуска, выбор всех компонентов

Практически в каждом объекте присутствуют двигатели, которые необходимо подключить. Основную массу электродвигательного оборудования составляют вентиляторы и насосы. Я думаю вы обратили внимание, что у меня в шапке блога показано как раз такое подключение. В этой заметке мы произведем подключение электрического двигателя.

1 Рассчитываем потребляемый ток двигателя.

Потребляемый ток зависит от мощности, напряжения, коэффициента мощности и коэффициента полезного действия. В некоторых каталогах, например насосы Wilo, кроме мощности в характеристиках можно найти и потребляемый ток.

Для расчета тока двигателя можно воспользоваться моей программкой. Там все очень просто. Подставляем данные и получаем расчетный ток двигателя. Скачать мою программу для расчета тока двигателя можно по ссылке.

2 Определяем каким образом у нас будет включаться двигатель.

Как правило, для управления двигателем используют электромагнитный пускатель. Электромагнитный пускатель позволяет управлять двигателем при необходимости с двух и более мест. Например, общая вентсистема на два этажа. Для этого можно поставить пост кнопочного управления (с кнопками ПУСК и СТОП) на каждом этаже, а пускатель разместить в силовом щите. Еще пускатель защищает двигатель от перегрузки. Дополнительные контакты электромагнитного пускателя позволяют сигнализировать о включении или отключении двигателя. Как выбрать электромагнитный пускатель, я посвящу отдельный пост.

Если не требуется предусматривать дистанционное управление и двигатель малой мощности (вентиляторы до 0,3кВт), то можно по месту поставить обычный выключатель освещения или выключатель кнопочный (ВКИ, ПРК).

3 Выбираем кабель от двигателя до пускового аппарата (пускателя, контактора). 

Если двигатель однофазный, то кабель будет трехжильный (1Р+N+PE), если трехфазный — четырехжильный(3Р+PE). До 16мм2 кабель может быть медным, от 16 мм2- алюминиевый. По согласованию с заказчиком кабели от 16мм2 можно также взять медными. Основное условие: допустимый длительный тока кабеля должен быть больше потребляемого тока двигателя.

4 Выбираем кабель от защитного аппарата до пускового аппарата (пускателя, контактора).

В случае с однофазным двигателем — трехжильный (1Р+N+PE). При трехфазном двигателе возможно 2 варианта, все зависит от напряжения катушки пускателя. Я применяю пускатели с катушками на 230В, поэтому кабель — пятижильный(3Р+N+PE). Если вы выбрали пускатель с катушкой на 400В, то кабель в вашем случае будет четырехжильный(3Р+PE).

5 Выбираем защитный аппарат.

Здесь для нас важны две характеристики: ток теплового расцепителя и характеристика электромагнитного расцепителя. От перегрузки двигатель наш будет защищать тепловое реле электромагнитного пускателя. Основное назначение автоматического выключателя – защита кабеля от перегрузки и короткого замыкания. Не стоит завышать уставку автоматического выключателя!

Уставка теплового расцепителя автоматического выключателя выбирается примерно на 10-20% выше, чем потребляемый ток двигателя. Приведу пример, пусть ток двигателя 40А. Подходит кабель 6мм2, но автомат должен быть на 50А. Как видим автомат не защитит наш кабель, поэтому сечение кабеля будет увеличено до 10мм2.

Характеристика электромагнитного расцепителя зависит от пускового тока двигателя. При не правильном  выборе автомат будет срабатывать при пуске двигателя. В случае, как у меня на картинке сверху, расчетный ток 10,8А, пусковой ток равен 10,8*7,5=81А. Автоматический выключатель выбран мною 16D, т.к. 16С может сработать при пуске двигателя (81/16=5,1). В большинстве случаев я применяю автоматические выключатели с характеристикой «С».

Советую почитать:

Сечение кабеля для электродвигателя 75 квт

Как подобрать сечение кабеля по мощности? Расчет

Привет. Тема сегодняшней статьи «Сечение кабеля по мощности«. Эта информация пригодиться как в быту, так и на производстве. Речь пойдет о том, как произвести расчет сечения кабеля по мощности и сделать выбор по удобной таблице.

Для чего вообще нужно правильно подобрать сечение кабеля ?

Если говорить простым языком, это нужно для нормальной работы всего, что связано с электрическим током. Будь-то фен, стиральная машина, двигатель или трансформатор. Сегодня инновации не дошли еще до безпроводной передачи электроэнергии (думаю еще не скоро дойдут), соответственно основным средством для передачи и распределения электрического тока, являются кабели и провода.

При маленьком сечении кабеля и большой мощности оборудования, кабель может нагреваться, что приводит к потере его свойств и разрушению изоляции. Это не есть хорошо, так что правильный расчет необходим.

Итак, выбор сечения кабеля по мощности. Для подбора будем использовать удобную таблицу:

Таблица простая, описывать ее думаю не стоит.

Теперь нам нужно рассчитать общую потребляемую мощность оборудования и приборов, используемых в квартире, доме, цехе или в любом другом месте куда мы ведем кабель. Произведем расчет мощности.

Допустим у нас дом, выполняем монтаж закрытой электропроводки кабелем ВВГ. Берем лист бумаги и переписываем перечень используемого оборудования. Сделали? Хорошо.

Как узнать мощность? Мощность вы сможете найти на самом оборудовании, обычно имеется бирка, где записаны основные характеристики:

Мощность измеряется в Ваттах ( Вт, W ), или Киловаттах ( кВт, KW ). Нашли? Записываем данные, затем складываем.

Допустим, у вас получилось 20 000 Вт, это 20 кВт. Цифра говорит нам о том, сколько энергии потребляют все электроприемники вместе. Теперь нужно подумать сколько вы будете использовать приборов одновременно в течении длительного времени? Допустим 80 %. Коэффициент одновременности в таком случае равен 0,8 . Делаем расчет сечения кабеля по мощности:

Считаем:

20 х 0,8 = 16 (кВт)

Чтобы сделать выбор сечения кабеля по мощности, смотрим на наши таблицы:

Для трехфазной цепи 380 Вольт это будет выглядеть вот так:

Как видите, не сложно. Хочу также добавить, советую выбирать кабель или провод наибольшего сечения жил, на случай если вы захотите подключить что-нибудь еще.

Похожие записи:

  • Когда День энергетика в России в 2012 году он был особенным.
  • Если планируете учиться на электрика, рекомендую почитать где учиться и как получить диплом электрика
  • Электротехнический персонал, группы
  • Профессия электрик, перспективы

Полезный совет: если вы вдруг оказались в незнакомом районе в темное время суток. Не стоит подсвечивать себе дорогу сотовым телефоном

На этом у меня все, теперь вы знаете как подобрать сечение кабеля по мощности . Смело делитесь с друзьями в социальных сетях.

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.

Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: “Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны”.

Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( “Правила устройства электроустановок“). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:

  1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
  2. Материал проводника.
  3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
  4. Месторасположение кабеля.

В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно “Правилам устройства электроустановок“, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на порядок больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

Пример выбора сечения кабеля для электродвигателя 380 В

Требуется определить сечения кабеля в сети 0,4 кВ для питания электродвигателя типа АИР200М2 мощностью 37 кВт . Длина кабельной линии составляет 150 м. Кабель прокладывается в грунте (траншее) с двумя другими кабелями по территории предприятия для питания двигателей насосной станции. Расстояние между кабелями составляет 100 мм. Расчетная температура грунта 20 °С. Глубина прокладки в земле 0,7 м.

Технические характеристики электродвигателей типа АИР приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Технические характеристики электродвигателей типа АИР

1. Определяем длительно допустимый ток:

Согласно ГОСТ 31996-2012 по таблице 21 выбираем номинальное сечение кабеля 16 мм2, где для данного сечения допустимая токовая нагрузка проложенного в земле равна Iд.т. = 77 А, при этом должно выполняться условие Iд.т.=77 А > Iрасч. = 70 A (условие выполняется).

Если же у Вас четырехжильный или пятижильный кабель с жилами равного сечения, например АВВГзнг 4х16, то значение приведенной в таблице следует умножить на 0,93.

Предварительно выбираем кабель марки АВВГзнг 3х16+1х10.

2. Определяем длительно допустимый ток с учетом поправочных коэффициентов:

Определяем коэффициент k1, учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбираем по таблице 2.9 [Л1. с 55] и по таблице 1.3.3 ПУЭ. По таблице 2-9 температура среды по нормам составляет +15 °С, учитывая, что кабель будет прокладываться в земле в траншее.

Температура жил кабеля составляет +80°С в соответствии с ПУЭ изд.7 пунктом 1.3.12. Так как расчетная температура земли отличается от принятых в ПУЭ. Принимаем коэффициент k1=0,96 с учетом, что расчетная температура земли +20 °С.

Определяем коэффициент k2 , который учитывает удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ 7 изд. таблица 1.3.23. В моем случае поправочный коэффициент для песчано-глинистой почвы с удельным сопротивлением 80 К/Вт составит k2=1,05.

Определяем коэффициент k3 по ПУЭ таблица 1.3.26 учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб). В моем случае кабель прокладывается в траншее с двумя другими кабелями, расстояние между кабелями составляет 100 мм с учетом выше изложенного принимаем k3 = 0,85.

3. После того как мы определили все поправочные коэффициенты, можно определить фактически длительно допустимый ток для сечения 16 мм2:

4. Определяем длительно допустимой ток для сечения 25 мм2:

5. Определяем допустимую потерю напряжения для двигателя в вольтах, с учетом что ∆U = 5%:

6. Определяем допустимые потери напряжения для кабеля сечением 25мм2:

  • Iрасч. – расчетный ток, А;
  • L – длина участка, км;
  • cosφ – коэффициент мощности;

Зная cosφ, можно определить sinφ по известной геометрической формуле:

  • r0 и x0 — значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л2.с 48].

7. Определяем допустимые потери напряжения для кабеля сечением 35мм2:

8. В процентном соотношении потеря напряжения равна:

9. Определим сечение кабеля по упрощенной формуле:

  • Р – расчетный мощность, Вт;
  • L – длина участка, м;
  • U – напряжение, В;
  • γ – удельная электрическая проводимость провода, м/Ом*мм2;
  • для меди γ = 57 м/Ом*мм2;
  • для алюминия γ = 31,7 м/Ом*мм2;

Как мы видим при определении сечения кабеля по упрощенной формуле, есть вероятность занизить сечение кабеля, поэтому я рекомендую при определении потери напряжения, использовать формулу с учетом активных и реактивных сопротивлений.

