Реверс однофазного двигателя

Реверс однофазного двигателя

Однофазным называется такой асинхронный двигатель, на статоре которого имеется лишь одна рабочая обмотка, напрямую питаемая от единственной фазы сети. Есть в однофазном двигателе и вспомогательная (пусковая) обмотка, которая используется только в момент старта двигателя, для того чтобы придать ротору начальный импульс, фактически пусковая обмотка включается с целью вывести ротор из положения равновесия, иначе бы он не сдвинулся с места без посторонней помощи, и его пришлось бы сталкивать как-то иначе.

Как и в любом двигателе, в однофазном тоже имеются ротор, который вращается, и статор, который неподвижен, а служит лишь для создания изменяющегося во времени магнитного поля. Рабочая и пусковая обмотки расположены на статоре друг относительно друга под прямым углом, причем рабочая обмотка занимает вдвое больше пазов, чем пусковая.

Можно сказать, что в момент пуска такой двигатель работает как двухфазный, а после — переходит в однофазный рабочий режим. Ротор однофазного асинхронного двигателя по конструкции самый обычный — короткозамкнутый (типа «беличья клетка») или цилиндрический (полый).

Что получилось бы, если б пусковой обмотки на статоре вообще не было, или она была бы, но не использовалась. В этом случае, при включении двигателя в сеть, в рабочей обмотке появилось бы пульсирующее магнитное поле, и ротор бы попал в условия пронизывающего его изменяющегося магнитного потока.

Но если ротор изначально неподвижен, а мы внезапно подали переменный ток лишь в рабочую обмотку, то ротор с места не сдвинется, потому что суммарный вращательный момент (против часовой стрелки и по часовой стрелке) будет равен нулю, несмотря на индуцируемые в роторе ЭДС, и нет причин для вращения, ведь возникающие силы Ампера друг друга точно компенсируют.

Но совсем другое дело, если ротор подтолкнуть, — тогда он продолжит вращение в том же направлении, что и стартовый толчок, ведь теперь не только по закону электромагнитной индукции в роторе наведутся ЭДС и возникнут соответствующие токи, которые по закону Ампера станут от магнитного поля отталкиваться, но и (поскольку ротор уже имеет вращение) результирующий момент по направлению толчка окажется большим, чем момент против направления толчка. В итоге получим продолжение вращения ротора.

Чтобы пусковая обмотка смогла ротор в начальный момент толкнуть, она должна быть не просто смещена в пространстве относительно рабочей обмотки, но еще и ток в ней должен быть сдвинут по фазе относительно тока рабочей обмотки, тогда совместное действие двух этих обмоток статора окажется эквивалентно не просто пульсирующему магнитному полю, но уже вращающемуся магнитному полю. А это — как раз то, что необходимо для разгона ротора в момент пуска однофазного двигателя.

Для смещения по фазе тока в пусковой обмотке, как правило применяют необходимой емкости конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, и создающий сдвиг фаз в 90 градусов. Это стандартное решение для двигателя с расщепленной фазой.

Как только двигатель включается в сеть, оператор нажимает на кнопку выключателя, который подает питание к цепи пусковой обмотки, и как только обороты достигнут необходимого значения соответствующего номиналу при данной частоте сети, кнопку отпускают.

Для получения реверса однофазного двигателя с конденсаторным пуском, достаточно обеспечить условие, когда пусковой толчок будет подаваться в другом направлении, чем подавался изначально. Это достигается путем изменения относительного порядка чередования фаз в рабочей и пусковой обмотках.

Для обеспечения данных условия, необходимо переключить рабочую или пусковую обмотку, то есть поменять «полярность» подключения ее выводов к сети либо к сети и к конденсатору. Это несложно реализовать, поскольку на однофазном двигателе есть клеммник, на который выведены каждый из концов как пусковой, так и рабочей обмоток. Рабочая обмотка имеет меньшее активное сопротивление, чем пусковая, поэтому ее несложно найти при помощи мультиметра. Лучшее решение — разместить выводы пусковой обмотки на двухполюсный переключатель без фиксации.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Принципиальная схема реверсивного пуска двигателя

Предлагается схема электронного переключателя на твердотельных тиристорах (управляемые кремниевые выпрямители SCR), предназначенная для реверсирования трехфазного двигателя. Тут отсутствуют движущиеся механические контакты — как известно, традиционное реверсирование осуществляется парой контакторов, которые меняют местами две из трех линий переменного тока. Но у контакторов есть недостатки — они дороги и имеют ограниченный срок службы при повторяющемся частом переключении.

