Что будет если перепутать фазы в 3х фазном двигателе

Причина возникновения и условия ликвидации сдвига фаз

Что такое перекос фаз: Перекос фаз – это состояние электрической сети, при котором одна или две из трех фаз нагружены сильнее, чем остальные. При этом наблюдается значительное снижение мощности трехфазных электрических приборов, преимущественно двигателей и трансформаторов. Но это, что касается промышленных сетей.

В бытовых условиях перекос наблюдается более выражено, при этом может даже возникать риск выхода из строя электроприборов с преобладающей реактивной нагрузкой. К таким относятся компрессоры холодильников, вентиляторы, приборы с простыми силовыми трансформаторными источниками питания. То все то, что не имеет четкой гальванической развязки с сетью и схему защиты от перенапряжений и просадок.

Следует отметить, что существуют разные виды перекоса в электросети. В зависимости от типа проблемы, выбирается наиболее оптимальный способ ее решения. Остановимся на наиболее распространенной и, в то же время, самой простой ситуации – перекос фаз, вызванный неравномерным распределением внутрисетевой нагрузки.

Большинство сетей являются трехфазными. Если в них нагрузка распределена неравномерно, в следствии чего одна или две фазы перегружены, а третья (или же две) недогружена, происходит перекос. На практике это может выглядеть следующим образом: подавляющее большинство однофазных нагрузок питаются от одной фазы, тогда как остальные могут быть вовсе не задействованы либо использоваться по минимуму.

Наиболее часто встречаются ситуации неисправности, в которых при подключении электропитания к трансформаторам не учитывается их потребляемая мощность. Таким образом, бывает, что физически фазы имеют приблизительно одинаковое количество подключений, но вот потребляемая этими подключениями мощность существенно отличается.

Сосредоточие на одной из фаз приборов с высоким потреблением электричества неизбежно вызывает неравномерную нагрузку между фазами. То же самое можно сказать и об общественных и промышленных объектах – во всех случаях очень важно следить за равномерным распределением нагрузки между имеющимися фазами, это позволит предотвратить возникновение сложностей.

Варианты подключения 3-х фазного двигателя к электросети

Ввиду того, что конструкция движка в таком варианте усложняется, чаще применяется электродвигатель, подключение которого обеспечивается переключением между этими схемами. Двигатель с магнитным пускателем Трехфазный электродвигатель работает через магнитный пускатель по аналогичной схеме с автоматическим выключателем. На третью обмотку включают напряжение. Включение такого двигателя в сеть v приводит к снижению его номинальной мощности в з раза. Это можно легко заметить, проанализировав его конструкцию.

Первая задача решается «прозваниванием» всех проводов тестером замером сопротивления. Если электрические и механические режимы соответствуют конструктивно заложенным нормам, асинхронный движок — это самый долгоживущий из всех электромоторов.

Если концы одной обмотки найдены — лампа загорается.

При размыкании контакта стрелка пойдет к минусу. Но будет значительное падение мощности и эффективности его работы.

Кстати на советских пускателях и контакторах были совмещенные блок-контакты, то есть один из них был замкнутым, а второй разомкнутым, в большинстве современных контакторов нужно устанавливать сверху приставку блок-контактов, в которой есть пары дополнительных контактов как раз для этих целей. Преимуществом этой схемы соединения мотора является низкая стоимость, простое исполнение и техобслуживание.

Но таких накопителей не найти в магазинах. При запуске мощного асинхронного двигателя от Вт или при пуске маломощного, но с начальной нагрузкой, подсоединяют его к В через рабочий и пусковой конденсаторы. Как подключить кнопку пуска трехфазного двигателя

Читайте дополнительно: Оформление энергетического паспорта

1. Обрыв нуля во входном щитке дома или квартиры.

Во входном щитке дома или квартиры нулевой провод может оборваться на вводном автоматическом выключателе или на нулевой шине. Как правило, ослабляется винтовое соединение, из-за чего теряется контакт между проводом и зажимом, или, в редких случаях, нулевой провод обламывается на зажиме и повисает в воздухе.

