Главная / Новости / Новости отрасли / Направляющая трехфазного двигателя 220 В: подключение, треугольник или звезда, выбор частотно-регулируемого привода

Направляющая трехфазного двигателя 220 В: подключение, треугольник или звезда, выбор частотно-регулируемого привода

Два двигателя мощностью 5,5 кВт установлены бок о бок на одном испытательном стенде. На одной паспортной табличке указано 380 В, соединение Y. Другой показывает 220 В, соединение треугольником. В большинстве случаев это одна и та же машина: те же пластины статора, тот же ротор, тот же вал.

Это краткий ответ на поиск. Трехфазный двигатель на 220 В обычно представляет собой стандартный низковольтный асинхронный двигатель, подключенный по схеме треугольника к трехфазной линии 220 В. Это не отдельное семейство продуктов и не экзотика. Что меняется между двумя паспортными табличками, так это то, как соединены шесть концов обмоток, какой сетевой ток должен выдерживать кабель и контактор, и — в местах, где доступно только однофазное напряжение 220–240 В — как в первую очередь создается трехфазное питание.

Что на самом деле описывает «трехфазное напряжение 220 В»

220 В в трехфазной системе – это построчный рисунок: потенциал между любыми двумя из трех фазных проводников. В трехфазной сети 220 В фазное напряжение составляет около 127 В, поэтому бытовые розетки в этих сетях рассчитаны на напряжение 110–127 В, а не 230 В.

В мире доминируют два низковольтных семейства:

  • Трехфазное напряжение 200–240 В. Распространен в некоторых частях Америки, Японии и на некоторых рынках с частотой 60 Гц. В этом семействе «Трёхфазный двигатель 220 В» — рядовая каталожная позиция.
  • Трехфазное напряжение 380–415 В. Стандарт для Европы, Китая, Ближнего Востока и большей части Азии при питании с частотой 50 Гц.

Самой обмотке все равно, к какой сети она подключена — имеет значение только напряжение на каждой фазной катушке. Именно поэтому производители строят обмотку двойного номинала и на пластине маркируют 220/380 В, 230/400 В или 240/415 В двумя цифрами тока. Треугольник покрывает низкое напряжение, звезда – высокое.

Если вы хотите объяснить конструкцию статора наружу, как устроен трехфазный асинхронный двигатель и почему он вращается Более подробно рассматривается схема намотки, вращающееся поле и скольжение.

Таблица 1: Один и тот же двигатель двойного номинала при соединении треугольником и звездой. Фазное напряжение, поток, крутящий момент и фазный ток идентичны — изменяются только линейное напряжение и линейный ток.
Параметр Дельта (низкое напряжение) Звезда (высокое напряжение)
Терминальные ссылки U1–W2, V1–U2, W1–V2 W2, U2 и V2 объединились; питание на U1, V1, W1
Номинальное напряжение сети 220 В 380 В
Напряжение на каждой фазной катушке 220 В 220 В
Линейный ток Около 1,73 × фазный ток Равен фазному току
Номинальный крутящий момент и скорость Идентичный Идентичный
Кабель, контактор, настройка перегрузки Размер рассчитан на более высокий ток треугольника Размер соответствует току нижней звезды

Прочтите паспортную табличку, прежде чем что-либо подключать

Два значения тока на одной пластине не являются опечаткой. Двигатель мощностью 4 кВт, 4-полюсный, 50 Гц с типичным КПД и коэффициентом мощности потребляет примерно 14,5 А на линию треугольника при 220 В и примерно 8,4 А на звезду при 380 В — соотношение примерно 1,73, квадратный корень из трех.

Все, что находится после двигателя, должно быть выбрано на выше номер, когда двигатель работает при напряжении 220 В:

  1. Сечение кабеля и класс изоляции.
  2. Номинал контактора и автоматического выключателя.
  3. Настройка реле тепловой перегрузки, которая должна быть током треугольника, а не тока звезды.
  4. Клеммный блок, кабельный ввод и размер входа в корпус.

Самая распространенная ошибка при работе двигателя на 220/380 В — это переподключение его со звезды на треугольник в линии 380 В в надежде получить дополнительный крутящий момент. Это увеличивает напряжение на каждой фазной катушке в 1,73 раза. Железо насыщается, ток резко возрастает, и обмотка перегревается в течение нескольких минут.

Звезда против треугольника в той же линии 380 В (на единицу, звезда = 1,0)

Звезда, линия 380 В Дельта, та же линия Напряжение фазной катушки 1.00 1.73 Ток фазной катушки 1.00 1.73 Пусковой крутящий момент 1.00 3.00 0 1 2 3

Запуск трехфазного двигателя 220 В от однофазного 220 В

Именно с такой ситуацией на самом деле сталкивается большинство покупателей: в мастерской однофазное напряжение 220–240 В, двигатель трехфазный, и эти два напряжения должны соответствовать друг другу. Существует три подхода, и только один из них является рутинным.