10. Определяем потерю напряжения для кабеля сечением 35мм2 при пуске двигателя:

  • cosφ = 0,3 и sinφ = 0,95 средние значения коэффициентов мощности при пуске двигателя, принимаются при отсутствии технических данных, согласно [Л6. с. 16].
  • kпуск =7,5 – кратность пускового тока двигателя, согласно технических характеристик двигателя.

Согласно [Л7, с. 61, 62] условие пуска двигателя определяется остаточным напряжением на зажимах электродвигателя Uост.

Считается, что пуск электродвигателей механизмов с вентиляторным моментом сопротивления и легкими условиями пуска (длительность пуска 0,5 — 2c) обеспечивается при:

Пуск электродвигателей механизмов с постоянным моментом сопротивления или тяжелыми условиями пуска (длительность пуска 5 – 10 с) обеспечивается при:

В данном примере длительность пуска электродвигателя составляет 10 с. Исходя из тяжелого пуска электродвигателя, определяем допустимое остаточное напряжение:

Uост.≥0,8*Uн.дв. = 0,8*380В = 304 В

10.1 Определяем остаточное напряжение на зажимах электродвигателя с учетом потери напряжения при пуске.

Uост.≥ 380 – 44,71 = 335,29 В ≥ 304 В (условие выполняется)

Выбираем трехполюсный автоматический выключатель типа C120N, кр.С, Iн=100А.

11. Проверяем сечение кабеля по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите, где Iд.т. для сечения 95 мм2 равен 214 А:

  • Iзащ. = 100 А – ток уставки при котором срабатывает защитный аппарат;
  • kзащ.= 1 – коэффициент кратности длительно допустимого тока кабеля (провода) к току срабатывания защитного аппарата.

Данные значения Iзащ. и kзащ. определяем по таблице 8.7 [Л5. с. 207].

Исходя из всего выше изложенного, принимаем кабель марки АВВГзнг 3х35+1х25.

  1. Справочная книга электрика. Под общей редакцией В.И. Григорьева. 2004 г.
  2. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г.
  3. ГОСТ 31996-2012 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ.
  4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
  5. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок. Издательство ТПУ. Томск 2006 г.
  6. Как проверить возможность подключения к электрической сети двигателей с короткозамкнутым ротором. Карпов Ф.Ф. 1964 г.
  7. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. А.В.Беляев. 2008 г.

Поделиться в социальных сетях

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding» .

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

Разобравшись в предыдущей статье с принципом действия и конструкцией УЗО. Теперь перейдем.

В данной статье будет рассматриваться пример выбора контакторов для схемы управления 3-х фазным.

Определить потери активной и реактивной мощности в трансформаторе типа ТДН 40000/110 мощностью Sн = 40 МВА.

В таблице 1 представлены расчетные формулы для определения основных параметров машин постоянного.

В данной статье речь пойдет о принципе действия и из каких составных частей состоит УЗО. Устройство.

Спасибо за статью. Очень толковая.

чтоб запустить двигатель 37 квт нужен С125 а автомат а не С100 а

Здравствуйте! Автомат выбран типа C120N, кр.С, Iн=100А, автомата типа С100а у Шнайдера нету!

Здравствуйте!
А если у меня электродвигатель мощностью от 500 до 700 Ватт, я могу подключить его кабелем сечением 1,5 кв.мм.?

Здравствуйте! Исходя из длительно допустимого тока 1,5 мм2 — проходит, но нужно еще проверить на допустимые потери напряжения, если длина кабеля более 50 м, то скорее всего нужно брать большее сечение. В любом случае это нужно считать.Напишите длину и номинальное напряжение сети, и я вам скажу какое сечение вам нужно брать.

10. Определяем потерю напряжения для кабеля сечением 35мм2 при пуске двигателя:
1,73 * 69,82 * 0,15 * 7,5 * ( 0,894 + 0,3 * 0,064 * 0,95 ) = 44,757
Почему у Вас получилось 19,02 ?

Здравствуйте! Спасибо, опечатку исправили!

Наконецто нашел сайт, где приведен достойный академический расчет сечения кабеля. Спасибо друг!

До пункта 10.1 вы вели расчет до сечения 35мм2 и вроде как все выполняется в пункте 11 выбираете сечение 95мм2?
А почему в итоге приняли кабель сеч.95мм2, если расчет вели для сеч.35мм2 и все вроде как бы проходило?

Это опечатка, нужно принимать кабель сечением 35 мм2. Спасибо, что указали.

при соединение в звезду токи меньше. Здесь я так понял вы считали для треугольника?

Здравствуйте!
Используя схему переключения обмоток двигателя со звезды на треугольник, мы уменьшаем пусковые токи при пуске двигателя на пониженном напряжении, а затем его повышаем до номинального. Соответственно выбирать сечение кабеля мы должны исходя из номинальной мощности двигателя.

В данном примере прямой пуск двигателя!

Статья толковая, но есть недочеты. Формула для синуса не правильна

Как может быть формула — неправильная, если cosφ2 + sinφ2 = 1 — это теорема Пифагора используется в тригонометрии.

Здравствуйте, для квартирного щита, какой нужен автомат для кабеля 1,5 и 2,5 мм2?

Здравствуйте! Автомат выбирается исходя нагрузки, а не из сечения кабеля. Для кабеля сечением 1,5 мм2 длительно допустимый ток равен — 19 А, для сечения 2,5 мм2 — 27 А. Если нагрузка у вас более 19 А можно взять автомат Iн = 25 А, кривая В.

Спасибо, толковая статья! Буду пользоваться на практике.

Спасибо за подробную статью! Согласно ГОСТ 50571.5.52-2011 допускается в одной траншее укладывать до 20 кабелей. В таблице В52.18 указаны понижающие коэффициенты при совместной прокладке. Судя по ним если уложить, например, 6 кабелей на расстоянии 0,125м друг от друга, коэф-т будет 0,6. То есть с ПУЭ значительно отличается. Есть ли смысл так завышать сечение кабеля по новому ГОСТ, как считаете?

Здравствуйте! Считаю, что нужно, для такой плотной прокладки применять коэфф. — 0,6, так как возможен сильный нагрев кабелей. Если же брать ПУЭ, то его давно уже пора привести в соответствие с нынешними реалиями. С другой стороны ПУЭ — это основной документ и ссылаясь на него вы ничего не нарушаете.

Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.

Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: “Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны”.

Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( “Правила устройства электроустановок“). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:

  1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
  2. Материал проводника.
  3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
  4. Месторасположение кабеля.

В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно “Правилам устройства электроустановок“, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на порядок больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

голоса

Рейтинг статьи

асинхронный, синхронный или на постоянных магнитах?

Можно ли буксировать электромобили? Зависит от типа двигателя. Да, бывают разные. Если вы только собираетесь покупать электрокар, то знайте: до полной разрядки его лучше не доводить. И вот почему

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания допускают буксировку. Если у вас механическая коробка передач, то это самое простое дело: ставите нейтраль в коробке передач или выжимаете сцепление – и ваш мотор оказывается физически отключен от колес, а машина превращается в обычную телегу: тяни не хочу.

С автоматами чуть сложнее, в них полного разрыва связи между колесами и мотором не предусмотрено. Но и они в режиме N позволяют буксировать машину на короткие расстояния и с невысокой скоростью.

Однако в инструкциях к электромобилям вы прочтете, что буксировка или не допускается вовсе, или, как в случае с современными моделями Tesla, допускается со скоростью не более 5 км/ч на расстояние не более 10 метров: иными словами, вы в праве только оттолкать сломанную машину на обочину.

А может ли быть иначе? Да, старые модели Tesla такое позволяли. Как и GM EV1 – легенда электрокаров 90-х годов прошлого века. Так в чем же дело? В типе электрических двигателей. Или, если уж говорить совсем правильно, электрических машин, так как в электромобилях эти устройства служат не только двигателями, но и генераторами. И на современных типах электрокаров встречается три типа таких устройств. Но для начала немного истории.

В 1821 году британский ученый Майкл Фарадей в своей статье впервые описал основные принципы преобразования электроэнергии в движение. Фарадей уже знал, что электрический ток, проходя через проволоку, создает магнитное поле. Закрученный в катушку, такой провод становится электромагнитом.

Он также знал, что противоположные полюса магнитов притягиваются, а одинаковые – отталкиваются. В электромагнитах же полярность зависит от направления движения тока, то есть ее можно быстро менять. И вот что придумал Фарадей. Берем магнит, который движется к другому. В последний момент полярность меняется, но рядом расположен третий магнит, к которому можно тянуться. Затем четвертый, пятый. Эти разнополярные магниты выстроены в линию. И если ее закольцевать, движение будет идти по кругу до тех пор, пока сквозь электромагниты идет ток и пока его направление не перестает меняться.

Чтобы понять, как это действует, представьте, что у вас в руках два школьных магнита в форме подковы или буквы U – помните, были такие. Если их повернуть друг к другу взаимоотталкивающимися полюсами, то они будут стремиться сделать полуоборот, чтобы снова друг к другу притянуться. А теперь представьте, что их полюса постоянно меняются местами: тогда они станут вертеться друг относительно друга. Это и есть электродвигатель.

Так впервые был описан принцип действия всех электромоторов в целом и самого древнего в частности: того, который работает от постоянного тока и использует с одной стороны постоянные магниты из намагниченного сплава, а с другой – переменные электромагниты. Это наш первый герой: мотор-генератор постоянного тока на перманентных магнитах.

Изобретения Фарадея были развиты его полседователями, в частности изобретателем электрической лампочки Томасом Эдисоном. Эдисон усовершенствовал генераторы постоянного тока и стал пионером в электрификации Нью-Йорка. В 1884 году на пороге его кабинета появился молодой сербский инженер. Звали иммигранта Никола Тесла.

Тесла предложил улучшить конструкцию Эдисона и попросил за работу 50 тысяч долларов – баснословная в те времена сумма. По легенде Эдисон согласился, но когда Тесла действительно существенно улучшил существующую модель, любимец Америки просто кинул безвестного сербского эмигранта.

Тесла рассердился и отправился к главному конкуренту, адепту переменного тока Джорджу Вестингаузу. Так началась «Война токов», окончательно проигранная постоянным током только в 2007 году, когда Нью-Йорк последним из городов перешел на ток переменный.

Генераторы Эдисона вырабатывали электричество с напряжением, близким к потребительскому: 100-200 вольт. Это удобно для домов, но его сложно передавать на большие расстояния из-за сопротивления проводов. Тут было два решения: увеличивать диаметр кабелей или повышать напряжение. Первый вариант позволял делать линии длинной 1,5 километра. Да, совсем немного. Второй вариант был невозможен из-за отсутствия в те годы эффективных способов повышения напряжения постоянного тока.

