Побутова техніка, конвеєри, верстати, електроінструмент, насоси та інше обладнання часто потребують електричного двигуна. Електродвигун трансформує електрику в енергію обертання та крутить пилки, конвеєри, помпи, шнеки тощо. При цьому всередині нього немає жодної механічної деталі, а для створення обертання використовуються тільки магніти. Від того, як підключений до ланцюга мотор, залежить, чи зможе він обертати приєднані до нього вали у двох напрямках — прямому та реверсивному. Залежно від типу двигуна схеми істотно відрізнятимуться. Однак спершу важливо розібратися в пристрої електромотора і тому, за рахунок чого відбувається обертання.

Пристрій електродвигуна

У ньому два основні елементи: нерухомий статор і ротор, що обертається, який з'єднують з технікою на зразок пилок і насосів:

• Статор — порожнистий циліндр, всередині якого є три окремі пари котушок, які розташовані по всій внутрішній поверхні. Коли двигун увімкнений, електричний струм йде по кожній з котушок, перетворюючи її на електромагніт. Енергії, яку виробляють котушки, достатньо для обертання ротора.
• Ротор — це цілісний циліндр, поміщений усередину статора. У нього впаяно високопровідні алюмінієві стрижні. Котушки статора повинні передавати електрику на ці стрижні, щоб крутити ротор. Для цього магнітам потрібно рухатися близько до самих стрижнів, але ж котушки не рухаються, тому що статор нерухомий.

Щоб привести магніти в рух, їх симулюють. І тому статор поперемінно пускає струм через пари котушок. Пари магнітів постійно змінюються один за одним, а швидкість цього процесу визначається як кількість обертів за хвилину або секунду. Так магніти генерують електрику в стрижнях ротора, залишаючись при цьому нерухомими.

Струм, проходячи через кожну пару котушок, створює магнітне поле. Це означає, що струм у стрижнях ротора проходить через це магнітне поле. Але за законами фізики струм не може бути в магнітному полі: воно виштовхує електрику у напрямку від себе. Рухається струм, рухаються і стрижні, а з ними рухається і ротор. Так як кожна пара котушок магнітиться по черзі, виникає ланцюгова реакція, яка і штовхає ротор у потрібному напрямку і приводить його в рух.

Зазвичай ротор обертається за годинниковою стрілкою. Коли він починає крутитись у протилежному напрямку, це називають реверсом, тобто котушки магнітяться у зворотному порядку. В результаті і агрегат, підключений до двигуна, рухається в інший бік: конвеєр їде назад, вал шнека повертає вміст і т.д.

Схема підключення трифазного двигуна з реверсом

Зазвичай схему реверсивного двигуна поєднують із прямим підключенням. Щоб змінити напрямок руху ротора, потрібно змінити порядок фаз, а значить знадобиться більше обладнання в ланцюзі:

• Електричний асинхронний двигун.
• Два магнітні пускачі або контактори.
• Автоматичний вимикач.
• Провід.
• Кнопковий пост. У ньому кожна кнопка має пару контактів — н.в. та н.з.
• Теплове реле — необхідно для захисту обладнання від струмових навантажень.

Важливо! Позначення н.в. — це нормально відкритий контакт, а н.з. — нормально-закритий.

Для однофазного і трифазного двигуна принцип підключення, як і схеми реверсу, будуть розрізнятися.

Схема реверсу електродвигуна

При складанні реверсивної схеми пуску асинхронного двигуна має значення напруга в мережі та номінальна напруга в котушках магнітних пускачів. Вони можуть бути однаковими (220 В в мережі і 220 В в котушках, аналогічно 380 В і 380 В) або різним (380 В мережі і 220 В в котушках).

Контактори або магнітні пускачі позначені на схемі, як КМ1 та КМ2. Порядок фаз, які йдуть від них до двигуна, будуть відрізнятися для кожного керуючого блоку. Щоб перемикати режими роботи двигуна, використовуються кнопки «Пуск 1» (або «Вперед»), «Пуск 2» (або «Назад») та «Стоп».

Принцип роботи схеми реверсу

Схема для трифазного асинхронного двигуна у прямому напрямку працює так:

• Натискання кнопки «Пуск 1» запускає подачу електрики на котушку пускача КМ1. Ланцюг виглядає так: від фази С до н.з. контакту кнопки «Стоп», далі до н.з. контакту КМ 2.2 на пускачі КМ2, після до н.в. контакту натиснутої кнопки «Пуск 1», від неї до котушки контактора КМ1 і в кінці до фази В.
• Силові контакти КМ 1.1 у пускачі КМ1 замикаються.
• Ротор у двигуні починає обертання.

