Схема управления двухскоростным двигателем

В различных станках, механизмах и технологических установках применяются электроприводы с двухскоростными асинхронными электродвигателями, у которых ступенчатое регулирование скорости достигается за счёт изменения числа пар полюсов путём изменения схемы включения специально выполненной статорной обмотки.

На рисунке приведена схема нереверсивного электропривода двухскоростным асинхронным двигателем. В схеме предусмотрено переключение статорной обмотки с треугольника на двойную звезду (Δ/YY). Такая схема применяется в электроприводах механизмов, если по технологии требуется регулирование скорости с постоянной мощностью на рабочем органе.

Направляющие команды в схему подаются трёхпозиционным командоконтроллером SM. В исходном положении, когда включены автоматы QF1 и QF2 и командоконтроллер находится в нулевом (левом) положении, срабатывает реле напряжения KV и своим контактом KV становится на самопитание.

При переключении командоконтроллера в первое положение (НС) получает питание катушка контактора КМ1(НС), контактор срабатывает, замыкает свой контакт 3-6 в цепи катушки тормозного контактора КМТ и подключает статорную обмотку, включённую в треугольник (Δ), к сети. В тоже время тормозной контактор КМТ срабатывает и подаёт питание на электромагнит тормоза, тормоз растормаживается (поднимаются колодки), и электродвигатель пускается на низкую скорость (число пар полюсов 2р).

При переключении командоконтроллера во второе положение (ВС) катушка контактора KMl(HC) отключает статорную обмотку от сети. Катушки контакторов КМ2(ВС) и КМ3(ВС) получают питание и контакторы срабатывают. Контактор КМ3(ВС), замыкая свои контакты, образует нулевую точку двойной звезды. Контактор КМ2(ВС) замыкает свой контакт 3-6 в цепи катушки тормозного контактора КМТ, контактор КМТ срабатывает или остаётся включённым. Одновременно контактор КМ2(ВС) подключает вершину двойной звезды статорной обмотки и двигатель пускается на высокую скорость (число пар полюсов р).

Схема включения двухскоростного асинхронного двигателя

Чтобы остановить электропривод необходимо переключить командоконтроллер в нулевое положение. В этом случае контакторы теряют питание, статорная обмотка отключается от сети и контакты КМТ оказываются разомкнутыми. Контактор КМТ снимает питание с катушки электромагнитного тормоза, и тормозные колодки накладываются на тормозной барабан. Электропривод останавливается под действием момента сопротивления Мс и момента Ммт механического тормоза.

Запуск трехфазных двухскоростных двигателей. Подключение Даландера

Запуск трехфазных двухскоростных двигателей. Подключение Даландера

19.1 Двухскоростные асинхронные двигатели различных скоростей

Асинхронные трехфазные двигатели могут быть сконструированы более, чем на одну скорость, либо реализованные с различными обмотками, отличающимися числом полюсов, либо только с одной обмоткой, но построенной таким образом, что может подключаться внешне с различным числом полюсов. По этой причине некоторые виды трехфазных асинхронных двигателей с различными скоростями называют также двигатели с переключаемыми полюсами.

На рисунке 19.1 схематически представлены разнообразные типы обмоток и также их подключение, которые в настоящее время наиболее часто употребляются в конструкции двигателей различных скоростей, причем второй является наиболее часто используемым из всех.

Рисунок 19.1 – Системы соединения трехфазных асинхронных двигателей с различными скоростями

Этот тип двигателей имеет короткозамкнутый ротор и в основном применяется в работе станков и вентиляторов, и, что касается видов конструкции, представленных на рисунке 19.1, их главными характеристиками являются следующие:

