Трехфазный двигатель
Материал из ТеплоВики - энциклопедия отоплении
Трёхфазный двигатель — электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока.
Принцип работы трёхфазного двигателя был разработан Доливо-Добровольским. Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками, магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120° и образуют вращающееся магнитное поле в магнитной цепи машины, и из ротора с короткозамкнутой обмоткой, чаще называемой «беличье колесо».
Асинхронный двигатель, согласно принципу обратимости электрических машин, может работать как в двигательном, так и в генераторном режимах.
В двигательном режиме при подключении двигателя к трехфазной сети переменного тока в обмотке статора образуется вращающееся магнитное поле, под действием которого в короткозамкнутой обмотке ротора наводятся токи, образующие электромагнитный момент вращения, стремящийся провернуть ротор вокруг его оси. Ротор преодолевает момент нагрузки на валу и начинает вращаться, достигая подсинхронной скорости (она же и будет номинальной с учетом момента нагрузки на валу двигателя).
В генераторном режиме происходят обратные явления, приводной двигатель раскручивает ротор до подсинхронной скорости, при этом остаточное магнитное поле ротора, пронизывая обмотки статора, наводит в них ЭДС индукции, под действием которой на выводах обмотки появится напряжение.
Для смены направления вращения трехфазного АД необходимо поменять местами две фазы из трех в месте подключения питания к двигателю. Может работать в однофазной сети с потерей мощности. При этом для запуска необходим механический сдвиг ротора, либо фазосдвигающая цепь, которая обычно строится или из ёмкости или из индуктивности или из трансформатора.
При однофазном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через ёмкость или индуктивность, которая сдвигает фазу тока :
- вперёд на 90° - при включении в цепь емкости,
- назад на 90° - при включении в цепь индуктивности, (без учёта потерь).
После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки можно снять.
В некоторых случаях, при питании от однофазной сети, запуск осуществляется вручную проворотом ротора. После проворота ротора двигатель работает самостоятельно.
Трёхфазный двигатель приспособлен к трёхфазной сети, а к однофазной сети лучше подходит двухфазный двигатель со сдвигом фазы во второй обмотке либо через конденсатор (конденсаторные двигатели), либо через индуктивность.
Содержание |
Схемы соединений трехфазных цепей
Трёхфазная система электроснабжения — частный случай многофазных систем электрических цепей, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый фазовый угол. Таким образом, каждая такая ЭДС находится в своей фазе периодического процесса, поэтому часто называется просто фазой. Также "фазами" называют проводники - носители этих ЭДС. В трёхфазных системах угол сдвига равен 120 градусам. Фазные проводники обозначаются латинскими буквами A, B и C.
Соединение звезда
Звездой называется такое соединение, когда концы фаз обмоток генератора (G) соединяют в одну общую точку, называемую нейтральной точкой или нейтралью. Концы фаз обмоток приёмника (M) так же соединяют в общую точку. Провода, соединяющие начала фаз генератора и приёмника, называются линейными. Провод, соединяющий две нейтрали, называется нейтральным.
Шины для раздачи нулевых проводов и проводов заземления при подключении звездой. Одно из преимуществ подключения звездой - экономия на нулевом проводе, поскольку от генератора до точки разделения нулевых проводов вблизи потребителя, требуется только один провод.
Трёхфазная цепь, имеющая нейтральный провод, называется четырёхпроводной. Если нейтрального провода нет — трёхпроводной.
Если сопротивления Za, Zb, Zc приёмника равны между собой, то такую нагрузку называют симметричной.
Недостаток при обрыве нулевого провода
Особенностью при симметричной нагрузке в трёхфазной системе является питание потребителя фазным напряжением даже при отсутствии нейтрального провода. В случае несимметричной нагрузки, при обрыве рабочего нуля нагрузка оказывается под линейным напряжением, что зачастую является причиной вывода из строя бытовой электроники в квартирных домах. Так как сопротивление потребителя остаётся константой, то согласно закону Ома при возрастании напряжения, сила тока, который будет иметь место у потребителя, окажется гораздо больше максимально допустимого значения, что и вызовет сгорание и/или выход из строя питаемого электрооборудования.
Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями
Напряжение между линейным проводом и нейтралью (Ua, Ub, Uc) называется фазным. Напряжение между двумя линейными проводами(UAB, UBC, UCA) называется линейным. Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:
Соединение треугольник
Треугольник — такое соединение, когда конец первой фазы соединяется с началом второй фазы, конец второй фазы с началом третьей, а конец третьей фазы соединяется с началом первой.
Недостаток
Большим недостатком соединения нагрузки треугольником является образование РЕ-проводников путём подключения жёлто-зелёного провода к фазному полюсу. Происходит это по причине цветового обозначения современных проводов, т.к. они имеют только один провод с обозначением фазного полюса, однако при монтаже в домах с треугольной системой (до 1960-х стандарт напряжения был 127/220, из-за чего после перехода на 220/380 многие постройки были переведены на треугольное подключение нагрузки), синий провод подключается к фазному потенциалу; несмотря на это зачастую можно встретить создание PEN-проводников при двухфазном снабжении помещения. Такое создание PEN-проводников будет являться опасным, поскольку на самом деле на всех заземлённых корпусах будет присутствовать фазный потенциал. Синхронное касание к таким корпусам и заземлённым частям (водопроводу) приведёт к поражению электрическим током, причём из-за низкого напряжения (127 вольт) через УЗО будет протекать вдвое меньшая сила тока от необходимой для срабатывания УЗО величины.
Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями
Для соединения обмоток треугольником, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:
Источники
| Это незавершённая статья. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
