Пуск и работа двигателя в звезде (690В) на 380В...

[hardwareprojectspro]

Недавно увидел такую штуку на рабочей установке....
Есть вибросито (с эксцентриком), двигатель на 30kW (треугольник/звезда - 380/660), двигатель собран в звезду (660В) и подключен на 380В, прямой пуск (к двигателю идет один кабель).

Это система работает уже давно, никто не знает почему так собрали, но есть версия, что двигатель взят с запасом и чтобы не использовать плавный пуск его включили в звезду (без переключения в треугольник).
Вопрос: что Вы думаете по этому????


Мне кажется что это не нормально (просто двигатель пришел с завода в звезде и его никто не переключал),
если нужно плавно запустить нужно делать звезда/треугольник (или плавный пуск), но на постоянной основе подключать к звезде (660В) напряжение 380В как-то неправильно.

[Jackson]

Ничего страшного для двигателя нет, питается пониженным напряжением. Только мощность фактическая у него в 1,73 раза меньше чем на шильде, стало быть взят с запасом чтобы не перегревался и дольше прослужил. Возможно из-за охлаждения и срока службы и было сделано такое решение.

[Ryzhij]

Только мощность фактическая у него в 1,73 раза меньше чем на шильде

Сикоко-сикоко? ;)

Мне кажется что это не нормально (просто двигатель пришел с завода в звезде и его никто не переключал),
если нужно плавно запустить нужно делать звезда/треугольник (или плавный пуск), но на постоянной основе подключать к звезде (660В) напряжение 380В как-то неправильно.

Согласен, но и криминала особого в этом нет, особенно если движок тихоходный.

[Jackson]

Только мощность фактическая у него в 1,73 раза меньше чем на шильде

Сикоко-сикоко? ;)

А сикока должно быть, если номинальный ток остался прежним, но номинальное напряжение понижено в 1,73 раза?

[Jackson]

Даже поднял книжки. Электрическая мощность прямо пропорциональна напряжению (1,73*U*I*cosФ), так что она упадёт в 660/380 раз, то есть в 1,73. Номинальный ток остаётся прежним потому что обмотки более толстым проводом никто не перематывал, и он указан на шильде.

Момент на валу пропорционален квадрату напряжения, и он уменьшится соответственно в 1,73^2 раз, т.е. втрое.

Частота вращения тоже упадёт потому что увеличится скольжение.

В общем, если такой двигатель стоял в действующей установке, то я думаю что изначально это всё было рассчитано и двигатель подобран соответственно. Зачем - хороший вопрос. Может просто были такие движки на складе - вот и применили. Для движка ничего страшного тут нет, главное чтобы он своей пониженным моментом и частотой провернул установку. Раз проворачивает - значит всё в порядке.

[Ryzhij]

Вообще-то, если брать активную мощность (а именно она определяет момент на валу при неизменной скорости вращения), то при уменьшении напряжения в 1,73 раза, мощность уменьшится не менее чем в три раза. А если учесть увеличение скорости скольжения (уменьшение оборотов) и разогрев ротора, то- где-то раза в четыре.

[Михайло]

Момент на валу пропорционален квадрату напряжения, и он уменьшится соответственно в 1,73^2 раз, т.е. втрое.

В этом утверждении небольшая (нет, все-таки большая!) неточность: момент на валу ЛЮБОГО двигателя определяется нагрузкой. Уменьшатся пусковой и критический момент. Если эти моменты не упадут ниже плинтуса, то двигатель будет работать почти одинаково как на 660 В, так и на 380 В. Частота вращения АД от напряжения не зависит.

Что касается ответа на вопрос топик-стартера - если переподключить двигатель на треугольник, то возможно двигатель будет чрезмерно резво дергать, проведите эксперимент. :) Запас по мощности определенно был заложен (по ошибке или специально).

[Ryzhij]

Частота вращения АД от напряжения не зависит.

Забыли добавить - на холостом ходу. На пониженном напряжении нагрузочная характеристика АД уже не будет такой жёсткой.

