Прежде чем рассматривать проблемы, связанные с запуском трехфазных электродвигателей, обычно используемых для привода различных устройств в холодильных машинах, представляется полезным напомнить некоторые общие положения.
Вначале давайте будем помнить о том, что никогда не следует запускать двигатель только для того, чтобы удовлетворить собственное любопытство и посмотреть, как он работает — любой запуск двигателя требует потребления электроэнергии, за которую нужно платить деньги. Энергия, потребляемая двигателем, всегда должна расходоваться с пользой, например, приводить в движение какое-либо устройство (компрессор, вентилятор, насос и т.п.).
Теперь рассмотрим небольшой двигатель и попробуем расшифровать надписи на шильдике этого двигателя {см. рис. 62.1).
Ph 3 — W 375: указанная надпись означает, что данный двигатель является трехфазным и способен обеспечить выходную мощность на валу 375 Вт.
220 / 380 V: эта надпись означает, что двигатель рассчитан на работу при двух возможных значениях напряжения в сети переменного трехфазного тока — 220 В с подключением обмоток статора по схеме "треугольник" (А) и 380 В с подключением по схеме "звезда" (Y).
1,7 / 1 А: при номинальной нагрузке рабочий ток двигателя должен быть равен 1,7 А для схемы "треугольник" (напряжение сети 220 В) и 1 А для схемы "звезда" (напряжение сети 380 В) (см. рис. 62.2).
Допустим, что данный двигатель используют для привода компрессора. Вспомним, что если меняется давление нагнетания, то потребная мощность на валу компрессора и ток, потребляемый двигателем, также будут меняться (см. раздел 10 "Влияние величины давления нагнетания на силу тока, потребляемого электромотором компрессора "). Если давление нагнетания растет, сила тока также увеличивается, и наоборот.
Рис. 62.2.
Следовательно, действительная сила тока, потребляемого двигателем в данный момент, редко совпадает с силой тока, указанной на шильдике. Вместе с тем, сила тока, потребляемого двигателем, ни при каких обстоятельствах не должна превосходить величину, указанную на шильдике (см. раздел 55 "Различные проблемы электрооборудования ").
Очевидно, что ток, потребляемый двигателем, будет равен 1 А только тогда, когда при напряжении в сети 380 В и подключении обмоток по схеме "звезда" потребная мощность на валу компрессора будет в точности равна 375 Вт (см. рис 62.3).
Рис. 62.3.
Точно также ток, потребляемый двигателем, будет равен 1,7 А только тогда, когда при напряжении в сети 220 В (такое напряжение в сети трехфазного тока в настоящее время встречается довольно редко) и соединении обмоток по схеме "треугольник" потребная мощность на валу компрессора составит точно 375 Вт

Хотя целью нашего пособия не явлляется проведение расчетов, напомним, что мощность, потребляемая трехфазным электродвигателем из сети переменного тока, может быть найдена по формуле:

Не рискуя сильно ошибиться, можно принять, что для небольших двигателей коэффициент мощности coscp = 0,8. С учетом этого можно найти значение мощности, потребляемой нашим двигателем из сети переменного тока в соответствии с данными, указанными на шиль-дике
►     При напряжении в сети трехфазного тока 220 В (и подключении обмоток по схеме "треугольник") потребляемый ток равен 1,7 А. Следовательно, потребляемая мощность составит: 220 х 1,7 х л/3 х 0,8 = 520 Вт.
►     При напряжении в сети трехфазного тока 380 В (и подключении обмоток по схеме "звезда") потребляемый ток равен 1 А. Следовательно, потреблляемая мощность составит: 380 х 1 х VI х 0,8 = 520 Вт.
Из этих расчетов можно сделать два любопытных вывода 3 х 380 V *х»
1) Двигатель потребляет (округленно) и выдает одну и ту же мощность независимо от напряжения сети (естественно, выбор подключения обмоток - "звезда" или "треугольник" - должен соответствовать напряжению, иначе двигатель либо сгорит, либо его вал будет вращаться с пониженным числом оборотов). Ниже мы разовьем эту тему более подробно.

