Как подключить 3 фазный двигатель через конденсатор: Включение 3-х фазного двигателя в однофазную сеть, от теории к практике

Содержание

Подключить 3 фазный двигатель без конденсатора

В этой статье будет рассмотрен способ запуска трех фазовый двигателя от сети 220 Вольт. Запускаться он будет бес помощи пускового конденсатора, а от специального пускового устройства, которое собирается на двух тиристорах, с тиристорными ключами и транзисторным управлением. Схема достаточно проста и собрать её не составит большого труда.

Схема пускового устройства для трех фазового двигателя

Данное управление двигателем мало кому известно и практически не используется. Преимущество предлагаемого пускового устройства в том, что значительно уменьшается потеря мощности двигателя. При пуске трехфазного двигателя 220 В помощью конденсатора потеря мощности составляет минимум 30%, а может достигать 50%. Использование этого пускового устройства снижает потерю мощности до 3%, максимум составит 5%.

Подключается однофазная сеть:

Пусковое устройство подключается к двигателю вместо конденсатора.

Подключенный к устройству резистор позволяет регулировать обороты двигателя. Устройство также можно включить на реверс.

Для эксперимента взят старый двигатель еще советского производства.

С данным пусковым устройством двигатель запускается мгновенно и работает без каких-либо проблем. Такую схему можно использовать практически на любом двигателе мощностью до 3 кВт.

Примечание: в сети 220 В двигатели мощностью более 3 кВт включать просто не имеет смысла – бытовая электропроводка не выдержит нагрузки.
В схеме можно использовать любые тиристоры, ток которых не менее 10 А. Диоды 231, также 10-амперные.

Примечание: у автора в схеме установлены диоды 233, что не имеет значения (только они идут по напряжению 500 В) −поставить можно любые диоды, которые имеют ток 10 А и удерживают более 250 В.

Устройство компактно. Автор схемы собрал резисторы просто наборами, чтобы не тратить время на подборку резисторов по номиналу. Теплоотвод не требуется. Установлен конденсатор, стабилитрон, два диода 105. Схема получилась очень простая и эффективная в работе.

Рекомендуется для использования – сборка пускового устройства проблем не создаст. В итоге при подключении двигатель стартует на своей максимальной мощности и практически без ее потери в отличие от стандартной схемы с использованием конденсатора.

Смотрите видео работы пускового устройства

В домашнем хозяйстве иногда возникает необходимость запустить 3х фазный асинхронный электродвигатель (АД). При наличии 3х фазной сети это не составляет трудностей. При отсутствии 3х фазной сети двигатель можно запустить и от однофазной сети, добавив в схему конденсаторы.

Конструктивно АД состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора. На статоре в пазах укладываются обмотки. Обмотка статора представляет собой трёхфазную обмотку, проводники которой равномерно распределены по окружности статора и пофазно уложены в пазах с угловым расстоянием 120 эл. градусов. Концы и начала обмоток выводятся в соединительную коробку. Обмотки образуют пары полюсов. От числа пар полюсов зависит номинальная частота вращения ротора двигателя. Большинство общепромышленных двигателей имеют 1-3 пары полюсов, реже 4. АД с большим числом пар полюсов имеют низкий КПД, больше габариты, поэтому используются редко. Чем больше пар полюсов, тем меньше частота вращение ротора двигателя. Общепромышленые АД выпускаются с рядом стандартных скоростей вращения ротора: 300, 1000, 1500, 3000 об/мин.

Ротор АД представляет собой вал, на котором находится короткозамкнутая обмотка. В АД малой и средней мощности обмотку обычно изготавливают путём заливки расплавленного алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора. Вместе со стержнями отливают короткозамкнутые кольца и торцевые лопасти, осуществляющие вентиляцию машины. В машинах большой мощности обмотку выполняют из медных стержней, концы которых соединяют с короткозамкнутыми кольцами при помощи сварки.

При включении АД в 3ф сеть по обмоткам по очереди в разный момент времени начинает идти ток. В один период времени ток проходит по полюсу фазы А, в другой по полюсу фазы В, в третий по полюсу фасы С. Проходя через полюса обмоток, ток поочередно создает вращающее магнитное поле, которое взаимодействует с обмоткой ротора и заставляет его вращаться, как бы подталкивая его в разных плоскостях в разный момент времени.

Если включить АД в 1ф сеть, вращающий момент будет создаваться только одной обмоткой. Действовать на ротор такой момент будет в одной плоскости. Такого момента не достаточно, чтоб сдвинуть и вращать ротор. Чтобы создать сдвиг фазы тока полюса, относительно питающей фазы, применяют фазосдвигающие конденсаторы рис.1.


Рис.1

Конденсаторы можно применять любых типов, кроме электролитических. Хорошо подходят конденсаторы типа МБГО, МБГ4, К75-12, К78-17. Некоторые данные конденсаторов приведены в таблице 1.

Если необходимо набрать определенную емкость, то конденсаторы следует соединить параллельно.

Основные электрические характеристики АД приводятся в паспорте рис. 2.


Рис.2

Из паспорта видно, что двигатель трехфазный, мощностью 0,25 кВт, 1370 об/мин, есть возможность менять схему соединения обмоток. Схема соединения обмоток «треугольник» при напряжении 220В, «звезда», при напряжении 380В ,соответственно ток 2,0/1,16А.

Схема соединения «звезда» изображена на рис.3. При таком включении к обмоткам электродвигателя между точками АВ (линейное напряжение Uл) подводится напряжение в раза больше напряжения между точками АО (фазное напряжение Uф).


Рис.3 Схема подключения «звезда».

Таким образом линейное напряжение в раза больше фазного напряжения: . При этом фазный ток Iф равен линейному току Iл.

Рассмотрим схему соединения «треугольник» рис. 4:


Рис.4 Схема соединения «треугольник»

При таком соединении линейное напряжение UЛ равное фазному напряжению Uф., а ток в линии Iл в раза больше фазного тока Iф: .

Таким образом если АД рассчитан на напряжение 220/380 В, то для его подключения к фазному напряжению 220 В используется схема соединения обмоток статора «треугольник». А для подключения к линейному напряжению 380 В – соединение «звезда».

Для пуска данного АД от однофазной сети напряжением 220В нам следует включить обмотки по схеме «треугольник», рис.5.


Рис.5 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «треугольник»

Схема соединение обмоток в выводной коробке показана на рис. 6


Рис.6 Соединение в выводной коробке ЭД по схеме «треугольник»

Чтобы подключить электродвигатель по схеме «звезда» необходимо две фазные обмотки подключить непосредственно в однофазную сеть, а третью – через рабочий конденсатор Ср к любому из проводов сети рис. 6.

Соединение в выводной коробке для схемы «звезда» изображено на рис. 7.


Рис.7 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «звезда»

Схема соединение обмоток в выводной коробке показана на рис. 8


Рис.8 Соединение в выводной коробке ЭД по схеме «звезда»

Емкость рабочего конденсатора Ср для данных схем рассчитывается по формуле:
,
где Iн– номинальный ток, Uн– номинальное рабочее напряжение.

В нашем случае, для включения по схеме «треугольник» емкость рабочего конденсатора Cр = 25 мкФ.

Рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1.15 раз больше номинального напряжения питающей сети.

Для пуска АД не большой мощности обычно достаточно рабочего конденсатора, но при мощности более 1.5 кВт двигатель либо не запускается, либо очень медленно набирает обороты, поэтому необходимо применить еще пусковой конденсатор Сп . Емкость пускового конденсатора должна быть в 2.5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора.

Схема соединения обмоток электродвигателя, соединенных по схеме «треугольник» с применением пусковых конденсаторов Сп представлена на рис. 9.


Рис. 9 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «треугольник» с применением пусковых конденсатов

Схема соединения обмоток двигателя «звезда» с применением пусковых конденсаторов представлена на рис. 10.


Рис.10 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «звезда» с применением пусковых конденсаторов.

Пусковые конденсаторы Сп подключают параллельно рабочим конденсаторам при помощи кнопки КН на время 2-3 с. При этом скорость вращения ротора электродвигателя должна достигнуть 0.7…0.8 от номинальной скорости вращения.

Для запуска АД с применением пусковых конденсаторов удобно применять кнопку рис.11.


Рис.11

Конструктивно кнопка представляет собой трехполюсный выключатель, одна пара контактов которого замыкается, когда кнопка нажата. При отпускании контакты размыкаются, а остальная пара контактов остается включенной, до тех пор, пока не будет нажата кнопка стоп. Средняя пара контактов выполняет функцию кнопки КН (рис.9, рис.10), через которую подключают пусковые конденсаторы, две остальных пары работают как выключатель.

Может оказаться так, что в соединительной коробке электродвигателя концы фазных обмоток выполнены внутри двигателя. Тогда АД можно подключить только по схемам рис.7, рис. 10, в зависимости от мощности.

Существует еще схема соединения обмоток статора трехфазного электродвигателя – неполная звезда рис. 12. Выполнение соединения по данной схеме возможно, если начала и концы фазных обмоток статора выведены в соединительную коробку.


Рис.12

Подключать ЭД по такой схеме целесообразно, когда необходимо создать пусковой момент, превышающий номинальный. Такая необходимость возникает в приводах механизмов с тяжелыми условиями пуска, при пуске механизмов под нагрузкой. Следует отметить, что результирующий ток в питающих проводах превышает номинальный ток на 70-75%. Это необходимо учитывать при выборе сечения провода для подключения электродвигателя

Емкость рабочего конденсатора Ср для схемы рис. 12 рассчитывается по формуле:
.

Емкости пусковых конденсаторов должны быть в 2. 5-3 раза больше емкости Ср. Рабочее напряжение конденсаторов в обеих схемах должно быть в 2.2 раза больше номинального напряжения.

Обычно выводы статорных обмоток электродвигателей маркируют металлическими или картонными бирками с обозначением начал и концов обмоток. Если же бирок по каким-либо причинам не окажется, поступают следующим образом. Сначала определяют принадлежность проводов к отдельным фазам статорной обмотки. Для этого следует взять любой из 6 наружных выводов электродвигателя и присоединить его к какому-либо источнику питания, а второй вывод источника подсоедините к контрольной лампочке и вторым проводом от лампы поочередно прикоснитесь к оставшимся 5 выводам статорной обмотки, пока лампочка не загорится. Загорание лампочки означает, что 2 вывода принадлежат к одной фазе. Условно пометим бирками начало первого провода С1 ,а его конец – С4. Аналогично найдем начало и конец второй обмотки и обозначим их С2 и С5, а начало и конец третьей – С3 и С6.

Следующим и основным этапом будет определение начала и конца статорных обмоток. Для этого воспользуемся способом подбора, который применяется для электродвигателей мощностью до 5 кВт. Соединим все начала фазных обмоток электродвигатели согласно ранее присоединенным биркам в одну точку (используя схему «звезда») и включим электродвигатель в однофазную сеть с использованием конденсаторов.

Если двигатель без сильного гудения сразу наберет номинальную часто­ту вращения, это означает, что в общую точку попали все начала или все концы обмотки. Если при включении двигатель сильно гудит и ротор не может набрать номинальную частоту вращения, то в первой обмотке следует поменять местами выводы С1 и С4. Если это не помогает, концы первой обмотки необходимо вернуть в первоначальное положение и теперь уже выводы С2 и С5 поменяйте местами. То же самоё сделайте; в отношении третьей пары, если двигатель продолжает гудеть.

При определении начал и концов обмоток строго придерживайтесь правил техники безопасности. В частности, прикасаясь к зажимам статорной обмотки, провода держите только за изолированную часть. Это необходимо делать еще и потому, что электродвигатель имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах других обмоток может появиться большое напряжение.

Для изменения направления вращения ротора АД, включенного в однофазную сеть по схеме «треугольник» (см. рис.5), достаточно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй фазной обмотки статора (V).

Чтобы изменить направление вращения АД, включенного в однофазную сеть по схеме «звезда» (см. рис.7), нужно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй обмотки (V).

При проверке технического состояния электродвигателей нередко можно с огорчением заметить, что после продолжительной работы появляются посторонний, шум и вибрация, а ротор трудно повернуть вручную. Причиной этого может быть плохое состояние подшипников: беговые дорожки покрыты ржавчиной, глубокими царапинами и вмятинами, повреждены отдельные шарики и сепаратор. Во всех случаях необходимо осмотреть электродвигатель и устранить имеющиеся неисправности. При незначительном повреждении достаточно промыть подшипники бензином, и смазать их.

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Есть 2 типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Их различие в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это нужно потому, что после разгона она снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная, они смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть несколько вариантов схем подключения. Без конденсаторов электромотор гудит, но не запускается.

  • 1 схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже.
  • 3 схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском, а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
  • 2 схема — подключения однофазного двигателя — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и используется чаще всего. Она на втором рисунке. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Схема подключения трёхфазного двигателя через конденсатор

Здесь напряжение 220 вольт распределяется на 2 последовательно соединенные обмотки, где каждая рассчитана на такое напряжение. Поэтому теряется мощность почти в два раза, но использовать такой двигатель можно во многих маломощных устройствах.

Максимальной мощности двигателя на 380 В в сети 220 В можно достичь используя соединение типа треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность.