Схема релейного реверса 3-фазного мотора

Для начала схема обычного релейного реверса, чтоб лучше понять процесс. Вот схема принципиальная и далее монтажная реверсивного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

• SB1 — «Вперед»
• SB2 — «Назад»
• SB3 — «Стоп»

Трехфазный асинхронный двигатель – подключение на 220 вольт

Бытовых ситуаций много, особенно у тех, кто проживает в своем собственном частном доме. К примеру, необходимо установить в гараже точильный станок с асинхронным электродвигателем, который работает от трехфазной сети переменного тока. А на участок проведена лишь однофазная сеть на 220 В. Что делать? В принципе, это не проблема, потому что любой трехфазный электрический движок можно подключить и к однофазной сети, главное знать, как это сделать. Итак, наша задача в этой статье разобраться в позиции – асинхронный двигатель подключение на 220 вольт.

Существуют две классические схемы такого подключения, в которых присутствуют конденсаторы. То есть, сам электродвигатель становится не асинхронным, а конденсаторным. Вот эти схемы:

Конечно, это не единственные варианты, но в этой статье будем говорить именно о них, как о самых простых и часто используемых.

На схемах хорошо видно, что в них установлены конденсаторы: рабочий и пусковой, которые в свою очередь называются фазосдвигающими. А так как в данной схеме эти элементы являются основными, то самый важный момент – это правильно подобрать конденсатор по емкости, которая бы соответствовала мощности мотора.

Схема электронного реверса двигателя

А это электронное реверсирование:

Схема управления — драйвер.

Обратите внимание, что эта схема не обеспечивает управление скоростью, поскольку двигатель работает на своей базовой скорости, и не обеспечивает переключение при нулевом напряжении. Для контроля вращения используйте схему частотного регулятора.

Как подключается реверсивный пускатель

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя необходима для работы электрического двигателя в прямом, а также в обратном направлении. Подключить этот вид пускового устройства для специалиста не составит труда. Очень часто в промышленности реверсивное подключение используется для работы станочного оборудования разного вида (сверлильный, токарный станок и др.). Реверсивная схема реализуется в работе лифтов не бытового назначения.

Реверсивные пускатели имеют отличие в подключении, это дополнительная цепочка управления, а также разница соединения силовой части. В схеме реализована защита от короткого замыкания, это контакты КМ1.2 и КМ2.2, которые имеют нормально замкнутый вид и размещены на пускателях КМ1 и КМ2. Реверсивная схема, представленная на фото, имеет цветовое отличие силовой и управляющей цепей:

Как работает электронный реверс

Тиристоры SCR получают повторяющуюся серию импульсов, которая как включает их, так и поддерживает их проводимость. Импульсы управления генерируются м/с 555 и изолируются гальванически через 4 вторичных импульсных трансформатора. Для каждой линии один такой контур. Когда 555 заблокирована, импульсы на управляющем электроде прекращаются, и ток SCR коммутируется по линии переменного напряжения.

Почему SCR? Они намного более надежны чем обычные тиристоры, потому что они рассчитаны на более высокую температуру перехода, имеют более низкие потери проводимости, более высокое номинальное напряжение, более высокое значение dV / dT и более высокий номинальный ток короткого замыкания. Конечно недостатком является требование, чтоб пара проводила оба полупериода.

Полупроводниковый предохранитель необходим для прерывания межфазного тока короткого замыкания, причём достаточно быстро, чтобы уберечь тиристоры от сгорания. Если оба направления включаются одновременно, происходит межфазное короткое замыкание. Отключающий ток предохранителя должен быть существенно меньше тока силового полупроводника.

Добавление конденсатора 0,1 мкФ между управляющим электродом и катодом существенно увеличивает номинальное значение dV / dT устройства, а также снижает шумовую чувствительность.

Демпфер RC подключен к каждой ячейке. Резистор поглощает энергию, вызванную всплеском линейного шума — такое может произойти при включении питания и может вызвать ложное срабатывание тиристоров. Он также поглощает энергию всплеска напряжения выключения SCR, которая является функцией скорости изменения восстановленного тока заряда SCR и индуктивности последовательной цепи.

Реверс электродвигателя

Приветствую Вас, уважаемые гости сайта «Заметки электрика».

Сегодня я Вам расскажу про реверс электродвигателя.

В данной статье Вы познакомитесь со схемой реверса электродвигателя, а также узнаете как она работает. А в конце я снял для Вас специальный видео-ролик, где покажу Вам принцип работы схемы реверса электродвигателя на специальном стенде.

