Условия обитания современного горожанина: квартира, дача, гараж — и все в разных местах. По этой причине двигатель приходится перевозить с одного места на другое. Как хорошо, когда есть три фазы; все характеристики работы двигателя превосходны (мощность, момент и т. д.), простая схема управления. Если нет трех фаз, приходится применять асинхронный двигатель, включенным в однофазную сеть путем усложнения схем управления.
Для включения двигателя в трехфазную сеть имеем предельно простую схему управления: магнитный пускатель (пакетные переключатели) и простая защита (тепловое реле). Реверсировать двигатель в случае необходимости можно с помощью реверсивного пускателя, имеющего взаимную блокировку — как электрическую, так и механическую. Возможно также использование реверсивного пакетного переключателя.
Асинхронный двигатель в однофазной сети… Причина использования его — отсутствие трехфазного питания, широкая распространенность этих самых асинхронных двигателей. Для включения в однофазную сеть помимо вышеуказанных пусковых приспособлений требуются конденсаторы: рабочий и пусковой. Последний должен еще и коммутироваться: при запуске двигателя он включается, а при наборе номинальной частоты вращения отключается.
Для получения вращающегося магнитного поля от однофазной сети необходимо иметь на зажимах двигателя двухфазное питание. Этого достигают при помощи сдвига между токами на 90 электрических градусов, используя конденсатор и соответствующее соединение обмоток двигателя. Так, для наиболее распространенного и доступного трехфазного асинхронного двигателя, имеющего обмотки статора на 220 В (на щитке двигателя указано U = 220/380 В и, например, I = 4,2/2,4 А), существуют две схемы: для включения в трехфазную сеть 220/380 В по схеме «звезда» и для включения в однофазную сеть 220 В по схеме «треугольник».
В однофазную сеть (220 В) напряжение к асинхронному двигателю подводят к двум зажимам (фаза «А» и ноль «0»), к третьему зажиму и к одному из указанных выше зажимов сети подключают рабочий конденсатор Ср и параллельно с ним через выключатель — пусковой конденсатор Сп, действующий только в режиме пуска для создания пускового момента в течение небольшого времени.
Итак, в трехфазную сеть асинхронный двигатель включают по схеме «звезда», а в однофазную сеть — по схеме «треугольник», что предполагает коммутации обмоток двигателя. У последнего должно быть шесть концов (С1-С4; С2-С5; С3-С6).
В связи с существованием коммутаций при работе в однофазной сети можно использовать облегченный запуск (при отсутствии первоначальной нагрузки, например, токарного или фуговального станков). В этом случае обмотки асинхронного двигателя первоначально включают «звездой», а при достижении им номинальной скорости — «треугольником». Так в обмотках при соединении «звездой» коммутация будет в √3 раз меньше, чем при «треугольнике», а необходимый пусковой момент снизится в 3 раза. Это позволяет уменьшить емкость пускового конденсатора, а при малых мощностях двигателя он бывает не нужен вообще (рис. 1).
Рис. 1. Схема — управления асинхронным двигателем при включении его в однофазную и трехфазную сети
Рассмотрим работу схем в режиме однофазного включения при использовании однофазного ввода XS0 (рис. 2, 3,а). Когда пускатель КМ не включен, обмотки статора двигателя через н.з. контакты 1 и 3, 4 и 6 соединены звездой, конденсаторы CD и Сп включены через н. з. контакты 7 и 9 параллельно и подсоединены к обмоткам С2С5 и C3C6 через перемычку 5–6 в гнезде XS0.
Запуск асинхронного двигателя осуществляется по схеме пакетным выключателем Q подачей однофазного питания на штыри 7 (фаза) и 2 («нуль») через предохранители FU1 и FU3. На штыри 7 и 1 гнезда XS0 подается напряжение на питание пускателя КМ.
Запущенный двигатель набирает обороты и по достижении номинальной частоты вращения ротора, что определяется характерным звуком двигателя и визуально, нажимают кнопку SB, срабатывает пускатель КМ и становится на самопитание через н.о. контакты 10 и 11. Пусковой конденсатор Сп отключается (7 и 9 контакты размыкаются), рабочий же конденсатор Ср подключается параллельно обмотке С2С5, обмотки двигателя включаются «треугольником» (С4 соединяется с С2, С5 с С3, С6 с С1).