Jak okablować 3-fazowy silnik elektryczny: kompletny przewodnik okablowania w gwiazdę i trójkąt

Okablowanie 3-fazowego silnika elektrycznego jest rutynowym zadaniem przemysłowym, ale jedno błędne podłączenie może zniszczyć silnik w czasie krótszym niż dziesięć sekund. Najczęstszą przyczyną spalonych uzwojeń nie jest uszkodzony silnik; jest to technik, który podłączył niewłaściwą konfigurację po błędnym odczytaniu tabliczki znamionowej. Prawidłowa procedura przebiega według ustalonej sekwencji: sprawdź napięcie i prąd na tabliczce znamionowej, wybierz okablowanie w gwiazdę lub trójkąt, zidentyfikuj przewody zacisków, dobierz rozmiar przewodów przy 125% prądu pełnego obciążenia i zainstaluj przekaźnik przeciążeniowy przed włączeniem zasilania. W tym przewodniku omówiono tę sekwencję w praktyce, korzystając z przepisów IEC i NEC tam, gdzie mają one największe znaczenie.

Przed podłączeniem okablowania 3-fazowego silnika elektrycznego przeczytaj tabliczkę znamionową

Każda decyzja dotycząca okablowania rozpoczyna się od danych z tabliczki znamionowej: napięcia znamionowego, częstotliwości, prądu pełnego obciążenia i schematu połączeń. W silniku dwunapięciowym tabliczka pokazuje dwa napięcia z odpowiednimi symbolami schematycznymi. Na przykład „Delta 230 V / Gwiazda 400 V” oznacza, że silnik musi być podłączony w trójkąt w przypadku zasilania 230 V i w gwiazdę w przypadku zasilania 400 V.

Jeśli podłączysz silnik o napięciu 400 V do źródła zasilania o napięciu 230 V, będzie on pobierał nadmierny prąd i przegrzewał się. Jeśli podłączysz silnik zasilany napięciem 230 V do źródła zasilania o napięciu 400 V, izolacja natychmiast ulegnie uszkodzeniu.

IE3 Series Three Phase Induction Motor for Reliable Nameplate Ratings

Trójfazowy silnik indukcyjny serii IE3 zapewniający niezawodne parametry znamionowe Ta seria silników IE3 zapewnia stabilną wydajność i przejrzyste dane z tabliczki znamionowej, pomagając zweryfikować konfiguracje uzwojeń i prąd pełnego obciążenia przed instalacją. Zobacz produkt →

Prąd pełnego obciążenia (FLA) podany na tabliczce znamionowej jest punktem wyjścia przy doborze przewodów i ustawieniach zabezpieczeń. To nie jest średnia liczba; jest to prąd znamionowy przy znamionowej mocy silnika przy pełnym obciążeniu. Shanghai Pinxing Explosion-proof Motor Co., Ltd. produkuje standardowe niskonapięciowe silniki przemysłowe serii YE3 z tabliczkami znamionowymi odpowiadającymi rzeczywistej konfiguracji uzwojeń i punktowi pracy, co zmniejsza ryzyko błędnego odczytu pola. Wykwalifikowany producent sprawdza i rejestruje każdy zestaw uzwojeń przed wysyłką, dzięki czemu tabliczka stanowi niezawodny punkt odniesienia podczas montażu.

Okablowanie gwiazda kontra trójkąt dla 3-fazowego silnika elektrycznego

Okablowanie w gwiazdę łączy końce wszystkich trzech zestawów uzwojeń we wspólnym punkcie, podczas gdy okablowanie w kształcie trójkąta łączy każdy koniec uzwojenia z początkiem następnego. Praktyczną różnicą jest napięcie przyłożone do każdego uzwojenia i wynikający z tego moment rozruchowy. W silniku dwunapięciowym gwiazda jest używana do zasilania o wyższym napięciu, a Delta do zasilania o niższym napięciu. W przypadku silnika jednonapięciowego podłączenie określa tabliczka znamionowa.

Okablowanie w kształcie gwiazdy (Y).

Każde uzwojenie widzi napięcie fazowe równe napięciu sieciowemu podzielonemu przez 1,73
Prąd liniowy jest równy prądowi fazowemu
Moment rozruchowy wynosi około 33% wartości delta
Używany do zasilania 400 V / 460 V / 690 V

Okablowanie Delta (Delta).

