В те времена, когда преобразователи частоты для асинхронных двигателей были роскошью (более 20 лет назад), в промышленном оборудовании в случае необходимости применялись двигатели постоянного тока, в которых имелась возможность регулировать частоту оборотов.
Способ этот был громоздкий, и наряду с ним использовался ещё один попроще — применялись двускоростные (многоскоростные) двигатели, в которых обмотки подключаются и переключаются определённым образом по схеме Даландера, что позволяет изменять скорость вращения.
Двигатели постоянного тока с изменением скорости и управлением от электронного блока используются в дорогостоящем промышленном оборудовании. А вот двухскоростные двигатели встречаются в станках производства СССР 1980-х годов средней ценовой категории. И по подключению лично у меня возникали проблемы, в связи с путаницей и недостатком информации.
Последние примеры — токарный станок спец. исполнения, лесопилка. Подробности будут ниже.
Исполнение обмоток напоминает соединение «треугольником», в связи с этим переключение может быть ассоциировано со «звездой-треугольником». И это сбивает с толку.
Схема «Звезда — Треугольник» используется для лёгкого пуска двигателей, а двухскоростные двигатели с переключением обмоток — для переключения рабочих скоростей.
Существуют двигатели не только с двумя, но и с бОльшим количеством скоростей. Но я буду говорить о том, что лично подключал и держал в руках:
Двухскоростной асинхронный электродвигатель
Поменьше теории, побольше практики. И как обычно от простого к сложному.
Двухскоростной асинхронный электродвигатель
Обмотки двухскоростного двигателя выглядят таким образом:
Схема двухскоростного aдвигателя
При подключении выводов U1, V1, W1 такого двигателя к трехфазному напряжению он будет включен в «треугольник» на пониженную скорость.
А если выводы U1, V1, W1 замкнуть между собой, а питание подать на выводы U2, V2, W2, то получатся две «звезды» (YY), и скорость будет в 2 раза выше.
Что будет, если обмотки вершин треугольника U1, V1, W1 и середин сторон U2, V2, W2 поменять местами? Я думаю, ничего не изменится, тут дело только в названиях. Хотя, я не пробовал. Кто знает — напишите в комментариях к статье.
Схемы включения
Кто немного не в курсе, как подключаются к трехфазной сети асинхронные электродвигатели, настоятельно рекомендую ознакомиться с моей статьёй — Подключение двигателя через магнитный контактор. Я предполагаю, что читатель знает, как включается электродвигатель, зачем и какая нужна защита двигателя, поэтому в этой статье я эти вопросы опускаю.
В теории всё просто, а на практике приходится поломать голову.
Очевидно, что включение обмоток можно реализовать двумя путями — через переключатель и через контакторы.
Переключение скоростей с помощью переключателя
Рассмотрим сначала схему попроще — через переключатель типа ПКП-25-2. Тем более, что только такие принципиальные схемы мне и встречались.
Переключатель должен иметь три положения, одно из которых (среднее) соответствует выключенному двигателю. Про устройство переключателя чуть позже.
Схема на переключателе ПКП-25
Крестиками на пунктирах положения переключателя SA1 отмечены замкнутые состояния контактов. То есть, в положении 1 питание от L1, L2, L3 подается на треугольник (выводы U1, V1, W1). Выводы U2, V2, W2 остаются не подключенными. Двигатель вращается на первой, пониженной скорости.
При переключении SA1 в положение 2 выводы U1, V1, W1 замыкаются друг с другом, а питание подается на U2, V2, W2.
Переключение скоростей с помощью контакторов
При запуске с помощью контакторов схема будет выглядеть аналогично:
Схема включения двигателя на разных скоростях на контакторах
Здесь на первую скорость двигатель включает контактор КМ1, на вторую — КМ2. Очевидно, что физически КМ2 должен состоять из двух контакторов, поскольку необходимо замыкание сразу пяти силовых контактов.
Практическая реализация
На практике мне попадались только схемы на переключателях ПКП-25-2. Это универсальное чудо советской коммутации, у которого может быть миллион возможных сочетаний контактов. Внутри есть кулачок (их тоже несколько вариантов по форме), который можно переставлять.
Это реальная головоломка и ребус, требующий высокой концентрации сознания. Хорошо, что каждый контакт просматривается в небольшую щёлку, и можно посмотреть, когда он замкнут или разомкнут. Кроме того, через эти прорези в корпусе можно чистить контакты.
Количество положений может быть несколько, их количество ограничивается упорами, показанными на фото:
Переключатель пакетный ПКП-25-2
Переключатель ПКП 25. Головоломка на любителя.
Переключатель пакетный ПКП-25-2 — контакты
Практическое применение
Как я уже говорил, такие двигатели мне встречались в советских станках, которые я восстанавливал.
А именно — циркулярный деревообрабатывающий станок ЦА-2А-1, там используется двухскоростной асинхронный двигатель 4АМ100L8/4У3. Его основные параметры — первая скорость (треугольник) 700 об/мин, ток 5,0А, мощность 1,4 кВт, звёзды — 1410 об/мин, ток 5,0 А, мощность 2,4 кВт.
Меня просили сделать несколько скоростей, для разной древесины и для разной остроты циркулярной пилы. Но увы — без преобразователя частоты здесь не обойтись.
Другой старичок — токарный станок спец.исполнения УТ16П, там стоит двигатель 720/1440 об/мин, 8,9/11 А, 3,2/5,3 кВт:
Шильдик двухскоростного электродвигателя 11 кВт токарного станка
Переключение также переключателем, а схема станка выглядит так:
Схема электрическая токарного станка
В этой схеме есть ошибка, как раз по теме статьи. Во первых, переключение скоростей осуществляется не реле Р2, а выключателем В2. А второе (и главное) — схема переключения абсолютно не соответствует реальности. И она меня сбила с толку, я пытался подключить по ней. Пока не сотворил вот такую схему:
Реальная схема включения двухскоростного двигателя токарного станка УТ16П
Дополнительно — внешний вид и расположение элементов электросхемы.
Схема токарного станка — внешний вид
Схема электрическая токарного станка — расположение элементов
Источник: Александр/СамЭлектрик.ру