В процессе эксплуатации трехфазного асинхронного электродвигателя возникают моменты, когда необходимо изменить вращение вала электродвигателя. Чтобы осуществить задуманное, мы подключаем электродвигатель по схеме реверса.

Что нам для это потребуется?

• Вводной питающий автомат — в данном примере я использовал автоматический выключатель марки АП-50 с номинальным током 4А
• Контакторы или магнитные пускатели в количестве 2 штуки
• Кнопочный пост с 3 кнопками (красная — «стоп», черные — «вперед», «назад»)
• Тепловое реле
• Асинхронный электродвигатель

В моем примере (видео) отсутствует тепловое реле и сам электродвигатель, т.к. данный стенд предназначался для тренировки для студентов колледжей по сборке схемы реверса электродвигателя без силовой части.

Перед тем, как перейти к реверсу электродвигателя рекомендую прочитать и досконально изучить следующие статьи:

А теперь перейдем к реверсу. Чтобы изменить вращение вала (направление) электродвигателя, необходимо изменить чередование (следование) фаз питающего напряжения.

Как это сделать?

Схема реверса электродвигателя

Схема реверса электродвигателя при напряжении сети 220(В) и при напряжении цепей управления 220(В)

Хочу сразу заметить, что следует обращать внимание на уровень напряжение питания электродвигателя (380В или 220В) и напряжение катушек контакторов (380В и 220В).

Ниже смотрите еще 2 схемы реверса электродвигателя с разными номинальными напряжениями.

Схема реверса электродвигателя при напряжении сети 380(В) и при напряжении цепей управления 380(В)

Схема реверса электродвигателя при напряжении сети 380(В) и при напряжении цепей управления 220(В)

В моем примере уровень напряжения силовой цепи составляет 220(В), поэтому контакторы я использую с катушками, соответственно, на 220 (В).

Контакторы КМ1 и КМ2 используем для организации реверса электродвигателя. При срабатывании контактора КМ1 фазировка питающего напряжения будет различаться от фазировки при срабатывании контактора КМ2.

Управление катушками контакторов КМ1 и КМ2 осуществляется кнопками «стоп», «вперед» и «назад».

Давайте рассмотрим принцип работы схемы реверса электродвигателя.

Трансформаторы импульсные

Трансформатор можно легко изготовить из соответствующих материалов. Он предназначен для пикового первичного напряжения 24 В, но его можно изменить для снижения напряжения путем регулировки количества витков первичной обмотки. Другой подход — параллельное соединение двух импульсных трансформаторов с двумя вторичными обмотками каждый.

Характеристики импульсного трансформатора

Нельзя устанавливать высокий уровень на обоих выходах одновременно. Он должен обеспечивать как минимум 1 линейный цикл для SCR, для коммутации линии перед изменением направления вращения.

В противном случае необходимо предусмотреть промежуток времени между сменой направлений, чтобы скорость двигателя снизилась. Хотя скорость не обязательно должна падать до нуля, это снизит повышение температуры двигателя, поскольку реверс двигателя, когда он вращается в другом направлении, приводит к очень высоким токам мотора.

Работа цепей управления при вращении двигателя вправо.

Чтобы задать двигателю вращение в противоположную сторону достаточно поменять местами любые две питающие фазы, например, «В» и «С». Вот этим, как раз, и занимается пускатель КМ2

Но прежде чем нажать кнопку «Вправо

» и задать двигателю вращение в обратную сторону, нужно кнопкой «
Стоп
» остановить прежнее вращение.

При этом разорвется цепь и управляющая фаза «А» перестанет поступать на катушку пускателя КМ1

, возвратная пружина вернет сердечник с контактами в исходное положение, силовые контакты разомкнутся и отключат двигатель
М
от трехфазного питающего напряжения. Схема вернется в начальное состояние или ждущий режим:

Нажимаем кнопку SB3

и фаза «А» через нормально-замкнутый контакт
КМ1.2
поступает на катушку магнитного пускателя
КМ2
, пускатель срабатывает и через свой контакт
КМ2.1
встает на самоподхват.

Своими силовыми контактами КМ2

пускатель перебросит фазы «В» и «С» местами и двигатель
М
станет вращаться в другую сторону. При этом контакт
КМ2.2
, расположенный в цепи питания пускателя
КМ1
, разомкнется и не даст пускателю
КМ1
включиться пока в работе пускатель
КМ2
.