Однако еще в 1876 году русский ученый Павел Яблочков изобрел трансформатор, меняющий напряжение переменного тока. Подача энергии на большие расстояния перестала быть проблемой.

Но была другая проблема. Лампочкам Эдисона все равно от какого тока питаться: постоянного или переменного. А вот с электродвигателями сложнее: они в те годы требовали только постоянного. В 1888 году Тесла запатентовал в США асинхронный электрический двигатель переменного тока. Он же изобрел и синхронный генератор, впоследствии использованный и как двигатель. Это второй и третий герои нашей статьи.

Так поговорим же о них поподробнее

Если в детстве вам доводилось разбирать игрушечные электрические машинки, то вы должны помнить устройство их простейших двигателей. Для остальных напомним. Все применяемые в электромобилях моторы состоят из двух частей: неподвижного статора и вращающегося ротора.

В игрушечных машинах на статоре стоят постоянные магниты, а на роторе – электрические переменные. При вращении на них через специальные щетки подается постоянный ток от батареек, и их последовательное включение и обеспечивает движение.

Похожая конструкция встречается практически у всех электромобилей. С одним отличием: на роторе там стоят постоянные магниты, а на статоре, напротив, электрические и переменные. Так в том числе можно избавиться от щеток: одного из немногих элементов электродвигателя, который подвержен износу.

Преимущество моторов на постоянных машинах в том, что они легкие, компактные, мощные, эффективные, работают от вырабатываемого аккумуляторами постоянного тока… так, стоп! А какие недостатки?

Недостаток прост. Таким моторам не хватает тяги. Так перейдем же к асинхронным инверсионным моторам переменного тока.

Бородатый анекдот про умирающего мастера заваривать чай, который делился своим секретом словами «не жалейте заварки» – это прям притча про компанию Tesla. Вопреки расхожему мнению, ее основал не Илон Маск (он позже стал главным инвестором и владельцем), а Мартин Эберхард и его партнер Марк Тарпенинг.

Эти двое придумали немыслимое. Создать не тихоходный, эффективный и относительно дешевый электрокар, а дорогой, быстрый и клевый. Маск же первым идею оценил и быстро прибрал ее к рукам.

Имя компании Tesla не случайно. Одной из ее технических революций стало использование асинхронного двигателя без постоянных магнитов, работающего на переменном токе – того самого, который изобрел Никола Тесла. Эта конструкция дороже как сама по себе, так и благодаря необходимости в установке преобразователя постоянного тока от батареи в переменный для электродвигателя. Успешное решение данной задачи и стало первым из множества теперь уже легендарных прорывов «Теслы».

Благодаря мощному асинхронному мотору электрокары Tesla с самого начала были очень динамичным, что стало ключевой причиной роста их популярности. В таком моторе переменный ток в обмотке статора создает вращающееся магнитное поле. Оно вызывает индукцию в роторе, заставляя его вращаться чуть медленнее, чем вращение самого поля – поэтому двигатель и называется асинхронным. Если скорости вращения синхронизируются, поле перестает создавать в роторе индукцию, и он начинает замедляться, рассинхронизируясь обратно. Важно заметить, что собственно на ротор никакого электричества напрямую не подается.

Итак, есть еще третий тип электрического двигателя, который встречается в современных электромобилях: синхронный на электромагнитах. Он похож по устройству на двигатели с постоянными магнитами на роторе, только эти магниты – электрические. На них подается постоянный ток, так что полярность магнитов ротора остается неизменной. А вот полярность магнитов статора, напротив, меняется, что и обеспечивает вращение.

Такие синхронные моторы на электромагнитах славятся своей способностью обеспечивать стабильность оборотов и ставятся, обычно, на всякие установки вроде насосов. А еще… на электрокар Renault Zoe. Зачем? Честно сказать, найти быстрый ответ на этот вопрос не получилось. Можем лишь предположить, что это связано с лучшей способностью такого двигателя служить генератором, рекуперируя энергию торможения. Мотор на Zoe не самый мощный, а мощным генератором он быть обязан.

Так что же лучше? Большинство автоконцернов выбирает моторы на постоянных магнитах: они эффективнее. Tesla в первые годы настаивала на асинхронных моторах. Но потом… сделала ставку на двух моторную полнопривродную схему, в которой асинхронный мотор обеспечивает динамику, а двигатель на постоянных магнитах гарантирует низкий расход энергии при небольших нагрузках. И только Renault… ну вы поняли.

А теперь о том, что ждет нас дальше. При буксировке даже обесточенный двигатель на постоянных магнитах тут же начинает работать как генератор, что чревато перегревом и возгоранием энергосистемы электромобиля. В синхронных моторах Renault оставшейся магнетизм в роторе также способен вызвать индукцию в катушках статора, ну и пошло поехало – генерация тока, перегрев, пожар.

И только асинхронные двигатели, когда их статоры не под напряжением, не являются генераторами: их можно буксировать.

Так вот, современная тенденция такова. Моторы на постоянных магнитах становятся все мощнее и тяговитее, оставаясь самыми эффективными. Производители постепенно переходят на них. Но придумать, как машины с ними безопасно буксировать инженерам еще предстоит. Пока они декларируют принцип «Наши электромобили не ломаются и в буксировке не нуждаются». Но звучит не больно убедительно.

Машиностроение | Три шага к размеру двигателей

Электродвигатели являются основным средством обеспечения движения современных промышленных машин и оборудования, но конструкторы не могут выбрать самую дешевую подходящую версию. При правильной реализации электродвигатели представляют собой экономичный и надежный метод создания вращательного движения, а также они могут сочетаться с коробками передач и другими механизмами для достижения различных уровней и типов силы. Двигатели неправильного размера будут неэффективными и могут вызвать проблемы с эксплуатацией и техническим обслуживанием.

Дизайнеры иногда бывают поражены широким разнообразием доступных производителей двигателей, стилей и размеров. Типичные двигатели могут быть переменного или постоянного тока, с фиксированной или переменной скоростью, с шаговыми двигателями и сервоприводами в качестве опций для высокоточных приложений. У каждого стиля есть свои сильные стороны, но все приложения должны быть рассчитаны на работу с нагрузкой во всех нормальных условиях. Основное внимание в этой статье уделяется основным двигателям переменного тока (см. рис. 1).

Знание того, как выбрать двигатель нужного размера для данного применения, требует методичного изучения требований.Для любого машиностроителя или производителя оригинального оборудования стоимость всегда является ключевым фактором. Помимо этого, оценка условий окружающей среды, эксплуатационных требований и доступной мощности направит пользователей по правильному пути. В этой статье рассматриваются основные соображения и шаги по правильному выбору и определению размеров электродвигателей.

Преимущества правильного двигателя

Выбор правильного размера двигателя имеет решающее значение для любого применения. Двигатели надлежащего размера наиболее эффективно управляют приводимым оборудованием, что, в свою очередь, вызывает наименьший износ.Когда оборудование работает правильно, время безотказной работы машины максимально, а также окупаемость инвестиций в двигатель и приводимое оборудование.

Энергоэффективность — еще один важный фактор. Начиная с 1990-х годов, правила постепенно требовали большего количества типов двигателей мощностью 1,0 л.с. и выше для обеспечения большей эффективности. Усовершенствованные конструкции и методы изготовления с использованием большего количества меди позволяют этим высокоэффективным двигателям потреблять меньше тока при работе. Первоначальные затраты обычно выше, как правило, более чем компенсируются более низкими эксплуатационными расходами в течение срока службы двигателя.

Проблемы с нагревом и монтажом являются двумя основными причинами отказа двигателя, поэтому необходимо учитывать оба условия. Тепло может исходить из нескольких источников и является наиболее разрушительным для систем изоляции двигателя. Он может возникать из-за наружных установок или передаваться от соответствующего технологического оборудования.

Электродвигатели выделяют собственное тепло в обмотках во время работы, а еще одним источником является механическое трение в подшипниках двигателя. Проблемы при установке, такие как несоосность, неправильное охлаждение, неправильный тип двигателя для окружающей среды и вибрация, должны быть устранены.Двигатели надлежащего размера не будут подвергаться проблемному нагреву из-за перегрузки, а избыточное тепло можно уменьшить, обеспечив надлежащее охлаждение с адекватным доступным воздушным потоком.

Неправильная установка, приводящая к перекосу и/или чрезмерной вибрации, со временем приведет к механическому повреждению двигателя, подшипников и сопутствующего оборудования. Двигатели должны быть правильно установлены и иметь достаточный размер для приложенной нагрузки, чтобы свести к минимуму и смягчить проблемы с вибрацией и обеспечить длительный срок службы подшипников. Правильный выбор монтажных кронштейнов двигателя может упростить установку и помочь в правильном выравнивании.

Шаги для выбора двигателя

Процесс подбора двигателей для применения разбивается на три основных этапа:

  • Исследование рабочих характеристик нагрузки
  • С учетом операционной среды
  • Планирование доступного источника питания.

Действия по расчету двигателя обычно следует выполнять в указанном порядке, но каждый фактор связан с другими и влияет на них. Надлежащий учет этих соображений и выбор двигателя на их основе приводит к выбору двигателя, который может выполнять необходимую работу без сокращения срока службы из-за преждевременного повреждения обмотки, изоляции или подшипника.

Основная задача двигателя — продолжать вращение с заданной скоростью независимо от крутящего момента, чтобы обеспечить необходимое количество механической мощности. Двигатель должен преодолеть инерцию нагрузки или сопротивление движению, чтобы разогнаться до желаемой скорости, а затем поддерживать ее. Однако не каждая нагрузка двигателя одинакова.

Нагрузки с постоянным крутящим моментом являются наиболее простыми приложениями. Это нагрузки, при которых требуемый крутящий момент не сильно зависит от скорости. Это характерно для конвейеров, компрессоров и кранов (см. рис. 2).Требуемая мощность зависит от скорости или от того, насколько эффективно выполняется работа. Для этих применений с постоянным крутящим моментом необходимо определить нагрузку, испытываемую двигателем, чтобы выбрать правильную мощность в лошадиных силах. Это может быть указано на паспортной табличке приводимой машины или в результате испытания крутящего момента для определения величины требуемой силы. Минимальная необходимая мощность рассчитывается по формуле:

Нагрузки с переменным крутящим моментом, когда требуемый крутящий момент изменяется в зависимости от скорости, более характерны для такого оборудования, как насосы и вентиляторы.Эти нагрузки должны быть рассчитаны на максимальную или пиковую нагрузку.