1. Двигатели с двумя независимыми обмотками. У этих двигателей две скорости и они сконструированы таким образом, что каждая обмотка взаимодействует внутренне с различным количеством полюсов и в зависимости от того, какая обмотка подключена к сети, двигатель будет вращаться с различным числом оборотов. В этом типе двигателей обычно обе обмотки включаются соединением в звезду и наиболее частые сочетания полюсов это: 6/2, 6/4, 8/2, 8/6, 12/2 и 12/4.
2. Двигатели с одной обмоткой с подключением Даландера. Эти двухскоростные двигатели сконструированы с обычной трехфазной обмоткой, но соединенной внутри таким образом, что в зависимости то того, какие внешние потребители подключены в сеть, в двигателе будут происходить переключения с одного на другое количество полюсов, но их соотношение всегда будет 2 к 1; таким образом, у двигателя будут две роторные скорости, одна в два раза превышающая другую. Как показано на рисунке 19.1, подключение обмоток осуществляется треугольником или звездой для меньшей скорости и двойной звездой для большей, наиболее частые сочетания полюсов это: 4/2, 8/4 и 12/6.
3. Двигатели с обмоткой Даландера и другой независимой обмоткой. При помощи этого типа двигателя достигаются три различные скорости, две с обмоткой подключения Даландера и третья с независимой обмоткой, конструкция которой различное количество полюсов, отличное от двух полярностей, полученных с первой. Наиболее часто используемые подключения представлены на рисунке 19.1, и наиболее часто встречающиеся сочетания полюсов: 6/4/2, 8/4/2, 8/6/4, 12/4/2, 12/6/4, 12/8/4, 16/12/8 и 16/8/4.
4. Двигатели с двумя обмотками Даланлера. При помощи двигателей этого типа добиваются четырех скоростей, две с каждой обмотки, которые будут предназначены для полярностей отличных друг от друга, при наиболее часто использующихся сочетаниях: 12/8/6/4 и 12/6/4/2.

19.2 Двухскоростные двигатели с подключением Даландера или с переключением полюсов

Наиболее применяемый вид асинхронных трехфазных двигателей с различными скоростями (можно сказать, что почти единственный применяемый в настоящее время) это двигатель с олной обмоткой с подключением Даландера и именно поэтому этот двигатель будет детально описан. На рисунке 19.2 показана обмотка трехскоростного асинхронного двигателя с подключением Даландера, где представлены, как внутренние подключения, так и присоединения с клеммной колодкой к сети, в двух рабочих позициях. Этот двигатель предназначен для работы с четырьмя полюсами, когда соединен в треугольник и два полюса, когда соединяется в двойную звезду в соответствии с представленной на рисунке фазы обмотки U1 – V1.

Рисунок 19.2 – Внутренние связи, в треугольник и двойную звезду, обмотки двигателя Даландера, с 4 и 2 полюсами

Как показано на рисунке 19.2 при запуске на меньшей скорости достаточно применить напряжение сети шторок клеммных соединений, при осуществлении треугольного подключения между тремя фазами внутри двигателя. И наоборот, для большой скорости должны быть выполнены две операции: сначала необходимо короткозамкнуть U1, V1 и W1, а затем применить напряжение сети U2, V2 и W2 в клеммном соединении. Вывод, полученный на основе вышеизложенного: для автоматического запуска двигателя с подключением Даландера необходимы три контактора.

Также на рисунке 19.2 можно увидеть, что когда двигатель подключается на маленькую скорость, образовывается двойное количество полюсов из-за того, что все статоры одной фазы соединены последовательно, в то время, как для большей скорости статоры каждой фазы соединяются по половине параллельно, таким образом получая половину количества полюсов по сравнению с предыдущим описанием.

Перейдем к описанию схем контроля и защиты наиболее часто применяемых для работы двигателей с подключением Даландера, и представленным на рисунках 19.3 и 19.4. Первый это простой запуск на любой из двух скоростей и второй это тот же тип запуска, но с двумя необходимыми цепямидля того, чтобы в каждой из своих двух скоростей двигатель мог бы запускаться в обоих направлениях без различия (одинаково).

19.3. Запуск двухскоростного двигателя с переключающимися полюсами без инверсии вращения

Электрические характеристики элементов контроля и защиты необходимые для выполнения этого типа запуска, как минимум должны быть:

• Контактор К1, для включения и выключения двигателя на маленькой скорости (PV). Мощность должна быть такой же либо превышать In двигателя в треугольном соединении и с категорией обслуживания АС3.
• Контакторы К2 и К3, для включения и выключения двигателя на большой скорости (GV). Мощность этих контакторов должна быть такой же либо превышать In двигателя соединенного двойной звездой и категориеи обслуживания АС3.
• Термореле F3 и F4, для защиты от перегрузок на обоих скоростях. Каждый из них будет измерять In, употребляемый двигателем на защищаемой скорости.
• Предохранители F1 и F2, для защиты от К.З. должно быть типа аМ и мощностью такой же или превышающей максимальное In двигателя, в каждой из своих двух скоростей.
• Предохранитель F5, для защиты цепей контроля.
• Система кнопок, с простым прерывателем остановки S0 и двумя двойными прерывателями движения S1 и S2.