[Jackson]

Частота вращения АД от напряжения не зависит.

Забыли добавить - на холостом ходу.

Вот! А кому он нужен-то, на холостом ходу? :)

[Jackson]

Момент на валу пропорционален квадрату напряжения, и он уменьшится соответственно в 1,73^2 раз, т.е. втрое.

В этом утверждении небольшая (нет, все-таки большая!) неточность: момент на валу ЛЮБОГО двигателя определяется нагрузкой. Уменьшатся пусковой и критический момент.

Само собой, всё верно.

Я говорил о максимальном вращающем моменте двигателя (который он может развить), то есть о его механической характеристике.

момент АД от напряжения 1000.png

[Jackson]

Вообще-то, если брать активную мощность (а именно она определяет момент на валу при неизменной скорости вращения), то при уменьшении напряжения в 1,73 раза, мощность уменьшится не менее чем в три раза.

Электрическая? Нет! Она рассчитывается для АД как и для общей цепи - U*I*cosФ*sqrt(3).
А крутящий момент упадёт в квадрате, потому что он рассчитывается от напряжения в квадрате, то есть в три раза при снижении с 660 до 380 вольт, об этом я выше написал.

момент АД на валу 1000.png

Иными словами, снижая напряжение просто снижаем КПД двигателя.

[Никита]

А куда ж она денется то? Мощность (механическая) есть скорость совершения работы. Применительно к вращательному вала - произведение момента на обороты. Обороты более-менее постоянны. Электрическая связана через КПД. Изменение скольжения и КПД - далеко не в разы. Да в электрической - второй сомножитель ток, который не останется тем же при снижении напряжения.

[Jackson]

А куда ж она денется то? Мощность (механическая) есть скорость совершения работы.

Во-первых не скорость а количество в единицу времени, и не работы а потребления электрической энергии для совершения этой работы. Во-вторых - а что, электрическая мощность является константой? По этой логике лампы накаливания не должны светить тусклее при снижении напряжения, а должны увеличивать ток потребления чтобы светить так же ярко как и под номиналом. Но отчего-то этого не происходит. Электрическая мощность - это результат совершаемой механической (или иной) работы, помноженной на КПД. Результат, а не причина. Причина - как раз приложенное напряжение, именно оно-то и уменьшается. Тут даже абстрактно получается что Вы не правы, потому что по закону сохранения уменьшив вложения Вы не сможете получить столько же результата, сколько было до уменьшения вложений. Напряжение вызывает протекание тока, ток вызывает появление электромагнитного поля, это поле вызывает появление в роторе противоЭДС, противоЭДС вызывает протекание тока в роторе, ток ротора вызывает появление своего электромагнитного поля, и лишь взаимодействие этих двух полей рождает механический момент, вращающий ротор вместе с валом. В основе всего - напряжение. Ну невозможно его уменьшить, не повлияв на результат. Работы двигатель будет совершать меньше при понижении напряжения (обороты упадут в силу увеличения скольжения), упадёт и нагрузочная способность двигателя, то есть критический момент, он же максимально возможный момент который двигатель способен развить. И лампы будут светить тусклее, совершая меньшую работу, а при некотором напряжении перестанут светить вовсе, а двигатель остановится.

Да в электрической - второй сомножитель ток, который не останется тем же при снижении напряжения.

Вот тут и заблуждение. Если обмотки двигателя рассчитаны на 660В 30кВт и соответственно ток 33 ампера, то чтобы сохранить тот же момент на валу при снижении напряжения в корень из трёх раз, следует поднять ток в корень из трёх раз - кажется так? Ан нет. То есть - конечно - да, но автоматически этого не произойдёт, поэтому нет.

