Domů / Novinky / Novinky z oboru / Průvodce třífázovým motorem 220 V: Zapojení, výběr trojúhelníku vs hvězda a VFD

Průvodce třífázovým motorem 220 V: Zapojení, výběr trojúhelníku vs hvězda a VFD

Dva motory o výkonu 5,5 kW sedí vedle sebe na stejné zkušební stolici. Na jednom štítku je uvedeno připojení 380 V, Y. Druhý čte 220 V, zapojení do trojúhelníku. Ve většině případů se jedná o stejný stroj: stejné plechy statoru, stejný rotor, stejná hřídel.

To je krátká odpověď za hledáním. Třífázový motor 220 V je normálně standardní nízkonapěťový indukční motor znovu zapojený do trojúhelníku k třífázovému vedení 220 V. Nejedná se o samostatnou produktovou rodinu a není ani exotická. Mezi těmito dvěma štítky se mění to, jak je propojeno šest konců vinutí, jak velký proud musí kabel a stykač přenášet a – v místech, kde je k dispozici pouze jednofázové 220–240 V – jak je v první řadě vytvořeno třífázové napájení.

Co „třífázové 220 V“ vlastně popisuje

220 V v třífázové soustavě je a linka-to-line obrázek: potenciál mezi libovolnými dvěma ze tří fázových vodičů. V třífázové síti 220 V je napětí mezi fází a nulou asi 127 V, což je důvod, proč jsou domácí zásuvky v těchto sítích ohodnoceny spíše 110–127 V než 230 V.

Celosvětově dominují dvě nízkonapěťové rodiny:

  • 200–240 V třífázový. Běžné v částech Ameriky, Japonska a na několika trzích s frekvencí 60 Hz. V této rodině je "220 V třífázový motor" běžným katalogovým artiklem.
  • 380–415 V třífázový. Standard v Evropě, Číně, na Středním východě a ve velké části Asie na 50 Hz dodávkách.

Samotnému vinutí je jedno, ke které síti je připojeno – záleží pouze na napětí na každé fázové cívce. Proto výrobci staví vinutí s duálním jmenovitým výkonem a označují desku 220/380 V, 230/400 V nebo 240/415 V dvěma proudovými hodnotami. Delta pokrývá nízké napětí, hvězda pokrývá vysoké napětí.

Pokud chcete konstrukci vysvětlit od statoru směrem ven, jak se staví třífázový asynchronní motor a proč se točí podrobněji pokrývá rozložení vinutí, rotující pole a skluz.

Tabulka 1: Stejný motor se dvěma jmenovitými hodnotami v zapojení do trojúhelníku a hvězdy. Fázové napětí, tok, krouticí moment a fázový proud jsou identické — mění se pouze síťové napětí a síťový proud.
Parametr Delta (nízké napětí) Hvězda (vysoké napětí)
Terminálové odkazy U1–W2, V1–U2, W1–V2 W2, U2 a V2 spojeny; napájení do U1, V1, W1
Jmenovité síťové napětí 220 V 380 V
Napětí na každé fázové cívce 220 V 220 V
Linkový proud Asi 1,73 × fázový proud Rovná se fázovému proudu
Jmenovitý točivý moment a otáčky Identické Identické
Kabel, stykač, nastavení přetížení Dimenzováno na vyšší delta proud Dimenzováno na spodní hvězdicový proud

Než cokoliv připojíte, přečtěte si typový štítek

Dvě aktuální hodnoty na jednom štítku nejsou tiskovou chybou. 4 kW, 4pólový, 50 Hz motor s typickou účinností a účiníkem odebírá zhruba 14,5 A na vedení v trojúhelníku při 220 V a zhruba 8,4 A ve hvězdě při 380 V – poměr asi 1,73, druhá odmocnina ze tří.

Vše za motorem musí být zvoleno na vyšší číslo, když motor běží na 220 V:

  1. Průřez kabelu a izolace.
  2. Jmenovitý výkon stykače a vypínače.
  3. Nastavení tepelného nadproudového relé, což musí být proud do trojúhelníku, nikoli proud do hvězdy.
  4. Velikost svorkovnice, kabelové průchodky a vstupu do skříně.

Nejčastější chybou pole u motoru 220/380 V je jeho opětovné připojení z hvězdy do trojúhelníku na vedení 380 V v naději na extra točivý moment. To zvyšuje napětí na každé fázové cívce faktorem 1,73. Železo se nasytí, proud prudce stoupá a vinutí se během několika minut přehřeje.

Hvězda vs delta na stejném vedení 380 V (na jednotku, hvězda = 1,0)

Hvězda, vedení 380 V Delta, stejná čára Napětí fázové cívky 1.00 1.73 Proud fázovou cívkou 1.00 1.73 Startovací moment 1.00 3.00 0 1 2 3

Provoz 220 V třífázového motoru z jednofázového 220 V

To je situace, ve které se většina kupujících ve skutečnosti potýká: dílna má 220–240 V jednofázové, motor je třífázový a oba se musí setkat. Existují tři přístupy a pouze jeden z nich je rutinní.