Для любой нагрузки двигателя необходимо учитывать фиксированную рабочую скорость или диапазон переменной скорости, в котором двигатель будет работать при подключении к оборудованию. Преобразователи частоты для регулирования скорости двигателя являются хорошим вариантом, особенно потому, что многие нагрузки будут испытывать значительное снижение энергопотребления, если двигатель может работать на более низкой скорости. Для применений с переменной скоростью необходимо оценить динамический диапазон двигателя и оборудования.Это отношение представляет собой максимальную или номинальную полную скорость двигателя, деленную на самую низкую рабочую скорость. Двигатель может потерять способность к самоохлаждению, если его слишком сильно повернуть. Для двигателей, которые будут использовать частотно-регулируемый привод, убедитесь, что выбран двигатель с 3-фазным преобразователем частоты.

Рабочий цикл нагрузки определяет, сколько времени двигатель должен работать и останавливаться. Номинальный рабочий цикл двигателя должен быть лучше, чем требуется для нагрузки. Частые запуски тяжелее для двигателя, потому что они выделяют больше тепла.Двигатель с номинальным рабочим циклом менее 100 % или непрерывным будет меньше и дешевле, но он должен эксплуатироваться с циклами покоя, чтобы снять накопление тепла. Во многих приложениях целесообразно указывать двигатель с рабочим циклом 100 %.

Учитывайте окружающую среду

Условия окружающей среды включают максимальную и минимальную температуру окружающей среды, нормальную влажность и влажность при промывке, а также загрязняющие вещества, такие как пыль и грязь. От этого зависит выбор типа конструкции двигателя.Существует множество конфигураций для различных сред, и три популярных стиля для промышленного применения:

  • Открытый каплезащитный (ODP): Относительно открытый корпус способствует охлаждению, но требует относительно чистого и сухого помещения; защищен от падающей воды.
  • Полностью закрытый с вентиляторным охлаждением (TEFC): Закрытый, но не полностью герметичный корпус, часто с ребристой рамой для облегчения охлаждения; снабжен внешним вентилятором; универсальный двигатель для большинства мест.
  • Полностью закрытый с воздушным охлаждением (TEBC): Аналогично TEFC, но оснащен внешним вентилятором с отдельным приводом для охлаждения двигателя даже при работе на низких скоростях, когда встроенный вентилятор был бы неэффективен.

Наилучшей практикой является выбор двигателя, способного выдерживать условия эксплуатации с наилучшей эффективностью охлаждения. Это увеличит время безотказной работы, продлит срок службы и уменьшит потребность в техническом обслуживании.

План доступного источника питания

Доступный источник питания и предпочтительные элементы управления двигателями также играют роль при выборе двигателей для приложения.Для двигателей переменного тока пользователям необходимо будет выбрать однофазный или трехфазный двигатель в зависимости от того, что имеется на объекте. Вообще говоря, трехфазное питание лучше подходит для машин и технологических процессов. Кроме того, чем выше рабочее напряжение, тем меньший электрический ток требуется для той же нагрузки, а при более низком токе используются более тонкие проводники и выделяется меньше тепла. Обычные электрические соединения для промышленных двигателей переменного тока: однофазные 120 В пост. тока, однофазные 230 В перем. тока и трехфазные 240/480 В перем. тока.

Выбор рабочего напряжения часто сводится к использованию того, что обычно доступно в данном месте. Но там, где есть выбор, более высокое рабочее напряжение увеличивает срок службы двигателя. Это особенно важно для двигателей меньшего размера, где масса, конструкция вентилятора и системы изоляции не могут адекватно отводить тепло. Трехфазный двигатель легче реверсировать, чем однофазный, и поэтому он предпочтительнее для приложений, требующих прямого и обратного хода.

Типичные области применения

Ниже приведены типичные области применения и соответствующие варианты выбора типоразмера двигателя:

  • Однофазные или трехфазные двигатели ODP:
    Типичные области применения включают станки, конвейеры, упаковочные машины, дозирующие машины, оборудование для производства продуктов питания и напитков, насосы, вентиляторы и воздушные компрессоры.
  • 3-фазные двигатели TEFC:
    Типичные области применения такие же, как и для двигателей ODB, но их следует использовать во влажных или грязных условиях.
  • Двигатели TEBC с инверторным режимом работы премиум-класса NEMA:
    Типичные области применения включают в себя зубчатые редукторы, насосы, станки и другое оборудование с прямым соединением, установленное во влажной, пыльной или грязной среде, где требуется длительный срок службы и сверхвысокая эффективность.
  • Двигатели струйных насосов (эти двигатели имеют специальные уплотнения, материал вала и конструкцию):
    Типичные области применения включают струйные насосы, скважинные насосы и другие устройства для перекачивания жидкостей.

Успешный подбор двигателя обеспечивает баланс

Выполнение действий, описанных в этой статье, гарантирует, что размер двигателя будет рассчитан на все условия нагрузки, сможет выдержать воздействие окружающей среды и функционально соответствовать доступной мощности. Часто существует несколько размеров и другие варианты применения двигателя, и успешная конструкция обеспечит наилучший баланс между этими вариантами при минимизации первоначальных и эксплуатационных затрат.

Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этой статье? Вам следует подумать о том, чтобы поделиться контентом с нашей редакцией CFE Media и получить признание, которого заслуживаете вы и ваша компания.Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.

Типы двигателей и принципы их работы (для коммерческого и промышленного применения)

Двигатели представляют собой механические или электромеханические устройства, преобразующие энергию в движение. Энергия в виде электрической, гидравлической или пневматической энергии преобразуется во вращательное или линейное движение, а затем выводится на вал или другой компонент силовой передачи, где она выполняет полезную работу. Электрические двигатели включают разновидности переменного или постоянного тока, которые далее подразделяются на электрические двигатели специального назначения, включая мотор-редукторы, шаговые двигатели, серводвигатели и линейные двигатели.Гидравлические и пневматические двигатели используют жидкость (масло, воздух) в качестве движущей силы. Химические двигатели включают подвесные моторы для использования на лодках и ракетные двигатели, оба из которых используют внутреннее сгорание и часто называются двигателями. Электрический двигатель, используемый для приведения в движение небольших рыбацких лодок, называется троллинговым двигателем. Ни одна из этой последней группы здесь не обсуждается.

Типы двигателей (и как они работают)

Двигатели переменного тока

Двигатели переменного тока представляют собой электромеханические устройства, питаемые переменным током для создания вращательного движения.Вращение обеспечивает механическую работу для привода других вращающихся машин, таких как насосы. Стандартные размеры рам доступны для различных мощностей, что облегчает взаимозаменяемость. Корпуса могут варьироваться от простых открытых конструкций до взрывозащищенных, невентилируемых конструкций, причем широко распространены полностью закрытые конструкции с вентиляторным охлаждением (TEFC). Международная рейтинговая система также предписывает уровни охлаждения и защиты. Двигатели переменного тока составляют большую часть двигателей, используемых сегодня, и приводят в действие насосы, вентиляторы, компрессоры и т. Д. Размеры варьируются от машин с меньшей мощностью до 20 000 л.с. больших размеров с блоками метрических размеров.Двигатели переменного тока бывают однофазными или трехфазными.

Трехфазные машины классифицируются по конструкции ротора: с короткозамкнутым ротором или с фазным ротором. В конструкциях с короткозамкнутым ротором используются медные или алюминиевые стержни ротора, закороченные концевыми кольцами, и в некотором смысле они представляют собой настоящие асинхронные машины — своего рода вращающийся трансформатор. В роторах с обмоткой используются полюса ротора с проволочной обмоткой, количество которых равно количеству полюсов на статоре, а токосъемные кольца обеспечивают метод ввода сопротивления для запуска и изменения скорости. Полное напряжение или прямой запуск трехфазных машин возможен примерно до 200 л.с., после чего часто необходим метод пониженного напряжения, особенно для двигателей, которые часто запускаются, из-за заметного падения напряжения, влияющего на освещение. , другие моторы и т.д.

Однофазные двигатели используются в основном в диапазонах долей л.с. Они не являются самозапускающимися и могут быть сгруппированы по способу запуска. В наиболее широко используемой конструкции — двигателе с расщепленной фазой — используются две обмотки статора для получения пары несбалансированных токов обмоток, при этом вспомогательная обмотка отключается, когда скорость двигателя приближается к синхронной. Конденсаторный двигатель вставляет конденсатор во вспомогательную обмотку, которая в случае машины с конденсаторным пуском выпадает, когда двигатель приближается к рабочей скорости, а в случае двигателя с двухзначным конденсатором переключается на второй конденсатор, когда он приближается к рабочей скорости. скорость бега.В конструкции с постоянным разделенным конденсатором вспомогательная обмотка и конденсатор остаются под напряжением на рабочей скорости. Наконец, в двигателе с экранированными полюсами используются неравномерно разделенные полюса с экранирующими катушками, которые заставляют вращающееся поле двигаться в направлении экранированного полюса (т. Е. Необратимо). Двигатели с экранированными полюсами являются одними из самых дешевых однофазных машин. Синхронные однофазные двигатели используются в устройствах времени.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей полной статьей о типах двигателей переменного тока.

Двигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока представляют собой электромеханические устройства, питаемые постоянным током, для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу для привода других вращающихся машин, таких как подъемники, с различной скоростью. Определенные схемы электропроводки могут создавать сильный крутящий момент на малых скоростях, что делает их подходящими в качестве тяговых двигателей для локомотивов, хотя они в значительной степени были заменены двигателями с регулируемой частотой. Точно так же двигатели тележек для гольфа неуклонно перестраиваются с щеточных конструкций на более совершенные формы с электронными приводами.Стандартные размеры рам доступны для различных мощностей, что облегчает взаимозаменяемость. Корпуса могут варьироваться от простых открытых конструкций до взрывозащищенных невентилируемых конструкций. Международная рейтинговая система также предписывает уровни охлаждения и защиты. Двигатели постоянного тока имеют множество применений в игрушках и потребительских товарах и широко используются автопроизводителями. Они находят применение в лифтах, электрических вилочных погрузчиках и конвейерах, где нагрузки с постоянным крутящим моментом являются нормальными. Двигатели постоянного тока бывают щеточными и бесщеточными (с постоянными магнитами), для работы последних требуются электронные приводы и контроллеры.

Традиционные щеточные двигатели постоянного тока классифицируются на основе возбуждения, используемого в обмотке возбуждения, с тремя основными различиями: шунтовое, последовательное и составное. Шунтовые двигатели имеют низкий пусковой момент, низкую перегрузочную способность, минимальное изменение скорости в зависимости от нагрузки и плохую стабильность при нулевой нагрузке. Серийные двигатели имеют высокие пусковые моменты, высокую перегрузочную способность, значительное изменение скорости в зависимости от нагрузки и хорошую стабильность при нулевой нагрузке. Составные двигатели находятся где-то между двумя другими по рабочим характеристикам, хотя они также остаются стабильными при нулевой нагрузке.