Важно помнить: трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 В. Поэтому если есть ввод на 380 В — обязательно подключайте к нему — это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковики и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к сети 380 В.

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД

Есть специальная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись онлайн калькулятором или рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

Рабочий конденсатор берут из расчета 0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
Пусковой подбирается в 2-3 раза больше.

Конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть минимум в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 350 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting.

Пусковые конденсаторы для моторов

Эти конденсаторы можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.

При нормальной работе трехфазных асинхронных электродвигателей с конденсаторным пуском, включенных в однофазную сеть предполагается изменение (уменьшение) емкости конденсатора с увеличением частоты вращения вала. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора.

Реверс направления движения двигателя

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».

Как переделать 3 х фазный двигатель на 220 в

Рассмотрим вначале, почему считается, что двигатель питается напряжением 380 вольт. Имеют счастье быть три фазы по 220 вольт. Простейшие вопросы заставляют уплывать новичков, отсутствие знания теории порождает возникновение ошибок практических. Искренне благодарим энтузиастов, забросавших Ютуб обучающими роликами, без столь богатого материала сложно дать дельные советы планирующим осуществить подключение электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором. Приступим к реализации теории на практике.

Работа двигателя 380 вольт

Подобные двигатели называются трехфазными. Обладают кучей преимуществ перед обычными бытовыми, широко используются промышленностью. Достоинства касаются большой мощности, КПД. Именно в трехфазных двигателях можно обойтись без пусковых обмоток, конденсаторов при наличии соответствующего питания. Конструкции удается исключить лишние элементы. Пускозащитное реле холодильника, четко следящее за целостностью, временем работы пусковой обмотки. Трехфазным двигателям доморощенные ухищрения не нужны.

Простой пример работы трех фаз

Почему так происходит? Наличием трех фаз удается создать внутри статора вращающееся электромагнитное поле без дополнительных ухищрений. Давайте посмотрим рисунок. Простоты ради, показан ротор, снабженный двумя полюсами, статор содержит по катушке на фазу переменного тока. Конфигурации типичных двигателей 380 вольт более сложная, упрощение не помешает пояснить суть процессов, протекающих внутри.

Рисунок синим показывает отрицательно заряженные поля, красным – положительные. В начальный момент статор лишен знака, три катушки белые. Ротор в нашем предположении изготовлен из постоянных магнитов, окрашен и находится в произвольном положении. Полюса всего два. Далее двигаемся согласно эпюрам:

  1. Первая картинка наградила фазу В отрицательным знаком, две другие заряжены слегка положительно (примерно треть амплитуды), схематично показано бледным розовым цветом. Положительный полюс ротора сместился к катушке В. Слабое положительное поле А-С притянуло южный полюс ротора. Поскольку уровень заряда одинаков, центр полюса находится ровно посередине.
  2. В следующий момент времени (спустя 60 градусов, примерно 3,3 мс) южный полюс появляется на фазе А статора. Ротор проворачивается на 60 градусов вдоль часовой стрелки. Слабые отрицательные поля фаз В, С удерживают между собой положительный полюс ротора.
  3. В данный момент времени северный полюс статора находится на фазе С, ротор продолжает вращение еще на 60 градусов. Дальнейшая картина должна быть понятна.

Трехфазный электродвигатель

В результате правильного распределения трех фаз поле статора вращается, увлекая ротор. Частота оборотов не совпадает с сетевыми 50 Гц. Обмоток статоре больше, количество полюсов ротора иное. В придачу имеется явление проскальзывания в зависимости от амплитуды напряжения, многих других факторов. Нюансы используются регулировать скорости вращения вала двигателя. Вплотную достигли разгадки вопроса напряжения 380 вольт. Сформировано тремя фазами с действующим значением напряжения 220 вольт (как в розетке). Взять разницу меж любыми двумя в произвольный момент времени, величина превышает указанное значение.

Получается 380 вольт. Двигатель с тремя фазами использует для работы три напряжения с действующим значением 220 вольт, сдвиг меж любыми составляет 120 градусов. Можно легко проследить из графика на нашем рисунке. Вот почему многих снедает соблазн использовать оборудование в домашних условиях, запустить, используя одну фазу, поставляемую розеткой. Напрямую снделать невозможно, как должно быть понятно, приходится изобретать ухищрения. Простейшим назовем применение конденсатора. Прохождение емкости изменяет фазу напряжения на 90 градусов. Разница меньше 120, которые хотели получить в идеале.

На практике подключение электродвигателя через конденсатор отлично работает. Правда для осуществления задумки придется немного повозиться.

Запуск трехфазного двигателя 380 В от домашней сети

Во-первых, нужно знать, как производится электрическая коммутация обмоток. Обычно корпус двигателя снабжен защитным кожухом, скрывающим электрическую разводку. Нужно снять щит, приступить к изучению схемы. Чаще рядом показана схема электрических соединений. Чтобы запуск произвести трехфазной сетью, применяется коммутация типа «звезда». Концы трех обмоток имеют одну общую точку, называемую нейтралью, противоположная сторона снабжается фазами. Одна на каждую обмотку. Получается распределение поля, рассмотренное выше.


Объединение обмотки двигателя треугольником

Подключая асинхронный двигатель 380 на 220 Вольт, потрудитесь коммутацию изменить. Пригодится электрическая схема, приводимая шильдиком корпуса. Согласно рисунку, обмотки двигателя объединяются треугольником. Каждая на обоих концах объединяется с другой. Давайте посмотрим, что получается. Чем отличается методика от штатного использования оборудования. Для простоты на рисунке показываем схему включения конденсатора. Может выглядеть следующим образом:

  • Напряжение сети 220 В приложено к обмотке С.
  • На обмотку А напряжение приходит через рабочий конденсатор в состоянии сдвига фаз на 90 градусов.
  • На обмотке В действует разница меж указанными напряжениями.

Посмотрим эпюры: как будет выглядеть практически. Сдвиг фаз неравномерный. Меж пиками, по которым построены эпюры, отложено 90 и 45 градусов. Вследствие этого вращение в принципе лишено возможностей быть равномерным. Форма фазы обмотки В отличается от синусоидальной. Запуск трехфазного двигателя сетью 220 вольт сопровождается наличием потерь энергии. Процесс возможен. Происходит часто явление, называемое залипанием. Неправильная форма поля внутри статора бессильна раскрутить статор.

Схема подключения двигателя несколько упрощена, отличается от норм исполнения чертежей проектной документации. Наглядность рисунка очевидна. Конденсатор схемы рабочий, встречается пусковой. Нужен усилить вращающий момент на начальном этапе. Любой асинхронный двигатель при старте потребляет больше тока, на первое движение тратится много энергии. Конденсатор обычно присоединяется параллельно рабочему, включается в цепь нажатием специальной кнопки. Например, можете пометить, как Ускорение.

Когда вал наберет обороты, емкость пусковая становится ненужной, снижается сопротивление движению вала. Отпуская кнопку Ускорение, исключаем элемент из сети. Чтобы пусковая емкость разрядилась (вольтаж может достигать 300 В), закоротим на значительной величины сопротивление, через которое в рабочем состоянии ток не пойдет. Постепенно электроны компенсируются, опасность поражения исчезнет. Возникает простой вопрос – как подобрать рабочую, пусковую емкости? Подключение электродвигателя 380 В на 220 В непростая задача. Давайте рассмотрим ответ.

Выбор значений рабочей, пусковой емкостей для подключения трехфазного двигателя на 220 В

Первым делом обратите внимание: рабочее напряжение конденсаторов должно значительно перекрывать номинал 220 В. Подключение двигателя 380 на 220 вольт сопровождается возникновением гораздо более весомых значений вольтажа. Среди пусковых и рабочих конденсаторов исключите элементы рабочим напряжением ниже 400 вольт. Практика накладывает коррективы, придется обойтись попавшимся под руку. Обратите внимание на провода. Токи по технической документации даны относительно напряжения 220 В. Рассматриваемая схема задействует другие значения. Возможно, придется пересчитать размеры токов.

На практике если емкость рабочая слишком мала, вал «залипает». Двигатель мог бы работать, если придать начальное ускорение, если зверь мощностью 4 кВт поотрывает пальцы, винить некого. Оказывается, номинал рабочей емкости определен минимум двумя параметрами:

  1. Мощнее двигатель, больший номинал конденсаторов нужно применить. На 250 Вт хватает значения десятков мкФ, при более значительных мощностях значение исчисляется сотнями. Логично заранее запастись солидным набором конденсаторов. Желательно брать пленочные, электролитические без специальных мер применять запрещено, предназначены работать в сетях постоянного тока. При подключении переменного напряжения 220 В могут попросту взорваться.
  2. Выше обороты двигателя, больший номинал пускового конденсатора потребуется. Достигнув разницы в несколько раз, значение емкости повышаем на порядок (10 раз). Для пуска двигателя мощностью 2,2 кВт, оборотами 3000 в минуту постарайтесь запастись батареей на 200–250 мкФ. Очень большое значение. Емкость Земного шара составляет доли мФ.

Сильно емкость пускового конденсатора зависит от приложенной нагрузки. Мотор, работающий на шкив, потребляет много энергии, объем батареи возрастает. Попытаемся выбрать номиналы. Практиками замечено: стабильнее двигатель 380 В работает, питаемый однофазной сетью, когда напряжения в плечах конденсатора равны. Обмотку, работающую непосредственно от сети, избегаем трогать, измеряем потенциал двух других. Каким образом получается, величина емкости определяет напряжение?

Асинхронный двигатель характеризуется собственным реактивным сопротивлением. При включении образуется делитель. Красиво рисовали эпюры, на практике форма фаз может значительно отличаться. Определяется реактивное сопротивление перечисленным выше набором параметров. Конструкция двигателя, обуславливающая размер мощности, скорость оборотов, нагрузка вала. Ряд параметров, учесть которые теоретическими путями в рамках обзора попросту не представляется возможным. Поэтому практики просто рекомендуют сначала найти минимальный размер батареи, при котором двигатель начинает вращаться, затем плавно увеличивать номинал, пока напряжения обмоток не станут равными.

После раскрутки двигателя может оказаться: равенство нарушилось. Сопротивление движению вала упало. Перед тем, как подключить электродвигатель с 380 на 220 окончательно, определитесь с условиями работы, постарайтесь обеспечить указанное равенство.

Обратите внимание: действующее значение может превышать 220 вольт. Значение напряжения может составить 270 В. Перед тем, как подключить электродвигатель через конденсатор, побеспокойтесь о контактах. Обеспечьте надежную стыковку во избежание потерь, перегрева в местах прохождения тока. Коммутацию лучше вести на специальные клеммы, затягивая болтами. После окончательной подборки параметров электрическую часть следует закрыть кожухом, провода пропустить через резиновый уплотнитель боковой стенки отсека.

Полагаем, теперь читатели без труда запустят двигатель, ракету, сельское хозяйством…

Трёхфазные электродвигатели асинхронного типа с короткозамкнутым ротором доминируют над однофазными и двухфазными собратьями в применении, т.к. имеют более высокую эффективность, а также включаются в сеть без помощи пусковых устройств. По номинальному питанию отечественные электродвигатели делятся на два типа: напряжением 220 / 380 и 127 / 220 Вольт. Последний тип электромоторов небольшой мощности применяется значительно реже.

В шильдике, размещенном на корпусе электродвигателя, обозначена необходимая информация - напряжение питания, мощность, ток потребления, КПД, возможные варианты включения и коэффицент мощности, количество оборотов.

Схемы подключения ЗВЕЗДА и ТРЕУГОЛЬНИК

Производители предлагают трехфазные электродвигатели как с возможностью изменять схему подключения, так и без таковой.

Более раннему обозначению выводов обмоток С1 - С6 соответствует современное U1 - U2, W1 - W2 и V1 - V2. В распред. коробке выведены провода в количестве трёх (заводом изготовителем по умолчанию осуществлена схема подключения *звезда*) или шести (двигатель можно подключать к трехфазной сети как звездой, так и треугольником). В первом случае необходимо начала обмоток (W2, U2, V2) соединить в единой точке, три оставшихся провода (W1, U1, V1) подключить к фазам питающей сети (L1, L2, L3).


Преимущество метода звезда - плавный запуск мотора и мягкая работа (обусловленная щадящим режимом и благоприятно сказывающаяся на эксплуатационном сроке агрегата), а также меньший пусковой ток. Недостаток - потеря по мощности примерно в полтора раза и меньший крутящий момент. Применяется для оборудования, имеющего на валу свободно вращающуюся нагрузку – вентиляторы, центробежные насосы, валы станков, центрифуг и другого оборудования, не требовательного к крутящему моменту. Схему треугольник применяют для электродвигателей, изначально имеющих на валу неинерционную нагрузку, такую как вес груза лебедки или сопротивление поршневого компрессора.
Для снижения пускового тока осуществляют комбинированный тип включения (применим для электромоторов мощностью от 5 кВт) - сочетающий в себе преимущества первых двух схем - пуск происходит по схеме звезда, а после вхождения электромотора в рабочее состояние происходит автоматическое (реле времени) или ручное переключение (пакетник) - мощность возрастает до номинальной.

