Даже чаще всего на А2 подают фазу, так как для удобства этот контакт выведен еще на нижней стороне корпуса. И в некоторых случаях удобнее задействовать его, а «ноль» подключить к А1.
Как осуществить реверс электродвигателя постоянного и переменного тока
Реверс двигателя — это изменение вращения ротора на противоположное. Изменить направление вращения можно у электродвигателя постоянного тока, асинхронного и коллекторного двигателя переменного тока. Сложно представить себе устройство, в котором не применяется реверсивное вращение электродвигателя. Без изменения вращения невозможно представить работу тельфера, кран-балки, лебедок, грузоподъемных механизмов, лифтов, задвижек и т.п. Исключение составляют такие устройства, как заточные станки, вытяжки и т.д. В этой статье мы расскажем читателям сайта Сам Электрик, как осуществить реверс электродвигателей разных типов.
Наиболее просто осуществить реверс двигателя постоянного тока, у которого статор с постоянными магнитами. Достаточно изменить полярность питания, чтобы ротор начал вращаться в обратную сторону.
Сложнее осуществить реверсирование мотора с электромагнитным возбуждением (последовательным, параллельным). Если просто поменять полярность питающего напряжения, то направление вращения ротора не изменится. Чтобы изменить направление вращения, достаточно поменять полярность только в обмотке возбуждения или только на щетках ротора.
Для осуществления реверса двигателей большой мощности полярность следует менять на якоре. Разрыв обмотки возбуждения на работающем моторе может привести к неисправности, т.к. возникающая ЭДС имеет повышенное напряжение, которое способно повредить изоляцию обмоток. Что приведет к выходу электродвигателя из строя.
Для осуществления обратного направления вращения ротора применяют мостовые схемы на реле, контакторах или транзисторах. В последнем случае можно и регулировать скорость вращения.
На рисунке представлена схема на транзисторах. В качестве иллюстрации работы транзисторы заменены контактами переключателя. Аналогично выполняются мостовые схемы не на биполярных, а на полевых транзисторах.
КПД такой схемы значительно выше, чем на транзисторах. Управление осуществляется микроконтроллером или простыми логическими схемами, предотвращающими одновременную подачу сигналов.
Изменение направления вращения ротора асинхронного двигателя
Наибольшее распространение в промышленности получили асинхронные двигатели, запитанные от трехфазного напряжения 380 вольт. Для того чтобы осуществить реверс, достаточно поменять две любые фазы.
Получила распространение схема подключения, выполненная на двух магнитных пускателях. Собственно для двигателей постоянного тока она аналогична, но используются двухполюсные контакторы или пускатели. Эту схему так и называют «схема реверсивного пускателя» или «реверсивная схема пуска асинхронного трёхфазного электродвигателя».
При включении пускателя КМ1 кнопкой «Пуск 1», происходит прямая подача напряжения на обмотки и блокируется кнопка «Пуск 2» от случайного включения, посредством размыкания нормально-замкнутых контактов КМ-1. Двигатель вращается в одну сторону.
После отключения пускателя КМ1 кнопкой «Стоп» или полным снятием напряжения, можно включить КМ2 кнопкой «Пуск 2». В результате через контакты линия L2 подается напрямую, а L1 и L3 меняются местами. Кнопка «Пуск 1» заблокирована, так как нормально-замкнутые контакты пускателя КМ2 приводятся в движение и размыкаются. Двигатель начинает вращаться в другую сторону.
Схема применяется повсеместно и по сей день для подключения трехфазного двигателя в трехфазной сети. Простота схемного решения и доступность комплектующих — её весомые преимущества.
Наибольшее распространение находят электронные системы управления. Коммутационные схемы, которых собранные на тиристорах без пускателей. Хотя пускатели могут быть и установлены для дистанционного включения или выключения в этой цепи.
Они сложнее, но и надежнее устройств на контакторах. Для управления используется системы импульсно-фазного управления (СИФУ), системы частотного управления. Это многофункциональные устройства, с их помощью можно не только осуществлять реверс асинхронного электродвигателя, но и регулировать частоту вращения.
В домашних условиях возникает необходимость подключения двигателя 380В на 220 с реверсом. Для этого необходимо произвести переключение обмоток звезда треугольник. Подробнее мы рассматривали различия этих схем в статье размещенной на сайте ранее: https://samelectrik.ru/chto-takoe-zvezda-i-treugolnik-v-elektrodvigatele.html.