Однофазная испытательная схема

Поскольку в радиолюбительской лаборатории как правило нет трехфазного источника питания для работы двигателя, тестирование может быть однофазным. Для этого требуется только два SCR, соединенных встречно параллельно, и половина цепи управления.

Однофазный тестовый сигнал на осциллографе показан выше.

Полезное: Переделка аккумуляторной отвертки из Ni-Cd в Li-Ion

Подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов: 4 схемы для начинающего мастера

Асинхронные электродвигатели просты по конструкции, дешевы, массово применяются в различных производствах. Не обходятся без них домашние мастера, запитывая их от 220 вольт с пусковыми и рабочими емкостями.

Но, есть альтернативный вариант. Это — подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов, который тоже имеет право на существование.

Ниже я показываю 4 схемы реализации такого проекта. Вы можете выбрать для себя любой из них, более подходящий под ваши личные интересы и местные условия эксплуатации.

С этой темой я впервые столкнулся в конце 1998 года, когда к нам в электролабораторию РЗА пришел друг связист с журналом Радио за №6 от 1996 года и показал статью про безконденсаторный запуск.

Мы сразу решили испытать ее в деле, благо все детали, включая тиристоры и подходящий двигатель, у нас имелись. Как раз был перерыв на обед.

Для проверки спаяли электронный блок навесным монтажом. Справились где-то меньше, чем за час. Схема заработала практически без наладки. Оставили ее для наждака.

Порадовали маленькие габариты блока и отсутствие необходимости подбирать конденсаторы. Особых отличий в потере мощности по сравнению с конденсаторным пуском замечено не было.

Принципы работы электронной схемы: запуск трехфазного асинхронного электродвигателя без конденсаторов

Для подключения в однофазную сеть по этому методу подойдет любой асинхронный движок типового исполнения.

Автор Голик обращает внимание, что обороты ротора в минуту должны составлять не 3000, а 1500. Связано это с конструкцией обмоток статора.

Мощность устройства ограничена электрическими характеристиками силовых диодов и тиристоров — 10 ампер с величиной обратного напряжения более 300 вольт.

Три обмотки статора необходимо подключать по схеме треугольника.

Их выводы собираются на клеммной колодке тремя последовательными перемычками.

Напряжение 220 вольт подключается через защитный автоматический выключатель параллельно одной обмотке, назовем ее «A». Две другие оказываются последовательно соединенными между собой и параллельно — с ней.

Обозначим их «B» и «C». На выводы одной из них, например, «B» подключается электронный блок. Назовем его ключом «k».

Представим, что ее контакт всегда разомкнут, а напряжение подано. Тогда по цепочкам «A» и «B+C» станут протекать токи Ia и Ib+c. Мы знаем, что сопротивление всех обмоток статора (резистивно-индуктивное) одинаково.

Поэтому в цепи «A» ток станет в два раза превышать вектор Ib+c, а по фазе они будут совпадать.

Каждый из этих токов создаст вокруг себя магнитный поток. Но, они не смогут в этой ситуации привести во вращение ротор.

Чтобы электродвигатель стал работать, необходимо сдвинуть по углу два этих магнитных потока (или токи между собой). Эту функцию в нашем случае выполняет электронный ключ.

Его конструкция собрана так, что он кратковременно замыкается, а затем размыкается, шунтируя обмотку «B».

Для этого процесса выбирается момент времени, когда синусоида напряжения достигает максимального амплитудного значения, а сила тока в обмотке «C», ввиду ее индуктивного сопротивления, минимальна.

Резкое закорачивание сопротивления «B» в цепи «B+C» создает бросок тока через замкнутый электронный контакт по виткам обмотки «C», который быстро возрастает и затем снижается под влиянием уменьшения амплитуды напряжения до нуля.

Между токами в обмотках «A» и «C» образуется временной сдвиг, обозначенный буквой φ. За счет возникновения этого угла сдвига фаз создается суммирующий магнитный поток, начинающий раскрутку ротора двигателя.

Форма тока в обмотке «C» при работе электронного ключа отличается от гармоничной синусоиды, но она не мешает создать на валу ротора крутящий момент.

При переходе полуволны синусоиды напряжения в область отрицательных значений картина повторяется, а двигатель продолжает раскручиваться дальше.

Электронная схема В Голик: устройство запуска трехфазных электродвигателей на доступной элементной базе

Силовая выходная часть электронного ключа, осуществляющая коммутацию обмотки, выполнена на двух мощных диодах (VD1, VD2) и тиристорах (VS1, VS2), включенных по схеме обычного моста.