Частотно-регулируемый привод — стандартный ответ

Привод с однофазным входом выпрямляет сеть, сохраняет энергию в шине постоянного тока и воссоздает трехфазный выходной сигнал с регулируемым напряжением и частотой. Двигатель остается подключенным по схеме треугольника, поэтому каждая катушка получает номинальное напряжение 220 В. Привод должен быть рассчитан на ток полной нагрузки двигателя при трехфазном напряжении 220 В, а поскольку однофазный вход пропускает примерно в 1,7–2 раза больший ток на стороне переменного тока, входная проводка, прерыватель и фильтр должны быть подобраны соответствующим образом.

Имеют значение два практических ограничения. Кабель между приводом и двигателем должен быть коротким — многие производители указывают предел, часто в диапазоне 20–50 м, прежде чем потребуется фильтр du/dt или выходной дроссель. Убедитесь, что изоляция двигателя и расположение подшипников подходят для работы инвертора, особенно при использовании длинных кабелей или при быстром переключении.

Статический или поворотный фазовый преобразователь

Распространен в Северной Америке, где стандартом является однофазное напряжение 240 В. Это создает третью ветвь, которая никогда не бывает идеально сбалансирована, поэтому следует снизить номинальные характеристики двигателя и увеличить номинал преобразователя относительно номинала двигателя.

Подключение конденсатора (штейнмеца)

Рабочий конденсатор между двумя из трех клемм запустит слабонагруженный двигатель, но крутящий момент остается значительно ниже паспортной таблички, пуск ненадежен, а эффективность падает. Относитесь к этому как к временному исправлению, а не к производственному решению.

YVF2 Variable-Frequency Three-Phase Asynchronous Motor Series Серия трехфазных асинхронных двигателей переменной частоты YVF2 Категория охватывает инверторные двигатели YVF2 мощностью от 0,55 до 315 кВт с 4-полюсными и 6-полюсными вариантами для промышленных приводов с регулируемой скоростью. Посмотреть продукт →

Доступный крутящий момент в зависимости от выходной частоты, двигатель 220 В на приводе 220 В

100% 50% 0 Постоянный крутящий момент (удерживается U/f) Ослабление поля (постоянная мощность) 0 30 50 60 90 Выходная частота (Гц)

Определение параметров двигателя, кабеля и защиты при 220 В

Если рассматривать двигатель как стандартную машину, соединенную треугольником, сразу следуют три решения по выбору размера.

Расход материалов определяется током, а не мощностью.

Двигатель мощностью 7,5 кВт при напряжении 220 В потребляет примерно 26 А на линию; тот же выход при 380 В потребляет примерно 15 А. Контакторы, кабель, сальники и реле перегрузки покупаются по цене 220 В. Именно эта позиция чаще всего удивляет тех, кто впервые покупает трехфазное оборудование на 220 В.

Метод запуска ограничен

Двигатель, уже работающий по схеме треугольника при напряжении 220 В, не может использовать пуск звездой-треугольником, поскольку повторное подключение его звездой снижает напряжение фазной катушки до 127 В и снижает пусковой момент примерно на одну треть. При прямом включении от сети напряжение 220 В потребляет ток, в шесть-восемь раз превышающий номинальный, что при слабом питании проявляется в виде провала напряжения, влияющего на соседнее оборудование. Практический ответ – устройство плавного пуска или частотно-регулируемый привод.

Класс эффективности имеет большее значение при 220 В

IEC 60034-30-1 классифицирует линейные двигатели от IE1 до IE4. Повышение класса снижает потери внутри двигателя, а поскольку линейный ток в 1,73 раза выше при 220 В, чем при 380 В для той же выходной мощности, потери в кабеле масштабируются пропорционально квадрату этого тока. В ЕС с июля 2021 года постановление 2019/1781 требует IE3 как минимум для большинства новых двигателей мощностью 0,75–1000 кВт, а IE4 все чаще указывается для непрерывной работы.