Для двигателей постоянного тока мощностью более 3/4 л.с. необходимо использовать пускатели для ограничения пускового тока во избежание возгорания коллекторов.

Мотор-редукторы

Мотор-редукторы представляют собой электромеханические устройства с питанием от переменного или постоянного тока для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу, которая затем понижается через встроенный редуктор для привода других вращающихся машин, таких как конвейеры или упаковочные машины. Мотор-редукторы используются там, где требуется, чтобы двигатели и редукторы создавали высокий крутящий момент на малых скоростях.Интегрируя два компонента, мотор-редукторы достигают эффективности в размерах, устраняют внешние муфты, повышают устойчивость к промывке и т. д. Часто редукторы взаимозаменяемы между производителями. Хотя это редкость для больших двигателей, мотор-редукторы довольно распространены с дробными размерами л.с. Они доступны с различными типами выходных валов, включая двигатели переменного тока, щеточные и бесщеточные двигатели постоянного тока.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели

представляют собой электромеханические устройства, работающие от переменного тока, для создания вращательного движения и позиционирования.Как правило, шаговые двигатели не имеют контура обратной связи, как серводвигатели, а вместо этого обеспечивают управление положением, поворачивая ротор двигателя на дискретное количество шагов. Они специфичны для приложений управления движением. Шаговые двигатели используются в приложениях позиционирования, где важно удержание положения, и используются на упаковочных машинах, принтерах и т. д., где потеря положения из-за перегрузки не критична и важна экономичность.

Серводвигатели

Серводвигатели представляют собой электромеханические устройства с питанием от переменного или постоянного тока для создания вращательного движения и позиционирования.Серводвигатели используют контур обратной связи для управления радиальным положением ротора двигателя относительно его статора. Они специфичны для приложений управления движением. Серводвигатели используются в приложениях позиционирования, где первостепенное значение имеет плавное контролируемое движение, например, в промышленных роботах. Упаковочная машина может использовать серводвигатель для подачи точного количества упаковочной пленки в зону формования во втором примере, где в прошлом такая подача могла контролироваться с помощью механического индексатора с приводом от двигателя.

Линейные двигатели

Линейные двигатели

— это электромеханические устройства, работающие на переменном или постоянном токе и обеспечивающие линейное, а не вращательное движение. Линейное движение полезно в приложениях, где можно использовать пневматический цилиндр, но требуется большая точность и позиционная обратная связь, или где движение может варьироваться от хода к ходу. Также могут возникнуть проблемы с конфигурацией двигателя и формой силового механизма/ползунка. Линейные двигатели используются в упаковочных машинах, сборочных машинах, погрузочно-разгрузочном оборудовании и в различных приложениях в медицинском оборудовании.

Пневматические двигатели

Пневматические двигатели — это механические устройства, приводимые в действие давлением воздуха для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу для привода других вращающихся машин, таких как приемные барабаны и инструменты. Пневматические двигатели используются там, где доступен источник сжатого воздуха и где требуется постоянный крутящий момент независимо от скорости, например, в приемной бобине на упаковочной машине. Они также используются во взрывоопасных средах, где они считаются искробезопасными.

Гидравлические двигатели

Гидравлические двигатели представляют собой механические устройства, приводимые в действие жидкостью для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу для привода других вращающихся элементов, таких как ведущие колеса тяжелого экскаватора. Гидравлические двигатели широко используются в строительной технике, где требуется вращательное движение от компактного устройства, а гидравлическая мощность уже доступна. Гидравлические двигатели могут быть лопастными, шестеренчатыми или поршневыми, как и гидравлические насосы. LSHT, или низкоскоростные двигатели с высоким крутящим моментом, доступны у некоторых производителей.Модифицированный двигатель лопастного типа, называемый двигателем с вращающимся упором, должен иметь более низкое трение и лучшее уплотнение, чем эквивалентный лопастной двигатель.

Различные применения двигателей и отрасли промышленности

Среди двигателей переменного тока, постоянного тока, редукторные, пневматические и гидравлические разновидности обеспечивают вращательное движение, а шаговые, серводвигатели и линейные двигатели обеспечивают позиционирование. Двигатель переменного тока, скорее всего, подойдет для привода насоса; двигатель постоянного тока хорошо подходит для привода барабана крана, где важна переменная скорость; мотор-редукторы выполняют те же функции, что и обычные двигатели переменного и постоянного тока, за исключением того, что они оснащены встроенными редукторами; а воздушные и гидравлические двигатели удовлетворяют аналогичные потребности в ситуациях, когда электричество нецелесообразно или не подходит.

Позиционирование относится к остальным трем типам, а это означает, что эти типы используются там, где элементы машины необходимо перемещать в точно заданные места. В то время как роторные двигатели охватывают весь спектр размеров от очень маленьких субдробных единиц HP до самых больших машин выше NEMA, шаговые, сервоприводы и линейные двигатели обычно имеют максимальную мощность в несколько лошадиных сил и превосходят их в меньших размерах.

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока повсеместно используются в промышленности. В них используются роторы с короткозамкнутым ротором (бесщеточные), которые индуцируют магнитные поля в полюсных обмотках, которые затем взаимодействуют с магнитными полями обмоток статора, создавая вращение.Скорость двигателя переменного тока зависит от количества полюсов и частоты приложенного напряжения, особенно часто встречаются 1800 (4-полюсный) и 3600 об/мин (2-полюсный). Фактическая скорость немного отстает от номинальной скорости вращающегося магнитного поля или линейной скорости и зависит от нагрузки. Синхронные двигатели переменного тока точно соответствуют скорости вращающегося поля, независимо от нагрузки, но их применение, как правило, ограничено особыми случаями, когда это критично, например, в мотор-генераторах. В другом синхронном двигателе, так называемом двигателе переменного тока с постоянными магнитами, используется та же технология с постоянными магнитами, что и в бесщеточных конструкциях постоянного тока, для создания синхронных двигателей переменного тока, которые доступны в дробных и целых размерах л.с.Эти двигатели требуют электронных приводов. Двигатели переменного тока по своей природе не подходят для управления скоростью, хотя существует ряд методов как в конструкции двигателя (обмоточный ротор), так и в схеме контроллера, позволяющих сделать возможным управление скоростью. Несколько обмоток — один из способов получения двухскоростного асинхронного двигателя. Преобразователи частоты могут обеспечивать бесступенчатую регулировку скорости. Доступны также различные пусковые устройства, такие как устройства плавного пуска, которые помогают уменьшить воздействие пуска двигателя, например, на бутылки на конвейерной линии.

Другой двигатель переменного тока, получивший название универсальный или двигатель переменного тока серии , используется во многих бытовых приборах, таких как пылесосы, дрели, вакуумные системы и т. д. Он использует те же щетки и коллектор, что и двигатель постоянного тока, но может работать на переменном токе. тока, потому что направление переключения тока возбуждения точно соответствует направлению коммутируемого тока якоря. Они, как правило, шумны при работе и лучше всего подходят для периодического использования, например, в электроинструментах, из-за износа щеток, но они могут регулировать скорость.

Двигатели постоянного тока обеспечивают внутреннюю регулировку скорости благодаря своей конструкции и использованию нечастотного постоянного тока в качестве движущей силы. В двигателе постоянного тока обычно используются щетки для подачи постоянного тока на ротор. Управляя уровнем напряжения постоянного тока, оператор может напрямую управлять скоростью двигателя. Двигатели постоянного тока этой конструкции, иногда называемые коллекторными двигателями из-за коллектора, установленного на валу, на котором вращаются щетки, широко используются в автомобилях и в небольших устройствах.В своих больших размерах они используются в приложениях, где контроль скорости является обязательным: подъемники и краны, станки, прессы и т. д. С появлением более сильных магнитов стали популярны двигатели постоянного тока с постоянными магнитами, которые обходятся без щеток. Эти двигатели несколько ограничены по размеру, около одной лошадиной силы на верхнем конце, и требуют приводов для их электронного переключения. Прорези между зубьями обмотки статора вызывают явление, известное как «зубчатость», и конструкции без прорезей представляют собой попытку преодолеть это явление.Доступны определенные конструкции с постоянными магнитами, которые обеспечивают высокий крутящий момент на низких скоростях, например, двигатели BLDC блинного типа, которые особенно подходят для роботизированных приложений. Существуют также небольшие двигатели постоянного тока, называемые микродвигателями , которые используются в электронных устройствах и т. п., часто питаясь от аккумуляторов.

Мотор-редукторы доступны в версиях для переменного и постоянного тока, как правило, небольшого размера, где практично тесное соединение двигателя и редуктора. Мотор-редукторы доступны с различными редукторами, такими как параллельный вал, прямой угол, планетарная передача и т. д.

Шаговые двигатели предназначены для позиционирования. Они полагаются на постоянные магниты на своих роторах, которыми можно управлять с дискретными интервалами, возбуждая поле статора. Для работы шагового двигателя требуется контроллер/привод. Шаговые двигатели обычно индексируют 1,8 или меньше градусов вращения для каждого шага, но их можно дополнительно разделить за счет использования так называемых микрошаговых контроллеров. Конструкция двигателя также влияет на разрешающую способность шагового двигателя — количество шагов на один оборот — 5-фазные двигатели обеспечивают большее количество шагов, чем 2-фазные.Шаговые двигатели обеспечивают относительно недорогой способ имитации позиционирования сервопривода, хотя в них обычно отсутствует позиционная обратная связь. Шаговые двигатели обычно могут удерживать нагрузку во время остановки, что является преимуществом для приложений позиционирования.

Серводвигатели представляют собой позиционеры с истинной обратной связью, которые включают энкодеры для передачи информации о положении своим контроллерам. Они контролируют как скорость, так и точность за счет использования контуров обратной связи. Специальный серводвигатель, называемый моментным двигателем, предназначен для приложения крутящего момента к валу без необходимости его вращения, что может потребоваться для поддержания постоянного натяжения натяжного устройства полотна.Конструкция позволяет двигателю развивать крутящий момент в остановленном состоянии без перегрева. Его также можно использовать для прямого доступа к таблицам индексации.

Линейные двигатели лучше всего рассматривать как роторные двигатели, которые были «развернуты» для создания роторов, движущихся по линейным траекториям. Обычно они управляются сервоприводом, но также могут быть основаны на шаговых двигателях и использоваться для позиционирования и точного управления скоростью, чего нельзя достичь с помощью более дешевых средств, таких как воздушные цилиндры и т. д. Некоторые производители предлагают линейные двигатели, которые также могут вращаться.Как и для любого серводвигателя или шагового двигателя, для линейных двигателей требуются электронные приводы/контроллеры.