Однако, если предполагается подключение трехфазного электродвигателя к однофазной сети, то для этого применяется конденсатор, который подключается по нижеприведенной схеме.
При этом чтобы осуществить реверс, достаточно переключить провод сети с В на клемму А, а конденсатор отсоединить от А и подсоединить к клемме В. Удобно это сделать с помощью 6-контактного тумблера. Это типовое включение асинхронного электродвигателя к сети 220В с конденсатором.
Эта схема позволяет вращаться валу только в одну сторону – вперед. Чтобы заставить его повернуться в другую, нужно поменять местами любые две фазы. Но в электрике принято менять только А и В, несмотря на то, что к такому же результату привели бы смены А на С и В на С. Схематично это будет выглядеть так:
Устройство и принцип действия электромотора
Электромотором принято называть устройство, в котором рабочая часть вращается под влиянием электромагнитного поля. Основными составляющими здесь являются неподвижный статор и движущийся вокруг своей оси ротор. В статорной части создаются импульсные электромагнитные волны, приводящие в движение роторную часть. Как правило, чем мощнее электропривод, тем больше габаритные размеры двигателя. Хотя современная техника стремится к миниатюризации, поэтому на рынке можно найти достаточно мощные модели вполне компактного размера.
Из множества разновидностей электрических силовых агрегатов чаще всего встречаются:
- моторы коллекторные (короткозамкнутые), где ротор питается и приводится в действие от так называемых щеток, в свою очередь взаимодействующих с коллекторными ламелями;
- двигатели асинхронные, работающие под воздействием индуктивных сил, возникающих в магнитном поле.
Для примера рассмотрим типовую асинхронную модель. Здесь питание подключается к обмоткам статора, в результате чего генерируются электромагнитные волны. При переменном напряжении возникает нестабильное поле, характеризующееся определенной частотой колебаний, смещающих ротор. Для беспрепятственного смещения между статорной и роторной частью специально оставляют небольшой промежуток. Установленные на статоре обмотки взаимодействуют с обмотками ротора, создавая электродвижущую силу. При этом образующиеся магнитные волны движутся в разных направлениях относительно статора, поэтому такой мотор называют асинхронным. Чаще всего для его подключения используются три фазы, но при необходимости большинство моделей можно приспособить к работе и от однофазной сети.
Нужные компоненты
Своими силами организовать реверсивное подключение можно без особого труда, если под рукой имеется схема реверсивного пуска. Важным компонентом, значительно облегчающим процесс монтажа и запуска в работу электромотора, является контактор, который может быть в составе магнитного пускателя. Конечно, можно приспособить для включения/выключения агрегата простой рубильник или автоматический выключатель. Такой вариант допускается, но для нормальной работы электромотора нужны достаточно большие пусковые токи, которые могут быть опасны для обслуживающего персонала и оборудования.
Если во время включения случится пробой, то здоровью оператора может быть нанесен вред, а сам реверсивный электродвигатель и выключатель выйдут из строя. Поэтому для сведения риска поражения электрическим током к минимуму желательно использовать контактор, отделенный от той части, с которой непосредственно взаимодействует человек. В современных устройствах подобного типа имеется отдельный модульный блок с катушкой, образующей электромагнитное поле. Для работы такой катушки обычно достаточно 12-вольтового напряжения или же больше. При поступлении тока от источника питания на железный сердечник с прикрепленной контактной пластиной он втягивается внутрь и замыкает контактную группу, в результате чего электромотор запускается. Когда питающее напряжение пропадает, сердечник возвращается в исходное состояние и контакты размыкаются.
При монтаже магнитных пусковых устройств с тепловыми реле необходимо устанавливать с минимальной разностью температур окружающей среды между электродвигателем и магнитным пусковым устройством.
Способы и схемы подключения
В зависимости от типа используемой нагрузки для электродвигателя, его конструктивных особенностей и характеристик, желаемого результата могут использоваться различные схемы подключения. Чаще всего, чтобы подключить трехфазный агрегат в качестве бытовой однофазной нагрузки используются конденсаторы, но их количество и способ введения в работу зависят от многих параметров. Поэтому далее мы рассмотрим различные варианты схем подключения электродвигателей.
