Asinchroninio trifazio variklio prijungimo prie elektros tinklo schemos

Asinchroniniai trifaziai elektros varikliai turi daug pranašumų, tarp kurių, visų pirma galima paminėti aukštą našumą ir eksploatacinį patikimumą, sąlyginai nedideles išlaidas variklio remontui ir priežiūrai, taip pat galimybę atlaikyti pakankamai dideles mechanines perkrovas. Visi šie asinchroninių variklių pranašumai yra susiję su tuo, kad šio tipo varikliai yra labai paprastos konstrukcijos. Nepaisant didelio privalumų skaičiaus, asinchroniniai varikliai taip pat turi tam tikrų trūkumų, kurie pasireiškia naudojant skirtingas prijungimo prie elektros tinklo schemas.

TRIFAZIO ELEKTROS VARIKLIO PRIJUNGIMO SCHEMOS

Praktikoje naudojami du pagrindiniai trifazių elektros variklių prijungimo prie elektros tinklo būdai: „sujungimas žvaigžde“ (žymimas – Y) ir „sujungimas trikampiu“ (žymimas – Δ).

Prijungus trifazį elektros variklį „žvaigžde”, jo statoriaus apvijų galai sujungiami kartu, jungtis yra viename taške, o į apvijų pradžią tiekiama trifazė įtampa (1 pav.).

Prijungiant trifazį elektros variklį pagal „trikampio“ jungimo schemą, elektros variklio statoriaus apvijos nuosekliai sujungiamos taip, kad vienos apvijos galas sujungiamas su kitos pradžia ir t.t… (2 pav.).

Žvaigždė

Visų tų pačių trijų apvijų sujungimas „žvaigžde“ reiškia trijų statoriaus apvijų sujungimą viename bendrame taške, o į tris laisvus šių trijų apvijų gnybtus galima tiekti trifazę įtampą. Taip iš apvijų gaunama „žvaigždė“, kurios centre yra bendras apvijų sujungimo taškas ir tuo pačiu išskaidytos apvijos su laisvais laidais. Centrinis bendras taškas čia gali būti naudojamas keturių laidų, trijų fazių tinklui prijungti prie nulinio (neutralaus) laido. „Žvaigždė” su neutraliu laidu – keturių laidų jungtis, kurioje nulinis laidas užtikrina kiekvienos fazės nepriklausomybę viena nuo kitos. „Žvaigždės” jungtis maitinama trifaze 380 voltų įtampa.

Trikampis

Trifazio variklio apvijų sujungimas pagal „trikampio” (delta) schemą reiškia trijų apvijų galų sujungimą tarsi „trikampio“ viršūnėse, tai yra, gaunami trys taškai, kuriuose trys statoriaus apvijos yra sujungtos nuosekliai, po du sujungimo taškus kiekvienai iš trijų apvijų. Čia nėra vidurinio išvado. Trifazė įtampa tiekiama trikampio viršūnėms. „Trikampis“ yra trijų laidų jungtis. Jis daugiausia naudojamas, norint gauti maksimalų variklio sukimo momentą ir maksimalią galią esant pastoviems apsisukimams. Arba, jei variklis skirtas trifazei 380 voltų įtampai, o jo apvijos tam yra sujungtos „žvaigžde“ ir jį reikia prijungti prie tinklo, kurio įtampa yra 220 voltų, tada apvijos perjungiamos nuo „žvaigždės“ į „trikampio“ sujungimo schemą. Šiuo atveju variklio galia ir jo sukimo momentas išlieka tokie patys, lyg jis būtų maitinamas iš 380 voltų tinklo.

ŽVAIGŽDĖS IR TRIKAMPIO PRIJUNGIMO SCHEMŲ PALYGINIMAS

SCHEMOS NAUDOJANT PALEIDIKLIUS

Nesigilinant į techninius ir teorinius elektrotechnikos pagrindus, yra žinoma, kad elektros varikliai, kurių apvijos, sujungtos „žvaigžde”, veikia sklandžiau ir minkščiau nei elektros varikliai su prijungtomis apvijomis „trikampiu”. Tačiau reikia pažymėti, kad sujungus apvijas „žvaigžde”, elektros variklis negali išvystyti pilnos (maksimalios) savo galios. Kai apvijos sujungiamos pagal „trikampio” schemą, elektros variklis veikia visa maksimalia galia (kuri yra 1,5 karto didesnė galia, nei sujungus su „žvaigžde”), tačiau tuo pačiu metu jis turi labai aukštas pradines paleidimo srovių reikšmes.

Todėl, norint sumažinti pradines sroves, patartina (ypač didesnės galios elektros varikliams) prijungti pagal kombinuotą „žvaigždės-trikampio” schemą. Šis jungties tipas ypač aktualus didesnės galios elektros varikliams. Tokiu jungimo „žvaigždė-trikampis” būdu, iš pradžių paleidimas atliekamas pagal „žvaigždės“ schemą, o po to, kai elektros variklis išvysto nominalias apsukas, įvyksta automatinis perjungimas į „trikampio“ schemą.