Każde uzwojenie widzi pełne napięcie sieciowe
Prąd liniowy jest 1,73 razy większy od prądu fazowego
Moment rozruchowy osiąga pełną wartość znamionową
Używany do zasilania 230 V / 400 V / 460 V

Custom Y Series Three-phase Asynchronous Motor with IP23 Enclosure

Niestandardowy trójfazowy silnik asynchroniczny serii Y z obudową IP23 Odpowiedni do zastosowań wymagających otwartej ochrony przed kroplami, silnik ten obsługuje niestandardowe konfiguracje i jest zbudowany tak, aby spełniać określone wymagania dotyczące napięcia i okablowania. Zobacz produkt →

W przypadku silnika jednonapięciowego oznaczonego „400 V Delta”, podłączenie go w gwiazdę przy napięciu 400 V spowoduje zagłodzenie każdego uzwojenia i silnik nie będzie rozwijał znamionowego momentu obrotowego. Podłączenie silnika „400 V Gwiazda” w układzie Delta przy napięciu 400 V powoduje obciążenie 1,73-krotności napięcia uzwojenia w systemie izolacji i może niemal natychmiast zniszczyć silnik.

Zidentyfikuj przewody trójfazowego silnika elektrycznego

Konfiguracja skrzynki zaciskowej określa możliwe opcje okablowania. Najbardziej popularną maszyną dwunapięciową jest silnik 9-przewodowy, z oznaczeniami zacisków od T1 do T9. Przewody T1, T2 i T3 to połączenia zasilania, T4, T5 i T6 to punkty środkowe uzwojenia, a T7, T8 i T9 to połączenia wewnętrzne. Schemat połączeń na pokrywie pokazuje, jak zmostkować zaciski w przypadku pracy przy wysokim lub niskim napięciu.

Połączenia zaciskowe dla 9-przewodowego silnika dwunapięciowego
Napięcie zasilania	Konfiguracja	Terminale zmostkowane	Terminale dostaw
230 V, niskie	Delta	Żadne	T1, T2, T3
Wysokie 460 V	Star	T4-T5-T6	T1, T2, T3

W przypadku silników 6-przewodowych dostępne są trzy uzwojenia, każde z dwoma zaciskami, które można połączyć w gwiazdę lub trójkąt. Silniki 12-przewodowe zapewniają pełny dostęp do wszystkich grup uzwojeń i są stosowane tam, gdzie wymagany jest rozrusznik gwiazda-trójkąt. Dowiedz się więcej o działaniu trójfazowego silnika klatkowego, aby zrozumieć teorię uzwojenia stojącą za tymi układami przewodów. Przed podłączeniem jakichkolwiek przewodów należy zawsze sprawdzić litery zacisków na pokrywie skrzynki z rzeczywistymi oznaczeniami przewodów.

Rozmiar przewodów dla 3-fazowego silnika elektrycznego

Każdy przewód odgałęziony silnika trójfazowego musi mieć obciążalność co najmniej 125% prądu pełnego obciążenia silnika, chyba że obwód jest objęty specjalną instalacją dopuszczoną. Jest to minimalne wymaganie określone w normie NEC 430.22 i jest stosowane przez inspektorów ds. elektryki w Ameryce Północnej oraz w wielu innych regionach poprzez przyjęcie normy IEC. Zasada ta istnieje, ponieważ rozruchowy prąd rozruchowy silnika może osiągnąć od sześciu do ośmiu razy większy prąd pełnego obciążenia, a temperatura przewodu szybko rośnie w przypadku powtarzających się rozruchów.

5,5 kW 10,5 FLA 13.1 Minimum

11 kW 20 FL 25 Minimalnie

22 kW 39 FL 48,75 Minimalnie

Prąd pełnego obciążenia przy 400 V, 4-biegunowy

2,2 kW

4,5A

5,5 kW

10,5A

11kW

20A

22kW

39A

W przypadku długich obwodów odgałęzionych kolejnym ograniczeniem jest spadek napięcia. Gdy długość kabla przekracza 30 metrów, spadek napięcia może przekroczyć 3%, zmniejszając moment rozruchowy. W takich przypadkach rozmiar przewodu należy przeliczyć na podstawie wzoru na spadek napięcia, a nie tylko na podstawie obciążalności prądowej.

Ochrona silnika w instalacji 3-fazowej

Sam wyłącznik nie jest w stanie ochronić silnika trójfazowego przed przeciążeniem termicznym. Standardowy wyłącznik w obudowie kompaktowej przeznaczony jest do wykrywania zwarć i zwarć doziemnych, a nie do powolnego wzrostu prądu, który nie osiąga progu wyłączenia. Przekaźnik przeciążeniowy jest jednak urządzeniem termicznym lub elektronicznym, które w sposób ciągły mierzy prąd silnika. Jego ustawienie wyłączenia powinno być dostosowane do tabliczki znamionowej silnika FLA, zazwyczaj w zakresie od 100% do 115%, tak aby silnik mógł dostarczać ciągłą moc znamionową bez uciążliwych wyłączeń, a jednocześnie był chroniony przed długotrwałym przeciążeniem.