Также из-за плохого контакта между зажимом и проводом происходит нагрев и обгорание провода и, как следствие, между ними образуется большое переходное сопротивление в виде нагара, которое постепенно переходит в обрыв.

При отсутствии нуля все электрические приборы в доме работать не будут. Но если останется включенный в розетку хоть один бытовой прибор или останется включенный выключатель света, фаза через радиокомпоненты блока питания бытовой техники или нить накала лампы беспрепятственно пройдет на нулевую шину, а с шины на все нулевые провода электрической проводки. И как следствие, на обоих гнездах розеток и контактах выключателей будет присутствовать фаза. Это объясняется тем, что все нулевые провода электрической проводки соединяются вместе на нулевой шине.

Для определения такой неисправности достаточно отключить из розеток все бытовые приборы и отключить все выключатели света или выкрутить лампочки. После этих действий вторая фаза из розеток и контактов выключателей пропадет. Лечится неисправность восстановлением контактов на зажимах вводного автомата или на нулевой шине.

Подключение люстр с вентилятором

Монтаж на потолок люстры, совмещенной с вентилятором, очень удобен. Электротехническое изделие обеспечит освещение комнаты и заменит летом кондиционер. Обычно такие приборы устанавливали в офисах, но сейчас они уже стали популярны для жилых комнат. Приобретая изделие, надо обратить внимание, чтобы с ним была инструкция. В ней содержится схема подключения к электросети.

Внутренняя схема электроприбора

Раньше инструкции подобных электроприборов содержали дополнительный пункт, где отображалась схема внутреннего электрооборудования и подробное описание принципа работы. Сейчас многие производители убрали этот раздел, оставив только подключение к электросети. Для рядового потребителя это не так уж и важно, но если поверхностно рассмотреть, то простая схема прибора состоит из осветителя, со встроенным электродвигателем вентилятора. Каждый из них может включаться отдельно двухклавишным выключателем или одновременно одноклавишным.

Схема подключения к одноклавишному выключателю не очень практична. При включении освещения вентилятор все время будет вращаться, что при низкой температуре будет лишним. Выполнить подключение такого прибора лучше будет двойным выключателем, где каждая клавиша предназначена для управления определенным элементом.

Прямое подключение

Схема прямого подключения непрактична, но, как существующий вариант, ее надо рассмотреть:

1. Первым выполняют монтаж нулевого провода, идущего от распределительной коробки. Ноль подсоединяют одновременно к двум проводам, идущим от люстры. Первый провод – это ноль электродвигателя вентилятора, второй нулевой провод выходит от цоколя лампы. Если люстра содержит несколько лампочек, они будут соединены между собой внутри корпуса одним нулевым проводом.
2. Фазу подключают проводом, идущим от выключателя. Схема подключения одинакова. Сетевую жилу подключают к фазному выходу электродвигателя вентилятора и одновременно к проводу, идущему от центрального контакта лампы. Но с фазным проводом не все так просто. Если люстра оборудована, например, тремя или пятью лампами, с корпуса будет выходить два фазных провода. Они требуют подключения к двойному выключателю для управления отдельной группой лампочек. Вариант с одноклавишным выключателем предусматривает соединение этих двух выходов, что при включении вызовет свечение всех лампочек.

Как видно, принцип прямого подключения прост. Включили клавишу, ток пошел по двум проводам, загорелись лампочки и заработал вентилятор. То есть, для управления вентилятором и лампами используется только одна клавиша прямого подключения.