Для зупинки мотора потрібно натиснути на кнопку «Стоп», яка розірве живлення пускача КМ1, тим самим відключивши всі пристрої в ланцюзі, що йдуть після неї.

Реверсивна схема працює так:

• Натисканням кнопки «Пуск 2» на пускач КМ2 надходить живлення. Ланцюг виглядає так: від фази С на н.з. контакт кнопки «Стоп», потім до н.з. контакту КМ 1.2 у пускачі КМ1, потім на н.в. контакт натиснутої кнопки «Пуск 2», від нього на котушку пускача КМ2 і в кінці до фази В.
• Пускувач КМ2 замикає контакти КМ 2.1.
• Ротор у двигуні обертається в протилежний бік.

Утримувати кнопки «Пуск 1» та «Пуск 2» не потрібно, оскільки в пускачах КМ1 і КМ2 за рахунок контактів КМ 1.3 і КМ 2.3 відповідно в котушках діє «самопідхоплення».

Важливо! Ця схема передбачає захист від одночасного натискання кнопок «Пуск 1» та «Пуск 2». Якщо її не зробити, то помилка може призвести до короткого замикання, яке виведе з ладу двигун. Блокування реалізоване як послідовне включення н.з. контакту на пускачі.

Для запобігання струмовим перевантаженням у схему додано теплове реле. До його вхідних контактів підключаються фази А і від пускача, а з вихідних контактів проводи ведуть до фаз А і С на двигуні. Фаза від пускача підключається безпосередньо до цієї ж фази в моторі. При навантаженні через реле почнуть йти високі струми, і тоді в ньому спрацюють термоелементи. Це розімкне контакти на реле і знеструмить котушку працюючого пускача. Запустити систему повторно можна буде після остигання термоелементів, натиснувши кнопку «Пуск».

Також у ланцюг потрібно вбудовувати автоматичний вимикач, а для ланцюга управління рекомендується передбачити запобіжники для фаз В та С.

Схема керування реверсивним двигуном в однофазній мережі

Схема, яка використовується для трифазного двигуна, однофазному не підходить. Для створення реверсивного підключення такого двигуна знадобиться:

• Автоматичний вимикач краще двополюсний.
• Кнопковий пост.
• Магнітні пускачі або контактори — 2 шт.

Однофазний двигун підключається до мережі 220 В, відповідно, номінальна напруга на котушках пускача теж має бути 220 В.

Схема реверсу однофазного двигуна

У цьому ланцюзі краще використовувати однофазний конденсаторний двигун, проте можна і звичайний із включенням у схему конденсатора для захисту обладнання від перевантажень.

Принцип роботи схеми реверсу однофазного двигуна

При автоматичному вимикачі та подачі електрики на фазу для прямого обертання схема працює так:

• Натискання кнопки «Пуск 1» запитує пускач К1. Ланцюг виглядає так: від фази на н.з. контакт кнопки «Стоп», далі на н.з. контакт кнопки «Пуск 2», потім на н.в. контакт натиснутої кнопки «Пуск 1», потім на котушку пускача К1 і на нейтраль.
• Пускувач замикає все н.в. контакти — 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3, 13НО-14НО.

Кнопки «Пуск 1» та «Пуск 2» утримувати не потрібно, оскільки котушки пускачів К1 і К2 «самопідхоплюються» за рахунок своїх н. контактів 1L1-2T1. Натискання кнопки «Стоп» зупиняє роботу двигуна.

Схема пуску двигуна з реверсом працює за таким принципом:

• Натискання кнопки «Пуск 2» подає живлення на пускач К2. Ланцюг виглядає так: від фази на н.з. контакт кнопки «Стоп», потім на н.з. контакт кнопки «Пуск 1», після на н.в. контакт натиснутої кнопки «Пуск 2», від неї на котушку пускача К2 і потім до нейтралі.
• Пускувач замикає контакти 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3, 13НО-14НО.

У цій схемі також реалізовано блокування від помилкового одночасного натискання кнопок «Пуск 1» та «Пуск 2». Якщо при працюючому електродвигуні ви натиснете на незадіяну кнопку пуску, відключиться запитаний пускач і ввімкнеться другий. Тобто відбудеться перемикання між режимами. Для порівняння: із трифазним двигуном при спробі затиснути і другу кнопку не станеться нічого. Це найпростіше та зручне блокування.

Все необхідне для збору будь-якої схеми реверсивного пуску двигуна ви знайдете в нашому каталозі. При необхідності безкоштовно проконсультуємо по товару та допоможемо у підборі.