Перед тем как выполнять соединение в звезду, треугольник, зигзаг, всегда приходится решать две задачи: определять, какие выводы принадлежат той или иной обмотке; определять, какой из них является началом обмотки, какой концом.
Определение принадлежности выводов к одной обмотке
На рисунке 1, а условно изображены обмотки трехфазного электродвигателя, выведенные на зажимы щитка 1. На щитке может не оказаться надписей, например 1Н, 2Н, 3Н (начала) и 1К, 2К и 3К (концы), а если надписи и есть, то, во всяком случае, полезно убедиться в том, что они правильны.
Рисунок 1. Определение выводов обмоток трехфазного двигателя.
Для этого вначале проверяют изоляцию каждого вывода относительно земли (рисунок 1, а), пользуясь мегаомметром 2. Один провод 3 от мегаомметра заземляют (присоединяют к корпусу электродвигателя), другой 4 поочередно присоединяют к каждому из шести зажимов щитка и, вращая рукоятку мегаомметра, убеждаются в исправности изоляции.
Затем провод 3 присоединяют к одному из выводов на щитке, например к выводу 2К (рисунок 1, б), и, вращая рукоятку мегаомметра, поочередно прикасаются к остальным пяти зажимам проводом 4. В нашем примере на зажимах 1Н, 3Н, 1К и 3К мегаомметр покажет "изоляцию" и только в одном случае, а именно при присоединении к зажиму 2Н,– "короткое". Отсюда следует, что зажимы 2К и 2Н принадлежат одной и той же обмотке. Так проверяют каждый вывод относительно всех остальных, и в итоге должны обнаружиться три пары зажимов, принадлежащих соответствующим обмоткам.
Если начала и концы обмоток выводятся на щиток электродвигателя, то расположение зажимов таково, что при установке вертикальных перемычек (рисунок 1, в) получается соединение в треугольник. Если установить перемычки горизонтально (рисунок 1, г), электродвигатель будет соединен в звезду.
Если сопротивление обмоток невелико, то аналогичную проверку можно выполнить с помощью лампочки и батарейки, тестера, звонка, от сети через лампочку и тому подобного.
Предупреждение. Нужно иметь в виду следующее: а) обмотки электрических машин обладают большой индуктивностью, поэтому при испытании их даже от батарейки при ее отсоединении от обмотки может возникнуть импульс в несколько десятков вольт; б) обмотки имеют общий стальной магнитопровод, то есть представляют собой своеобразный трансформатор. Значит, при работе с одной обмоткой не исключено появление напряжения на выводах других обмоток. При испытании постоянным током это будут импульсы, которые возникнут при включении и отключении, при испытании переменным током – напряжение переменного тока. Одним словом, прикасаясь к зажимам, нужно провод держать за изоляцию.
Определение выводов трансформаторов
Определять принадлежность выводов у обмоток трансформаторов нужно с помощью мегаомметра или другого источника постоянного тока. Переменный ток для этих целей применять ОПАСНО. Почему? Потому что первичные и вторичные обмотки трансформаторов имеют разные числа витков, из-за чего в процессе испытания на выводах трансформатора может появиться опасное напряжение. Пусть, например, испытывается трансформатор на напряжение 6600 / 220 В, коэффициент трансформации которого равен 30 (6600 / 220 = 30). Допустим, на вторичную обмотку через лампочку подано 40 В. На выводах первичной обмотки при этом окажется 40 × 30 = 1200 В.
Начала и концы обмоток
Обмотки могут навиваться в двух направлениях: по часовой стрелке и против часовой стрелки 1. Как они фактически навиты, не видно, но тем не менее при помощи простого опыта легко определить, какие выводы являются их началами, какие – концами.
Допустим, что обмотки навиты в одном, безразлично каком, направлении (рисунок 2, а). Переменный магнитный поток Ф индуктирует в каждой из них электродвижущие силы (э. д. с.) E1 и E2, пропорциональные соответственно числам витков. Так как направление намотки одинаково, то нетрудно себе представить, что одна обмотка как бы является продолжением другой и, стало быть, в каждый момент направления э. д. с. в них совпадают. Это значит, что верхние их выводы A и a или нижние X и x имеют потенциал одного и того же знака – положительный или отрицательный, что и обозначено на рисунке 2, а знаками + и –.