Перейдем к описанию в краткой форме процесса запуска, как на малой скорости, так и на большой:

• а) запуск и остановка на маленькой скорости (PV).
• Запуск путем нажатия на S1.
• Замыкание контактора цепи К1 и запуск двигателя соединенного треугольником.
• Автопитание через (К1, 13–14).
• Открытие К1, которое действует как шторка для того, чтобы хотя запущен в движение S2, контакторы большой скорости К2 и К3 не были активизированы.
• Остановка путем нажатия на S0.
• б) запуск и остановка на большой скорости (GV).
• Запуск путем нажатия на S2.
• Замыкание контактора звезды К2, которое формирует звезду двигателя при коротком замыкании: U1, V1 и W1.
• Замыкание контактора К3 (К2, 21–22) таким образом, что двигатель работает соединением в двойную звезду.
• Автопитание через (К2, 13–14).
• Открытие (К2, 21–22) и (К3, 21–22), которые действуют как шторки для того, чтобы никогда не закрывался К1 в то время, как закрыты К2 или К3.
• Остановка путем нажатия на S0.

Вспомогательные контакты системы кнопок (S1 и S2, 21–22)действуют как защитные двойные шторки системы кнопок в том случае, если на оба прерывателя попытаются нажать одновременно, чтобы никакой из контакторов не активизировался и эти контакты можно было бы убрать в том случае, если есть защитные шторки механического типа между К1 и К2.

Рисунок 19.3 – Цепи мощности и контроля для запуска двигателя с переключаемыми полюсами

19.4 Запуск двухскоростного двигателя с переключаемыми полюсами (рисунок 19.4)

Электрические характеристики элементов контроля и защиты будут такими же, как в предыдущем примере в том случае, когда принимается в расчет наличие двух номинальных мощностей двигателя в зависимости от его скорости работы.

Цепи на рисунке 19.4 являются наиболее используемыми, хотя не единственными для запуска двигателя с переключаемыми полюсами в обоих направлениях движения и на любой из двух своих скоростей.

Между двумя контакторами каждого инвертора К1 – К2 и К3 – К4 размещаются двойные защитные шторки, одна с защитными контактами собственных контакторов (К1, К2, К3 и К4; 21–22) и другая с контактами собственных кнопок движения (S1, S2, S3 и S4; 21–22). Последние могли бы быть защищены защитными механическими шторками между каждой парой контакторов: К1 – К2 и К3 – К4, избегая в этом случае прерывателей движения тройного контакта S3 и S4. Кроме того имеются защитные шторки между контакторами применяемыми для маленькой скорости К1 и К2, а остальные К3, К4 и К5 применяемые для большой скорости, выполненные посредством вспомогательных контактов собственных контакторов (К1, К2, К3 и К4; 31–32) и (К5; 21–22).

Перейдем к краткому описанию работы цепи при каждой из четырех возможностей движения, но пренебрегая действием контактов защитных шторок, исходя из того, что предыдущее их описание является достаточным для понимания действия их работы.