Однако здесь они выполняют другую задачу: своими плечами из одного тиристора и диода поочередно шунтируют обмотку подключенного электродвигателя при достижении амплитудного значения синусоиды напряжения на схеме.

За счет такого подключения создан электронный ключ двунаправленного действия, реагирующий на положительную и отрицательную полуволну гармоники.

Диодами VD3 и VD4 осуществляется двухполупериодное напряжение сигнала, поступающего на цепи управления. Оно ограничивается и стабилизируется резистором R1 и стабилитроном VD5.

Сигналы на открытие тиристоров электронного ключа поступают от биполярных транзисторов (VT1 и VT2).

Переменный резистор R7 с номиналом на 10 килоом предназначен для регулировки момента открытия силового тиристора. Когда его ползунок установлен в минимальное положение сопротивления, то электронный ключ срабатывает при наибольшем напряжении амплитуды на обмотке B.

Максимальное введение сопротивления резистора R7 закрывает электронный ключ.

Запуск схемы осуществляют при положении ползунка R7, соответствующем максимальному сдвигу фаз токов между обмотками. После этого его сдвигают, определяют наиболее устойчивый режим работы, который зависит от приложенной нагрузки и мощности двигателя.

Все электронные детали со своими номиналами приведены на схеме. Они не являются дефицитными. Их можно заменить любыми другими элементами, соответствующими по электрическим характеристикам.

Вариант их размещения на электронной печатной плате показан на картинке. Регулировочный резистор R7 показан справа двумя подключенными проводами, синим и коричневым. Сам он не виден на фото.

Силовая часть, созданная для работы с электродвигателями небольшой мощности, может выполняться без радиаторов охлаждения, как показано здесь. Если же диоды и тиристоры работают на пределе своих возможностей, то теплоотвод обязателен.

2 схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов автора В Бурлако: в чем отличия

Здесь я полагаюсь на информацию из интернета, ибо вижу, что в принципе конструкции рабочие, а принципы управления токами в обмотках те же, что предложил В Голик.

Кстати, авторы статей ссылаются на автомобильный украинский журнал «Сигнал» №4 за 1999 год. Пришлось поискать его в интернете. Однако разочаровался, там оказалась полностью перепечатанная статья из журнала Радио под авторством В Голик. Вот так…

Если знаете, где можно найти первоисточник на эту информацию, то сообщите в комментариях.

Электронные ключи, выполненные по технологии Бурлако, работают так же. Они просто выполнены из других, более усовершенствованных полупроводников, как и силовая часть.

Схема запуска асинхронного двигателя от симисторного электронного ключа: усовершенствование конструкции В Голик

Картинка подключения трехфазного электродвигателя упростилась. Вместо двунаправленного силового блока из двух тиристоров и диодов здесь работает один симистор VS1 серии ТС-2-10.

Он также шунтирует одну обмотку «B» в момент достижения синусоидой напряжения амплитудного значения, когда ток параллельной цепочки минимален.

При этом создается сдвиг фаз токов в параллельных обмотках, как и в предыдущей схеме, порядка 50-80 угловых градусов, что достаточно для вращения ротора.

Работой симитора VS1 управляет ключ, выполненный на симметричном динисторе VS2 для каждого полупериода гармоники напряжения. Он получает команды от фазосдвигающей цепочки, выполненной из резистивно-емкостных элементов.

Сдвиг фазы сигнала конденсатором C дополняется общим сопротивлением R1+R2. Подстроечный резистор R2 на 68 кОм работает как R7 в предыдущей схеме, регулируя время заряда конденсатора и, соответственно, момент подключения VS2, а через него VS1 в работу.

Рекомендации автора по сборке и наладке

Схема испытывалась и предназначена для работы с электродвигателями, раскручивающими ротор до 1500 оборотов в минуту с электрической мощностью 0,5÷2,2 кВт.

На устройствах электронных ключей, работающих с мощными электродвигателями, необходимо обеспечивать теплоотвод с симистора VS1.

При наладке устройства обращают внимание на оптимальную подгонку угла сдвига фаз токов между обмотками, когда двигатель запускается и работает нормально: без шума, гула и вибраций. Для этого может потребоваться изменение номиналов у элементов фазосдвигающей цепочки.

Семисторы можно использовать другой марки. Важно, чтобы они соответствовали электрическим характеристикам. Вместо DB3 допустимо установить отечественный динистор KP1125.

Схема безконденсаторного запуска электродвигателей с большими пусковыми моментами

Она же хорошо подходит под управление двигателями, собранными для вращения со скоростью 3000 оборотов в минуту. С этой целью у нее изменена система подключения обмоток с треугольника на разомкнутую звезду.