Выше формула пускового момента, ток в ней не фигурирует, и он не поднимется в корень из трёх раз только потому что напряжение снизилось - вместо этого пусковой момент снизится, пуск будет более затяжным или двигатель вообще не запустится (так и будет стоять под пусковым током). В рабочем режиме, когда двигатель таки запустился, из-за падения напряжения снизится механическая характеристика (и опять же упадёт развиваемый момент), и если тормозящий момент (т.е. нагрузка) приложен больше критического для новой механической характеристики, то двигатель просто опрокинется. Ток при этом больше не разовьётся. Результатом снижения напряжения является снижение крутящего момента - за счёт этого ток и не превысит номинальный.

Недостаток момента двигатель сам по себе не компенсирует током, нет у него внутри такого регулятора. Чтобы это произошло, сопротивление обмоток должно упасть в корень из трёх раз, само по себе - как Вы себе это представляете? Сопротивление уж точно не зависит ни от напряжения ни от момента ни от тока (медная проволока не работает как варистор). А если бы это даже - гипотетически - случилось бы (ток вырастет при неизменном сопротивлении обмоток), то обмотки двигателя просто сгорят, потому что они рассчитаны на меньший ток - тепловая мощность на них будет выделяться больше расчётной. Защиту двигателя (как и любого потребителя) подбирают под его паспортные данные, стало быть под номинальный ток, т.е. в нашем случае под 33 ампера. Так что защита сработает. А если её завысите - сгорит двигатель.

Обороты при пониженном напряжении под нагрузкой тоже не будут теми же что и под номинальным напряжением - двигатель-то асинхронным не зря называется, его частота вращения не следует за частотой сети, имеет место скольжение, и при снижении напряжения оно увеличится, обороты стало быть упадут - это так же легко видно на механической характеристике.

То что Вы говорите, справедливо для синхронного двигателя, но тоже только до того предела пока момент нагрузки, приложенный к валу, не превысит критический момент новой механической характеристики, и тогда двигатель тоже опрокинется.

[Михайло]

Это система работает уже давно, никто не знает почему так собрали, но есть версия, что двигатель взят с запасом и чтобы не использовать плавный пуск его включили в звезду (без переключения в треугольник).
Вопрос: что Вы думаете по этому????

Еще раз повторю: судя по-всему двигатель имеет большой запас (по ошибке или специально), но во всяком случае так получилось, что он тянет нагрузку.
Тут наверное вопрос возникает, насколько адекватна защита двигателя, если она была рассчитана (скорее всего) на его длительную работу в треугольнике при напряжении 380 В. СтОит ли бояться?
Ответ: Если сравнивать два варианта - треугольник 380 В (правильный вариант) и звезда 380 В (факт), то:
1. Частота вращения практически одинаковая
2. Нагрузка обеспечивает работу двигателя с одним и тем же крутящим моментом
3. При пуске двигатель в звезде может запускать немного плавнее, дольше, с провалами (характер запуска зависит от нагрузки и ее зависимости от скорости), но при выходе на рабочую скорость двигатели должны работать практически одинаково.
4. Механическая мощность, развиваемая двигателем в рабочем режиме, одинакова в обоих случаях, т.к. частота вращения и крутящий момент одинаковы. Значит то же самое можно сказать про мощность, потребляемую двигателем из сети (электрическая мощность).
5. При включении двигателя в звезду напряжение на обмотках понижено в 1,7 раза. При постоянстве мощности следует делать вывод о том, что ток, потребляемый обмотками, должен увеличиться. Примерно в 1,7 раза, с точностью до изменения косинуса фи, скольжения и т.п.
6. Ток, потребляемый обмотками, увеличивается, но не увеличивается ток, потребляемый двигателем в целом.

Таким образом защита двигателя, рассчитанная на треугольник, не обеспечивает защиту от перегрузки при включении в звезду. Ситуацию спасает лишь тот момент, что двигатель взят с запасом и повышенный ток в обмотках не выше их номинала....... Все работает до поры и времени, пока не заклинит и т.п.....

[Никита]

Примерно в 1,7 раза, с точностью до изменения косинуса фи, скольжения и т.п.