Включение трёхфазного двигателя в однофазную сеть через конденсатор (380 на 220)

На практике часто приходится подключать трёхфазный двигатель к сети 220 вольт; хотя КПД при этом падает до 50 % (в лучшем случае до 70%), такая переделка бывает оправданной. Фактически мотор начинает работать как двухфазный, используя фазосдвигающий элемент.
Конденсатор подбирают исходя из мощности двигателя - на каждые 100Вт потребуется ёмкость 6, 5 мкф , по рабочему напряжению должен быть больше питающего минимум в 1,5 раза, иначе от скачков напряжения в момент включения и выключения они могут выйти из строя; тип - МБГО, МБГ4, К78-17 МБГП, К75-12, БГТ, КГБ, МБГЧ. Хорошо себя зарекомендовали металлизированные полипропиленовые конденсаторы типа СВВ5, СВВ60, СВВ61. В случае применения конденсатора бОльшей ёмкости двигатель будет перегреваться, меньшей - будет работать в недогруженном режиме либо вообще не запустится. В схеме ниже Сп - пусковой, Ср - конденсатор рабочий.

Пусковой конденсатор при наличии нагрузки на валу двигателя

В случае, если на валу имеется нагрузка, либо мощность превышает 1,5 кВт, движок может не запуститься или медленно набирать обороты. *Поправить* это можно применением рабочего и пускового конденсатора, служащих для сдвига фазы и разгона. Кнопку разгона нужно удерживать пока обороты не достигнут примерно 70% от номинальных (2 - 3 секунды), после чего отпустить.


Ёмкость пускового кондера должна превышать рабочую в 2..3 раза в зависимости от нагрузки на валу. Если проблематично достать вышеуказанные конденсаторы нужной ёмкости, возможно применение электролитических, спаянных по особой схеме с диодами. Однако для работы мощных станков следует избегать подобной замены и рекомендовать её лишь для временного включения.

Важно!

Не рекомендуется подключать электродвигатель мощностью более 3 кВт к домашней сети ввиду её невысокой нагрузочной способности.
Автоматический выключатель в цепи питания электродвигателя должен быть с время - токовой характеристикой C или D ввиду существенного кратковременного пускового тока, превышающего номинальный в 3 и 5 раз (звезда / треугольник) соответственно.
Если 3 - фазный электродвигатель будет долго работать без нагрузки от однофазной сети, он сгорит!
Выбирая правильное соединение или переключение, необходимо учитывать особенности электрической сети, силовой мощности электродвигателя и варианты подключения. В каждом случае следует ознакомиться с техническими характеристиками мотора и оборудования, для которого он предназначен.

Стоимость подключения электродвигателя специалистом - 800....2000р. в зависимости от сложности, варианта подключения, условий работы.

При развитии любой гаражной мастерской, может возникнуть необходимость подключить трёхфазный электродвигатель в однофазную сеть на 220 вольт. Это не удивительно, так как промышленные трёхфазные двигатели на 380 в более распространены, чем однофазные (на 220 в), особенно больших габаритов и мощности. И изготовив какой нибудь станочек, или купив готовый (например токарный) любой гаражный мастер сталкивается с проблемой подключения трёхфазного электромотора к обычной гаражной розетке на 220 вольт. В этой статье мы и рассмотрим варианты подключения, а так же что для этого понадобится.

Для начала следует внимательно изучить шильдик (табличку) электродвигателя, чтобы узнать его мощность, так как от этой мощности будет зависеть ёмкость или количество конденсаторов, которые нужно будет купить. И прежде чем отправляться на поиски и покупку конденсаторов, для начала следует вычислить, какая ёмкость потребуется именно для вашего двигателя.

Расчёт ёмкости.

Ёмкость нужного конденсатора напрямую зависит от мощности вашего электродвигателя и высчитывается по простой формуле:

С = 66 Р мкФ.

Буква С означает ёмкость конденсатора в мкФ (микрофарад), а буква Р означает номинальную мощность электродвигателя в кВт (киловатт). Из этой простой формулы видно, что на каждые 100 ватт мощности трёхфазного двигателя, потребуется чуть менее 7 мкФ (если быть точным, то 6,6 мкФ) электрической ёмкости конденсатора. Например для эл. двигателя мощностью 1000 ватт (1 Квт) потребуется конденсатор ёмкостью 66 мкФ, а для эл. двигателя на 600 ватт нужен будет конденсатор ёмкостью примерно 42 мкФ.

Так же следует учесть, что потребуются конденсаторы, рабочее напряжение которых в 1,5 — 2 раза больше, чем напряжение в обычной однофазной сети. Обычно на базаре попадаются конденсаторы небольших ёмкостей (8 или 10 мкФ), но необходимую ёмкость легко собрать из нескольких параллельно соединённых конденсаторов маленькой ёмкости. То есть например 70 мкФ можно легко получить из семи параллельно спаянных конденсаторов по 10 мкФ.

Но всё же всегда следует стараться найти по возможности один конденсатор ёмкостью 100 мкФ, чем 10 конденсаторов по 10 мкФ, так надёжнее. Ну и рабочее напряжение, как я уже говорил, должно быть как минимум в 1,5 — 2 раза больше рабочего, а лучше в 3 — 4 раза больше (чем больше напряжение, на которое рассчитан конденсатор, тем надёжнее и долговечнее). Рабочее напряжение всегда пишется на корпусе конденсатора (как и мкФ).

Правильно вы подобрали (рассчитали) ёмкость конденсатора или нет, можно и на слух. При вращении мотора, должен быть слышен только шум от подшипников, ну и шум вентилятора воздушного охлаждения. Если же к этим шумам прибавляется и вой двигателя, нужно чуть уменьшить ёмкость (Ср) рабочего конденсатора. Если же звук нормальный, то можно наоборот немного увеличить ёмкость (так будет мощнее мотор), но только чтобы мотор работал тихо (до появления воя).

Проще говоря, нужно поймать момент, меняя ёмкость, когда к нормальному шуму от подшипников и крыльчатки, начнёт прибавляться еле слышимый посторонний вой. Это и будет необходимая ёмкость рабочего конденсатора. Это важно, так как если рабочая ёмкость конденсатора окажется больше необходимой, то мотор будет перегреваться, а если ёмкость будет меньше нужной, то мотор потеряет свою мощность.

Покупать лучше конденсаторы типа МБГЧ, БГТ, КБГ, ну а если не найдёте таких в продаже, можно применить и электролитические конденсаторы. Но при подключении электролитических конденсаторов, их корпуса нужно хорошо соединить между собой и изолировать от корпуса станка или ящика (если он металлический, но лучше использовать ящик для конденсаторов из диэлектрика — пластик, текстолит и т.п.).

При подключении трёхфазного двигателя к сети 220 вольт, частота вращения его вала (ротора) почти не изменится, а вот мощность его всё же немного уменьшится. И если подключить электродвигатель по схеме треугольник (рис 1), то мощность его уменьшится примерно процентов на 30 и будет составлять 70 — 75 % от его номинальной мощности (при звезде чуть меньше). Но можно подключить и по схеме звезда (рис 2), и при подсоединении звездой, мотор легче и быстрее запускается.

Чтобы подключить трёхфазный электродвигатель по схеме звезда, нужно его две фазные обмотки подключить в однофазную сеть, а третью фазную обмотку двигателя, подключить через рабочий конденсатор Ср к любому из проводов сети 220 в.

Чтобы подключить трёхфазный электромотор мощностью до полтора киловатта (1500 ватт), хватает только рабочего конденсатора необходимой ёмкости. Но при включении больших моторов (более 1500 ватт), движок либо очень медленно набирает обороты, либо вообще не запускается. В таком случае необходим пусковой конденсатор (Сп на схеме), ёмкость которого в два с половиной раза (лучше в 3 раза) больше ёмкости рабочего конденсатора. Лучше всего подходят в качестве пусковых конденсаторов электролитические (типа ЭП), но можно использовать и такого же типа как и рабочие конденсаторы.

Схема подсоединения трёхфазного мотора с пусковым конденсатором показана на рисунке 3 (а так же пунктирной линией на рисунках 1 и 2). Пусковой конденсатор включают только во время пуска двигателя, и когда он запустится и наберёт рабочие обороты (обычно хватает 2 секунд), пусковой конденсатор отключают и разряжают. В такой схеме используются кнопка и тумблер. При пуске аключается тумблер и кнопка одновременно и после запуска двигателя, кнопка просто отпускается и пусковой конденсатор отключается. Чтобы разрядить пусковой конденсатор, достаточно выключить двигатель (после окончания работы) и затем на короткое время нажать кнопку пускового конденсатора, и он разрядится через обмотки электродвигателя.

Определение фазных обмоток и их выводов.

При подключении необходимо знать, где какая обмотка электродвигателя. Как правило выводы обмоток статора электромоторов маркируют различными бирками с обозначением начала или конца обмоток, или помечают буквами на корпусе распределительной коробочки двигателя (или клеммной колодки). Ну а если же маркировка стёрлась или её вообще нет, то нужно прозвонить обмотки с помощью (мультиметра), установив его переключатель на прозвонку, или с помощью обычной лампочки и батарейки.

Для начала следует узнать принадлежность каждого из шести проводов к отдельным фазам обмотки статора. Для этого следует взять любой из проводов (в клеммной коробочке) и подсоединить его к батарейке, например к её плюсу. Минус батарейки подсоедините к контрольной лампе, а второй вывод (провод) от лампочки, по очереди подсоединяйте к оставшимся пяти проводам двигателя, пока контрольная лампочка не загорится. Когда на каком то проводе лампочка загорится, это будет означать, что оба провода (тот что от батарейки и тот к которому подсоединили провод от лампы и лампа загорелась) принадлежат одной фазе (одной обмотке).

Теперь эти два провода пометьте картонными бирками (или малярным скотчем) п напишите на них маркероа начало первого провода С1, а второй провод обмотки С4. С помощью лампы и батарейки (или тестера) аналогично находим и помечаем начало и конец оставшиеся четырёх проводов (двух оставшихся фазных обмоток).Начало и конец второй фазной обмотки помечаем как С2 и С5, и начало и конец третьей фазной обмотки С3 и С6.

Далее следует точно определить, где начало и конец статорных обмоток. Я опишу далее способ, который поможет определить начало и конец статорных обмоток для двигателей до 5 киловатт. Да больше и не надо, так как однофазная сеть (проводка) гаража рассчитана на мощность 4 киловата, а если мощнее, то штатные провода не выдерживают. И вообще то редко кто использует двигатели в гараже, мощнее 5 киловатт.

Для начала соединим все начала фазных обмоток (С1, С2 и С3)в одну точку (согдасно помеченным бирками выводам), по схеме «звезда». И затем включим двигатель в сеть 220 в с использованием конденсаторов. Если при таком подключении, электродвигатель без гудения сразу раскрутится до рабочих оборотов, это значит, что вы попали в одну точку всеми началами или всеми концами фазных обмоток.

Ну а если же при включении в сеть, электродвигатель загудит и не сможет раскрутиться до рабочих оборотов, то в первой фазной обмотке нужно поменять местами выводы С1 и С4 (поменять местами начало и конец). Если это не поможет, то верните выводы С1 и С4 в первонаальное положение и попробуйте теперь поменять местами выводы С2 и С5. Если двигатель опять не набирает обороты и гудит, то верните назад выводы С2 и С5 поменяйте местами выводы третьей пары С3 и С6.

При всех вышеописанных манипуляциях с проводами, строго соблюдате правила техники безопасности. Провода держите только за изоляцию, лучше плоскогубцами с ручками из диэлектрика. Ведь электромотор имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах остальных обмоток, может возникнуть довольно большое напряжение, опасное для жизни.

Изменение вращения вала электродвигателя (ротора).

Часто бывает, что вы например сделали шлифовальный станочек, с лепестковым кругом на валу. И лепестки из наждачной бумаги расположены под определённым углом, против которого вращается вал, а нужно в другую сторону. Да и опилки летят не на пол а наоборот вверх. Значит необходимо поменять вращение вала двигателя в другую сторону. Как это сделать?

Чтобы изменить вращение трёхфазного двигателя, включенного в однофазную сеть на 220 вольт по схеме «треугольник», нужно третью фазную обмотку W (см. рисунок 1,б) подключить через конденсатор к резьбовой клемме второй фазной обмотки статора V.

Ну а чтобы изменить вращение вала трёхфазного двигателя, подключенного по схеме «звезда», необходимо третью фазную обмотку статора W (см. рисунок 2,б) подключить через конденсатор к резьбовой клемме второй обмотки V.

Ну и напоследок хочу сказать, что шум двигателя от длительной его работы (несколько лет) может возникнуть со временем, и не следует путать его с гулом от неправильного подключения. Так же со временем может возникнуть и вибрация мотора. А бывает даже ротор трудно вращать вручную. Причиной этого как правило является выработка подшипников — их дорожки и шарики износились, да и сепаратор тоже. От этого возникают повышенные зазоры между деталями подшипников и они начинают шуметь, и со временем могут даже заклинить.

Этого допускать нельзя, и дело даже не только в том, что вал труднее будет вращаться и мощность двигателя упадёт, а ещё и в том, что между статором и ротором довольно маленький зазор, и при сильном износе подшипников, ротор может начать цеплять за статор, а это уже куда серьёзнее. Детали двигателя могут испортиться и восстановить их не всегда удаётся. Поэтому намного проще заменить зашумевшие подшипники новыми, от какой то авторитетной фирмы (как выбрать подшипник читаем ), и электродвигатель снова будет работать долгие годы.

