Трёхфазные асинхронные агрегаты составляют основу промышленного оборудования благодаря высокой мощности и надёжности. Их конструкция включает статор с тремя обмотками, смещёнными на 120 градусов, и ротор с короткозамкнутыми стержнями. При подаче напряжения создаётся вращающееся магнитное поле, которое индуцирует токи в роторе, заставляя его вращаться.
Перед запуском проверьте сопротивление изоляции мегомметром – минимальное значение 1 МОм. Для реверса достаточно поменять местами любые две фазы на клеммах. Подключение через магнитный пускатель с тепловым реле защитит агрегат от перегрузок и обрыва питания.
Как функционирует и подсоединяется трёхфазный электродвигатель
Как создаётся вращение
Три обмотки статора смещены на 120° друг относительно друга. При подаче переменного напряжения по ним последовательно, образуется магнитное поле, которое увлекает ротор. Скорость вращения зависит от частоты сети и количества полюсов:
- 50 Гц, 2 полюса – 3000 об/мин;
- 50 Гц, 4 полюса – 1500 об/мин.
Схемы подсоединения к сети
Используйте два варианта:
- Звезда – концы обмоток соединены в одной точке. Напряжение на каждой – 220 В.
- Треугольник – конец первой обмотки подключён к началу второй и так далее. Напряжение – 380 В.
Для реверса поменяйте местами любые два провода на клеммнике. Проверьте:
- Соответствие напряжения на шильдике;
- Надёжность контактов;
- Исправность пусковой защиты.
Как устроен и работает асинхронный электродвигатель с тремя обмотками
Конструкция
Статор содержит три катушки, смещённые на 120° друг относительно друга. Обмотки выполняются из медного провода с изоляцией, уложенного в пазы магнитопровода. Ротор бывает короткозамкнутым (тип «беличья клетка») или фазным с контактными кольцами.
Механизм действия
При подаче напряжения на статорные обмотки возникает вращающееся магнитное поле. Скорость его движения определяется частотой сети (50 Гц) и количеством полюсов: 3000 об/мин для 2-полюсной конструкции, 1500 об/мин для 4-полюсной. В роторе индуцируются токи, создающие собственное поле, которое взаимодействует с полем статора, вызывая вращение вала.
Скольжение – разница между скоростями магнитного поля и ротора – составляет 2-5% при номинальной нагрузке. КПД достигает 92-95% у моделей мощностью свыше 10 кВт.
Схемы соединения обмоток на 380В: звезда и треугольник
Для агрегатов с тремя обмотками применяют два основных варианта коммутации: звезда (Y) и треугольник (Δ). Выбор зависит от напряжения сети и характеристик устройства.
Звезда:
- Концы всех обмоток соединяют в одной точке, начала подключают к фазам сети.
- Напряжение на каждой обмотке – 220В при линейном 380В.
- Ток запуска снижен, подходит для устройств с высокой инерцией.
Треугольник:
- Начало первой обмотки соединяют с концом второй, начало второй – с концом третьей, начало третьей – с концом первой.
- Напряжение на обмотке соответствует линейному – 380В.
- Момент вращения выше, но пусковые токи возрастают.
Важно: Переключение между схемами возможно только для устройств с выведенными шестью концами обмоток. Номинальные параметры указаны на шильдике.
Как создаётся вращающееся магнитное поле
Три обмотки статора смещены на 120 градусов и запитываются переменным током со сдвигом по фазе. Каждая катушка генерирует пульсирующее поле, но их совместное действие формирует результирующий вектор, который непрерывно поворачивается. Это явление называют круговым магнитным полем.
Роль тока в статоре
При подаче напряжения на обмотки возникают три синусоидальных тока, каждый из которых достигает максимума в разный момент времени. Их взаимодействие создаёт плавное перемещение магнитного потока со скоростью, зависящей от частоты сети и числа полюсов. Например, при 50 Гц и двухполюсной конструкции поле вращается со скоростью 3000 об/мин.
Почему движется ротор
В асинхронных конструкциях ротор выполнен в виде короткозамкнутой «беличьей клетки». Под действием изменяющегося поля в нём наводятся токи, которые создают собственный магнитный поток. Взаимодействие этих потоков приводит к появлению крутящего момента. В синхронных вариантах ротор содержит постоянные магниты или электромагниты, которые жёстко следуют за полем статора.
Для проверки правильности формирования поля используйте осциллограф: форма напряжений на обмотках должна быть синусоидальной, с равными амплитудами и фазовым сдвигом 120°.