Михаил, скольжением здесь пренебрегать нельзя. Если глянете простейшую схему замещения, то увидите что правое сопротивление как раз определяется им. Частота вращения одинаковая будет только синхронная. Дальше с ростом момента на пониженном точка сползет по оси оборотов вниз. И механическая мощность тоже упадет.

Вот тут и заблуждение.

Евгений, это не заблуждение, а взаимное непонимание, плюс у меня голова забита другими мыслями.
Прошу прощения, я невнимательно прочитал начальный пост, не заметил что речь о грохоте. Он обычно работает в составе технологической цепи, оснащенной автоматикой. Статический момент (с определенными допущениями) можно считать постоянным.
А в голове по другим причинам - вентиляторная характеристика нагрузки.
Так вот, я-то имел в виду что ток не увеличится, а уменьшится. И, да, для вентиляторной так и будет. Для грохота - не все так однозначно

[Jackson]

Примерно в 1,7 раза, с точностью до изменения косинуса фи, скольжения и т.п.

Михаил, скольжением здесь пренебрегать нельзя. Если глянете простейшую схему замещения, то увидите что правое сопротивление как раз определяется им. Частота вращения одинаковая будет только синхронная. Дальше с ростом момента на пониженном точка сползет по оси оборотов вниз. И механическая мощность тоже упадет.

Вот тут и заблуждение.

Евгений, это не заблуждение, а взаимное непонимание, плюс у меня голова забита другими мыслями.

Возможно, да. Хотя

Так вот, я-то имел в виду что ток не увеличится, а уменьшится.

такого я никак не мог предусмотреть :)

Я специально настолько подробно всё объяснил последним постом, что наверное теперь точно договоримся.

Грубо говоря, ответ топикстартеру:
1) всё в порядке, не волнуйтесь.
2) при снижении напряжения электрическая мощность снизится в соответствии с общей формулой для трёхфазной цепи (P=sqrt(3)*U*I*cosФ), а момент развиваемый двигателем снизится пропорционально квадрату снижения напряжения (понизили U вдвое - потеряли момент вчетверо).
3) проектировщик установки всё это рассчитал.

[Jackson]

А теперь по порядку

1. Частота вращения практически одинаковая

Нет. Частота снизится в соответствии с изменившейся мех.характеристикой. А если момент на валу превысит критический - частота станет равна нулю.

2. Нагрузка обеспечивает работу двигателя с одним и тем же крутящим моментом

Нет. Двигатель либо сможет развить момент равный приложенному, либо нет.

3. При пуске двигатель в звезде может запускать немного плавнее, дольше, с провалами (характер запуска зависит от нагрузки и ее зависимости от скорости), но при выходе на рабочую скорость двигатели должны работать практически одинаково.

Это при неизменном напряжении. В вопросе случай обратный - подключение неизменно, а напряжение понижено. Как бы совсем разные вещи, вообще.

4. Механическая мощность, развиваемая двигателем в рабочем режиме, одинакова в обоих случаях, т.к. частота вращения и крутящий момент одинаковы.

Чего-чего? Первая картинка выше - ни о чём не говорит?

5. При включении двигателя в звезду напряжение на обмотках понижено в 1,7 раза.

По сравнению с чем???

6. Ток, потребляемый обмотками, увеличивается, но не увеличивается ток, потребляемый двигателем в целом.

А это вообще как? Ток внутри увеличится, но наружу он не выйдет? Первый закон Кирхгофа не работает?

Михаил, Вы извините за резкую прямоту, но по-моему Вы лажу гоните. Справочник у меня на столе так и лежит (откуда я картинки выдирал), могу сказать какой. Думаю, Вам его нужно прочитать.

[Михайло]

А если момент на валу превысит критический - частота станет равна нулю.

Давай сузим круг поиска - в нашем случае все работает нормально, двигатель тянет нагрузку.

Двигатель либо сможет развить момент равный приложенному, либо нет.

Давай сузим круг поиска - в нашем случае все работает нормально, двигатель тянет нагрузку.