Надеюсь данная статья поможет гаражным мастерам, без проблем подключить трёхфазный двигатель какого то станка к однофазной гаражной сети на 220 вольт, ведь с применением различных станочков (шлифовальных, сверлильных, токарных, и т.д.) намного упрощается процесс доводки деталей при тюнинге или ремонте.

С такой проблемой приходится сталкиваться многим рачительным хозяевам, которые привыкли все, по максимуму, делать своими руками. В том числе, и собирать различную технику для хозяйственных нужд; например, циркулярную пилу на участке, эл/наждак, небольшой подъемник в гараже и тому подобное.

Учитывая, сколько стоит электродвигатель, лучше приспособить имеющийся под рукой 3-фазный образец к работе от 1ф, тем самым адаптировав его к домашней эл/сети, чем приобретать новый. Нужно лишь понимать, как и какой электродвигатель лучше переделать с 380 вольт на 220, чтобы дополнительно не тратить деньги, и разбираться в существующих схемах их включения.

Что учесть

  1. Переделка с 380 на 220 имеет смысл, если речь идет об эл/двигателе сравнительно небольшой мощности – до 2,5, но не более (это максимум) 3 кВт. В принципе, ограничений по данной характеристике нет. Но при этом, скорее всего, понадобится провести ряд мероприятий и потратить некоторую сумму денег и время.
  • Переложить вводной кабель эл/питания, к тому же придется заниматься согласованиями с поставщиком электроэнергии в плане повышения лимита. Не следует забывать, что для частных домовладений установлен предел эн/потребления; как правило, в 15 кВт. «Впишется» ли в него новая нагрузка в виде мощного электродвигателя? Выдержит ли ее изначально заложенный кабель?
  • Для такого прибора нужно прокладывать отдельную линию от силового щита и ставить индивидуальный автомат, как минимум. Просто так подключить его через розетку вряд ли получится; лучше не экспериментировать.
  • Практика переделок показывает, что даже если все сделано грамотно, возникнет еще одна проблема, с запуском. «Старт» мощного электродвигателя будет тяжелым, с длительной раскачкой, бросками напряжения. Такая перспектива мало кого устроит, тем более, если что-то собирается не на загородном участке, а на территории, прилегающей к жилому строению. Пока будет функционировать самодельная установка на основе этого двигателя, начнутся сбои в работе бытовых приборов. Проверено, и не раз.
  1. Порядок работы по переделке зависит от внутренней схемы электродвигателя. В некоторых моделях в клеммную коробку выводится всего 3 провода, в других – 6.


В чем разница? В первом случае обмотки уже соединены по одной их традиционных схем – «звездой» или «треугольником», поэтому для маневра (в плане модификации) возможностей несколько меньше.

Вариантов немного – оставить изначальное включение или произвести разборку двигателя и перекоммутировать вторые концы. Если же выведены все шесть, то можно их соединять по любой из схем, без ограничений. Главное – грамотно выбрать ту, которая будет оптимальной для конкретной ситуации (мощность электродвигателя, специфика его применения). .

Как переделать электродвигатель

Схема

Учитывая, что мощность электродвигателя небольшая (значит, не придется при пуске его «срывать»), а запитывать его планируется от сети 220, то оптимальной схемой является «треугольник». То есть, здесь не нужно ориентироваться на высокие пусковые токи (их не будет), а потеря мощности практически сводится к нулю (можно не учитывать). Все сказанное наглядно демонстрирует рисунок.

Если в электродвигателе схема изначально собрана по «треугольнику», то переделывать в нем вообще ничего не нужно.

Расчет рабочих емкостей

Так как вместо 3-х фаз теперь будет лишь одна, она и подается на каждую из обмоток, но с небольшим сдвигом синусоиды. По сути, включением конденсаторов производится имитация питания электродвигателя от источника 380/3ф. Формулы для расчетов рабочих конденсаторов показаны на рисунках ниже.

Ставить их по принципу «больше – лучше», что часто и делают домашние умельцы, не особенно разбирающиеся в электротехнике, не следует. Только на основании вычислений требуемого номинала. Иначе возможен перегрев эл/двигателя. Если он стоит на заводском оборудовании (например, переделке подвергается газонокосилка), то придется или устраивать постоянные перерывы в работе, или готовиться к незапланированному ремонту и неоправданным финансовым тратам на новый «движок».

Примечание:
  • Емкости к обмоткам электродвигателя подбираются не только по номиналу, но и по рабочему напряжению. Раз речь идет о переделке с 380 на 220, то U р должно быть не меньше 400 В.
  • Немаловажен и такой фактор, как разновидность конденсаторов. Во-первых, они должны быть однотипными. Во-вторых, только не электролитическими. Оптимально, бумажные; например, устаревшей серии КГБ, МБГ (и их модификации) или ее современные аналоги. Они удобны в креплении (имеются проушины) и легко выдерживают скачки температуры, тока, напряжения.

Для схемы «звезда»

Для схемы «треугольник»

Наглядно весь процесс в действии можно посмотреть на видео:

На практике инженерными расчетами мало кто из людей сведущих занимается. Есть определенные пропорции, позволяющие довольно точно подобрать рабочий конденсатор к конкретному электродвигателю.

Соотношение легко запомнить: на каждые 100 Вт мощности «движка» – 7 мкф рабочей емкости. То есть, для изделия на 2 кВт понадобится в обмотки включить конденсаторы по 7 х 20 = 140 мкф.

В чем сложность? Найти емкость с таким номиналом вряд ли получится. Есть простое решение – взять несколько конденсаторов и соединить параллельно. В результате небольших вычислений несложно подобрать нужное их количество с суммарной емкостью требуемой величины. Тем, кто забыл школу, можно подсказать – при таком способе соединения конденсаторов их емкости складываются.


Пусковой

Эта емкость нужна не всегда. Она ставится в схему лишь в том случае, если при пуске на вал двигателя создается значительная нагрузка. Примеры – мощное вытяжное устройство, циркулярная пила. А вот для той же газонокосилки вполне хватит и рабочих конденсаторов.

Расчет простой – номинал Сп должен превышать Ср в 2,5 (плюс/минус). Здесь предельной точности не требуется; величина пусковой емкости определяется примерно. Дальнейший анализ работы электродвигателя на разных режимах подскажет, увеличить ее или уменьшить.


Кстати, это относится и к рабочим конденсаторам. Дело в том, что все расчеты априори предполагают, что электродвигатель новый, ни разу не бывший в эксплуатации. А так как переделываются в основном изделия б/у, то в процессе работы выяснится, что не устраивает пользователя. Вариантов много – плохой запуск, быстрый нагрев корпуса и так далее.

Вывод – подобрать емкости для переделки эл/двигателя с 380 на 220, это еще не все. В первое время нужно внимательно следить за его работой в различных режимах. Только так, опытным путем, производя замену конденсаторов по номиналам, можно подобрать идеальное значение емкости для конкретного изделия.

Как организовать реверс

Иногда необходимо изменять направление вращения вала без дополнительных переделок. Это вполне возможно и для электродвигателя на 380, переведенного на питание 220. Как видно из рисунка, ничего сложного в этом нет, понадобится лишь переключатель на 2 позиции.

Большинство асинхронных двигателей, предназначенных для работы в трехфазной сети 380 В можно спокойно переделать для работы в домашнем хозяйстве, например для точильного станка или сверлильного, где напряжение сети обычно составляет 220 В. На практике чаще всего применяется схема подключения в однофазную сеть с помощью конденсаторов.

При этом стоит отметить, что при таком подключении мощность электродвигателя составит 50-60% от его номинальной мощности, но и этого зачастую будет вполне достаточно.

Не все трехфазные электродвигатели хорошо работают при подключении к однофазной сети. Проблемы возникают, например, у двигателей серии МА с двойной клеткой короткозамкнутого ротора. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.

Для чего нам нужны конденсаторы? Если вспомнить теорию, обмотки в асинхронном двигателе имеют фазовый сдвиг в 120 градусов, благодаря чему создаётся вращающееся магнитное поле. Вращающееся магнитное поле, пересекая обмотки ротора, индуцирует в них электродвижущую силу, что приводит к возникновению электромагнитной силы, под действием которой ротор начинает вращаться. Но это действительно только для трехфазной сети.

При подключении в однофазную сеть трехфазного двигателя вращающий момент будет создаваться только одной обмоткой и этого усилия будет недостаточно для вращения ротора. Чтобы создать сдвиг фазы относительно питающей фазы и применяют фазосдвигающие конденсаторы.

Наиболее распространенными схемами подключения трехфазного двигателя к однофазной сети являются схема «треугольник» и схема «звезда». При подключении в «треугольник» выходная мощность электродвигателя будет больше чем у «звезды», поэтому в быту обычно применяют ее.

Для того, чтобы определить по какой схеме выполнено подключение двигателя, надо снять крышку клеммника и посмотреть каким образом установлены перемычки.

В случае подключения «треугольником» все обмотки должны быть соединены последовательно, т. е. конец одной обмотки с началом следующей.

Если в клеммник выведено только 3 вывода, значит придется разбирать двигатель и находить общую точку подключения трех концов обмоток. Это соединение надо разорвать, к каждому концу припаять отдельный провод, после чего вывести их на клеммную колодку. Таким образом мы получим уже 6 проводов, которые соединим по схеме «треугольник».

После того как определились со схемой подключения, необходимо подобрать емкость конденсаторов. Емкость рабочего конденсатора можно определить по формуле С раб = 66·Р ном , где Р ном — номинальная мощность двигателя. То есть берем на каждые 100 Вт мощности берем примерно 7 мкФ емкости рабочего конденсатора. Если конденсатора необходимой емкости нет в наличии, можно набрать из нескольких конденсаторов, подключая их в параллель. Конденсаторы можно применять любого типа, кроме электролитических. Неплохо зарекомендовали себя конденсаторы типа МБГО , МБГП . Емкость пускового конденсатора должна быть примерно в в 2-3 раза больше, чем емкость рабочего конденсатора. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза больше напряжения сети.

Если двигатель после запуска начнет перегреваться, значит расчетная емкость конденсаторов завышена. Если емкости конденсаторов недостаточно, будет происходить сильное падение мощности двигателя. При правильном подборе емкости конденсаторов ток в обмотке, подключенной через рабочий конденсатор, будет одинаков или незначительно отличаться от тока, потребляемого двумя другими обмотками. Рекомендуют подбирать емкости, начиная с наименьшего допустимого значения, постепенно увеличивая емкость до необходимого значения.

В случае подключения маломощных двигателей, работающих первоначально без нагрузки, можно обойтись одним рабочим конденсатором.

Рис.1 Подключение с одним рабочим конденсатором

Рис.2 Схема подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть

Сп - Пусковой конденсатор Ср — Рабочий конденсатор SB — кнопка SA — тумблер

3х фазный двигатель - Ooobask.ru

Схемы подключения трехфазного двигателя. К 3-х и 1-о фазной сети

Схемы подключения трехфазного двигателя — двигатели, рассчитанные на работу от трехфазной сети, имеют производительность гораздо выше, чем однофазные моторы на 220 вольт. Поэтому, если в рабочем помещении проведены три фазы переменного тока, то оборудование необходимо монтировать с учетом подключения к трем фазам. В итоге, трехфазный двигатель, подключенный к сети, дает экономию энергии, стабильную эксплуатацию устройства. Не нужно подключать дополнительные элементы для запуска. Единственным условием хорошей работы устройства является безошибочное подключение и монтаж схемы, с соблюдением правил.

Схемы подключения трехфазного двигателя
Из множества созданных схем специалистами для монтажа асинхронного двигателя практически используют два метода:
  • Схема звезды.
  • Схема треугольника.

Названия схем даны по методу подключения обмоток в питающую сеть. Чтобы на электродвигателе определить, по какой схеме он подключен, необходимо посмотреть указанные данные на металлической табличке, которая установлена на корпусе двигателя.

Даже на старых образцах моторов можно определить метод соединения статорных обмоток, а также напряжение сети. Эта информация будет верна, если двигатель уже был в эксплуатации, и никаких проблем в работе нет. Но иногда нужно произвести электрические измерения.

Схемы подключения трехфазного двигателя звездой дают возможность плавного запуска мотора, но мощность оказывается меньше номинального значения на 30%. Поэтому по мощности схема треугольника остается в выигрыше. Существует особенность по нагрузке тока. Сила тока резко увеличивается при запуске, это отрицательно сказывается на обмотке статора. Возрастает выделяемое тепло, которое губительно воздействует на изоляцию обмотки. Это приводит к нарушению изоляции, и поломке электродвигателя.

Много европейских устройств, поставленных на отечественный рынок, имеют в комплекте европейские электродвигатели, действующие с напряжением от 400 до 690 В. Такие 3-фазные моторы необходимо монтировать в сеть 380 вольт отечественного напряжения только по треугольной схеме обмоток статора. В противном случае моторы сразу будут выходить из строя. Российские моторы на три фазы подключаются по звезде. Изредка производится монтаж схемы треугольника для получения от двигателя наибольшей мощности, применяемой в специальных видах промышленного оборудования.