Раздельное подключение

Сложнее происходит монтаж люстры с раздельным подключением. Здесь предусмотрено подключение к двойному или даже тройному выключателю с большим количеством проводов:

1. Первым делом необходимо индикатором отследить ноль и фазу.
2. Вначале, как всегда, идет подключение нулевой жилы ко всем нулевым выходам люстры.
3. От двойного выключателя будет идти две фазные жилы. Одну подключают к соответствующему выходу электродвигателя вентилятора, другую соединяют с фазным проводом, идущим от центрального контакта лампы. Если лампочек несколько и выходит с корпуса люстры две фазных жилы, их аналогично рассмотренной схеме подключения соединяют вместе. Тогда от включения одной клавиши будут загораться все лампочки, а вторая клавиша будет предназначена для управления вентилятором.
4. Если требуется, чтобы лампочки многорожковой люстры включались группами, например, гореть будет два рожка или сразу все, потребуется подключение к трехклавишному выключателю. Тогда одна клавиша будет предназначена для управления вентилятором, а две другие – освещением. Схема подключения остается неизменной, только используется уже три фазных жилы, подходящих от каждой клавиши к соответствующему выходу на люстре.

Схема управления несколькими клавишами немного сложнее, но она более эффективна для комфортного пользования.

Провод заземления люстры

Ввиду того, что люстры с вентилятором оборудованы электродвигателем, они снабжены заземляющим контактом, обозначенным «PE». Проводка старых квартир не предусматривает прохождение от распределительного щита провода заземления. Его придется проложить самостоятельно или просто заизолировать этот контакт на самой люстре.

Расчёт энергопотребителей

Перед тем, как распределить нагрузку по фазам рекомендуется выполнить предварительный расчёт потребителей. Сделать это легко, составив список потенциальных источников, которые будут «повешены» на ту или иную фазу. Например, перечислите основную бытовую технику и её мощность согласно заявленной производителем:

• Варочная электроплита 6,5-7,5 кВт.
• Стиральная машина 1,5-1,8 кВт.
• Посудомоечная машина 1,5-1,8 кВт.
• Микроволновая печь 0,9-1,2 кВт.
• Духовой шкаф 2,0-2,6 кВт.
• Пылесос 1,9-2,2 кВт.
• Утюг 1,9-2,2 кВт.

Важно! По необходимости список может пополняться другими, имеющимися на балансе электроприборами.

Трёхфазные твердотельные реле (ТТР) – основы применения

Очевидно, что обозначенные применения (резистивный элемент / электродвигатель) далеко не всеобъемлющая группа, поскольку существует ряд других применений, выходящих за рамки указанных двух категорий. Например — системы освещения и распределения электроэнергии.

Однако большинство инженеров-проектировщиков, использующих трёхфазные твердотельные реле, применяют устройства именно к одному из двух указанных общих типов трёхфазных систем. Основное внимание, как показывает картинка ниже, уделяется резистивным элементам и электродвигателям.

Блок-схема упрощённого вида управляемыми приборами ТТР: слева – термически-резистивная нагрузка (ТРН); справа – моторная нагрузка; ТТР – трёхфазное твердотельное реле; Тн – нагрузочный ток; Нн – нагрузочное напряжение; У – управляющий сигнал

Несмотря на то, что каждое применение индивидуально и требует особой проверки, сосредоточение внимания на этих двух основных категориях позволяет обобщить характеристики. Также обобщаются последующие требования, предъявляемые к трёхфазным твердотельным реле, используемым для выполнения функций переключения.

Более того, ограничение внимания мощными системами, использующими трёхфазные сети для питания систем, охватывает некоторые из наиболее требовательных коммерческих и промышленных условий, в которых сегодня используются трёхфазные твердотельные реле.

Трёхфазные твердотельные реле – определение и описание

Исполнение устройства под три фазы, по сути, представлено отдельными однофазными реле, заключёнными в одном корпусе с общим входом. Соответственно, все три отдельных устройства питаются током одновременно.

Инженеры-электрики, кстати заметить, нередко используют три отдельных однофазных устройства для переключения питания на трёхфазной системе.

Обычно это делается по желанию или когда по тем или иным причинам не представляется возможным применение именно трёхфазного твердотельного реле.

Однако более распространённым и упрощённым подходом следует рассматривать использование трехфазного твердотельного реле для обеспечения функции переключения.

Такой подход упрощает электромонтаж и обычно уменьшает общую потребность в пространстве внутри конструкционной панели.