• а) Запуск и остановка на маленькой скорости при движении вправо.
• Запуск путем нажатия на S1.
• Замыкание контактора цепи К1 и запуск двигателя на маленькой скорости движения вправо, при треугольном соединении.
• Автопитание через (К1; 13–14).
• Остановка путем нажатия на S0.
• б) Запуск и остановка на маленькой скорости при движении влево.
• Запуск путем нажатия на S2.
• Замыкание контактора цепи К2 и запуск двигателя на маленькой скорости движения влево, при треугольном соединении.
• Автопитание через (К2; 13–14).
• Остановка путем нажатия на S0.
• в) Запуск и остановка на большой скорости при движении вправо.
• Запуск путем нажатия на (S3; 13–14 и 23–24).
• Замыкание контактора звезды К5, который формирует звезду двигателя при коротком замыкании U1, V1 и W1.
• Замыкание контактора цепи К3 через (К5; 23–24), таким образом, что двигатель начинает работу на большой скорости при движении вправо, соединение двойная звезда.
• Автопитание через (К5; 13–14) и (К3; 13-14).
• Остановка путем нажатия на S0.
• г) Запуск и остановка на большой скорости при движении влево.
• Запуск путем нажатия на (S4;13–14 и 23–24).
• Замыкание контактора звезды К5, который формирует звезду двигателя при коротком замыкании U1, V1 и W1.
• Замыкание контактора цепи К4 через (К5; 23–24), таким образом, что двигатель начинает работу на большой скорости при движении влево, соединение двойная звезда.
• Автопитание через (К5; 13–14) и (К3; 13–14).
• Остановка путем нажатия на S0.

В случае, если при перегрузке двигателя, выйдет из строя термическое реле F3 или F4, эффект будет таким же, как при нажатии на S0, каким бы ни был открывшийся контакт, цепь контроля прервется.

Рисунок 19.4 – Цепи мощности и контроля для запуска двигателя с переключаемыми полюсами (подключение Даландера), с переключением вращения

Двухскоростные электродвигатели АИР, 4АМ, 4А

• 
• 

• Количеству фаз – однофазные (220 В), трехфазные (380 В, 660 В);
• Сфере применения – общепромышленные (АИР, 4А, 4АМ, 5А, 5АМ, АО, АДМ), крановые (МТКН, 4МТКН), взрывозащищенные;
• Исполнению корпуса – на лапах, фланцевые, комбинированные, с одним или двумя валами.

Каталог

В каталоге указаны технические характеристики асинхронных трехфазных двухскоростных электродвигателей АИР с короткозамкнутым ротором производства Белоруссии. Параметры 2-х скоростных двигателей иных производителей могут несущественно отличаться.