Изготовители сегодня дают возможность подключать трехфазные электромоторы по любой схеме. Если в монтажной коробке три конца, то произведена заводская схема звезды. А если есть шесть выводов, то мотор можно подключать по любой схеме. При монтаже по звезде нужно три вывода начал обмоток объединить в один узел. Остальные три вывода подать на фазное питание напряжением 380 вольт. В схеме треугольника концы обмоток соединяют последовательно по порядку между собой. Фазное питание подсоединяется к точкам узлов концов обмоток.

Проверка схемы подключения мотора

Представим худший вариант выполненного подключения обмоток, когда на заводе не обозначены выводы проводов, сборка схемы проведена во внутренней части корпуса мотора, и наружу выведен один кабель. В этом случае необходимо разобрать электродвигатель, снять крышки, разобрать внутреннюю часть, разобраться с проводами.

Метод определения фаз статора

После разъединения выводных концов проводов применяют мультиметр для измерения сопротивления. Один щуп подключают к любому проводу, другой подносят по очереди ко всем выводам проводов, пока не найдется вывод, принадлежащий к обмотке первого провода. Аналогично поступают на остальных выводах. Нужно помнить, что обязательна маркировка проводов, любым способом.

Если в наличии нет мультиметра или другого прибора, то используют самодельные пробники, сделанные из лампочки, проводов и батарейки.

Полярность обмоток
Чтобы найти и определить полярность обмоток, необходимо применить некоторые приемы:
  • Подключить импульсный постоянный ток.
  • Подключить переменный источник тока.

Оба способа действуют по принципу подачи напряжения на одну катушку и его трансформации по магнитопроводу сердечника.

Как проверить полярность обмоток батарейкой и тестером

На контакты одной обмотки подключают вольтметр с повышенной чувствительностью, который может отреагировать на импульс. К другой катушке быстро присоединяют напряжение одним полюсом. В момент подключения контролируют отклонение стрелки вольтметра. Если стрелка двигается к плюсу, то полярность совпала с другой обмоткой. При размыкании контакта стрелка пойдет к минусу. Для 3-й обмотки опыт повторяют.

Путем изменения выводов на другую обмотку при включении батарейки определяют, насколько правильно сделана маркировка концов обмоток статора.

Проверка переменным током

Две любые обмотки включают параллельно концами к мультиметру. На третью обмотку включают напряжение. Смотрят, что показывает вольтметр: если полярность обеих обмоток совпадает, то вольтметр покажет величину напряжения, если полярности разные, то покажет ноль.

Полярность 3-й фазы определяют путем переключения вольтметра, изменения положения трансформатора на другую обмотку. Далее, производят контрольные измерения.

Схема звезды

Этот тип схемы подключения трехфазного двигателя образуется путем соединения обмоток в разные цепи, объединенные нейтралью и общей точкой фазы.

Такую схему создают после того, как проверена полярность обмоток статора в электромоторе. Однофазное напряжение на 220В через автомат подают фазу на начала 2-х обмоток. К одной врезают в разрыв конденсаторы: рабочие и пусковые. На третий конец звезды подводят нулевой провод питания.

Величину емкости конденсаторов (рабочих) определяют по эмпирической формуле:

С = (2800 · I) / U

Для схемы запуска емкость повышают в 3 раза. В работе мотора при нагрузке нужно контролировать величину токов обмоток измерениями, корректировать емкость конденсаторов по средней нагрузке привода механизма. В противном случае произойдет, перегрев устройства, пробой изоляции.

Подключение мотора в работу хорошо делать через выключатель ПНВС, как показано на рисунке.

В нем уже сделана пара контактов замыкания, которые вместе подают напряжение на 2 схемы путем кнопки «Пуск». Во время отпускания кнопки цепь разрывается. Такой контакт применяют для запуска цепи. Полное отключение питания делают, нажав на «Стоп».

Схема треугольника

Схемы подключения трехфазного двигателя треугольником является повтором прошлого варианта в запуске, но имеет отличие методом включения обмоток статора.

Токи, проходящие в них, больше значений цепи звезды. Рабочие емкости конденсаторов нуждаются в повышенных номинальных емкостях. Они рассчитываются по формуле:

С = (4800 · I) / U

Правильность выбора емкостей также вычисляют по отношению токов в катушках статора путем измерения с нагрузкой.

Двигатель с магнитным пускателем

Трехфазный электродвигатель работает через магнитный пускатель по аналогичной схеме с автоматическим выключателем. Такая схема имеет дополнительно блок включения и выключения, с кнопками Пуск и Стоп.

Одна фаза, нормально замкнутая, соединенная с мотором, подключается к кнопке Пуск. При ее нажатии контакты замыкаются, ток идет к электромотору. Необходимо учитывать, что при отпускании кнопки Пуск, клеммы разомкнутся, питание отключится. Чтобы такой ситуации не произошло, магнитный пускатель дополнительно оборудуют вспомогательными контактами, которые называют самоподхватом. Они блокируют цепь, не дают ей разорваться при отпущенной кнопке Пуск. Выключить питание можно кнопкой Стоп.

В результате, 3-фазный электромотор можно подключать к сети трехфазного напряжения совершенно разными методами, которые выбираются по модели и типу устройства, условиям эксплуатации.

Подключение мотора от автомата
Общий вариант такой схемы подключения выглядит как на рисунке:

Здесь показан автомат защиты, который выключает напряжение питания электромотора при чрезмерной нагрузке по току, и по короткому замыканию. Автоматический защитный выключатель – это простой 3-полюсный выключатель с тепловой автоматической характеристикой нагруженности.

Для примерного расчета и оценки нужного тока тепловой защиты, необходимо мощность по номиналу двигателя, рассчитанного на работу от трех фаз, увеличить в два раза. Номинальная мощность указывается на металлической табличке на корпусе мотора.

Такие схемы подключения трехфазного двигателя вполне могут работать, если нет других вариантов подключения. Длительность работы нельзя прогнозировать. Это тоже самое, если скрутить алюминиевый провод с медным. Никогда не знаешь, через какое время скрутка сгорит.

При применении схемы подключения трехфазного двигателя нужно аккуратно выбрать ток для автомата, который должен быть на 20% больше тока работы мотора. Свойства тепловой защиты выбрать с запасом, чтобы при запуске не сработала блокировка.

Если для примера, двигатель на 1,5 киловатта, наибольший ток 3 ампера, то автомат нужен минимум на 4 ампера. Преимуществом этой схемы соединения мотора является низкая стоимость, простое исполнение и техобслуживание.

Подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети

Работа трехфазных электродвигателей считается гораздо более эффективной и производительной, чем однофазных двигателей, рассчитанных на 220 В. Поэтому при наличии трех фаз, рекомендуется подключать соответствующее трехфазное оборудование. В результате, подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети обеспечивает не только экономичную, но и стабильную работу устройства. В схему подключения не требуется добавление каких-либо пусковых устройств, поскольку сразу же после запуска двигателя, в обмотках его статора образуется магнитное поле. Основным условием нормальной эксплуатации таких устройств является правильное выполнение подключения и соблюдение всех рекомендаций.

Схемы подключения

Магнитное поле, создаваемое тремя обмотками, обеспечивает вращение ротора электродвигателя. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую.

Подключение может выполняться двумя основными способами – звездой или треугольником. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Схема звезды обеспечивает более плавный пуск агрегата, однако мощность двигателя падает примерно на 30% от номинальной. В этом случае подключение треугольником имеет определенные преимущества, поскольку потеря мощности отсутствует. Тем не менее, здесь тоже есть своя особенность, связанная с токовой нагрузкой, которая резко возрастает во время пуска. Подобное состояние оказывает негативное влияние на изоляцию проводов. Изоляция может быть пробита, а двигатель полностью выходит из строя.

Особое внимание следует уделить европейскому оборудованию, укомплектованному электродвигателями, рассчитанными на напряжения 400/690 В. Они рекомендованы к подключению в наши сети 380 вольт только методом треугольника. В случае подключения звездой, такие двигатели сразу же сгорают под нагрузкой. Данный метод применим только к отечественным трехфазным электрическим двигателям.

В современных агрегатах имеется коробка подключения, в которую выводятся концы обмоток. Их количество может составлять три или шесть. В первом случае схема подключения изначально предполагается методом звезды. Во втором случае электродвигатель может включаться в трехфазную сеть обоими способами. То есть, при схеме звезда три конца, расположенные в начале обмоток соединяются в общую скрутку. Противоположные концы подключаются к фазам сети 380 В, от которой поступает питание. При варианте треугольник все концы обмоток последовательно соединяются между собой. Подключение фаз осуществляется к трем точкам, в которых концы обмоток соединяются между собой.

Использование схемы «звезда-треугольник»

Сравнительно редко используется комбинированная схема подключения, известная как «звезда-треугольник». Она позволяет производить плавный пуск при схеме звезда, а в процессе основной работы включается треугольник, обеспечивающий максимальную мощность агрегата.

Данная схема подключения довольно сложная, требующая использования сразу трех магнитных пускателей, устанавливаемых в соединения обмоток. Первый МП включается в сеть и с концами обмоток. МП-2 и МП-3 соединяются с противоположными концами обмоток. Подключение треугольником выполняется ко второму пускателю, а подключение звездой – к третьему. Категорически запрещается одновременное включение второго и третьего пускателей. Это приведет к короткому замыканию между фазами, подключенными к ним. Для предотвращения подобных ситуаций между этими пускателями устанавливается блокировка. Когда включается один МП, у другого происходит размыкание контактов.

Работа всей системы происходит по следующему принципу: одновременно с включением МП-1, включается МП-3, подключенный звездой. После плавного пуска двигателя, через определенный промежуток времени, задаваемый реле, происходит переход в обычный рабочий режим. Далее происходит отключение МП-3 и включение МП-2 по схеме треугольника.

Трехфазный двигатель с магнитным пускателем

Подключение трехфазного двигателя с помощью магнитного пускателя, осуществляется также, как и через автоматический выключатель. Просто эта схема дополняется блоком включения и выключения с соответствующими кнопками ПУСК и СТОП.

Одна нормально замкнутая фаза, подключенная к двигателю, соединяется с кнопкой ПУСК. Во время нажатия происходит смыкание контактов, после чего ток поступает к двигателю. Однако, следует учесть, что в случае отпускания кнопки ПУСК, контакты окажутся разомкнутыми и питание поступать не будет. Чтобы не допустить этого, магнитный пускатель оборудуется еще одним дополнительным контактным разъемом, так называемым контактом самоподхвата. Он выполняет функцию блокировочного элемента и препятствует разрыву цепи при выключенной кнопке ПУСК. Окончательно разъединить цепь можно только с помощью кнопки СТОП.

Таким образом, подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети может быть выполнено различными способами. Каждый из них выбирается в соответствии с моделью агрегата и конкретными условиями эксплуатации.

Схема подключения трехфазного электродвигателя к трехфазной сети

Всем электрикам известно, что трехфазные электродвигатели работают эффективнее, чем однофазные на 220 вольт. Поэтому если в вашем гараже проведена подводка питающего кабеля на три фазы, то оптимальный вариант – установить любой станок с мотором на 380 вольт. Это не только эффективно в плане экономичности работы, но и в плане стабильности.

При этом нет необходимости добавлять в схему подключения какие-то пусковые устройства, потому что магнитное поле будет образовываться в обмотках статора сразу же после пуска двигателя. Давайте рассмотрим один вопрос, который сегодня встречается часто на форумах электриков. Вопрос звучит так: как правильно провести подключение трехфазного электродвигателя к трехфазной сети?

Схемы подключения

Начнем с того, что рассмотрим конструкцию трехфазного электродвигателя. Нас здесь будут интересовать три обмотки, которые и создают магнитное поле, вращающее ротор мотора. То есть, именно так и происходит преобразование электрической энергии в механическую.

Существует две схемы подключения:

Сразу же оговоримся, что подключение звездой делает пуск агрегата более плавным. Но при этом мощность электродвигателя будет ниже номинальной практически на 30%. В этом плане подключение треугольником выигрывает. Мощность подключенный таким образом мотор не теряет.

Но тут есть один нюанс, который касается токовой нагрузке. Эта величина резко возрастает при пуске, что негативно влияет на обмотку. Высокая сила тока в медном проводе повышает тепловую энергию, которая влияет на изоляцию провода. Это может привести к пробивке изоляции и выходу из строя самого электродвигателя.

Хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что большое количество европейского оборудования, завезенного на просторы России, укомплектовано европейскими электрическими двигателями, которые работают под напряжением 400/690 вольт. Кстати, снизу фото шильдика такого мотора.

Так вот эти трехфазные электродвигатели надо подключать к отечественной сети 380В только по схеме треугольник. Если подключить европейский мотор звездой, то под нагрузкой он сразу же сгорит.

Отечественные же трехфазные электродвигатели к трехфазной сети подключаются по схеме звезда. Иногда подключение производят треугольником, это делается для того, чтобы выжать из мотора максимальную мощность, необходимую для некоторых видов технологического оборудования.

Производители сегодня предлагают трехфазные электродвигатели, в коробке подключения которых сделаны выводы концов обмоток в количестве трех или шести штук. Если концов три, то это значит, что на заводе внутри мотора уже сделана схема подключения звезда.