Пример целой сборки на основе ТТР с коммутацией на три фазы – своего рода интеллектуальный регулятор напряжения, построенный из десятка приборов, работающих совместно

Основными характеристиками твердотельных реле — однофазных или трёхфазных, являются:

• бесконтактное включение и выключение, что означает отсутствие дуги, дребезга контактов или акустического шума;
• высокая скорость переключения;
• долговечность работы;
• низкие требования к входной мощности управления;
• отключение при нулевом токе, что существенно минимизирует электрические переходные процессы, особенно при переключении индуктивных систем;
• включение при нулевом напряжении, что минимизирует скачки тока в обмотках и связанные переходные процессы.

Трёхфазные твердотельные реле предназначены для управления трёхфазными нагрузками переменного тока, которые в противном случае могли бы переключаться при помощи других – электромеханических, ртутных или иных контакторов.

Способы коммутации на трёхфазные твердотельные приборы

Для трехфазного резистивного нагрева обычно используются трёхфазные твердотельные реле с переходом через нуль. Эти версии устройств переключают питание нагрузки в точке пересечения нулевого напряжения каждой фазы, минимизируют пусковые токи.

Приборы статичного включения рекомендуются для переключения индуктивных нагрузок — электродвигателей, компрессоров, трансформаторов, где желательно включать три фазы одним моментом. Все приборы переменного тока (за исключением специальных версий, построенных с полевыми транзисторами) отключают выход при нулевом токе.

Отключение проходит независимо от того, управляются ли приборы нулевым напряжением или статичным включением. Таким образом, уменьшаются переходные процессы, вызванные открытием нагрузки посредством магнитного поля, которое сводится к нулю.

Пример радиаторной сборки под прибор ТТР на три фазы, предназначенной для рассеивания тепла, выделяемого схемой при максимальных токовых нагрузках

При включении твердотельного реле в трёхфазные схемы необходимо учитывать: рассеивание тепловой мощности прибора по причине потерь в выходных силовых полупроводниках. Этот момент нередко требует использования внешних радиаторов (теплоотводов) для поддержания допустимой рабочей температуры.

Электрические переходные процессы, передаваемые по линиям электропередач или создаваемые переключением реактивных нагрузок, могут потребовать дополнительной защиты от переходных процессов. Также приходится учитывать выбор включения нулевого или ненулевого напряжения в зависимости от типа нагрузки.

Стандарты безопасности для трёхфазных твердотельных реле

Наиболее распространённые номинальные категории относятся к применениям для резистивных нагрузок и электродвигателей. Основное различие между этими двумя номиналами заключается в токах.

Трёхфазные твердотельные реле для электродвигателей необходимо рассчитывать на работу, как с током заторможенного двигателя, так и с током полной нагрузки.

Таблица ниже показывает три наиболее распространённых стандарта под трёхфазные твердотельные реле для работы с электродвигателями.

Таблица стандартов ТТР под номинальные моторные нагрузки

Стандарты, отмеченные таблицей, требуют, чтобы переключатели, предназначенные для управления нагрузкой электродвигателя, выдерживали токи полной нагрузки. В результате, конкретный прибор будет иметь разные номинальные значения тока для резистивных нагрузок или нагрузок двигателя.

По сути, номинальная резистивная нагрузка трёхфазного твердотельного реле снижается, когда имеет место применение к нагрузкам двигателя. Например, твердотельный прибор ТТР, способный выдерживать резистивный ток 50А, фактически рассчитывается как ТТР мощностью 17А, при использовании в системах управления электродвигателем.

Приборы ТТР для трехфазных асинхронных двигателей

Исторически наиболее распространенными устройствами, используемыми для переключения мощности на асинхронные двигатели, являются электромеханические реле и контакторы. Однако по мере роста спроса на улучшенные характеристики и надёжность работы, трёхфазные твердотельные реле находят всё большее применение.

Как и в случаях с резистивной нагрузкой, управление электродвигателем может быть выполнено при помощи:

1. Трёх отдельных ТТР,
2. Одного трёхфазного прибора.
3. Двух (или одного сдвоенного) ТТР, если это позволяет спецификация.