Тип	Технические характеристики двухскоростных двигателей								Масса, кг
	Р, кВт	Частота вращения, об/мин	КПД, %	cos f	Iп/Iн	Мп/Мн	Мmax/Мн	Мmin/Мн
АИР63А4/2	0,19	1380	55,0	0,66	3,5	1,6	1,8	1,0	5,1
	0,265	2640	61,0	0,75	4,0	1,2	1,8	0,8
АИР63В4/2	0,265	1350	57,0	0,68	3,5	1,6	2,0	1,0	6,0
	0,37	2580	61,0	0,82	4,0	1,2	1,7	0,8
АИР71А4/2	0,48	1360	69,0	0,76	4,5	1,5	1,9	1,4	8,6
	0,62	2780	68,0	0,85	4,5	1,5	1,9	1,3
АИР71В4/2	0,71	1360	69,0	0,84	4,5	1,75	1,9	1,5	9,4
	0,85	2780	68,0	0,86	4,5	1,85	2,0	1,4
АИР80А4/2	1,12	1410	74,0	0,78	5,0	1,9	2,2	1,6	13,0
	1,50	2730	73,0	0,85	5,0	1,9	2,0	1,5
АИР80В4/2	1,50	1380	75,0	0,75	5,0	2,0	2,0	1,6	15,0
	2,00	2720	75,0	0,84	5,0	2,0	2,1	1,6
АИР90L4/2	2,20	1430	79,0	0,83	6,0	1,9	2,4	1,6	19,7
	2,65	2850	76,0	0,82	6,0	2,0	2,4	1,5
АИР90L6/4	1,32	930	74,0	0,68	5,0	1,6	1,9	1,5	19,6
	1,60	1430	74,0	0,85	5,5	1,6	2,1	1,2
АИР90L8/4	0,80	710	62,0	0,60	3,0	1,7	2,0	1,6	19,0
	1,32	1410	75,0	0,86	5,0	1,5	2,0	1,3
АИР100S4/2	3,00	1430	82,0	0,84	5,5	2,1	2,4	1,6	24,2
	3,75	2790	80,0	0,90	5,5	2,0	2,4	1,6
АИР100L4/2	4,00	1400	82,0	0,88	5,5	1,9	2,1	1,6	29,2
	4,75	2820	82,0	0,91	6,0	2,2	2,4	1,6
АИР100S6/4	1,70	940	76,0	0,76	4,5	1,3	1,8	1,3	22,5
	2,24	1400	80,0	0,86	5,5	1,3	1,9	1,2
АИР100L6/4	2,12	950	77,0	0,73	4,5	1,4	2,0	1,3	27,1
	3,15	1430	80,0	0,86	5,5	1,5	2,1	1,4
АИР100S8/4	1,00	720	70,0	0,61	4,0	1,2	1,8	1,1	21,5
	1,70	1430	79,0	0,87	5,0	1,1	1,8	1,0
АИР100L8/4	1,40	720	72,0	0,60	4,0	1,6	2,0	1,5	26,2
	2,36	1430	81,0	0,89	5,5	1,4	1,9	1,0
АИР100S8/6	1,00	710	72,0	0,64	5,0	1,4	2,0	1,3	22,0
	1,25	970	77,0	0,66	5,5	1,5	2,2	1,0
АИР100L8/6	1,32	710	71,0	0,66	4,0	1,6	1,9	1,4	26,0
	1,80	960	76,0	0,73	5,0	1,4	2,0	0,9
АИР112M8/4	2,2	710	70,0	0,65	5,0	1,2	1,8	1,0	38,6
	3,6	1420	77,0	0,88	6,0	1,2	1,6	1,0
АИР160S4/2	11,0	1460	89,5	0,84	7,0	1,6	2,9	1,6	99,8
	14,0	2790	85,5	0,90	7,0	1,6	2,9	1,0
АИР160М4/2	14,0	1460	89,5	0,86	7,0	1,5	2,9	1,5	103,9
	17,0	2930	86,5	0,91	7,0	1,6	2,9	1,0
АИР160S6/4	7,5	980	86,5	0,78	6,5	1,8	2,8	1,7	88,9
	8,5	1460	87,5	0,90	6,0	1,5	2,2	1,3
АИР160М6/4	11,0	980	87,5	0,79	6.5	1,7	2,8	1,7	113,9
	13,0	1460	88,0	0,91	6,0	1,4	2,1	1,4
АИР160S8/4	6,0	730	81,0	0,69	5,5	1,8	2,0	1,0	86,9
	9,0	1460	84,0	0,88	7,0	1,5	2,0	0,8
АИР160М8/4	9,0	730	81,5	0,71	5,5	1,5	2,0	1,0	108,9
	13,0	1460	84,0	0,89	7,0	1,5	2,0	0,8

Двухскоростные двигатели с хранения либо под заказ

Двухскоростной электродвигатель	Мощность	Две скорости вращения	Двухскоростной электродвигатель	Мощность	Две скорости вращения
АИР132S4/2	6,0/7,1	1455/2900	АИР200М6/4	20,0/22,0	1000/1500
АИР132М4/2	8,5/9,5	1455/2925	АИР200L6/4	24,0/27,0	1000/1500
АИР132S6/4	5,0/5,5	965/1435	АИР200М8/4	15,0/22,0	750/1500
АИР132М6/4	6,7/7,5	970/1440	АИР200L8/4	17,0/24,0	750/1500
АИР132S8/4	3,6/5,0	715/1435	АИР200М8/6	15,0/18,5	750/1000
АИР132М8/6	4,5/5,5	720/970	АИР200L8/6	18,5/23,0	750/1000
АИР132М8/4	4,7/7,5	715/1440	АИР200М12/6	8,0/15,0	500/1000
АИР132S8/6	3,2/4,0	725/965	АИР200L12/6	10,0/18,5	500/1000
АИР160S8/6	7,5/8,5	750/1000	АИР225М4/2	42,0/48,0	1500/3000
АИР160M8/6	11,0/13,0	750/1000	АИР225М8/4	23,0/34,0	750/1500
АИР160S12/6	3,5/7,1	500/1000	АИР225М12/6	14,0/25,0	500/1000
АИР160M12/6	4,5/10,0	500/1000	АИР225М8/6	22,0/30,0	750/1000
АИР180S4/2	17,0/20,0	1500/3000	АИР250S4/2	55,0/60,0	1500/3000
АИР180М4/2	22,0/26,0	1500/3000	АИР250М4/2	66,0/80,0	1500/3000
АИР180М6/4	15,0/17,0	1000/1500	АИР250S8/4	33,0/47,0	750/1500
АИР180М8/4	13,0/18,5	750/1500	АИР250М8/4	37,0/55,0	750/1500
АИР180М8/6	11,0/15,0	750/1000	АИР250S8/6	30,0/37,0	750/1000
АИР180М12/6	7,0/13,0	500/1000	АИР250М8/6	45,0/55,0	750/1000
АИР180М12/4	3,7/11,0	500/1500	АИР250S12/6	16,0/30,0	500/1000
АИР200М4/2	27,0/35,0	1500/3000	АИР250М12/6	18,5/36	500/1000
АИР200L4/2	30,0/38,0	1500/3000	5АМ250М12/6	18,5/36	500/1000