Měnič kmitočtu — standardní odpověď

Jednofázový vstupní měnič usměrňuje síť, ukládá energii do stejnosměrné sběrnice a obnovuje třífázový výstup s nastavitelným napětím a frekvencí. Motor zůstává zapojen do trojúhelníku, takže každá cívka vidí svých jmenovitých 220 V. Měnič musí být dimenzován na proud motoru při plném zatížení při třífázovém napětí 220 V, a protože jednofázový vstup přenáší zhruba 1,7 až 2násobek proudu na straně střídavého proudu, musí být vstupní kabeláž, jistič a filtrování odpovídajícím způsobem dimenzovány.

Důležitá jsou dvě praktická omezení. Kabel mezi měničem a motorem udržujte krátký – mnoho výrobců specifikuje limit, často v rozsahu 20–50 m, než je vyžadován dv/dt filtr nebo výstupní tlumivka. A potvrďte, že izolace motoru a uspořádání ložisek vyhovují provozu měniče, zejména tam, kde se jedná o dlouhé kabely nebo rychlé spínání.

Statický nebo rotační fázový měnič

Běžné v Severní Americe, kde je standardem jednofázové 240 V. Generuje třetí větev, která není nikdy dokonale vyvážená, takže motor by měl být snížený a měnič předimenzován vzhledem k výkonu motoru.

Připojení kondenzátoru (Steinmetz).

Provozní kondenzátor mezi dvěma ze tří vývodů nastartuje lehce zatížený motor, ale dostupný točivý moment zůstává hluboko pod typovým štítkem, spouštění je nespolehlivé a účinnost klesá. Považujte to za dočasnou opravu, nikoli za produkční řešení.

YVF2 Variable-Frequency Three-Phase Asynchronous Motor Series Řada třífázových asynchronních motorů s proměnnou frekvencí YVF2 Kategorie zahrnuje invertorové motory YVF2 s výkonem od 0,55 do 315 kW, se 4pólovými a 6pólovými variantami pro průmyslové pohony s nastavitelnou rychlostí. Zobrazit produkt →

Dostupný moment vs. výstupní frekvence, motor 220 V na pohonu 220 V

100 % 50 % 0 Konstantní točivý moment (udrženo U/f) Oslabení pole (konstantní výkon) 0 30 50 60 90 Výstupní frekvence (Hz)

Dimenzování motoru, kabelu a ochrany na 220 V

Jakmile je motor chápán jako standardní stroj zapojený do trojúhelníku, následují přímo tři rozhodnutí o velikosti.

Kusovník pohání proud, nikoli výkon

7,5 kW motor při 220 V odebírá zhruba 26 A na vedení; stejný výstup při 380 V odebírá zhruba 15 A. Stykače, kabely, průchodky a nadproudové relé se nakupují proti hodnotě 220 V. Právě tato řádková položka nejčastěji překvapuje první kupující třífázového zařízení na 220 V.

Startovací metoda je omezená

Motor, který již běží v trojúhelníku na 220 V, nemůže používat spouštění hvězda-trojúhelník, protože jeho opětovné zapojení do hvězdy sníží napětí fázové cívky na 127 V a sníží rozběhový moment asi na jednu třetinu. Direct-on-line začínající na 220 V odebírá šestinásobek až osminásobek jmenovitého proudu, což se při slabém zdroji projeví jako pokles napětí ovlivňující sousední zařízení. Praktickou odpovědí je softstartér nebo VFD.

Třída účinnosti je důležitější při 220 V

IEC 60034-30-1 klasifikuje síťové motory od IE1 do IE4. Posun o třídu výš snižuje ztráty uvnitř motoru, a protože proud ve vedení je 1,73krát vyšší při 220 V než při 380 V se stejným výstupem, ztráty v kabelu se mění s druhou mocninou tohoto proudu. Nařízení 2019/1781 v EU vyžaduje od července 2021 IE3 jako minimum pro většinu nových motorů o výkonu 0,75–1000 kW a IE4 je stále více specifikováno pro nepřetržitý provoz.