Пневматические двигатели просто приводятся в действие воздухом, а не электричеством, и обычно используются в пневматических инструментах, таких как пневматические ключи и т. д. Пневматические двигатели используются там, где требуется постоянный крутящий момент, например, на приемных барабанах на машинах для обработки полотна. Они также используются во взрывоопасных средах, поскольку считаются искробезопасными. Скорость пневматического двигателя можно несколько изменить, дросселируя впускной клапан, что позволяет бесплатно регулировать скорость, например, при использовании на подъемнике.

Гидравлические двигатели приводятся в действие гидравлической жидкостью и обычно используются на вращающихся элементах строительного оборудования, например, в колесных двигателях. Они мощные для своего размера, легко реверсируются и регулируются по скорости. Им требуются источники гидравлической энергии, которая на строительной технике с приводом от двигателя обычно обеспечивается гидравлическими насосами/системами. Стационарные установки с меньшей вероятностью будут иметь гидравлическую энергию в качестве коммунальных услуг, поскольку они будут использовать сжатый воздух, но для них доступны так называемые гидравлические блоки питания.

Соображения

Двигатели переменного и постоянного тока доступны в стандартных размерах корпуса NEMA, что делает двигатели этих размеров взаимозаменяемыми. Их иногда называют агрегатами Integral HP или просто средними машинами. Двигатели также бывают в виде единиц с дробным числом л.с., называемых FHP или просто малыми, и в виде нестандартных конструкций за пределами интегральных рам NEMA, иногда называемых большими машинами. IEC предлагает аналогичные стандартизированные метрические корпуса и отсеки двигателей.

Варианты защиты

обычно указываются в одной из двух форм: код или классификация NEMA и код IEC.Большинство двигателей относятся к полностью закрытым двигателям с вентиляторным охлаждением, сокращенно TEFC, но имеется множество разновидностей от открытых, каплезащитных (ODP) до полностью закрытых, невентилируемых (TENV). Код IEC обеспечивает аналогичную классификацию с помощью двузначного числового кода, первый из которых определяет степень защиты корпуса от твердых предметов, а второй — уровень защиты от проникновения влаги. Например, двигатель со степенью защиты IP67 считается пыленепроницаемым и водонепроницаемым. Погружные двигатели, охлаждаемые иммерсионной жидкостью, доступны для скважинных насосов и т.п.

В стандарте

NEMA также проводится различие между двигателями непрерывного и повторно-кратковременного режима работы. Двигатель с повторно-кратковременным режимом работы предназначен для нечастого использования с достаточным охлаждением между пусками, как это может быть в случае с недорогим воздушным компрессором, который также имеет рабочие циклы менее 100%. Также существует пятибуквенная рейтинговая система NEMA для описания эксплуатации двигателя, например «A», которая может использоваться для вентилятора, который не нужно запускать под нагрузкой, или «C», которая подходит для конвейер, который, вероятно, будет запущен под нагрузкой.

Эти же коды могут применяться и к другим типам двигателей, особенно к редукторным, шаговым и серводвигателям.

Варианты монтажа включают монтаж на основании или на лапах, а также монтаж на лицевой стороне. В первом варианте двигатели поддерживаются на собственных основаниях — часто на одной раме с ведомым оборудованием, тогда как во втором варианте двигатели крепятся к корпусам ведомого оборудования, что иногда используется с насосами. Некоторые двигатели специально предназначены для работы в вертикальном положении.Эти так называемые двигатели специального назначения предназначены для привода насосов и особенно подходят для работы в ограниченном пространстве, например, на борту судов.

Номинальная скорость и мощность являются основными параметрами для определения двигателей вращательного типа. Количество фаз тоже важно, обычно одна или три.

Важные атрибуты и критерии выбора

Тип двигателя

Для блоков переменного тока основной выбор — между асинхронными и синхронными машинами. Тормозные двигатели представляют собой асинхронные машины со встроенными тормозами, которые могут удерживать нагруженный двигатель на месте.Для машин постоянного тока основным выбором является бесщеточный агрегат или агрегат, в котором используются щетки. Мотор-редукторы предлагают многие из этих вариантов.

Отраслевая направленность/Предполагаемое применение

Многие двигатели предназначены для общего применения, в то время как некоторые из них имеют специальные характеристики или номинальные режимы работы, подходящие для конкретных применений. NEMA определяет множество двигателей специального назначения, в том числе для вентиляторов и воздуходувок, деревообрабатывающих станков и т. д. Производители часто классифицируют свои двигатели специального назначения по этим признакам, т.е.например, работа в сельском хозяйстве, HVAC, работа с промывкой и т. д. Разработчики двигателей могут полагаться на эти атрибуты, чтобы сузить выбор, если они выходят за рамки двигателей общего назначения. Например, 400 Гц. двигатели, предназначенные для авиационных и аэрокосмических применений. В некоторых приложениях, таких как вибраторы для обработки материалов, могут использоваться электрические или пневматические двигатели.

Вращение вала

Как правило, трехфазные асинхронные двигатели переменного тока являются реверсивными. Многие из них можно заставить работать в противоположном направлении, переключая провода в месте их подключения к двигателю.Некоторые двигатели, особенно небольшие синхронные двигатели, используемые для управления заслонками и т. д., являются однонаправленными, но часто могут быть указаны как вращение по часовой стрелке или против часовой стрелки. Вращение двигателя обычно определяется, если смотреть со стороны привода (DE), то есть конца двигателя со стороны нагрузки или со стороны соединения. Для нереверсивных двигателей постоянного тока, однофазных двигателей переменного тока, синхронных и универсальных двигателей обычно используется направление CW.

Напряжение двигателя

Двигатели среднего напряжения обычно работают от 2300 или 4000 вольт.Небольшие трехфазные двигатели общего назначения могут работать от источников питания 208–230 или 460 вольт. Однофазные двигатели обычно работают от сети 115 или 230 вольт.

NEMA Class Design Rating

NEMA поддерживает ряд рейтингов для конструкции двигателя, которые определяют изоляцию и повышение температуры, которое он должен выдерживать.

Конструкция вала

Валы двигателя и могут быть заказаны со шпоночными пазами или плоскими гранями для крепления муфт и т. д. Они также могут быть короче стандартных валов. Валы также могут иметь резьбу для крепления резьбовых крепежных деталей.

Ресурсы

Торговые ассоциации

Нормы и стандарты

Стандартов двигателей слишком много, чтобы их перечислять, но читатель может обратиться к организациям по стандартизации, таким как NEMA, IEC и NFPA (Национальная ассоциация гидроэнергетики) за их всеобъемлющими коллекциями стандартов двигателей. Выборка включает:

  • SAE J744 Монтаж гидравлического насоса/двигателя и размеры привода
  • Двигатели и генераторы NEMA MG1
  • Малые электродвигатели NEMA SEM S1
  • IEC 60034 Вращающиеся электрические машины
  • NEMA ICS 16 Двигатели с управлением движением/положением, управление, обратная связь

Внешние ссылки

Резюме

Это руководство дает общее представление об электродвигателях и гидромоторах, а также об их выборе и использовании в различных условиях.Для получения дополнительной информации о дополнительных продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Другие товары для двигателей

Больше из Машины, инструменты и расходные материалы

Все о ручных пускателях двигателей

Пускатели двигателей — это устройства, которые запускают и останавливают электродвигатели с помощью ручных или автоматических выключателей и обеспечивают защиту цепей двигателя от перегрузки. Ключевые характеристики включают предполагаемое применение, тип пускателя, электрические характеристики, включая количество фаз, ток, напряжение и номинальную мощность, а также характеристики.Пускатели двигателей используются везде, где работают электродвигатели мощностью более определенной лошадиной силы. Существует несколько типов пускателей, в том числе ручные, магнитные, с плавным пуском, многоскоростные и с полным напряжением. В этой статье рассматриваются ручные пускатели электродвигателей и объясняется, как они работают, их применение и некоторые соображения по выбору пускателя электродвигателя.

Как работает ручной стартер двигателя?

Ручные пускатели электродвигателей являются простейшим типом пускателей электродвигателей и состоят из выключателя включения/выключения и реле перегрузки.Они, как следует из их названия, управляются вручную. Кнопка, тумблер или поворотный переключатель, установленный непосредственно на пускателе, нажимается для запуска или остановки подключенного электрооборудования. Механические связи от кнопок или тумблера заставляют контакты размыкаться и замыкаться, запуская и останавливая двигатель.

В ручном пускателе двигателя конденсатор и катушки, присутствующие в двигателе, будут управлять направлением однофазного асинхронного двигателя. Если двигатель достигает определенной скорости, встроенная обмотка стартера начинает издавать щелчок.Ручные пускатели двигателей обеспечивают защиту двигателей от перегрузки. Они следят за тем, чтобы к двигателю проходило необходимое количество тока, и помогают контролировать температуру в двигателе.

Все пускатели двигателей имеют общие функции управления мощностью. Они рассчитаны по току (амперы) или мощности (лошадиные силы), имеют дистанционное управление включением/выключением и защиту двигателя от перегрузки. Они имеют функции подключения и толчкового режима, которые быстро включают или отключают ток.

Пускатель с самозащитой представляет собой разновидность ручного пускателя и часто используется в панелях управления с несколькими двигателями.Панели управления имеют низкоуровневую мгновенную защиту от перегрузки по току, что позволяет одному устройству защиты от короткого замыкания на входе защищать несколько пускателей. Это означает, что двигатели не нуждаются в индивидуальной защите от короткого замыкания. Эти ручные пускатели могут использоваться как с однофазными, так и с трехфазными двигателями.

Приложения и отрасли

Поскольку ручные пускатели двигателей обычно не обеспечивают отключение питания двигателя в случае прерывания питания, они обычно используются для небольших двигателей, где целесообразно возобновить работу после восстановления питания.Сюда входят небольшие насосы, вентиляторы, электропилы, воздуходувки, упаковочное, сортировочное и другое оборудование.

Ручные пускатели с защитой от пониженного напряжения обеспечивают средства обесточивания цепи пускателя после отключения питания и, следовательно, используются для конвейеров и т. д., где существует опасность автоматического перезапуска как для оборудования, так и для персонала. Ручные пускатели двигателей с защитой от пониженного напряжения используются на станках, деревообрабатывающем оборудовании и т. д., где требования безопасности требуют отключения двигателя после отключения питания.