Elektros variklio valdymo schema pateikta žemiau:

Yra dar vienas variklio valdymo grandinės variantas, schema pateikta žemiau:

Maitinimo įtampos prijungimas per K1 laiko relės NC kontaktą (normaliai uždarytas) ir NC K2 kontaktą paleidiklio ritės K3 grandinėje. Įjungus K3 paleidiklį, su normaliai uždarytais kontaktais, jis atidaro K2 paleidiklio ritės grandines su K3 kontaktais (atsitiktinio įjungimo blokavimas) ir uždaro K3 kontaktą K1 magnetinio paleidiklio ritės maitinimo grandinėje. Įjungus K1 paleidiklį, magnetinio paleidiklio K1 ritėje esantys kontaktai K1 yra uždaromi ir tuo pačiu metu įjungiama laiko relė, atidaromas paleidiklio K3 ritėje esančio laiko relės K1 kontaktas, paleidiklio K2 ritėje laiko relės K1 kontaktas uždarytas. Paleidiklio K3 apvijos atjungimas, kontaktas K3 užsidaro magnetinio paleidiklio K2 ritės grandinėje. Įjungus paleidiklį K2, jis su kontaktais K2 atsidaro paleidiklio K3 maitinimo ritės grandinėje.

(Statoriaus apvijų pradžia: U1; V1; W1. Apvijų galai: U2; V2; W2. Gnybtų plokštėje apvijų pradžios ir galų kontaktai išdėstyti griežta seka: W2; U2; V2; po jais yra: U1; V1; W1. Prijungus variklį „trikampiu“, kontaktai sujungiami sekančiai: W2-U1; U2-V1; V2-W1.)

Trijų fazių įtampa tiekiama į apvijų U1, V1 ir W1 pradžią per magnetinio paleidiklio K1 maitinimo kontaktus. Kai suveikia magnetinis paleidiklis K3, per jo kontaktus įvyksta uždarymas, sujungiant apvijų U2, V2 ir W2 galus tarpusavyje (variklio apvijos sujungiamos žvaigžde). Po kurio laiko suveikia laiko relė kartu su paleidikliu K1, išjungiant paleidiklį K3 ir tuo pačiu įjungiant K2, K2 maitinimo kontaktai užsidaro ir įtampa paduodama į variklio apvijų U2, V2 ir W2 galus. Taigi elektrinis variklis įjungiamas pagal schemos „trikampis” modelį.

Variklių paleidimui pagal „žvaigždė-trikampis” schemą, skirtingi gamintojai gamina vadinamąsias paleidimo reles, kurios galii turėti skirtingus pavadinimus „Paleidimo laiko relės“, „Start-delta“ relės, Elektriniai variklių minkštieji starteriai ir kt., Tačiau visų jų paskirtis yra ta pati.

Tipinė grandinės schema su paleidimo laiko rele (relė „žvaigždė/trikampis”) trifazio asinchroninio variklio paleidimui valdyti pateikta žemiau:

IŠVADOS

Norint sumažinti pradines paleidimo sroves, variklį reikia paleisti sekančia seka:

• pirma, elektros variklis paleidžiamas mažesnėmis apsukomis, sujungiamas pagal „žvaigždės“ schemą;
• po to variklis sujungiamas pagal schemą „trikampis”.

Šis metodas yra naudingas asinchroninio variklio paleidimo metu esant mažai apkrovai arba tuščios eigos sąlygomis. Tačiau yra niuansų: būtina apskaičiuoti perjungimo laiką, kad perjungimo metu neįvyktų trumpasis jungimas, taip pat kad variklis neprarastų apsukų dėl per ilgo perjungimo laiko ir nekiltų srovės šuolis. Galite automatizuoti pradžios procesą naudodami paleidiklius. Norint automatizuoti asinchroninio variklio minkšto paleidimo procesą, sumažinant paleidimo sroves, naudojamos specialios paleidimo relės, kurios palaiko nustatytą uždelsimo laiką, tada perjungia apvijas iš vienos schemos į kitą, apsaugo nuo kylančių lankų susidarymo ir trumpojo jungimo. Nustatytą perjungimo laiko vertę vartotojas koreguoja, atsižvelgdamas į savo individualius poreikius, ir įrangos veikimo ypatumus. 

Tačiau prieš paleidžiant elektros variklį, būtina įvertinti, kokia susidarys veleno apkrova, nes „žvaigždės” jungties atveju susilpnėja sukimo momentas. Dėl šios priežasties mažai tikėtina, kad šis paleidimo būdas bus tinkamas labai apkrautiems varikliams.