Рисунок 2. Определение взаимного направления намотки двух обмоток, расположенных на одном стержне.
Ясно, что при различном направлении намотки (рисунок 2, б) направления э. д. с. E1 и E2 прямо противоположны, то есть сдвинуты на 180°.
Отсюда следует практический вывод. Чтобы определить взаимное направление намотки двух обмоток, их соединяют между собой как показано на рисунке 2, в, а к свободным концам подводят переменное напряжение. Для предотвращения чрезмерно большого тока в схему введено добавочное сопротивление R. Измеряют общее напряжение UAa между выводами A и a, напряжение UAX на одной обмотке и напряжение на другой обмотке Uax и сравнивают их.
 |
| Рисунок 3. Меры безопасности при разметке зажимов. |
Если UAa равно разности UAX и Uax, то обмотки навиты в одном направлении в их э. д. с. изображаются векторной диаграммой на рисунке 2, г, например UAa = 40 В, UAX = 100 В, Uax = 60 В.
Если UAa равно сумме UAX н Uax, то обмотки навиты в разных направлениях, например UAX = 100 В; Uax = 60 В; UAa = 160 В. Векторная диаграмма дана на рисунке 2, д.
Обращается внимание на необходимость подводить напряжение к свободным выводам обеих обмоток (A и a, если X и x соединены; X и x, если A и a соединены; A и X, если a и x соединены; a и x, если A и X соединены и так далее) и на недопустимость подводить напряжение только к одной обмотке 2. Почему? Потому что, подводя напряжение к одной обмотке, мы рискуем получить на других обмотках высокое напряжение. Рассмотрим пример. На рисунке 3 показано распределение напряжений при определении направления обмоток трансформатора с обмоткой низшего напряжения из 50 витков и с обмоткой высшего напряжения из 1500 витков.
Если напряжение 100 В подведено к свободным выводам, а обмотки навиты в одном направлении (рисунок 3, а), то при испытании напряжения будут равны примерно 3,3; 96,7 и 100 В. Если обмотки навиты в разных направлениях, напряжения будут примерно 3,4; 103,4 и 100 В (рисунок 3, б).
Если же напряжение 100 В подведено к обмотке низшего напряжения (рисунок 3, в), то между выводами обмотки высшего напряжения получится 3000 В, что, безусловно, опасно.
На рисунке 4, а показана схема определения взаимного направления обмоток с помощью постоянного тока. К обмотке, имеющей больше витков (по соображениям безопасности), подводят напряжение 2 – 12 В от батареи. При включении рубильника Р следят за отклонениями гальванометров Г1 и Г2. Если их стрелки отклоняются в одну и ту же сторону, значит, направление обмоток одинаково. Отклонения в разные стороны указывают на разные направления обмоток.
Рисунок 4. Определение взаимного направления обмоток с помощью постоянного тока.
Постоянным током удобно пользоваться для определения начал и концов обмоток электродвигателей. С этой целью предварительно определяют принадлежность выводов к той или другой обмотке.
Затем выводы одной обмотки условно обозначают 1Н (начало) и 1К (конец) и присоединяют к ним через рубильник Р источник постоянного тока напряжением 2 В, как показано на рисунке 4, б. К выводам другой обмотки присоединяют милливольтметр mV.
Если к условному началу 1Н присоединен плюс источника тока и если стрелка милливольтметра при отключении рубильника отклоняется вправо, то вывод обмотки, к которому присоединен зажим милливольтметра " + ", также является ее началом и должен быть обозначен 2Н.
Однако если к условному началу 1Н присоединен плюс источника постоянного тока, но стрелка гальванометра при отключении рубильника отклоняется влево, то вывод обмотки, к которому присоединен зажим милливольтметра "+", является ее концом и должен быть обозначен 2К. Этот случай на рисунке 4, б не рассматривается.
Определив начало 2Н и конец 2К второй обмотки, тем же способом определяют начало 3Н и конец 3К.
1 Иногда говорят "левая намотка" и "правая намотка".
2 На специальные испытания, проводимые персоналом электролабораторий, эти ограничения не распространяются.
Источник: Каминский Е. А., "Звезда, треугольник, зигзаг" – 4-е издание, переработанное – Москва: Энергия, 1977 – 104с.