Они доступны в конфигурациях NEMA и IEC, а также в стандартных размерах. Стартеры с ручным управлением меньше по размеру и имеют меньшую начальную стоимость, чем другие стартеры. Они используются при полном напряжении, в сетевых приложениях для малых и средних однофазных и трехфазных двигателей

Соображения

Ручные пускатели двигателей ограничены размером двигателя, который они могут запускать, начиная с дробных уровней мощности и обычно доводя до максимума 10-15 л.с., в зависимости от напряжения.Они, как правило, используются с оборудованием, которое запускается нечасто или работает непрерывно с небольшим количеством остановок. Помимо этого, спецификаторы должны рассмотреть возможность использования магнитных пускателей или даже устройств плавного пуска. Особые случаи, такие как реверсивное или многоскоростное обслуживание, решаются с помощью стилей для конкретных приложений. Другие соображения, помимо размера двигателя и напряжения, включают в себя то, что касается приложений и вариантов, таких как взрывозащищенность, номинальные характеристики корпуса и защита предохранителем или выключателем.

Резюме

В этой статье представлены сведения о ручных пускателях двигателей.Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Другие пускатели двигателей Артикул

Больше из Машины, инструменты и расходные материалы

Конвейерная система — Приложение управления движением

Конвейерные системы с фиксированной скоростью

Для конвейеров с фиксированной или постоянной скоростью и конвейерных систем Oriental Motor предлагает широкий ассортимент мотор-редукторов переменного тока.

Асинхронные двигатели переменного тока

идеально подходят для конвейерных систем, которые непрерывно работают в одном направлении. Для конвейерных систем, где груз должен удерживаться на месте, или для вертикальных применений, существует широкий спектр двигателей переменного тока с электромагнитным тормозом, активируемым при отключении питания. Для простого торможения также удобно использовать наши двигатели переменного тока с регулированием скорости или тормозной блок. Моющиеся асинхронные двигатели переменного тока со степенью защиты IP67 подходят для конвейеров, которые будут контактировать с водой или нуждаются в промывке.Синхронные двигатели также доступны для конвейеров, где двигатель должен работать непрерывно в одном направлении с синхронной скоростью независимо от крутящего момента нагрузки; низкоскоростной синхронный двигатель идеально подходит для частых пусков, остановок и реверсирования.

Oriental Motor также предлагает ряд вариантов редуктора для снижения скорости двигателя и создания большего крутящего момента, а также тормозной пакет для использования с двигателями переменного тока, обеспечивающий мгновенную остановку.

Конвейерные системы контроля скорости

Для конвейеров, скорость которых необходимо контролировать или изменять во время работы, компания Oriental Motor предлагает простые в использовании двигатели переменного тока с регулированием скорости, а также бесщеточные двигатели постоянного тока и мотор-редукторы (двигатели BLDC), которые обеспечивают широкий диапазон регулирования скорости и постоянный крутящий момент независимо от нагрузка.

Объединяя схему управления с двигателем, можно изменять скорость. Двигатели с регулированием скорости оптимальны для переключения между высокой и низкой скоростью, а также для произвольной регулировки скорости.

 

Oriental Motor также предлагает ряд вариантов редуктора для снижения скорости двигателя и увеличения крутящего момента.

Опции редуктора бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC)

Опции редуктора двигателя переменного тока

Конвейерные системы контроля положения

Для конвейеров, которым требуется более точное позиционирование, компания Oriental Motor предлагает широкий выбор шаговых и серводвигателей.Шаговые двигатели с их способностью создавать высокий крутящий момент при низкой скорости при минимальных вибрациях идеально подходят для приложений, требующих быстрого позиционирования на небольшом расстоянии. Серводвигатели просты в эксплуатации и обеспечивают плавную работу при больших инерционных нагрузках и ременных механизмах. Серводвигатели идеально подходят для позиционирования на большие расстояния, используя плоскую характеристику крутящего момента от низких до высоких скоростей.

Опции редуктора

Доступен широкий спектр вариантов зубчатых передач, обеспечивающих более высокую допустимую инерцию, более высокое разрешение позиционирования и более высокий крутящий момент для индексных столов и приложений с высокой инерцией.

Сетевое подключение — ввод/вывод, RS-485/Modbus (RTU) и конвейерные приложения для автоматизации производства

Oriental Motor предлагает сетевые продукты в соответствии с концепцией FLEX, что означает, что каждый продукт оснащен интерфейсом, который подключается к различным главным контроллерам с функциями ввода-вывода, RS-485 / Modbus (RTU) или Factory Automation. Сетевые продукты позволяют устанавливать рабочие данные и параметры для каждого двигателя на главном контроллере и отправлять их каждому приводу. Кроме того, рабочие команды могут быть введены и отправлены с использованием различных методов связи, чтобы удовлетворить потребности широкого спектра доступных сетевых решений.

Доступные сетевые решения

1. Ввод-вывод. Позволяет драйверу подключаться напрямую к контроллеру или ПЛК для настройки операционной системы с вводом-выводом.

2. RS-485/Modbus (RTU) – Рабочие данные и параметры могут быть установлены, а рабочие команды могут быть введены с помощью связи RS-485. К каждому модулю последовательной связи можно подключить до 31 драйвера. Также имеется функция, позволяющая осуществлять одновременный запуск нескольких осей.Протокол поддерживает Modbus (RTU), позволяет подключаться к таким устройствам, как сенсорный экран (ЧМИ) или ПК.

3. Сеть автоматизации производства. Использование сетевого преобразователя (продается отдельно) обеспечивает поддержку связи CC-Link, MECHATROLINK или EtherCAT. Рабочие данные и параметры могут быть установлены, а рабочие команды могут быть введены с использованием различных способов связи.

Для подключения к сетям автоматизации производства (FA)

Базовая конструкция трехфазных асинхронных двигателей переменного тока, которые вы должны знать

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока для применения в промышленности и горнодобывающей промышленности являются первичными двигателями для подавляющего большинства машин.Эти двигатели могут работать либо непосредственно от сети, либо от регулируемых частотно-регулируемых приводов.

В современных промышленно развитых странах более половины всей электроэнергии, используемой в этих странах, преобразуется в механическую энергию с помощью асинхронных двигателей переменного тока.

Базовая конструкция трехфазных асинхронных двигателей переменного тока, которые вы должны знать (фото предоставлено: capolight.wordpress.com)

Эти двигатели применяются практически на всех этапах производства и обработки.

Применение также распространяется на коммерческие здания и жилые помещения.Они используются для привода насосов, вентиляторов, компрессоров, смесителей, мешалок, мельниц, конвейеров, дробилок, станков, кранов и т. д.

Неудивительно, что этот тип электродвигателя настолько если учесть его простоту, надежность и низкую стоимость. В последнее десятилетие все более распространенной практикой стало использование трехфазных асинхронных двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором с преобразователями переменного напряжения и частоты (VVVF) для приложений с регулируемой скоростью (VSD).

Чтобы четко понимать, как работает система VSD, необходимо понимать принципы работы этого типа двигателя.

Хотя базовая конструкция асинхронных двигателей не претерпела существенных изменений за последние 50 лет, современные изоляционные материалы, компьютерные методы оптимизации проектирования и автоматизированные методы производства привели к созданию двигателей меньшего размера и меньшей мощности. стоимость за кВт .

Международная стандартизация физических размеров и типоразмеров означает, что двигатели большинства производителей физически взаимозаменяемы и имеют схожие рабочие характеристики.

Надежность асинхронных двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором по сравнению с двигателями постоянного тока высокая . Единственными деталями двигателя с короткозамкнутым ротором, которые могут изнашиваться, являются подшипники. Токосъемные кольца и щетки не требуются для этого типа конструкции. Улучшения в конструкции современных подшипников с предварительной смазкой продлили срок службы этих двигателей.

Хотя однофазные асинхронные двигатели переменного тока довольно популярны и широко используются в маломощных устройствах мощностью примерно до 2,2 кВт, они редко используются в промышленности и горнодобывающей промышленности.Однофазные двигатели чаще используются для бытовых нужд.

Информация в этой статье относится в основном к 3-фазным асинхронным двигателям переменного тока с короткозамкнутым ротором, которые чаще всего используются с преобразователями VVVF.


Базовая конструкция

Асинхронный двигатель переменного тока состоит из 2 электромагнитных частей:

  • Неподвижная часть, называемая статором
  • Вращающаяся часть, называемая ротором, опирается на каждый конец на подшипники
Ротор и статор каждый состоит из:

  • Электрическая цепь, обычно изготовленная из меди или алюминия с изоляцией, для передачи тока
  • Магнитная цепь, обычно изготовленная из многослойной стали, для передачи магнитного потока

Статор

Статор наружная стационарная часть двигателя, состоящая из:

  • Наружная цилиндрическая рама двигателя , изготавливаемая из сварной листовой стали, чугуна или литого алюминиевого сплава.Это могут быть ножки или фланец для монтажа.
  • Магнитная дорожка , состоящая из набора стальных пластин с прорезями, запрессованных в цилиндрическое пространство внутри внешней рамы. Магнитный путь ламинирован, чтобы уменьшить вихревые токи, снизить потери и уменьшить нагрев.
  • Набор изолированных электрических обмоток , которые размещаются внутри пазов ламинированного магнитопровода. Площадь поперечного сечения этих обмоток должна быть достаточно большой для номинальной мощности двигателя.Для трехфазного двигателя требуется 3 комплекта обмоток, по одному на каждую фазу.
Рис. 1: Пластины статора и ротора
Ротор

Это вращающаяся часть двигателя. Как и статор, описанный выше, ротор состоит из набора стальных пластин с прорезями, спрессованных вместе в виде цилиндрического магнитного пути, и электрической цепи. Электрическая схема ротора может быть следующей:

  • Ротор с обмоткой типа , состоящий из 3 комплектов изолированных обмоток с соединениями, выведенными на 3 контактных кольца, установленных на валу.Внешние соединения с вращающейся частью осуществляются через щетки на токосъемных кольцах. Следовательно, этот тип двигателя часто называют двигателем с контактными кольцами.
  • Ротор с короткозамкнутым ротором типа , состоящий из набора медных или алюминиевых стержней, установленных в пазы, которые соединены с концевыми кольцами на каждом конце ротора. Конструкция этих обмоток ротора напоминает «беличью клетку». Алюминиевые стержни ротора обычно отливают под давлением в пазы ротора, что приводит к очень прочной конструкции.Несмотря на то, что алюминиевые стержни ротора находятся в прямом контакте со стальными пластинами, практически весь ток ротора протекает через алюминиевые стержни, а не через пластины.