На картинке ниже их полярность показана точками.

В этой ситуации создается больший крутящий момент для запуска ротора.

Рассматриваемая схема отличается от предыдущей дополнительным электронным ключом, подключенным к обмотке «A», создающим дополнительно сдвиг фазы тока. Он необходим для трудных условий работы.

Рекомендации автора по наладке и работе не изменились.

Преимущества схемы тиристорного преобразователя: автор В Соломыков

Эта разработка позволяет максимально эффективно сохранить мощность асинхронного двигателя при его подключении в однофазную сеть. Она является прообразом современных частотных преобразователей, но выполнена на старой и доступной элементной базе.

Тиристорный преобразователь позволяет сделать формы напряжений на каждой фазе очень похожими на идеальные, гармоничные синусоиды, под которые и создается асинхронный электродвигатель.

Питание от сети 220 вольт происходит через защиту — автоматический выключатель SF1 и диодный мост на базе Д233В.

Силовые выходные цепи образуются работой тиристорных ключей VS1-VS6.

Сдвиг фаз токов для питания каждой обмотки двигателя своим напряжением создается работой двух микросхем:

1. DD1 — К176ЛЕ5;
2. DD2 — К176 ИР2.

Они формируют такты сдвига напряжений сигналов в регистрах, а их сочетания подаются на входы управления тиристорами VS1÷VS6 через индивидуальные транзисторы VT1÷VT6 по запланированной временной диаграмме.

Логическая часть

Микросхема К176ИР2 вырабатывает по 2 раздельных 4-х разрядных регистра сдвига с четырьмя выходами Q от любого триггера. Каждый триггер двухступенчатый, типа D.

Ввод данных в регистр происходит через вход D. Также имеется вход для тактовых импульсов типа C. Они поступают через вход D 1-го триггера, а затем смещаются по ходу вправо на один такт.

Обнуление данных на выходе регистра Q происходит при поступлении на вход R (асинхронный сброс) напряжения логического уровня.

Автоматика для откатных ворот. Сборка электрической схемы

Из этой части руководства по монтажу откатных ворот вы узнаете про сборку электрической схемы управления своими руками. Мы расскажем, как подключить разные типы двигателей и собрать пусковое оборудование, а также раскроем секреты плавного пуска и остановки автоматических откатных ворот.

В зависимости от выбранного типа двигателя, вы можете использовать разные способы подключения. Отличаться будет не только схема электрических соединений, но и допустимые параметры тока.

Внимание! При работе с электрической частью не забывайте о мерах предосторожности: приварите к стационарной раме болт, который будет использован для подключения к заземляющему контуру.

Подключение электродвигателя

Трехфазный двигатель на номинальное напряжение 380/220 В должен иметь соединение обмоток «в звезду» при подключении к трехфазной сети питания. Поменять направление вращения можно, поменяв местами подключение любых двух фаз из трех.

Если вы пытаетесь подключить трехфазный двигатель к однофазной сети, отдайте предпочтение емкостному способу. При этом используйте пусковой конденсатор заведомо завышенной емкости (в 2–3 раза) и добавьте пару компенсирующих конденсаторов для двух оставшихся обмоток в рабочую сборку, либо предусмотрите отключение пускового конденсатора с помощью реле времени.

Однофазный конденсаторный двигатель имеет в сборке четыре провода, то есть по два конца пусковой и рабочей обмотки. Стандартная маркировка выводов клеммной колодки такова:

1. Клеммы U1 и U2 (или B1 и B2) — основная обмотка.
2. Клеммы W2 и V2 (или С1 и С2) — пусковая обмотка.
3. Клеммы V2 и V1 — пусковой конденсатор.

Подключение пусковой обмотки остается постоянным, в то время как полярность питания рабочей обмотки можно изменить для смены направления вращения.

Примечание: полярность определяется положением перемычек на клеммной планке двигателя, замыкание которых будет выполняться дистанционно через контактор.

Пусковая аппаратура

Для сборки электрической схемы понадобится два магнитных пускателя IEK КМИ 1121 с напряжением питания катушек 230 В, либо один реверсивный пускатель ПМЛ 2561 (преимущество последнего в наличии механической блокировки). Основных контактов должно быть три.

Также необходимо наличие блока вспомогательной контактной группы, включающей по одному нормально открытому и нормально закрытому контакту. Дополнительно потребуется кнопочный корпус IEK КП103 с тремя кнопками «Пуск», «Реверс» и «Стоп». Для установки поста с уличной стороны рекомендуется комплектовать его кнопками с блокировкой под ключ. Все коммутационное электрооборудование должно быть смонтировано в металлическом ящике со степенью защиты IP54 и сальниковыми вводами для проводов.