2) Потребляемая из сети мощность (здесь 520 Вт) больше, чем полезная мощность на валу (здесь 375 Вт), значение которой указано на шильдике. Значение мощности, указанное на шильдике, соответствует максимальному значению, которое может быть достигнуто на валу данного двигателя.
В последнем выводе не будем забывать, что обмотки статора двигателя представляют собой обыкновенные медные провода. При пропускании через них электрического тока они нагреваются точно так же, как любой электронагревательный прибор. Следовательно, часть подведенной к двигателю электрической энергии тратится не на вращение ротора двигателя, а на нежелательный нагрев обмоток: эта часть энергии представляет собой потери.

В нашем примере двигатель потребляет из сети 520 Вт, а на валу выдает только 375 Вт. Отсюда следует, что потери, составляющие 520 — 375 = 145 Вт, служат только тому, чтобы нагревать окружающую среду
Напомним, что коэффициент полезного действия (КПД) г] двигателя равен отношению полезной мощности на валу к мощности, потребляемой из сети. В нашем примере КПД г] = 375 / 520 = 0,72.
Это означает, что только 72% энергии, потребляемой нашим двигателем, расходуется на совершение полезной работы. Это указывает также на то, что 28% энергии, потребляемой из сети (и, следовательно, оплачиваемой нами), рассеивается, не принося никакой пользы.

Теперь вернемся к проблеме подключения обмоток трехфазного двигателя. Тип двигателя, рассматриваемый в нашем примере, в настоящее время является наиболее распространенным в Европе. Осматривая клеммную коробку этого двигателя, можно увидеть 6 клемм, условно обозначенных буквами U-V-W и Z-X-Y
ВНИМАНИЕ: клеммы нижнего ряда имеют обозначения, не соответствующие алфавитному порядку следования букв (то есть не XYZ, a ZXY — буква X находится в середине).
Теперь, если мы с помощью омметра проверим порядок подключения обмоток к этим клеммам, то получим картину, представленную на рис. 62.9.
В данном двигателе, широко используемом в европейском оборудовании, имеются три обмотки, подключенные изготовителем двигателя к следующим клеммам: U-X; V-Y; W-Z.

Внимание! В исправном двигателе все три обмотки абсолютно одинаковы. Поэтому сопро-msH    тивление обмоток, измеренное между клеммами при U-X; V-Y; W-Z при снятых клеммах должно быть одним и тем же (в противном случае в обмотках либо произошел обрыв, либо короткое замыкание).
Напомним, что сопротивление измеренное между клеммами верхнего ряда U и V, V и W, W и U, должно быть равно бесконечности, так же, как и для нижнего ряда (в противном случае можно говорить о том, что между двумя соседними обмотки есть короткое замыкание). Кроме того, сопротивление, измеренное между каждой из клемм и корпусом двигателя, также должно быть равно бесконечности (в противном случае, можно говорить о замыкании обмотки на массу). Все эти неисправности были рассмотрены нами в разделе 53 "Однофазные двигатели".

Например, при напряжении в сети 220 В трехфазного переменного тока обмотки двигателя должны быть подключены к сети по схеме "треугольник". Для этого с помощью перемычек следует соединить попарно клеммы U-Z, V-X и W-Y соответственно.
Зная, что концы обмоток подключены к клеммам U-X, V-Y и W-Z определить, в какой последовательности запитываются обмотки при их подключении по схеме "треугольник" (при напряжении в сети трехфазного тока 220 В).

Решение на следующей странице...

Решение упражнения 1
Подключение по схеме "треугольник".

При подключении по схеме "треугольник" в соответствии с рис. 62.10 видно, что фаза L1 подводится к клемме U, а клеммы Z и U соединены перемычкой.
Концы одной обмотки подключены к клеммам Z и W, другой - к клеммам U и X. Таким образом, подключение фазы L1 выглядит так, как показано на рис. 62.11.
Теперь рассмотрим подключение фазы L2. Эта фаза подключается к клемме V, а клеммы V и X соединятся перемычкой.
Концы третьей обмотки подключены к клеммам V и Y. Таким образом, подключение фаз L1 и L2 соответствует схеме на рис. 62.12.

Завершая рассмотрение, отметим, что фаза L3 подключается к клемме W. При этом клеммы W и Y соединены перемычкой.
Полностью схема подключения "треугольник" представлена на рис. 62.13. На нем мы видим, что обмотки при этой схеме подключения расположены в форме треугольника, отсюда и произошло название схемы.

62. ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ 62.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