Без конденсаторов
Чтобы подключить асинхронный электродвигатель к сети 220В вовсе не обязательно использовать емкостной элемент. Благодаря развитию полупроводниковых ключей и схем с их использованием вы можете избежать ненужных потерь мощности. Для этого применяется транзисторный или динисторный ключ.
Схема бесконденсаторного пуска треугольник
Приведенная выше схема предназначена для пуска электродвигателей с малыми оборотами до 1500 об/мин и относительно небольшой мощностью.
Работа схемы производится следующим образом:
- при подаче напряжения на ввод провода подключаются к двум точкам мотора;
- напряжение на третью точку треугольника подается через времязадающую R-C цепочку;
- магазин сопротивлений R1 и R2 регулирует интервал сдвига за счет перемещения бегунка;
- после насыщения конденсатора в цепочке динистор VS1 пропускает сигнал на открытие симистора VS2.
Схемы реверсирования двигателей.
Здравствуйте дорогие читатели. Частенько в любительских самодельных устройствах используются различного рода двигатели. В зависимости от предназначения, двигатели в этих устройствах, согласно конструкторскому замыслу должны вращаться в обе стороны. То есть схемы их включения должны предусматривать реверсирование. Самое простой реверс имеют двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Поменял концы проводов питания местами и все – движок вращается в другую сторону. Поэтому и схемы реверсирования для этих двигателей простые. А как быть с другими двигателями? Вот об этом и поговорим.
Питание, в данном случае 220 В, полается на выводы катушки, которые обозначены А1 и А2. Оба эти контакта находятся в верхней части корпуса (смотрите фото).
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 происходит включение
Схему реверса асинхронного двигателя можно образно разбить на этапы включения: выключатель (QF1) переводим в рабочее положение, в этом случае все реверсивные магнитные пускатели на силовых контактах получают напряжения КМ1 и КМ2 и остаются в таком положении.
Одна фаза задействована в цепи управления обмоток пускателей, ее прохождение:
- защитный автомат (SF1) — кнопка «Стоп» (SB1) — контактная группа №3 (функционируют с кнопками (SB2) и (SB3);
- контакт 1ЗНО в пускателях КМ1 и КМ2 становится в ожидание — у него дежурное значение;
- пускатель реверсивный готов к работе.
Как происходит переключение
Схема реверса электродвигателя предусматривает следующие манипуляции в пускателе: когда оператор нажимает кнопку SB2, он дает питание управления катушкой пускателя (КМ1), далее срабатывают нормально разомкнутые контакты и размыкаются нормально замкнутые контакты в конфигурации КМ1, катушка обеспечивает «подпитку», и питание через силовые контакты поступает на мотор, он начинает вращение.
Если возникла рабочая необходимость сделать реверс электродвигателя, оператору надо поменять приложение силовых контактов (фаз), это реализуется при помощи КМ2. Важно! Всегда, когда делается подключение двигателя для обратного вращения, должна происходить его остановка, это достигается отключением в управлении обмотки КМ1 фазы №1, контакты пускателя занимают начальное положение, электродвигатель обесточен.
Оператор, нажимая кнопку SB3, подает питание на управление обмоткой КМ2, а оно изменяет включение силовых контактов «фаза №2» и «фаза №3» для подключения трехфазного электродвигателя. Он начинает вращение в другом направлении до тех пор, пока не произойдет размыкание контактов управления обмоткой.
Защита работы реверсного включения электродвигателя
Всегда, перед тем как изменить порядок подключения 3-фазного двигателя, изменяя порядок фаз на обмотках электродвигателя, надо его остановить. Это реализуют в схеме включения нормально замкнутые контакты, которые «подстраховывают» работу оператора и не допускают межфазного замыкания в электрическом двигателе, когда происходит реверсирование его подсоединения. В рассмотренной схеме подключения реверсного пускателя видно, что работать может только один пускатель.
Ежедневно происходит работа по подключению электродвигателей прямого и обратного вращения, схема включения пускателей не составляет сложностей для квалифицированных электриков. Необходимо всегда помнить, что должна реализовываться функция остановки двигателя перед его обратным вращением.
После включения автоматического трехфазного выключателя напряжение поступает на силовые контакты пускателя и в управляющую цепь катушки — схема приведена в рабочее состояние.