Подключите входные контакты двух пускателей параллельно, подав на них фазу и ноль от сети 220 В через защитный автомат. С обратной стороны пускателей подключите два провода питания пусковой обмотки.

На примере двигателя АИРЕ 80, питание нужно подавать на клеммы V1 и W2. Учтите, что полярность остается неизменной вне зависимости от того, какой пускатель включен. Выводы U1 и U2 принадлежат концам рабочей обмотки и должны быть подключены к двум пускателям в разной последовательности.

Питание на катушки каждого пускателя нужно подавать через собственные нормально открытые и нормально закрытые контакты второго пускателя. Это обеспечит самоподхват и удержание катушки во включенном состоянии, а также обеспечит электрическую блокировку встречного пуска.

Кнопочные посты и концевые выключатели

Управление приводом осуществляется одним или несколькими кнопочными постами. Фазный провод пропускается через последовательно соединенные нормально закрытые контакты кнопок «Стоп», что необходимо для возможности обрыва цепи удержания катушек с любой кнопки.

Далее питание поступает на нормально закрытые контакты кнопок «Пуск» и «Реверс», затем с клемм каждой кнопки подается питание на нормально открытую пару противоположной. Эти контакты управляют включением катушек соответствующих пускателей. Перекрестное подключение через размыкающие контакты необходимо, чтобы избежать непреднамеренного встречного включения пускателей.

Чтобы привод сам и своевременно выключался, когда ворота достигают крайних точек открывания и закрывания, электрическую схему нужно дополнить концевыми выключателями. Подойдут выключатели ВПК-2112 или МЕ 8104 с одним нормально закрытым контактом. Рекомендуется использовать изделия, оснащенные роликом.

Концевые выключатели нужно жестко закрепить на стационарной раме ворот таким образом, чтобы ролик находился в 1–2 мм от любого продольного элемента ворот. Это может быть несущая рама или рельсовая направляющая, главное, чтобы боковая поверхность была абсолютно ровной. Ворота нужно поставить сначала в открытом, затем в закрытом положении и отметить места контакта с роликами.

Примечание! Поскольку массивные ворота продолжают движение по инерции, рекомендуется сместить метки на несколько сантиметров в обратную сторону, чтобы концевик срабатывал с небольшим упреждением.

По нанесенным меткам нужно наварить небольшие выступы, высота которых будет достаточной для уверенного срабатывания выключателя. Также важно, чтобы метка имела достаточную длину и удерживала ролик, а не проскакивала через него, кратковременно включая концевик. Выключатель должен находиться в положении срабатывания вплоть до начала движения в обратную сторону, когда он сойдет с метки и снова замкнет цепь.

Электрическое подключение концевых выключателей можно выполнить двумя способами.

Схема подключения кнопочных постов и концевых выключателей

Способ № 1. Нормально закрытые контакты соединены последовательно и включены в цепь удержания катушек контактора. Место включения находится между последовательно соединенными кнопками «Стоп» и нормально открытыми контактами пускателей. Недостаток такого способа в том, что при включении ворот требуется определенное время удерживать кнопку нажатой, пока выключатель не выйдет из положения срабатывания.

Способ № 2. Подразумевает независимое включение концевиков в цепи удерживания катушек каждого пускателя. Нормально закрытый контакт выключателя расположен по схеме между нормально открытым дополнительным контактом пускателя и клеммой катушки. Также допускается ставить выключатель в цепь электрической блокировки: между катушкой одного и нормально закрытым контактом второго пускателя. Таким образом, выключатели работают независимо друг от друга, а значит, не требуется задержка времени при включении привода.

Управление воротами через преобразователь частоты

Поскольку преобразователи частоты в последнее время становятся все более доступными и популярными, их уместно использовать для управления приводом ворот, тем более что для этого имеется не один повод:

1. Поскольку преобразователь частоты подает на привод трехфазное напряжение, вы экономите, покупая более распространенный двигатель меньшей мощности.
2. Частота вращения двигателя не имеет значения.
3. Исключены трудности с подключением трехфазного мотора.
4. Вы избегаете проблем с пуском привода под нагрузкой.
5. Преобразователь плавно, но быстро разгоняет и останавливает ворота, открывание происходит за считанные секунды.
6. Не нужно покупать и устанавливать редуктор.
7. Нет необходимости в пускателях, простая электрическая схема.
8. Существенно увеличивается срок службы двигателя.