Если концов шесть, то трехфазный двигатель можно подключать к трехфазной сети и звездой, и треугольником. При использовании схемы звезда необходимо три конца начала обмоток соединить в одной скрутке. Три остальных (противоположных) подключить к фазам питающей трехфазной сети 380 вольт.

При использовании схемы треугольник нужно все концы соединить между собой по порядку, то есть последовательно. Фазы подключаются к трем точкам соединения концов обмоток между собой. Внизу фото, где показаны два вида подключения трехфазного двигателя.

Схема звезда-треугольник

Такая схема подключения к трехфазной сети используется достаточно редко. Но она существует, поэтому есть смысл сказать о ней несколько слов. Для чего она используется? Весь смысл такого соединения основан на позиции, что при пуске электродвигателя используется схема звезда, то есть плавный пуск, а для основной работы используется треугольник, то есть выжимается максимум мощности агрегата.

Правда, такая схема достаточно сложная. При этом обязательно устанавливаются в соединение обмоток три магнитных пускателя. Первый соединяется с питающей сетью с одной стороны, а с другой стороны к нему подсоединяются концы обмоток. Ко второму и третьему подключаются противоположные концы обмоток. Ко второму пускателю производится подсоединение треугольником, к третьему звездой.

Внимание! Одновременно включать второй и третий пускатели нельзя. Произойдет короткое замыкание между подключенными к ним фазами, что приведет к сбрасыванию автомата. Поэтому между ними устанавливается блокировка. По сути, все будет происходить так – при включении одного, размыкаются контакты у другого.

Принцип работы таков: при включении первого пускателя временное реле включает и пускатель номер три, то есть, подключенного по схеме звезда. Происходит плавный пуск электродвигателя. Реле времени задет определенный промежуток, в течение которого мотор перейдет в обычный режим работы. После чего пускатель номер три отключается, а включается второй элемент, переводя на схему треугольник.

Подключение электрического двигателя через магнитный пускатель

В принципе, схема подключения 3 фазного двигателя через магнитный пускатель практически точно такая же, как и через автомат. Просто в нее добавляется блок включения и выключения с кнопками «Пуск» и «Стоп».

Одна из фаз подключения к электродвигателю проходит через кнопку «Пуск» (она нормально замкнутая). То есть, при ее нажатии смыкаются контакты, и ток начинает поступать на электродвигатель. Но тут есть один момент. Если отпустить Пуск, то контакты разомкнуться, и ток поступать не будет по назначению.

Поэтому в магнитном пускателе есть еще один дополнительный контактный разъем, который называется контактом самоподхвата. По сути, это блокировочный элемент. Он необходим для того чтобы при отжатой кнопке «Пуск» цепь подачи электроэнергии на электродвигатель не прерывалась. То есть, разъединить ее можно было бы только кнопкой «Стоп».

Что можно дополнить к теме, как подключить трехфазный двигатель к трехфазной сети через пускатель? Обратите внимание вот на какой момент. Иногда после долгой эксплуатации схемы подключения трехфазного электродвигателя кнопка «пуск» перестает работать. Основная причина – подгорели контакты кнопки, ведь при пуске двигателя появляется пусковая нагрузка с большой силой тока. Решить эту проблему можно очень просто – почистить контакты.

Асинхронный трёхфазный двигатель

4.Диагностика трёхфазных асинхронных двигателей.

Содержание:

1. Применение трёхфазных двигателей в стиральных машинах

Асинхронный трёхфазный электродвигатель был изобретён в 1889 году русским электротехником Доливо-Добровольским. Трёхфазные двигатели получили широкое применение в различной промышленной технике, в том числе и в промышленных стиральных машинах. С развитием современных технологий и электронных систем управления, подобные двигатели стали распространены и в бытовой технике. В бытовых стиральных машинах трёхфазные двигатели стали применяться примерно с 2005 года. Сегодня можно встретить такие двигатели только в некоторых моделях стиральных машин торговых марок: AEG, Electrolux, Ariston, Indesit, Whirpoll, Candy, Bosch, Siemens, Miele, Haier. Трёхфазные двигатели из-за низкого уровня шума, очень часто применяются в так называемых бесшумных стиральных машинах.

2. Общие сведения о трёхфазном токе и трёхфазном двигателе

Как известно из курса электротехники, в промышленности трёхфазный ток создаётся трёхфазным генератором, который имеет три обмотки сдвинутые относительно своей геометрической оси на угол 120°, поэтому на выходе каждой из обмоток генератора образуются переменные токи, фазы которых соответственно сдвинуты друг относительно друга также на 120°.
График трёхфазного тока представлен на (Рис.2).
Конструкция и принцип работы трёхфазного и однофазного асинхронных двигателей почти одинаковы. Разница лишь в обмотках статора. Трехфазные электродвигатели имеют на статоре трёхфазную обмотку, каждая секция обмоток которых сдвинута на 120°. Ротор (подвижная часть) трёхфазного двигателя имеет такую же конструкцию, что и однофазные асинхронные двигатели, т.е. состоит из короткозамкнутой обмотки в виде “беличьего колеса”. Статор (неподвижная часть) состоит из сердечника в пазы которого уложены секции обмоток и подключены к контактной колодке двигателя.
В отличие от однофазного асинхронного конденсаторного двигателя, трёхфазный двигатель подключённый к трёхфазной сети, не нуждается в пусковом конденсаторе, поскольку сдвиг фаз токов необходимый для образования пускового момента и вращающегося кругового магнитного поля обусловлен самой системой питания.
Трёхфазные асинхронные двигатели могут работать так же от однофазной сети, но с потерей мощности примерно на 50% и естественно уже с применением пусковой схемы построенной на конденсаторах.
Существуют две классические схемы подключения трёхфазных двигателей – это соединение обмоток статора по схеме “звезда” и “треугольник” (Рис.3) В стиральных машинах применяются трёхфазные асинхронные двигатели обмотки статора которых соединены по схеме “треугольник”, т.е.конец первой обмотки соединен с началом второй, конец второй с началом третьей, а конец третьей с началом первой, образуя замкнутый контур. При таком соединении в замкнутый контур нет никакой опасности, так как благодаря сдвигу по фазе между электродвижущими силами на 120° их геометрическая сумма равна нулю и, следовательно тока в контуре быть не может. Все обмотки в трёхфазном двигателе имеют одинаковое электрическое сопротивление, что обеспечивает равномерную нагрузку на каждую фазу.

Если не вдаваться в подробности основ теории электротехники, отметим главное – электродвигатели с обмотками, соединёнными звездой работают намного мягче, чем электродвигатели с соединением обмоток в треугольник, но нельзя не отметить, что при соединении обмоток звездой двигатель не способен выдать максимальную мощность. Если соединить обмотки треугольником, двигатель выдаст полную паспортную мощность (приблизительно в 1,5 раза выше, чем при соединении звездой), но значения пусковых токов будут высокими.

3. Система управления трёхфазным двигателем (инвертор)

Выше, мы провели очень краткий обобщающий обзор по трёхфазному току и трёхфазному асинхронному двигателю. На самом деле, в электротехнике этот материал занимает очень большой раздел, с описанием всех физических процессов трёхфазной системы.

Как же работает асинхронный трёхфазный двигатель в бытовой стиральной машине, которая подключена к однофазной сети с переменным напряжением 220 вольт?

Для того, чтобы трёхфазный двигатель максимально эффективно работал в однофазной сети, применяют относительно сложный электронный преобразователь, который называют – инвертор. Структурная схема инвертора представлена ниже на (Рис.4).

Данный преобразователь имеет ярко выраженное звено постоянного тока. Переменное напряжение сети преобразуется при помощи диодного моста в постоянное, сглаживается индуктивностью (L) и ёмкостью (C), термистор (NTC) служит для защиты схемы от токовых перегрузок. Индуктивность и ёмкость в выпрямителе служат также фильтром, который защищает сеть от пульсаций при коммутации двигателя.

От переменной сети так же работает импульсный блок питания, который формирует пониженное постоянное напряжение различных значений для питания системы управления. С выхода выпрямителя постоянное напряжение поступает на силовую часть инвертора построенную на IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor — биполярный транзистор с изолированным затвором ). На структурной схеме IGBT позиционированы как Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6. В корпус данных транзисторов интегрирован диод включённый между цепью эмиттера и коллектора, который защищает транзистор от излишних токовых перегрузок возникающих при коммутации обмоток электродвигателя.

В инверторе осуществляется преобрaзовaние постоянного нaпряжения в трехфaзное (или однофaзное) импульсное нaпряжение изменяемой aмплитуды и чaстоты. По сигнaлaм системы упрaвления, кaждaя обмоткa электрического двигaтеля подсоединяется через соответствующие силовые трaнзисторы инверторa к положительному и отрицaтельному полюсaм звенa постоянного токa. Сигналы управления поступают на затворы транзисторов с драйверов (микросхем управления) IR1, IR2, IR3.

Сигнал на драйверы приходит с цифрового сигнального процессора ( DSP-Digital signal processor ) системы управления. Такие процессоры специально разработаны для управления двигателями. Длительность подключения кaждой обмотки в пределaх периодa следовaния импульсов модулируется по синусоидaльному зaкону. Чем выше частота преключения транзисторов, тем выше скорость вращения ротора трёхфазного двигателя, поэтому этот метод управления двигателя называют частотным.

Реверсивное вращение двигателя осуществляется за счёт изменения порядка включения транзисторов инвертора.

Алгоритм системы управления двигателем заложен в цифровом сигнальном процессоре.

Тахогенератор (Т) (Рис.4) расположенный на валу двигателя является звеном обратной связи между двигателем и блоком управления, благодаря чему, поддерживается необходимая стабильная скорость вращения двигателя на различных этапах работы стиральной машины. По сигналу с тахогенератора определятся дисбаланс барабана на стадии отжима, а в некоторых моделях стиральных машин происходит даже примерное взвешивание белья, за счёт сравнения характера сигналов тахогенератора при пустом и заполненным бельём барабане.

Подобные критерии сигналов тахогенератора, записаны в программе процессора системы управления двигателем или в микросхеме памяти блока управления.

В качестве дополнения, ко всему описанному в этом пункте, представим внешний вид и расположение некоторых компонентов инверторных блоков управления для стиральных машин.

Существует три основных вида:

1.Единый блок управления (инвертор и управление остальными элементами стиральной машины совмещены в общий модуль) (Фото 1)

2.Отдельный блок для управления 3-х фазным двигателем (Фото 2)

3.Блок управления (инвертор) расположен на самом двигателе

Фото 1. Единый блок управления стиральной машины Ariston

Фото 2. Отдельный блок для управления 3-х фазным двигателем

Сразу хочется отметить, что трёхфазные асинхронные двигатели стиральных машин довольно надёжные. В практике ремонта стиральных машин, известно крайне мало случаев выхода из строя подобных двигателей.

Большая часть неисправностей связанная с некорректной работой двигателей, заключается в неисправности самой системы управления. При неисправности системы управления, двигатель может вращаться рывками или наблюдается нестабильная частота вращения ротора, а иногда он вовсе не вращается.

Блок управления трёхфазным двигателем может быть выполнен в виде отдельного модуля или совмещён с общим модулем управления стиральной машины.

На (рис.4) приведена лишь структурная схема инверторного преобразователя, на самом деле принципиальная схема инвертора намного сложнее и содержит в себе микропроцессорную систему, операционные усилители, оптические развязки и т.п.

Невозможно полноценно проверить работоспособность или напрямую включить трёхфазной двигатель стиральной машины без подключения к электронной схеме.

При помощи мультиметра представляется возможным проверить лишь целостность цепи обмоток статора двигателя, пробой обмоток на корпус, электрическое сопротивление катушки тахогенератора и тепловое защитное устройство.

5. Преимущество и недостатки трёхфазных двигателей в стиральных машинах

К преимуществу трёхфазных двигателей перед коллекторными и однофазными асинхронными двигателями можно отнести низкий уровень шума и высокий КПД двигателя, а также простоту конструкции и большой эксплуатационный ресурс. Благодаря импульсно-частотной электронной схеме управления достигается широкий диапазон и точность регулирования частоты вращения ротора двигателя. При сравнительно небольших габаритах обладает большой мощностью.

К недостаткам стоит отнести лишь сложную электронную систему управления двигателем.

Включение 3-х фазного двигателя в однофазную сеть, от теории к практике

В домашнем хозяйстве иногда возникает необходимость запустить 3х фазный асинхронный электродвигатель (АД). При наличии 3х фазной сети это не составляет трудностей. При отсутствии 3х фазной сети двигатель можно запустить и от однофазной сети, добавив в схему конденсаторы.

Конструктивно АД состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора. На статоре в пазах укладываются обмотки. Обмотка статора представляет собой трёхфазную обмотку, проводники которой равномерно распределены по окружности статора и пофазно уложены в пазах с угловым расстоянием 120 эл. градусов. Концы и начала обмоток выводятся в соединительную коробку. Обмотки образуют пары полюсов. От числа пар полюсов зависит номинальная частота вращения ротора двигателя. Большинство общепромышленных двигателей имеют 1-3 пары полюсов, реже 4. АД с большим числом пар полюсов имеют низкий КПД, больше габариты, поэтому используются редко. Чем больше пар полюсов, тем меньше частота вращение ротора двигателя. Общепромышленые АД выпускаются с рядом стандартных скоростей вращения ротора: 300, 1000, 1500, 3000 об/мин.