YE3 IE3 High-Efficiency Three-Phase Induction Motor Series Серия высокоэффективных трехфазных асинхронных двигателей YE3 IE3 Асинхронные двигатели общего назначения класса IE3 мощностью от 0,75 до 315 кВт, обеспечивающие несколько скоростей полюсов для насосов, вентиляторов, конвейеров и непрерывного промышленного режима. Посмотреть продукт →
  • Установите реле перегрузки на ток треугольника на пластине, а не на ток звезды.
  • Проверьте частоту: двигатель с частотой 50 Гц при питании с частотой 60 Гц работает примерно на 20 % быстрее и должен выдерживать примерно на 20 % больше напряжения, в противном случае крутящий момент упадет.
  • Подтвердите снижение характеристик окружающей среды и высоты. Стандартные характеристики обычно предполагают температуру окружающей среды 40 °C и высоту до 1000 м.
  • Для работы на открытом воздухе или при промывке стандартным стандартом является IP55; проверьте прокладку клеммной коробки и сливную пробку.

Где используются трехфазные двигатели 220 В и где они выходят из строя

При трехфазном питании 220 В типичная нагрузка небольшая, но непрерывная: циркуляционные насосы и фанкойлы, приводы столов и станков, небольшие конвейеры, текстильные и печатные линии, компрессоры для мастерских и переносные водоотливные насосы. Именно эти роли охватываются режим работы насоса и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха , где трехфазный двигатель на 220 В обычно приводит в движение центробежный насос или вентилятор с умеренным пусковым моментом.

Там, где окружающая среда увеличивает риск, выбор семейства двигателей имеет большее значение, чем напряжение. Пыль, пары растворителя, зерновая пыль или пары топлива переводят технические характеристики в диапазон взрывозащиты, соответствующий стандарту IEC 60079 для оборудования во взрывоопасных зонах. Клеммы, пути воспламенения и маркировка паспортной таблички отличаются от стандартной машины.

Функции торможения и изменения скорости следуют той же логике. Двигатель с тормозом для удержания груза или остановки конвейера, двухскоростной двигатель для двухэтапного процесса или комбинированный двигатель с тормозом переменной частоты для быстрого позиционирования — каждый из них решает проблему, которую не может решить двигатель общего назначения.

YBX3 Explosion-Proof Three-Phase Induction Motor Series Серия взрывозащищенных трехфазных асинхронных двигателей YBX3 Двигатели для взрывоопасных зон с защитой Exd II BT4 или CT4, 0,12–315 кВт, для насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров и технологического оборудования во взрывоопасных средах. Посмотреть продукт →

Рисунок 1: Изометрический вид трехфазного асинхронного двигателя и его клеммной коробки.

Клеммная коробка Охлаждающие ребра Вал Кожух вентилятора Монтажная база

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. Может ли трехфазный двигатель на 380 В работать от трехфазного напряжения 220 В?

Только если на паспортной табличке указано двойное номинальное напряжение, например 220/380 В. Повторно соедините обмотку треугольником, и двигатель разовьет полный номинальный крутящий момент и мощность при 220 В, при этом линейный ток увеличится в 1,73 раза.

В2. В чем разница между трехфазным двигателем на 220 В и однофазным двигателем на 220 В?

Однофазный двигатель на 220 В работает напрямую от двухпроводной сети и требует конденсатора или заштрихованного полюса. Трехфазному двигателю на 220 В требуется три линии с напряжением 220 В между фазами, и он не имеет пускового конденсатора.

Вопрос 3. Как подключить трехфазный двигатель 220 В по схеме треугольник?

Соедините U1 с W2, V1 с U2 и W1 с V2, затем подключите три фазы к U1, V1 и W1. На клеммной коробке отмечены шесть концов обмотки и два рисунка перемычек.

Вопрос 4. Какой размер ЧРП мне нужен для запуска трехфазного двигателя 220 В от однофазного 220 В?

Сопоставьте трехфазный выход привода с током полной нагрузки двигателя при напряжении 220 В, затем убедитесь, что привод принимает однофазный вход с этим номиналом. Однофазный входной ток примерно в 1,7–2 раза превышает ток двигателя.

Вопрос 5. Какой ток потребляет трехфазный двигатель 220 В?

Примерно в 1,73 раза больше тока при 380 В для той же мощности. Двигатель мощностью 7,5 кВт потребляет примерно 26 А при 220 В против примерно 15 А при 380 В, поэтому кабели и контакторы следует выбирать на большее значение.

Вопрос 6. Что означают IE3, IP55 и S1 на паспортной табличке двигателя 220 В?

IE3 — это класс эффективности согласно IEC 60034-30-1, IP55 — это защита корпуса от пыли и водяных струй, а S1 означает непрерывную работу. Все три влияют на то, подходит ли двигатель для применения.


Сопутствующие товары
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ СЕРВИС  ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ СЕРВИС  ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ СЕРВИС  ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ СЕРВИС 
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ СЕРВИС  ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ СЕРВИС  ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ СЕРВИС  ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ СЕРВИС