Custom Soft Starter for Smooth Motor Starting and Protection

Niestandardowy softstarter zapewniający płynny rozruch i ochronę silnika Softstarter zmniejsza prąd rozruchowy i naprężenia mechaniczne, uzupełniając przekaźniki przeciążeniowe w celu zabezpieczenia silników przy obciążeniach o dużej bezwładności. Zobacz produkt →

W przypadku silników obciążonych dużą bezwładnością softstartery redukują wstrząsy mechaniczne i zakłócenia sieci. Zainstaluj przekaźnik przeciążeniowy szeregowo z softstarterem, ponieważ parametry zabezpieczenia elektronicznego wewnątrz rozrusznika mogą nie obejmować całego zakresu pracy silnika.

Standardowy łańcuch zabezpieczający obwód odgałęziony silnika to: zabezpieczenie przed zwarciem (bezpiecznik lub przerywacz), następnie zabezpieczenie przed przeciążeniem (przekaźnik przeciążeniowy), a następnie sam silnik. Nigdy nie zastępuj wyłącznika przekaźnikiem przeciążeniowym i nigdy nie ustawiaj przekaźnika przeciążeniowego powyżej 125% FLA.

Kontrole przed zasileniem silnika 3-fazowego

Przed włączeniem zasilania silnika po zmianie okablowania należy sprawdzić izolację uzwojenia za pomocą megaomomierza. Nowy lub przebudowany silnik powinien wykazywać rezystancję izolacji powyżej 1 megaoma przy 500 V DC, a starszy silnik w dobrym stanie powinien przekraczać 100 megaomów. Jeśli odczyt jest niższy niż 1 megaom, nie podłączaj zasilania do czasu wysuszenia lub naprawy uzwojeń.

Przed otwarciem skrzynki zaciskowej należy odłączyć całe zasilanie i zablokować wyłącznik.
Sprawdź napięcie zasilania za pomocą multimetru na zaciskach silnika, a nie na rozdzielnicy.
Zmierz rezystancję izolacji pomiędzy każdą fazą a uziemieniem; zapisz odczyt w dzienniku konserwacji.
Sprawdź miernik kolejności faz, aby upewnić się, że silnik będzie się obracał w wymaganym kierunku.
Dokręcić wszystkie śruby zacisków momentem wskazanym na listwie zaciskowej; luźne połączenia powodują wyładowania łukowe.

Obrót silnika trójfazowego zależy od kolejności faz. Aby odwrócić kierunek, zamień dowolne dwa przewody zasilające, na przykład L1 i L2. Podobnie jest w praktyce IEC i NEC i nie ma to wpływu na okablowanie samego silnika.

Często zadawane pytania

Skąd mam wiedzieć, czy mój silnik jest podłączony w gwiazdę czy w trójkąt?

Sprawdź tabliczkę znamionową i pokrywę skrzynki zaciskowej. Jeśli schemat połączeń pokazuje końce wszystkich uzwojeń połączone we wspólnym punkcie, jest to gwiazda. Jeśli pokazuje konfigurację zamkniętego trójkąta, jest to Delta. W przypadku silnika dwunapięciowego na tabliczce znajdują się obie konfiguracje dla dwóch napięć zasilania.

Co się stanie, jeśli nieprawidłowo podłączę silnik trójfazowy?

Podłączenie przewodów pod niewłaściwe napięcie jest najbardziej szkodliwym błędem. Silnik w gwiazdę podłączony w trójkąt widzi 1,73-krotność napięcia znamionowego na każdym uzwojeniu i niemal natychmiast ulega awarii. Silnik typu „tylko w trójkąt” podłączony w gwiazdę pracuje przy zaledwie 58% napięcia uzwojenia, więc nie może osiągnąć prędkości znamionowej, pobiera większy prąd i wyłącza przekaźnik przeciążeniowy.

Jak odwrócić kierunek obrotu silnika 3-fazowego?

Zamień dowolne dwie z trzech linii zasilających, na przykład L1 i L2. Wewnętrzne przewody silnika mogą pozostać nienaruszone. Zawsze wykonuj test bez podłączonego obciążenia i sprawdź za pomocą amperomierza, czy silnik nie pobiera prądu przy zablokowanym wirniku.

Czy potrzebuję przekaźnika przeciążeniowego podczas korzystania z VFD?

Większość napędów VFD posiada wewnętrzne funkcje zabezpieczenia przed przeciążeniem, ale wielu inżynierów nadal dodaje dedykowany przekaźnik przeciążenia termicznego dla każdego silnika w instalacjach wielosilnikowych lub instalacjach do pracy w niebezpiecznych warunkach. Sprawdź swój lokalny kod. W strefach zagrożonych wybuchem lub w strefach zagrożonych wybuchem łańcuch ochronny jest bardziej rygorystyczny i zwykle wymaga zewnętrznych urządzeń ochronnych. Bardziej praktyczne przykłady instalacji silników można znaleźć w przypadkach zastosowań Pinxing.