Подключение трехфазного асинхронного двигателя на 220в.
Бытовые электросети однофазные 220 вольт. Возникает вопрос, как подключить трехфазный двигатель к однофазной электросети? Да просто, небольшой электромотор, примерно до 1кВт – можно подключить, и даже имеется несколько схем. Не станем вдаваться в скучные расчеты, а рассмотрим рисунки и обсудим принцип работы.
На рисунках мы видим, как включить электромотор в сеть 220в. Фазу подсоединяем к U1 (С1) фазу, к V1 (C2) – ноль, а на свободную клемму W1 (C3) вешаем конденсатор. Для этих целей подойдут МБГО, МБГ4, К75-12, К78-17 МБГП, КГБ, МБГЧ, БГТ, СВВ-60 на 450 вольт. Расчет производится по формулам: для «Υ» C = , для «Δ» — C = , где С – емкость конденсатора, I – сила тока в амперах и U – напряжение в вольтах. Как определить ток, написано выше в главе «Выбираем автоматический выключатель и пусковое устройство». Обычно, найти требуемую емкость достаточно сложно, поэтому ее собирают из нескольких «кондеров», соединенных параллельно. Рассчитывается так С = С1+С2+Сn
После сборки и проверки производим кратковременный запуск, и если электродвигатель вращается не в ту сторону, переключаем конденсатор как показано ниже.
Если электродвигатель нагружен или мощность электромотора более 1 кВт, необходима дополнительная пусковая емкость. Как ее подсоединить, можно понять из иллюстрации. Она, как правило, выбирается в 2 раза выше, чем рабочая.
Возможно, Вас заинтересует — «Сборка электрощита своими руками».
Реверсивная схема подключения электродвигателя через пускатели
В некоторых случаях необходимо обеспечить вращение двигателя в обе стороны. Например, для работы лебедки, в некоторых других случаях. Изменение направления вращения происходят за счет переброса фаз — при подключении одного из пускателей две фазы надо поменять местами (например, фазы B и C). Схема состоит из двух одинаковых пускателей и кнопочного блока, который включает общую кнопку «Стоп» и две кнопки «Назад» и «Вперед».
Реверсивная схема подключения трехфазного двигателя через магнитные пускатели
Для повышения безопасности добавлено тепловое реле, через которое проходят две фазы, третья подается напрямую, так как защиты по двум более чем достаточно.
Пускатели могут быть с катушкой на 380 В или на 220 В (указано в характеристиках на крышке). В случае если это 220 В, на контакты катушки подается одна из фаз (любая), а на второй подается «ноль» со щитка. Если катушка на 380 В, на нее подаются две любые фазы.
Также обратите внимание, что провод от кнопки включения (вправо или влево) подается не сразу на катушку, а через постоянно замкнутые контакты другого пускателя. Рядом с катушкой пускателей изображены контакты KM1 и KM2
Таким образом реализуется электрическая блокировка, которая не дает одновременно подать питание на два контактора.
Магнитный пускатель с установленной на нем контактной приставкой
Так как нормально замкнутые контакты есть не во всех пускателях, можно их взять, установив дополнительный блок с контактами, который называют еще контактной приставкой. Эта приставка защелкивается в специальные держатели, ее контактные группы работают вместе с группами основного корпуса.
На следующем видео реализована схема подключения магнитного пускателя с реверсом на старом стенде с использованием старого оборудования, но общий порядок действий понятен.
Пуск двигателя непосредственным включением на напряжение сети обмотки статора называется прямым пуском. Схема прямого пуска приведена на однолинейной электрической схеме. При включении контактора в первый момент скольжение s = l, а приведенный ток в роторе и равный ему ток статора
Переменная сеть: электродвигатель 220 к сети 220
Реверс электродвигателя 220В возможен только в том случае, если выводы обмоток лежат вне корпуса. На рисунке ниже – схема однофазного включения, когда пусковая и рабочая намотки расположены внутри и выводов наружу не имеют. Если это ваш вариант, вы не сможете изменить направление вращения вала.
