7.6. Включение трёхфазных двигателей на однофазную сеть

На практике нередко возникает необходимость применения трёхфазных АД в однофазных сетях. В этих случаях двигатель может работать либо как однофазный с пусковыми элементами (с конденсатором или с активным сопротивлением), либо как однофазный конденсаторный с постоянно включённой рабочей ёмкостью, имея меньшие значения полезной мощности, КПД и коэффициента мощности, чем в трёхфазном режиме. Наилучшие эксплуатационные показатели даёт второй режим, обеспечивающий получение вращающегося магнитного поля, близко к круговому, при этом номинальная мощность достигает 70-85 % от мощности, указанной на щитке трёхфазного двигателя.

рис. 38 Схемы включения трёхфазного двигателя в однофазную сеть

Наиболее распространённые схемы включения с использованием конденсаторов показаны на рис. 38. Схемы рис. 38, а и б применяют для двигателей, имеющих три вывода обмотки статора. При таких соединениях обмоток статора двигатель может включаться в сеть с напряжением, равным номинальному напряжению двигателя. Для увеличения пускового момента могут применять пусковые конденсаторы (см. рис.38, а и б - пунктир). Если пуск происходит без нагрузки, то конденсатор С_п не используется.

При шести выводах обмотки трёхфазный двигатель имеет два номинальных напряжения, например, 127/220 В. Если напряжение однофазной сети соответствует большему напряжению двигателя (220 В), лучше использовать схему, показанную на рис. 39, а. В противном случае необходимо воспользоваться схемой рис. 39, б, при этом мощность двигателя значительно уменьшается. Таким образом, при выборе трёхфазного двигателя следует стремиться к тому, чтобы напряжение сети соответствовало большему номинальному напряжению двигателя.

рис. 39 Схемы включения трёхфазного двигателя в однофазную сеть

Необходимая величина рабочей ёмкости рассчитывается, исходя из напряжения однофазной сети U_c и номинального тока фазы двигателя

Для сети с частотой 50 Гц коэффициент k:

k=2800 - для схем включения на рис. 38, а и рис. 39, а;

k=4800 - для схемы рис. 38, б;

k=1600 - для схемы рис. 39, б.

Для того чтобы получить пусковой момент, близкий к номинальному, необходимо выбрать ёмкость пускового конденсатора в пределах

Напряжение на конденсаторе U_k определяется схемой включения. Для схем на рис. 38 U_k> U_c, для схемы на рис.39, а U_k≥1,15 U_с, для схемы на рис. 39, б U_k≥2 U_с

Поскольку после отключения двигателя о сети конденсаторы сохраняют на своих зажимах напряжения, опасное для человека, необходимо при ремонте и при наладке двигателя после каждого его отключения от сети конденсатор разрядить, для чего могут быть использованы разрядные сопротивления или последовательно соединённые лампы накаливания.

Для пуска и защиты от перегрузок конденсаторного двигателя используют магнитные пускатели с тепловым реле.

7.7. Измерение сопротивления изоляции обмотки статора

Измерение сопротивления изоляции обмоток электрических машин входит в перечень мероприятий профилактических осмотров технических средств. Его измеряют с помощью мегомметра, представляющего собой переносной генератор постоянного тока с измерительной системой. Стрелка на шкале мегомметра показывает отношение напряжения на его зажимах к току цепи, т.е. сопротивление измеряемой цепи.

Различают мегомметры на 500, 1000 и 2500 В. Для обмоток, рассчитанных на напряжение до 127 В, может быть использован только мегомметр на 500 В. Для обмоток с напряжением 127-600 В используется мегомметр на 1000 В, для обмоток на 3000 В - мегомметр на 2500 В.

Для проведения измерений один из выводов обмотки соединяют с одним из зажимов прибора, обозначенных МΩ или КΩ, а корпус машины - со вторым зажимом и начинают вращать ручку прибора. Частота вращения ручки должна быть не менее величины, указанной на щитке (обычно ~ 120 об/мин).

Допустимые нормы сопротивления изоляции указывают в технических условиях или ГОСТ на каждые типы машин. В соответствии с современными требования нормы составляют не менее 10 МОм в горячем состоянии, 50 МОм (для двигателей с изоляцией класса Н) и 1 МОм (для двигателей с изоляцией класса В) при испытании на влагостойкость в течении 20 суток.

С помощью мегомметра может быть определён и коэффициент абсорбции, характеризующей степень увлажнения изоляции. Для этого записывают два показания прибора - через 15 с после начала вращения ручки мегомметра и через 60 с.

При влажной изоляции эти показания примерно одинаковы, при сухой установившееся значение R_из на 30-50 % больше промежуточного.

Отношение R₆₀/R₁₅ и называют коэффициентом абсорбции.

Отметим также, что в процессе контроля мегомметром может быть измерено сопротивление изоляции не только обмоток, но и всех изолированных деталей (например, изоляционной платы коробки выводов) от корпуса.