YE3 IE3 High-Efficiency Three-Phase Induction Motor Series Řada vysoce účinných třífázových indukčních motorů YE3 IE3 Univerzální indukční motory IE3 od 0,75 do 315 kW, pokrývající vícepólové rychlosti pro čerpadla, ventilátory, dopravníky a nepřetržitý průmyslový provoz. Zobrazit produkt →
  • Nastavte nadproudové relé na proud do trojúhelníku na desce, nikdy na proud do hvězdy.
  • Zkontrolujte frekvenci: 50 Hz motor na 60 Hz napájení běží asi o 20 % rychleji a musí vidět asi o 20 % vyšší napětí, jinak točivý moment klesne.
  • Potvrďte snížení okolní a nadmořské výšky. Standardní jmenovité hodnoty obvykle předpokládají okolní teplotu 40 °C a dosah až 1000 m.
  • Pro venkovní provoz nebo oplachování je obvyklá základní hodnota IP55; zkontrolujte těsnění svorkovnice a vypouštěcí zátku.

Kde se používají 220 V třífázové motory — a kde selhávají

U třífázového napájení 220 V je typický provoz malý, ale nepřetržitý: oběhová čerpadla a fancoily, pohony stolních a obráběcích strojů, malé dopravníky, textilní a tiskařské linky, dílenské kompresory a přenosná odvodňovací čerpadla. To jsou přesně ty role, na které se vztahuje čerpadlo a provozní profil HVAC , kde třífázový motor na 220 V obvykle pohání odstředivé čerpadlo nebo ventilátor s mírným požadavkem na rozběhový moment.

Tam, kde prostředí zvyšuje riziko, je výběr rodiny motorů důležitější než napětí. Prach, výpary rozpouštědel, obilný prach nebo výpary paliva posouvají specifikaci do oblasti nevýbušné, která se řídí normou IEC 60079 pro zařízení do nebezpečného prostředí. Terminály, dráhy plamene a označení na typovém štítku se liší od standardního stroje.

Úkoly při brzdění a změně rychlosti se řídí stejnou logikou. Brzdový motor pro přidržení nákladu nebo zastavení dopravníku, dvourychlostní motor pro dvoukrokový proces nebo kombinovaný brzdový motor s proměnnou frekvencí pro rychlé polohování řeší problém, který motor pro všeobecné použití nemůže.

YBX3 Explosion-Proof Three-Phase Induction Motor Series Řada třífázových indukčních motorů YBX3 s ochranou proti explozi Motory do nebezpečného prostředí s ochranou Exd II BT4 nebo CT4, 0,12–315 kW, pro čerpadla, ventilátory, kompresory, dopravníky a procesní zařízení ve výbušném prostředí. Zobrazit produkt →

Obrázek 1: Izometrický pohled na třífázový indukční motor a jeho svorkovnici

Svorkovnice Chladicí žebra Hřídel Kryt ventilátoru Montážní základna

Často kladené otázky

Q1. Může 380 V třífázový motor běžet na 220 V třífázový?

Pouze pokud je na typovém štítku uvedeno dvojí jmenovité napětí, např. 220/380 V. Znovu připojte vinutí do trojúhelníku a motor vyvine plný jmenovitý krouticí moment a výkon při 220 V, přičemž síťový proud stoupne faktorem 1,73.

Q2. Jaký je rozdíl mezi třífázovým motorem na 220 V a jednofázovým motorem na 220 V?

Jednofázový motor 220 V běží přímo z dvouvodičového napájení a potřebuje kondenzátor nebo stíněný pól. Třífázový motor na 220 V potřebuje tři vedení na 220 V mezi fázemi a nemá spouštěcí kondenzátor.

Q3. Jak zapojíte třífázový motor 220 V do trojúhelníku?

Propojte U1 s W2, V1 s U2 a W1 s V2, poté napájejte tři fáze do U1, V1 a W1. Svorkovnice je označena šesti konci vinutí a dvěma spojovacími vzory.

Q4. Jakou velikost VFD potřebuji pro provoz třífázového motoru 220 V z jednofázového 220 V?

Přizpůsobte třífázový výstup měniče proudu motoru při plném zatížení při 220 V a poté potvrďte, že měnič přijímá jednofázový vstup s tímto jmenovitým výkonem. Jednofázový vstupní proud je zhruba 1,7 až 2 násobek proudu motoru.

Q5. Kolik proudu odebírá třífázový motor 220 V?

Asi 1,73násobek proudu při 380 V pro stejný výstup. Motor o výkonu 7,5 kW odebírá zhruba 26 A při 220 V, proti zhruba 15 A při 380 V, takže kabely a stykače musí být voleny pro větší hodnotu.

Q6. Co znamenají IE3, IP55 a S1 na typovém štítku motoru 220 V?

IE3 je třída účinnosti podle IEC 60034-30-1, IP55 je ochrana krytu proti prachu a tryskající vodě a S1 znamená nepřetržitý provoz. Všechny tři ovlivňují, zda motor vyhovuje aplikaci.


SERVIS NA MÍRU  SERVIS NA MÍRU  SERVIS NA MÍRU  SERVIS NA MÍRU 
SERVIS NA MÍRU  SERVIS NA MÍRU  SERVIS NA MÍRU  SERVIS NA MÍRU