5. При включении двигателя в звезду напряжение на обмотках понижено в 1,7 раза.

По сравнению с чем???

Я сравнивал 380 В треугольник (норма) и 380 В звезду (факт). Заметь, напряжение в сети одинаковое, но напряжение на обмотках двигателя разное. Это важно для понимания следующего вопроса:

А это вообще как? Ток внутри увеличится, но наружу он не выйдет? Первый закон Кирхгофа не работает?

Зато работает закон сохранения энергии. А фишка в том, что если механизм работает нормально при пониженном напряжении и при нормальном напряжении, то значит мощность в обоих случаях одинакова, частота вращения одинакова и крутящие моменты одинаковы.

[Никита]

Зато работает закон сохранения энергии. А фишка в том, что если механизм работает нормально при пониженном напряжении и при нормальном напряжении, то значит мощность в обоих случаях одинакова, частота вращения одинакова и крутящие моменты одинаковы.

Неа. Я ж писал - тут начинает меняться скольжение. При снижении напряжения мех. характеристика сжимается к оси оборотов. При этом, точка синхронной частоты, естественно остается той же, а вот дальше, от синхронной к критической, характеристика становится мягче. Собственно, точка опрокидывания по оборотам тоже совпадет, отличается моментом. Картинку тут Евгений выкладывал. Насколько - зависит от двигателя. Соответственно, тому же развиваемому моменту будут соответствовать уже меньшие обороты.
По учебникам - снижением питающего напряжения, в определенном диапазоне (от нулевого до критического скольжения) можно регулировать обороты двигателя. На практике - не слышал ни разу.

[Универсал]

По учебникам - снижением питающего напряжения, в определенном диапазоне (от нулевого до критического скольжения) можно регулировать обороты двигателя. На практике - не слышал ни разу.

схема стабилизатора частоты вращения асинхронного двигателя переменного тока в магнитофоне «Снежеть 204» (рис. 4.8)
http://scbist.com/audiotehnika/43643-pr ... ofona.html
И даже перключалась 9/19.
Большинство роторов короткозамкнутые, с заливкой пазов алюминием. Исключение – КДП-6-4, имеющий мягкую механическую характеристику и заливку сплавом с большим удельным сопротивлением.

[Михайло]

Друзья, давайте конкретные значения. Мне приводы от магнитофонов в качестве аргументов не приводите ))) У человека двиг 380/660 В, 30 кВт. :))

[Универсал]

Я вам никаких аргументов не приводил. Я лишь показал Никите пример практического применения регулирования скорости асинхронного двигателя напряжением.

[Looker]

Включение звездой (перед отправкой потребителю) наверно стоит рассматривать как защиту от дурака, включай, что на 690, что на 380 - двигатель не сгорит. Далее на объекте включили - работает...

PS. Роль дурака довелось исполнить: БП 120/240 включил на 220 не проверив положение переключателя...
В дальнейшем всегда проверял и всегда переключатель был на 240.

[Jackson]

Давай сузим круг поиска - в нашем случае все работает нормально, двигатель тянет нагрузку.

Так на этот вопрос давно уже ответили все - всё нормально, нет проблем. А вот в общей теории, в которую первый полез кстати не я, были крупные ошибки, я на них указал.

схема стабилизатора частоты вращения асинхронного двигателя переменного тока в магнитофоне «Снежеть 204» (рис. 4.8)

В кассетном магнитофоне двигатель постоянного тока, это и по схеме видно и так понятно, мощностью копеечной, и питание постоянным током, и регулятор имеется с обратной связью аж. Как это относится к вопросу - ума не приложу.

[Универсал]

В кассетном - это да. Но только Снежеть - катушечный, и двигатель там переменного тока, асинхронный. И схема по ссылке приведена именно Снежети, я даже указал - рис. 4.8. Но она там не одна, конечно, есть и от кассетников.
Если что - был счастливым обладателем чего чуда, перетряс его сверху донизу. Даже переделывал привод на частотный, но внутрь так и не установил.