Прочие детали

Прочие детали, необходимые для комплектации асинхронного двигателя: на неприводной стороне (NDE)

  • Два подшипника для поддержки вращающегося вала, на передней и задней стороне
  • Стальной вал для передачи крутящего момента на нагрузку
  • Охлаждающий вентилятор, расположенный на неприводной стороне, для принудительного охлаждения статора и ротор
  • Клеммная коробка сверху или с любой стороны для подключения внешних электрических соединений
  • Практические приводы с регулируемой скоростью и силовая электроника Малкольма Барнса

    Автоматическая машина для намотки проволочной катушки статора трехфазного двигателя

    машина замотки статора потолочного вентилятора на небольшие электрические моторы

     

     

    Автоматическая машина для намотки катушек

    , также известная как автоматическая машина для намотки статора, специально разработана для автоматической намотки катушек во внешние пазы статора и подходит для любых спецификаций внешних пазов статора двигателя.Кроме того, наши намоточные машины не только повышают эффективность производства, но и улучшают гарантию качества.

     

    (1) Основной технический параметр

     

    Модель Р650
    Диаметр поворота ≤450 мм
    Эффективная длина оснастки ≤400 мм
    Номер параллельного провода ≤16 шт.
    Диаметр проволоки 0.3–1,2 мм
    Ширина проволочной сборки 400 мм
    Блок питания 220 В/50/60 Гц 2,2 кВт
    Вес машины 950 кг
    Давление воздуха 0,4-0,6 МПа
    Размер машины (Д)1500*(Ш)1700*(В)1550мм

     

    (2) Этапы работы этой машины


    Эффективность производства этой машины
    Около 1000 шт./8 часов, это только приблизительное представление, зависит от количества слотов арматуры и числа оборотов.
    Загрузите якорь на челнок вручную, нажмите кнопку СТАРТ, челнок доставит якорь в положение намотки, а автоматическая намотка, индексация и обрезка проволоки, после завершения, челнок вынет готовую арматуру из места намотки, оператор выгрузит готовую арматура, один цикл завершен.


    (3) Машина Основная функция и характеристика


    Инструмент для намотки: каждая машина имеет один набор инструментов для намотки и три формы вертикальной намотки.
    Весь набор инструментов может быть заменен, и это занимает около 15 минут.
    Поворотный стол состоит из двух станций. Он использует сервосистему для вращения и индексации формы передачи.
    Допускается одновременное наматывание трех проводов.
    Главный шпиндель управляется серводвигателем. Точность числа витков катушки составляет ±1 виток.
    Рабочая скорость вращения может быть установлена. Машина не имеет выраженной вибрации и шума.
    Без повреждений эмали и обрыва проволоки. Как только медный провод закончится, машина автоматически остановится.ПЛК
    может устанавливать число оборотов, скорость намотки, высоту утопления инструмента, скорость утопления инструмента и направление намотки.
    X и Y шпиндель крючка для проволоки и кусачек использует сервосистему. Он может регулировать длину мостового провода и подводящего провода.
    Утопленная оснастка оснащена сервосистемой. Максимальное количество утопленных сегментов инструмента составляет 6.

     

    (4) Профиль OEM/ODM


    Используя все преимущества опытных инженеров, квалифицированных специалистов, совершенного оборудования, строгого контроля производственного процесса и широкой сервисной сети, мы стремимся предоставить нашим клиентам оптимизированное решение для производства электродвигателей.До сих пор, за исключением большой доли рынка в Китае, мы экспортируем машины в такие страны мира, как США, Италия, Австралия, Индия, Бразилия, Мексика, Турция, Таиланд, Вьетнам, Иран и т. д., и наши машины имеют отличную репутацию. среди клиентов для его прочной, надежной работы, разумной цены и хорошего послепродажного обслуживания.

     

    (5) Профиль производственной линии

     

    Благодаря хорошему сервису, профессиональной команде и надежному качеству, Nide предоставляет клиентам различные виды двигателей переменного тока, двигателей постоянного тока, технических консультаций по производству двигателей постоянного тока и услуг по проектированию под ключ, включая оценку стоимости двигателя, производственные ноу-хау, обучение персонала. , и полный проект под ключ.

    (6) О Smart

     

    Расположенная в Сучжоу, красивом промышленном городе, торговом центре в дельте реки Янцзы, компания Smart специализируется на исследованиях и разработках, производстве и продаже асинхронных двигателей. Наши машины, произведенные на заводе в Сучжоу, в основном применяются для асинхронных двигателей, таких как двигатель стиральной машины, двигатель кондиционера, двигатель насоса, двигатель катушки, трехфазный двигатель, двигатель вентилятора и двигатель компрессора и т. д.

    Как правильно выбрать драйвер двигателя

    Пользователи могут загрузить эту статью в формате PDF.

    Что вы узнаете:

    • Для разных типов двигателей требуются разные типы драйверов.
    • Требования для различных приложений.

    Выбор правильного драйвера двигателя имеет решающее значение для достижения требуемой функциональности и производительности для данного приложения. Помимо таких параметров, как напряжение и выходной ток, другие ключевые факторы зависят не только от типа выбранного двигателя, но и от его предполагаемого применения.

    Тип двигателя

    Коллекторные двигатели постоянного тока обычно требуют реверсивного драйвера и часто требуют широтно-импульсной модуляции (ШИМ), торможения и прямого/обратного режимов. В идеале драйвер щеточного двигателя постоянного тока должен также включать функцию ограничения тока и, возможно, должен поддерживать высокоскоростной привод.

    Драйверы для трехфазных бесщеточных двигателей, обычно используемых в таких приложениях, как подача бумаги или вентиляторы, часто должны быть совместимы либо с бессенсорным двигателем, либо с двигателем, оснащенным датчиками Холла.Могут быть задействованы различные углы коммутации, а синусоидальная коммутация может обеспечить низкий уровень шума и вибрации (рис. 1) .

    Шаговые двигатели используются, когда положение и удерживающий момент более важны, чем вращение или общее движение. Чтобы шаговые двигатели работали тихо, они часто используют функцию смешанного затухания. Обычно им требуется два источника питания, а также функции защиты от перенапряжения и перегрузки по току. Для шаговых двигателей используются различные методы привода — часто метод напрямую связан с тем, как будет использоваться двигатель (рис.2) .

    Основные параметры привода двигателя

    После определения типа двигателя необходимо обратить внимание на определенные ключевые параметры, относящиеся к этому двигателю, в том числе:

    • Выходной ток 36, 250, 600 В)
    • Номинальная рассеиваемая мощность
    • Количество выходов

    Эти параметры чрезвычайно важны и значительно сужают доступный выбор для драйвера двигателя.

    Требования к применению

    Двигатели являются важной частью принтеров, пылесосов, камер и оборудования с ЧПУ, не говоря уже о кондиционерах, стиральных машинах и холодильниках. Для работы каждого из этих продуктов требуется несколько двигателей постоянного тока, причем каждый двигатель имеет собственный набор требований. После того, как параметры двигателя и привода установлены, основное внимание следует сместить на конкретные требования, связанные с приложением.

    Механизмы перемещения бумаги

    Механизмы перемещения бумаги в принтерах используют либо шаговый двигатель, либо щеточный двигатель постоянного тока, и, в зависимости от назначения принтера, конструкция может требовать высокой точности при минимальной вибрации.Тип двигателя и требования будут различаться в зависимости от типа принтера (например, промышленный принтер, термопринтер, струйный принтер или многофункциональный принтер). Некоторым термопринтерам с батарейным питанием могут потребоваться высокоэффективные решения по управлению для экономии энергии, в то время как другим, таким как струйные принтеры, может потребоваться высокоточное позиционирование (рис. 3) .

    Многофункциональные принтеры, например, часто используют трехфазный драйвер двигателя постоянного тока BLDC или драйвер шагового двигателя (одноканальный или двухканальный) для механизма перемещения бумаги.Для двигателей лотка и чернил обычно требуется монолитный драйвер Н-моста. Одно- или двухканальный H-мост с двумя понижающими стабилизаторами постоянного тока является наиболее часто используемой конструкцией драйвера системного двигателя.

    Роботы-пылесосы

    Для роботов-пылесосов требуются отдельные двигатели для всасывания, вращения, вращения барабана и боковых щеток. Хотя все двигатели обычно являются трехфазными бесщеточными двигателями, используются две разные общие категории драйверов двигателей: драйверы трехфазных двигателей BLDC и дискретные драйверы щеточных двигателей постоянного тока H-bridge.Используемый драйвер двигателя зависит от назначения двигателя в вакууме (рис. 4) .

    Роботы-пылесосы питаются от перезаряжаемых аккумуляторов, что делает эффективность серьезной проблемой, но при этом требует значительной мощности для двигателя всасывания. Кроме того, ожидается, что вакуумные двигатели будут работать тихо, что является еще одной ключевой характеристикой, влияющей на выбор драйвера двигателя (рис. 5) .

    Камеры

    Для функционирования современных камер (в том числе зеркальных, беспилотных камер и камер видеонаблюдения) необходимы такие типы двигателей, как щеточные двигатели постоянного тока и шаговые двигатели.Драйверы двойного H-моста чаще всего управляют моторами камеры. Такие требования, как высокая эффективность и компактный размер, являются общими, когда задействованы двигатели камеры, и важны драйверы, которые поддерживают высокоточное и точное позиционирование с минимальной вибрацией (рис. 6) .

    Функции панорамирования/поворота/наклона в камере зависят либо от низковольтного коллекторного двигателя постоянного тока с одноканальным драйвером Н-моста, либо от шагового двигателя с компактным высокоскоростным драйвером двигателя Н-моста, который может быть одно- или шестиканальный.Доступны полностью интегрированные драйверы камеры, а также компактные высокоскоростные драйверы шагового двигателя H-bridge для двигателей камеры и объектива (включая фокусировку, масштабирование и затвор). Двигатели объектива автофокусировки чаще всего зависят от двигателей звуковой катушки с драйверами автофокусировки без обратной связи.

    Двигатели с ЧПУ для малых станков

    Двигатели с числовым программным управлением (ЧПУ) используются для самых разных малых станков, включая лазерные резаки, виниловые резаки, 3D-принтеры, небольшие фрезерные станки, токарные и шлифовальные станки.Сильноточные, компактные и одноканальные биполярные шаговые двигатели являются наиболее распространенным выбором для продуктов с ЧПУ.

    Имейте в виду, что эти приложения включают многоосевое позиционирование и, следовательно, несколько двигателей, работающих вместе. Следовательно, выбранные драйверы двигателей должны поддерживать высокоточное и точное позиционирование, часто требующее микрошаговой точности.

    0 comments on “Как подобрать автомат для трехфазного двигателя: Автомат защиты электродвигателя — как правильно подобрать?

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.