Двухскоростные двигатели АИС | AIS стандарта DIN для замены импортных многоскоростных моторов

Для замены европейского двухскоростного электродвигателя на новый отечественный с более низкой ценой и сроками доставки — подберите модель по таблице и позвоните специалистам Систем качества. Также вам может быть полезен Каталог односкоростных двигателей АИС

Маркировка	Мощность	Частота вращения	Маркировка	Мощность	Частота вращения
АИС71А4/2	0,19/0,265	1380/2640	АИС100LA6/4	1,32/1,60	930/1420
АИС71B4/2	0,265/0,37	1350/2580	АИС100LA8/4	0,80/1,32	700/1400
АИС80А4/2	0,48/0,62	1360/2780	АИС112M4/2	4,00/4,75	1400/2820
АИС80В4/2	0,71/0,85	1360/2780	АИС112М6/4	2,12/3,15	940/1420
АИС90S4/2	1,12/1,5	1410/2730	АИС112М8/4	1,40/2,36	720/1420
АИС90L4/2	1,50/2	1380/2730	АИС112M8/6	1,32/1,8	710/950
АИС90L8/4	0,18/0,37	710/1200	АИС132M4/2	4,20/530	1450/2860
АИС100LA4/2	2,20/2,65	1420/2850	АИС132S8/4	2,20/3,60	710/1420

Устройство и конструкция

Конструктивно двухскоростные электродвигатели отличаются от стандартных, особой конструкцией статора, ротор – обычный короткозамкнутый. Наиболее распространённые типы конструкции двухобмоточных электродвигателей:

• с двумя зависимыми обмотками;
• с двумя независимыми обмотками.

Устройство двухскоростных электродвигателей с двумя зависимыми обмотками может отличаться исходя из соотношения числа полюсов – 1:2, 3:2, 4:3. При соотношении частоты вращения 1:2, используется одна полюснопереключаемая обмотка статора по схеме Даландера. При соотношениях 3:2, 4:3 – одна полюснопереключаемая обмотка по методу амплитудно-фазной модуляции.

При использовании зависимых обмоток 2-х скоростные электродвигатели производятся в стандартных габаритах, независимые – имеют незначительно большие размеры.

Стоит обратить внимание, двухскоростной электродвигатель АИР на каждой частоте вращения будет выдавать разную мощность. В тоже при использовании частотных преобразователей, мощность остается не изменой. Большинство общепромышленных приводов, согласно руководству по эксплуатации, не предусматривают работу с частотными преобразователями. Преобразователи частоты могут уменьшить паспортный ресурс в разы или вывести оборудование из строя

Схемы подключения

Схемы подключения асинхронных двухскоростных электродвигателей зависят от соотношения числа оборотов:

• 500/1000, 750/1500, 1500/3000 об/мин – треугольник-двойная звезда (Δ/YY)
• 500/750, 1000/1500, 750/1000 об/мин — тройная звезда — тройная звезда (YYY/YYY)

На чертежах показано устройство схемы обмотки двухобмоточных электродвигателей и принцип подключения двигателя на 2 скорости.