Явными преимуществами твердотельных реле для управления трёхфазным асинхронным двигателем отмечаются:

• исключение механической усталости конструкции;
• работа без контакта, без шума, без дуги;
• высокоскоростное переключение;
• низкая входная мощность управления;
• отсутствие катушек индуктивности;
• отключение нагрузки при нулевом токе;
• долгий срок службы в отличие от механических реле и контакторов;
• изоляция входа / выход до 4000В переменного тока;
• полное соответствие директиве по ограничению вредных веществ.

Пуск и остановка мотора твердотельным прибором ТТР

Большинство применений трехфазных электродвигателей ограничиваются только функциями включения / выключения. Например, промышленный вентилятор обычно работает только в одном направлении, обеспечивая циркуляцию воздуха, поэтому мотор вентилятора достаточно только включать и выключать.

Компрессор — еще один пример, когда для правильной работы двигателя просто требуется подключение к трём фазам цепи питания переменного тока. Для таких применений обычно используется простое трёхфазное твердотельное реле, контактор или пускатель для подачи питания одновременно на все три обмотки статора мотора. Используется один входной сигнал управляющий контактором.

Варианты ТТР для реализации управления асинхронным двигателем с помощью монтируемых на панели приборов, дополненных охлаждающим радиатором

Коэффициент мощности для нагрузок асинхронных двигателей имеет довольно низкое значение ( Критерии выбора приборов для управления электродвигателями

Условия переходного тока также необходимо учитывать при выборе трёхфазных твердотельных реле для использования с электродвигателями. В зависимости от размера мотора и нагрузки, приложенной к статору, пусковой ток при первом включении может в 5-7 раз превышать нормальный рабочий ток.

Эта перегрузка, потенциально достигающая значения тока заторможенного ротора двигателя, будет постепенно уменьшаться до номинального значения тока полной нагрузки. Происходит это в течение нескольких циклов переменного тока по мере того, как электродвигатель начинает вращаться. Однако применяемое реле и соединения должны соответствовать перегрузкам, возникающим в процессе запуска.

Также необходимо учитывать возможность остановки электродвигателя при определённых условиях, когда линейный ток будет равен или больше тока заторможенного ротора. В этом случае необходимо использовать защиту от перегрузки по току, как твердотельного прибора ТТР, так и самого электродвигателя.

Для надежности и безопасности рекомендуется обеспечить защиту от переходных процессов для всех твердотельных реле, управляющих трёхфазными асинхронными моторами. Такая защита может быть доступна внутри прибора ТТР или применяться внешним модулем.

Чаще всего используются варисторы, хорошо рассеивающие мощность, но несколько медленно реагирующие на быстрые переходные процессы. Однако двунаправленные диодные ограничители бросков напряжения (TVS-диоды) обеспечивают оптимальные характеристики для быстрых переходных процессов, несмотря на более низкие показатели рассеяния мощности, чем у варисторов на основе окиси металла.

Видеоролик — использование прибора под термо-резистивную нагрузку

На виде, представленное ниже, демонстрируется практическое применение прибора, в частности, для управления термо-резистивной нагрузкой (электрическими нагревателями). Внедряя в схему трёхфазные твердотельные реле, можно эффективнее управлять электрическими ТЭН.

Как правило, современные схемные решения предполагают использование приборов совместно с цифровыми микроконтроллерами, что позволяет полностью автоматизировать процесс работы.

При помощи информации: Crydom

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

Заключение

В этом материале мы подробно ответили на вопрос, что собой представляют фаза и ноль в современной электрике, для чего они нужны, а также разобрались, какими способами можно определить, где в проводке находится фазная жила. Какой из этих способов предпочтительнее, решать вам, но помните, что вопрос определения фазы, ноля и заземления очень важен. Неправильные результаты проверки могут стать причиной сгорания приборов при подключении, или, что еще хуже – причиной поражения электрическим током.