Трехфазные электродвигатели

Перед тем, как рассматривать трудности, которые могут возникать при запуске трехфазного электродвигателя, напомним о общих положениях. В качестве примера возьмем небольшой двигатель и расшифруем надпись на прикрепленной к нему табличке (рис.62.1).

Ph 3 – W 375 – согласно данной надписи двигатель имеет три фазы, а его выходная мощность составляет 375 Вт.

220/380 V - двигатель может работать от переменного трехфазного тока 220 В (подключение обмоток статора выполняется по схеме «треугольник» Δ) и 380 В (подключение по схеме «звезда» Y).

1,7/1А – рабочий ток двигателя при номинальной нагрузке составляет 1,7А, согласно схемы «треугольник» и 1 А – согласно схемы «звезда» (рис.62.2).

Представим, что данный двигатель применяют для привода компрессора. Известно, что при изменении давления нагнетания мощность на валу компрессора и потребляемый двигателем ток также изменятся. При увеличении давления нагнетания сила тока растет и наоборот.

Получается, что потребляемая двигателем сила тока на данный момент может не соответствовать указанной на табличке, но вместе с этим, двигатель никогда не должен ее превосходить. Потребляемый двигателем ток будет равен 1 А только тогда напряжение в сети 380 В (обмотки подключены по схеме «звезда») а мощность на валу компрессора точно соответствует 375 Вт (рис.62.3).

В свою очередь, потребляемый двигателем ток будет равен 1,7 А, когда напряжение в сети составит 220 В (что встречается довольно редко) и потребная мощность на валу компрессора составит 375 Вт (рис.62.4).

Напомним. Что мощность, которую потребляет трехфазный двигатель можно определить по формуле:

Р=U x I х √3 х cosφ,

где U – напряжение сети, I – потребляемый ток, а cosφ – коэффициент мощности (для небольших двигателей cosφ=0,8).

Таким образом, мощность нашего двигателя составит:

• напряжение тока 220 В: 220х1,7х3х0,8=520 Вт;
• напряжение 380 В: 380х1х3х0,8=520 Вт.

Согласно расчетам можно сделать следующие выводы:

• потребляемая мощность двигателя не зависит от сети;
• потребляемая мощность (520 Вт) превышает мощность на валу (375 Вт), значение которой указано на табличке. Указанная цифра отвечает максимальному значению, которое может быть достигнуто на валу данного двигателя.

Следует помнить, что обмотка статора двигателя выполнена из медного провода, который при прохождении через него тока нагревается, аналогично любому электронагревательному прибору. Поэтому часть энергии двигателя тратится не на вращение ротора, а на нежелательный нагрев обмоток (данная энергия представляет собой потери).

Так в рассматриваемом нами примере потребляемая из сети мощность двигателя составляет 520 Вт, а на валу только 375 Вт. Исходя из этого, потери составляют 520-375=145 Вт, которые только нагревают окружающую среду (рис.62.7).

При этом коэффициент полезного действия (КПД) ? двигателя определяется отношением полезной мощности на валу к мощности, потребляемой из сети:

η=375/520=0,72

Из этого следует, что 72% потребляемой двигателем энергии расходуется на совершение полезной работы. При этом 28% потребляемой энергии расходуется впустую.

Отметим, что рассматриваемый нами двигатель является распространенной моделью. На его клеммной коробке имеется 6 клемм, условно обозначенные U-V-W и Z-X-Y (рис.62.8).

Следует быть внимательными, поскольку клеммы нижнего ряда имеют обозначение не соответствующее алфавитному порядку ZXY, а не XYZ. Теперь проверим порядок подключения обмоток к клеммам и получим следующее рис.62.9. В данном двигателе предусмотрено три обмотки, которые подключены к клеммам следующим образом: U-X; V-Y; W-Z.

Если двигатель находится в исправном состоянии, то сопротивление между его клеммами U-X; V-Y; W-Z при снятых клеммах будет одинаковое (если нет, то случилось короткое замыкание или произошел обрыв).