Средняя стоимость аппарата с выходной мощностью 2–2,5 кВт составляет $250–300, поэтому его приобретение вполне оправдано с учетом отказа от покупки редуктора и пускателей.

Преобразователь частоты CFM-240 — это бюджетный вариант устройства, он также имеет наиболее распространенную схему подключения и управления. По его примеру вы легко сможете разобраться с аналогичными устройствами.

Подключение преобразователя частоты

Клеммы L и N используются для подачи, соответственно, фазы и нуля от сети 220 В, здесь важно соблюдать полярность. Клеммы U, V и W дают выходное напряжение для питания трехфазного асинхронного двигателя на напряжение 380/220 В, обмотки которого соединены в треугольник. Управление происходит путем замыкания одного из управляющих контактов DI1-DI3 на общую клемму GND. Соответственно, при замыкании DI1 и GND происходит пуск двигателя, DI2 и GND запустят привод в обратном направлении, а DI3 и GND остановят его.

Принцип настройки преобразователя частоты

Настройка преобразователя выполняется путем изменения значений каждого из 70 параметров. Полное описание функций и задаваемых значений указаны в паспорте устройства. Для корректировки значений нужно войти в меню выбора параметров, нажимая кнопку «Режим» до тех пор, пока на дисплее не отобразится Р—. Затем нужно нажать «ввод» и с помощью стрелок «вверх» и «вниз» выбрать номер нужного параметра, снова нажать «ввод», установить нужное значение и нажать «ввод» еще раз для сохранения.

Использование преобразователя частоты дает некоторые дополнительные возможности. Например, вы можете использовать функцию позиционирования, передавая на преобразователь данные с датчика положения ворот. Это позволит использовать устройство в режиме шагового двигателя. Он плавно разгонит ворота и мягко остановит их в крайней точке, запомнив оба крайних положения полотна. Это более удобная и продвинутая замена системы концевых выключателей. Требуется только установить счетчик типа «квадратурный энкодер» на вал приводного механизма.

Счетчик имеет два провода питания, которые подключаются к клеммам +12V и GND, а также два сигнальных провода, которые подключаются на клеммы DI5 и DI6. Включение функции позиционирования производится присвоением значения «2» параметру 60. Далее нужно задать значение «1» параметру 61, чтобы установить нужный тип датчика. Затем, меняя значения параметров 62 и 63, определить соотношение между количеством импульсов и пройденным расстоянием.

К примеру, вал двигателя может сдвигать ворота на 25 см за один оборот, а энкодер, закрепленный на валу, выдает за один оборот 200 импульсов. Это значит, что на каждые 1000 мм, заданных в значении параметра 62, будет приходиться по 800 импульсов датчика, устанавливаемых в значении параметра 63.

Параметр 66 определяет тип торможения, ему нужно присвоить значение «1». Параметр 67 определяет частоту вращения двигателя, до которой будет снижена максимальная рабочая скорость, а значение параметра 68 определяет требуемую длину тормозного пути. Настроив указанные параметры, вы можете выйти в главное меню и указать расстояние, которое ворота должный пройти, в миллиметрах. После выполнения задания счетчик обнулится и будет готов к новому циклу, отсчет ведется в обоих направлениях.

Номинальная скорость вращения двигателя задается значением выходной частоты (Гц) в главном меню программы. Вы можете изменять ее в режиме реального времени и увеличивать до тех пор, пока механизм передачи сохраняет стабильную работу. Не забывайте также, что слишком большой разгон не позволит преобразователю эффективно снизить скорость в конце пути. Время разгона привода до максимальной скорости задается значением в секундах параметра 10.

Настройка торможения ворот при помощи преобразователя частоты

Слишком массивные ворота нуждаются в торможении приводом. Для этого в преобразователе частоты предусмотрена функция, включаемая параметром 21. Сила торможения и время, за которое выполняется полная остановка, задаются соответственно параметрами 27 и 28. При торможении приводом нужно использовать компенсацию нагрузки. Для этого к силовым клеммам Br нужно подключить силовые резисторы сопротивлением не менее 70 Ом и мощностью свыше 350 Вт (их также можно заменить связкой из 4–5 последовательно соединенных ламп накаливания).

Теперь вы располагаете несколькими вариантами подключения двигателя и можете выбрать способ, который подойдет именно под ваши потребности. Каждый способ подключения может иметь дистанционную схему управления, о которой мы расскажем в следующей статье.