Ротор АД представляет собой вал, на котором находится короткозамкнутая обмотка. В АД малой и средней мощности обмотку обычно изготавливают путём заливки расплавленного алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора. Вместе со стержнями отливают короткозамкнутые кольца и торцевые лопасти, осуществляющие вентиляцию машины. В машинах большой мощности обмотку выполняют из медных стержней, концы которых соединяют с короткозамкнутыми кольцами при помощи сварки.

При включении АД в 3ф сеть по обмоткам по очереди в разный момент времени начинает идти ток. В один период времени ток проходит по полюсу фазы А, в другой по полюсу фазы В, в третий по полюсу фасы С. Проходя через полюса обмоток, ток поочередно создает вращающее магнитное поле, которое взаимодействует с обмоткой ротора и заставляет его вращаться, как бы подталкивая его в разных плоскостях в разный момент времени.

Если включить АД в 1ф сеть, вращающий момент будет создаваться только одной обмоткой. Действовать на ротор такой момент будет в одной плоскости. Такого момента не достаточно, чтоб сдвинуть и вращать ротор. Чтобы создать сдвиг фазы тока полюса, относительно питающей фазы, применяют фазосдвигающие конденсаторы рис.1.


Рис.1

Конденсаторы можно применять любых типов, кроме электролитических. Хорошо подходят конденсаторы типа МБГО, МБГ4, К75-12, К78-17. Некоторые данные конденсаторов приведены в таблице 1.

Если необходимо набрать определенную емкость, то конденсаторы следует соединить параллельно.

Основные электрические характеристики АД приводятся в паспорте рис.2.


Рис.2

Из паспорта видно, что двигатель трехфазный, мощностью 0,25 кВт, 1370 об/мин, есть возможность менять схему соединения обмоток. Схема соединения обмоток «треугольник» при напряжении 220В, «звезда», при напряжении 380В ,соответственно ток 2,0/1,16А.

Схема соединения «звезда» изображена на рис.3. При таком включении к обмоткам электродвигателя между точками АВ (линейное напряжение Uл) подводится напряжение в

раза больше напряжения между точками АО (фазное напряжение Uф).


Рис.3 Схема подключения «звезда».

Таким образом линейное напряжение в

раза больше фазного напряжения: . При этом фазный ток Iф равен линейному току Iл.

Рассмотрим схему соединения «треугольник» рис. 4:


Рис.4 Схема соединения «треугольник»

При таком соединении линейное напряжение UЛ равное фазному напряжению Uф., а ток в линии Iл в

раза больше фазного тока Iф: .

Таким образом если АД рассчитан на напряжение 220/380 В, то для его подключения к фазному напряжению 220 В используется схема соединения обмоток статора «треугольник». А для подключения к линейному напряжению 380 В – соединение «звезда».

Для пуска данного АД от однофазной сети напряжением 220В нам следует включить обмотки по схеме «треугольник», рис.5.


Рис.5 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «треугольник»

Схема соединение обмоток в выводной коробке показана на рис. 6


Рис.6 Соединение в выводной коробке ЭД по схеме «треугольник»

Чтобы подключить электродвигатель по схеме «звезда» необходимо две фазные обмотки подключить непосредственно в однофазную сеть, а третью – через рабочий конденсатор Ср к любому из проводов сети рис. 6.

Соединение в выводной коробке для схемы «звезда» изображено на рис. 7.


Рис.7 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «звезда»

Схема соединение обмоток в выводной коробке показана на рис. 8


Рис.8 Соединение в выводной коробке ЭД по схеме «звезда»

Емкость рабочего конденсатора Ср для данных схем рассчитывается по формуле:

,
где Iн– номинальный ток, Uн– номинальное рабочее напряжение.

В нашем случае, для включения по схеме «треугольник» емкость рабочего конденсатора Cр = 25 мкФ.

Рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1.15 раз больше номинального напряжения питающей сети.

Для пуска АД не большой мощности обычно достаточно рабочего конденсатора, но при мощности более 1.5 кВт двигатель либо не запускается, либо очень медленно набирает обороты, поэтому необходимо применить еще пусковой конденсатор Сп . Емкость пускового конденсатора должна быть в 2.5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора.

Схема соединения обмоток электродвигателя, соединенных по схеме «треугольник» с применением пусковых конденсаторов Сп представлена на рис. 9.


Рис.9 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «треугольник» с применением пусковых конденсатов

Схема соединения обмоток двигателя «звезда» с применением пусковых конденсаторов представлена на рис. 10.


Рис.10 Схема соединения обмоток ЭД по схеме «звезда» с применением пусковых конденсаторов.

Пусковые конденсаторы Сп подключают параллельно рабочим конденсаторам при помощи кнопки КН на время 2-3 с. При этом скорость вращения ротора электродвигателя должна достигнуть 0.7…0.8 от номинальной скорости вращения.

Для запуска АД с применением пусковых конденсаторов удобно применять кнопку рис.11.


Рис.11

Конструктивно кнопка представляет собой трехполюсный выключатель, одна пара контактов которого замыкается, когда кнопка нажата. При отпускании контакты размыкаются, а остальная пара контактов остается включенной, до тех пор, пока не будет нажата кнопка стоп. Средняя пара контактов выполняет функцию кнопки КН (рис.9, рис.10), через которую подключают пусковые конденсаторы, две остальных пары работают как выключатель.

Может оказаться так, что в соединительной коробке электродвигателя концы фазных обмоток выполнены внутри двигателя. Тогда АД можно подключить только по схемам рис.7, рис. 10, в зависимости от мощности.

Существует еще схема соединения обмоток статора трехфазного электродвигателя – неполная звезда рис. 12. Выполнение соединения по данной схеме возможно, если начала и концы фазных обмоток статора выведены в соединительную коробку.


Рис.12

Подключать ЭД по такой схеме целесообразно, когда необходимо создать пусковой момент, превышающий номинальный. Такая необходимость возникает в приводах механизмов с тяжелыми условиями пуска, при пуске механизмов под нагрузкой. Следует отметить, что результирующий ток в питающих проводах превышает номинальный ток на 70-75%. Это необходимо учитывать при выборе сечения провода для подключения электродвигателя

Емкость рабочего конденсатора Ср для схемы рис. 12 рассчитывается по формуле:

.

Емкости пусковых конденсаторов должны быть в 2.5-3 раза больше емкости Ср. Рабочее напряжение конденсаторов в обеих схемах должно быть в 2.2 раза больше номинального напряжения.

Обычно выводы статорных обмоток электродвигателей маркируют металлическими или картонными бирками с обозначением начал и концов обмоток. Если же бирок по каким-либо причинам не окажется, поступают следующим образом. Сначала определяют принадлежность проводов к отдельным фазам статорной обмотки. Для этого следует взять любой из 6 наружных выводов электродвигателя и присоединить его к какому-либо источнику питания, а второй вывод источника подсоедините к контрольной лампочке и вторым проводом от лампы поочередно прикоснитесь к оставшимся 5 выводам статорной обмотки, пока лампочка не загорится. Загорание лампочки означает, что 2 вывода принадлежат к одной фазе. Условно пометим бирками начало первого провода С1 ,а его конец – С4. Аналогично найдем начало и конец второй обмотки и обозначим их С2 и С5, а начало и конец третьей – С3 и С6.

Следующим и основным этапом будет определение начала и конца статорных обмоток. Для этого воспользуемся способом подбора, который применяется для электродвигателей мощностью до 5 кВт. Соединим все начала фазных обмоток электродвигатели согласно ранее присоединенным биркам в одну точку (используя схему «звезда») и включим электродвигатель в однофазную сеть с использованием конденсаторов.

Если двигатель без сильного гудения сразу наберет номинальную часто­ту вращения, это означает, что в общую точку попали все начала или все концы обмотки. Если при включении двигатель сильно гудит и ротор не может набрать номинальную частоту вращения, то в первой обмотке следует поменять местами выводы С1 и С4. Если это не помогает, концы первой обмотки необходимо вернуть в первоначальное положение и теперь уже выводы С2 и С5 поменяйте местами. То же самоё сделайте; в отношении третьей пары, если двигатель продолжает гудеть.

При определении начал и концов обмоток строго придерживайтесь правил техники безопасности. В частности, прикасаясь к зажимам статорной обмотки, провода держите только за изолированную часть. Это необходимо делать еще и потому, что электродвигатель имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах других обмоток может появиться большое напряжение.

Для изменения направления вращения ротора АД, включенного в однофазную сеть по схеме «треугольник» (см. рис.5), достаточно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй фазной обмотки статора (V).

Чтобы изменить направление вращения АД, включенного в однофазную сеть по схеме «звезда» (см. рис.7), нужно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй обмотки (V).

При проверке технического состояния электродвигателей нередко можно с огорчением заметить, что после продолжительной работы появляются посторонний, шум и вибрация, а ротор трудно повернуть вручную. Причиной этого может быть плохое состояние подшипников: беговые дорожки покрыты ржавчиной, глубокими царапинами и вмятинами, повреждены отдельные шарики и сепаратор. Во всех случаях необходимо осмотреть электродвигатель и устранить имеющиеся неисправности. При незначительном повреждении достаточно промыть подшипники бензином, и смазать их.

Подключение двигателя к трехфазной сети

На первую страницу

РАБОТА ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ В ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ

В радиолюбительской практике очень часто используются 3-фазные электродвигатели. Но для их питания совсем необязательно наличие трехфазной сети. О некоторых вариантах запуска электродвигателей, включенных в однофазную сеть, читатели узнают ниже. Наиболее простым способом запуска 3-фаяного двигателя является раскручивание ротора с помощью шнура длиной около метра, предварительно намотанного на вал. Такой способ неудобен и применяется там, где двигатель запускается без нагрузки. При наличии двух одинаковых или близких по мощности электродвигателей один из них можно использовать в качество генератора "сдвинутой" фазы. Делается .это следующим образом. Двигатели включаются по схеме, изображенной на рис. 1.

Один из двигателей запускают, например, первым способом и после разгона оставляют включенным в сеть. Второй двигатель легко запускается при включении рубильника BK.1. Эта схема может быть использована там, где уста-ноилчно несколько двигателей. Любой работающий двигатель позволяет получить "сдвинутую фазу" для другого двигателя, который требуется включить. Наиболее эффективный способ пуска электродвигателя-это подключение третьей обмотки через фазосдви-гагощий конденсатор. Для нормальной работы двигателя с конденсаторным пуском емкость конденсатора должна меняться в зависимости от числа оборотов. Поскольку это условие трудно выполнимо, на практике управление двигателем производят двухступенчато. Включают двигатель с расчетной (пусковой) емкостью конденсатора, а после его разгона пусковой конденсатор отключают, оставляя рабочий (см. рис. 2).

Пусковой конденсатор отключается центробежными выключателями, вручную или специальными схемами (см. "Радио" № 11, 1969 г.). Рабочая емкость конденсатора для 3-фазного двигателя определяется по формуле

Ср = 2800I/U, мкф

если обмотки соединены по схеме "звезда" (рис. 2, а), или

Ср = 4800I/U мкф,

если обмотки соединены по схеме "треугольник" (рис. 2, б). При известной мощности электродвигателя, ток можно определить из выражения

I=P/1,73U n cosw,

а где Р - мощность двигателя, указанная в паспорте (на щитке), вт;

U- напряжение сети;

cosw - коэффициент мощности;

n - К. П. Д.

Емкость пускового конденсатора определяется из соотношения

Св = (2,5-3)Ср, мкф.

В целях упрощения расчета приводится таблица выбора емкости конденсатора в зависимости от схемы соединения обмоток при напряжении сети 220 в.

Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза больше напряжения сети, а конденсатор обязательно бумажным. В качестве пусковых могут быть использованы и электролитические конденсаторы с рабочим напряжением 450 в (схема соединения на рис. 3).

При таком включении корпус конденсаторов находится под напряжением, поэтому его нужно изолировать. Электролитические конденсаторы могут работать только кратковременно.

Для электродвигателя с конденсаторным пуском существует очень простая схема реверсирования. При переключении переключателя Вк1 (рис. 2) двигатель меняет направление вращения. Эксплуатация двигателей с конденсаторным пуском имеет некоторые особенности. При работе электродвигателя вхолостую по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20-40% больше номинального. Поэтому при работе двигателя с недогрузкой нужно уменьшать рабочую емкость. На отключенном пусковом конденсаторе остается электрический заряд, поэтому для разряда его нужно за-шунтировать резистором 150- 200 ком. При перегрузке двигатель может остановиться, для его запуска не-пеобходпыо снова включить пусковой конденсатор.

Как подключить 3х фазный двигатель на 220в

Рассмотрим вначале, почему считается, что двигатель питается напряжением 380 вольт. Имеют счастье быть три фазы по 220 вольт. Простейшие вопросы заставляют уплывать новичков, отсутствие знания теории порождает возникновение ошибок практических. Искренне благодарим энтузиастов, забросавших Ютуб обучающими роликами, без столь богатого материала сложно дать дельные советы планирующим осуществить подключение электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором. Приступим к реализации теории на практике.