В любом другом случае для реверсирования однофазного конденсаторного АД необходимо поменять направление рабочей обмотки. Для этого вам понадобятся:
Схема однофазного агрегата почти ничем не отличается от той, что представлена для трехфазного асинхронного двигателя. Ранее мы перекидывали фазы: А и В. Сейчас при смене направления вместо фазного провода с одной стороны рабочей обмотки будет подключаться нулевой, а с другой – вместо нулевого фазный. И наоборот.
Переменная сеть: 380В к 220В
Для подключения трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В необходимо использовать один или два конденсатора для компенсации отсутствующей фазы: рабочий и пусковой. Направление вращательного движения зависит от того, с чем соединяется третья обмотка.
Чтобы заставить вал вращаться в другую сторону, обмотку №3 необходимо подключить с помощью конденсатора к тумблеру с двумя позициями. Он должен иметь два контакта, соединенных с обмотками №1 и №2. Ниже показана подробная схема.
Такой мотор будет играть роль однофазного, поскольку подключение происходило с помощью одного фазного провода. Чтобы запустить его, необходимо перевести реверсирующий тумблер в нужное положение («вперед» или «назад), затем перевести тумблер «пуск» в положение «включено». На момент запуска необходимо нажать одноименную кнопку – «пуск». Держать ее нужно не более трех секунд. Этого будет достаточно для разгона.
Сам по себе реверс – это переподключение двух фаз местами. Но тут необходимо соблюсти один момент – нужно, чтобы второй пускатель в это время не включался. То есть, необходима его блокировка. По схеме понятно, что если включатся два пускателя одновременно, то произойдет короткое замыкание.
Этапы подключения
Подключение двигателя для реверсивного движения отличается в зависимости от того, какая сеть будет выступать питающей 220 или 380. Поэтому есть смысл рассмотреть их отдельно.
Руководствуясь представленной схемой легко составить последовательность, в которой должно производиться подключение электродвигателя. Первым делом устанавливается основной силовой автомат. Его номинальное напряжение и сила тока должны быть рассчитаны на те, которые будет потреблять двигатель. Только в этом случае можно быть уверенным в бесперебойной работе. Перед монтажом автомата для двигателя потребуется обесточить сеть. Следующим устанавливается предохранительный выключатель. После него фазный кабель уходит на разрыв, на кнопку стоп, а уже от нее делается подключение к контакторам. На каждом элементе контактора и кнопочного поста обычно делаются соответствующие обозначения, которые упрощают процесс подключения. Видео о сборке тестовой схемы можно посмотреть ниже.
К однофазной сети
В домашних условиях часто приходится задействовать асинхронный двигатель, но не в каждом хозяйстве есть трехфазная сеть, поэтому важно знать, как подключить двигатель к однофазной сети. Для запуска от одной фазы требуется дополнительный импульс, чтобы его обеспечить подбирается конденсатор требуемой емкости. Если говорить проще, то конденсаторов должно быть два. Один из них является пусковым и подключается параллельно первому. Соединение обмоток двигателя выполняется по схеме «звезда». Если обмотки соединены другим способом и нет возможности его изменить, тогда не получиться выполнить требуемую схему.
Чтобы реверсивная схема функционировала потребуется переключение питания, которое поступает от конденсаторов между полюсами. Понадобится два выключателя и одна не фиксируемая кнопка. Одни из выключателей будет отвечать за подачу напряжения в цепь питания двигателя. Второй выключатель должен иметь три положения. В одном из них он будет выключенным, а в двух других изменять подачу питания от конденсаторов на обмотки. Не фиксируемая кнопка будет дополнительно подключать второй конденсатор на момент запуска двигателя.
Два вывода конденсатора подключаются между собой. К двум другим происходит подключение пусковой кнопки. Средний вывод трехпозиционного переключателя подключается к конденсаторам в том месте, где они объединены между собой. Два других вывода подключаются к клеммам двигателя, на которые приходит питание. Конденсаторы подключаются к выходу обмотки, которая применяется для запуска. Кнопка включения ставится в разрыв фазного провода.
Чтобы привести весь механизм в действие, необходимо подать питание на цепь двигателя основным выключателем. После этого задается направление вращения двигателя трехпозиционным выключателем. Далее нажимается кнопка пуска до момента выхода двигателя на рабочие обороты. Если возникает необходимость изменить направление вращения, тогда потребуется обесточить двигатель и дождаться его полной остановки, переключить трехпозиционный тумблер в противоположное крайнее положение и повторить процесс.