Работа двигателя 380 вольт

Подобные двигатели называются трехфазными. Обладают кучей преимуществ перед обычными бытовыми, широко используются промышленностью. Достоинства касаются большой мощности, КПД. Именно в трехфазных двигателях можно обойтись без пусковых обмоток, конденсаторов при наличии соответствующего питания. Конструкции удается исключить лишние элементы. Пускозащитное реле холодильника, четко следящее за целостностью, временем работы пусковой обмотки. Трехфазным двигателям доморощенные ухищрения не нужны.

Простой пример работы трех фаз

Почему так происходит? Наличием трех фаз удается создать внутри статора вращающееся электромагнитное поле без дополнительных ухищрений. Давайте посмотрим рисунок. Простоты ради, показан ротор, снабженный двумя полюсами, статор содержит по катушке на фазу переменного тока. Конфигурации типичных двигателей 380 вольт более сложная, упрощение не помешает пояснить суть процессов, протекающих внутри.

Рисунок синим показывает отрицательно заряженные поля, красным – положительные. В начальный момент статор лишен знака, три катушки белые. Ротор в нашем предположении изготовлен из постоянных магнитов, окрашен и находится в произвольном положении. Полюса всего два. Далее двигаемся согласно эпюрам:

  1. Первая картинка наградила фазу В отрицательным знаком, две другие заряжены слегка положительно (примерно треть амплитуды), схематично показано бледным розовым цветом. Положительный полюс ротора сместился к катушке В. Слабое положительное поле А-С притянуло южный полюс ротора. Поскольку уровень заряда одинаков, центр полюса находится ровно посередине.
  2. В следующий момент времени (спустя 60 градусов, примерно 3,3 мс) южный полюс появляется на фазе А статора. Ротор проворачивается на 60 градусов вдоль часовой стрелки. Слабые отрицательные поля фаз В, С удерживают между собой положительный полюс ротора.
  3. В данный момент времени северный полюс статора находится на фазе С, ротор продолжает вращение еще на 60 градусов. Дальнейшая картина должна быть понятна.

Трехфазный электродвигатель

В результате правильного распределения трех фаз поле статора вращается, увлекая ротор. Частота оборотов не совпадает с сетевыми 50 Гц. Обмоток статоре больше, количество полюсов ротора иное. В придачу имеется явление проскальзывания в зависимости от амплитуды напряжения, многих других факторов. Нюансы используются регулировать скорости вращения вала двигателя. Вплотную достигли разгадки вопроса напряжения 380 вольт. Сформировано тремя фазами с действующим значением напряжения 220 вольт (как в розетке). Взять разницу меж любыми двумя в произвольный момент времени, величина превышает указанное значение.

Получается 380 вольт. Двигатель с тремя фазами использует для работы три напряжения с действующим значением 220 вольт, сдвиг меж любыми составляет 120 градусов. Можно легко проследить из графика на нашем рисунке. Вот почему многих снедает соблазн использовать оборудование в домашних условиях, запустить, используя одну фазу, поставляемую розеткой. Напрямую снделать невозможно, как должно быть понятно, приходится изобретать ухищрения. Простейшим назовем применение конденсатора. Прохождение емкости изменяет фазу напряжения на 90 градусов. Разница меньше 120, которые хотели получить в идеале.

На практике подключение электродвигателя через конденсатор отлично работает. Правда для осуществления задумки придется немного повозиться.

Запуск трехфазного двигателя 380 В от домашней сети

Во-первых, нужно знать, как производится электрическая коммутация обмоток. Обычно корпус двигателя снабжен защитным кожухом, скрывающим электрическую разводку. Нужно снять щит, приступить к изучению схемы. Чаще рядом показана схема электрических соединений. Чтобы запуск произвести трехфазной сетью, применяется коммутация типа «звезда». Концы трех обмоток имеют одну общую точку, называемую нейтралью, противоположная сторона снабжается фазами. Одна на каждую обмотку. Получается распределение поля, рассмотренное выше.


Объединение обмотки двигателя треугольником

Подключая асинхронный двигатель 380 на 220 Вольт, потрудитесь коммутацию изменить. Пригодится электрическая схема, приводимая шильдиком корпуса. Согласно рисунку, обмотки двигателя объединяются треугольником. Каждая на обоих концах объединяется с другой. Давайте посмотрим, что получается. Чем отличается методика от штатного использования оборудования. Для простоты на рисунке показываем схему включения конденсатора. Может выглядеть следующим образом:

  • Напряжение сети 220 В приложено к обмотке С.
  • На обмотку А напряжение приходит через рабочий конденсатор в состоянии сдвига фаз на 90 градусов.
  • На обмотке В действует разница меж указанными напряжениями.

Посмотрим эпюры: как будет выглядеть практически. Сдвиг фаз неравномерный. Меж пиками, по которым построены эпюры, отложено 90 и 45 градусов. Вследствие этого вращение в принципе лишено возможностей быть равномерным. Форма фазы обмотки В отличается от синусоидальной. Запуск трехфазного двигателя сетью 220 вольт сопровождается наличием потерь энергии. Процесс возможен. Происходит часто явление, называемое залипанием. Неправильная форма поля внутри статора бессильна раскрутить статор.

Схема подключения двигателя несколько упрощена, отличается от норм исполнения чертежей проектной документации. Наглядность рисунка очевидна. Конденсатор схемы рабочий, встречается пусковой. Нужен усилить вращающий момент на начальном этапе. Любой асинхронный двигатель при старте потребляет больше тока, на первое движение тратится много энергии. Конденсатор обычно присоединяется параллельно рабочему, включается в цепь нажатием специальной кнопки. Например, можете пометить, как Ускорение.

Когда вал наберет обороты, емкость пусковая становится ненужной, снижается сопротивление движению вала. Отпуская кнопку Ускорение, исключаем элемент из сети. Чтобы пусковая емкость разрядилась (вольтаж может достигать 300 В), закоротим на значительной величины сопротивление, через которое в рабочем состоянии ток не пойдет. Постепенно электроны компенсируются, опасность поражения исчезнет. Возникает простой вопрос – как подобрать рабочую, пусковую емкости? Подключение электродвигателя 380 В на 220 В непростая задача. Давайте рассмотрим ответ.

Выбор значений рабочей, пусковой емкостей для подключения трехфазного двигателя на 220 В

Первым делом обратите внимание: рабочее напряжение конденсаторов должно значительно перекрывать номинал 220 В. Подключение двигателя 380 на 220 вольт сопровождается возникновением гораздо более весомых значений вольтажа. Среди пусковых и рабочих конденсаторов исключите элементы рабочим напряжением ниже 400 вольт. Практика накладывает коррективы, придется обойтись попавшимся под руку. Обратите внимание на провода. Токи по технической документации даны относительно напряжения 220 В. Рассматриваемая схема задействует другие значения. Возможно, придется пересчитать размеры токов.

На практике если емкость рабочая слишком мала, вал «залипает». Двигатель мог бы работать, если придать начальное ускорение, если зверь мощностью 4 кВт поотрывает пальцы, винить некого. Оказывается, номинал рабочей емкости определен минимум двумя параметрами:

  1. Мощнее двигатель, больший номинал конденсаторов нужно применить. На 250 Вт хватает значения десятков мкФ, при более значительных мощностях значение исчисляется сотнями. Логично заранее запастись солидным набором конденсаторов. Желательно брать пленочные, электролитические без специальных мер применять запрещено, предназначены работать в сетях постоянного тока. При подключении переменного напряжения 220 В могут попросту взорваться.
  2. Выше обороты двигателя, больший номинал пускового конденсатора потребуется. Достигнув разницы в несколько раз, значение емкости повышаем на порядок (10 раз). Для пуска двигателя мощностью 2,2 кВт, оборотами 3000 в минуту постарайтесь запастись батареей на 200–250 мкФ. Очень большое значение. Емкость Земного шара составляет доли мФ.

Сильно емкость пускового конденсатора зависит от приложенной нагрузки. Мотор, работающий на шкив, потребляет много энергии, объем батареи возрастает. Попытаемся выбрать номиналы. Практиками замечено: стабильнее двигатель 380 В работает, питаемый однофазной сетью, когда напряжения в плечах конденсатора равны. Обмотку, работающую непосредственно от сети, избегаем трогать, измеряем потенциал двух других. Каким образом получается, величина емкости определяет напряжение?

Асинхронный двигатель характеризуется собственным реактивным сопротивлением. При включении образуется делитель. Красиво рисовали эпюры, на практике форма фаз может значительно отличаться. Определяется реактивное сопротивление перечисленным выше набором параметров. Конструкция двигателя, обуславливающая размер мощности, скорость оборотов, нагрузка вала. Ряд параметров, учесть которые теоретическими путями в рамках обзора попросту не представляется возможным. Поэтому практики просто рекомендуют сначала найти минимальный размер батареи, при котором двигатель начинает вращаться, затем плавно увеличивать номинал, пока напряжения обмоток не станут равными.

После раскрутки двигателя может оказаться: равенство нарушилось. Сопротивление движению вала упало. Перед тем, как подключить электродвигатель с 380 на 220 окончательно, определитесь с условиями работы, постарайтесь обеспечить указанное равенство.

Обратите внимание: действующее значение может превышать 220 вольт. Значение напряжения может составить 270 В. Перед тем, как подключить электродвигатель через конденсатор, побеспокойтесь о контактах. Обеспечьте надежную стыковку во избежание потерь, перегрева в местах прохождения тока. Коммутацию лучше вести на специальные клеммы, затягивая болтами. После окончательной подборки параметров электрическую часть следует закрыть кожухом, провода пропустить через резиновый уплотнитель боковой стенки отсека.

Полагаем, теперь читатели без труда запустят двигатель, ракету, сельское хозяйством…

Бывают ситуации, когда оборудование, рассчитанное на 380 вольт, необходимо подключить к домашней сети на 220 В. Так как двигатель при этом не запустится, необходимо изменить в нем некоторые детали. Это можно без труда сделать самостоятельно. Даже несмотря на то что КПД несколько снизится, такой подход бывает оправданным.

Трехфазные и однофазные двигатели

Чтобы разобраться, как подключить электродвигатель с 380 на 220 Вольт, узнаем, что значит питание на

Трехфазные двигатели имеют множество преимуществ по сравнению с бытовыми однофазными. Поэтому их применение в промышленности обширно. И дело заключается не только в мощности, но и в коэффициенте полезного действия. В них также предусмотрены пусковые обмотки и конденсаторы. Это упрощает конструкцию механизма. К примеру, пусковое защитное реле холодильника отслеживает, сколько врублено обмотки. А в трехфазном двигателе в этом элементе необходимость отпадает.

Это достигается тремя фазами, во время работы которых внутри статора вращается электромагнитное поле.

Почему 380 В?

Когда поле внутри статора вращается, ротор двигается также. Обороты не совпадают с пятьюдесятью Герцами сети из-за того, что больше обмоток, количество полюсов отличное, а также по разным причинам происходит проскальзывание. Эти показатели применяются для регуляции вращения моторного вала.

Все три фазы имеют значение по 220 В. Однако разница между любыми двумя из них в любое время будет отличным от 220. Так и получится 380 Вольт. То есть двигатель применяет 220 В для работы, при этом имеется сдвиг фаз, составляющий сто двадцать градусов.

Потому как подключить электродвигатель 380 на 220 Вольт напрямую невозможно, приходится использовать ухищрения. Конденсатор считается самым простым способом. Когда емкость проходит фазу, последняя изменяется на девяносто градусов. Хоть до ста двадцати она не доходит, этого достаточно для запуска и работы трехфазного двигателя.

Как подключить электродвигатель с 380 на 220 В

Для реализации задачи необходимо понимать, как устроены обмотки. Обычно корпус защищен кожухом, а под ним расположена разводка. Сняв его, нужно изучить содержимое. Часто здесь можно найти схему соединений. Чтобы к сети 380-220 состоялось, используется коммутация в форме звезды. Концы обмоток находятся в общей точке, которая называется нейтралью. Фазы подаются на противоположную сторону.

«Звезду» придется изменить. Для этого обмотки мотора необходимо соединить в другую форму - в виде треугольника, объединив их на концах друг с другом.

Как подключить электродвигатель с 380 на 220: схемы

Схема может выглядеть следующим образом:

  • напряжение сети прикладывается к третьей обмотке;
  • тогда на первую обмотку напряжение перейдет через конденсатор при фазовом сдвиге в девяносто градусов;
  • на второй обмотке скажется разница напряжений.


Понятно, что сдвиг фаз получится на девяносто и сорок пять градусов. Из-за этого вращение равномерным не получится. К тому же форма фазы на второй обмотке не будет синусоидальной. Поэтому, после того как подключить трехфазный электродвигатель к 220 вольтам удастся, он не сможет реализовываться без потерь мощности. Иногда вал даже залипает и перестает крутиться.

Рабочая емкость

После набора оборотов емкость пуска уже будет не нужна, так как сопротивление движению станет незначительным. Для разряжения емкости ее укорачивают на сопротивление, через которое ток уже не пройдет. Для правильного выбора рабочей и пусковой емкости в первую очередь нужно учитывать, что рабочее конденсаторное напряжение должно существенно перекрывать 220 Вольт. Минимум оно должно составлять 400 В. Также нужно обратить внимание на провода, чтобы токи были предназначены для однофазной сети.

При слишком малой рабочей емкости вал будет залипать, поэтому для него используется начальное ускорение.

Рабочая емкость также зависит от следующих факторов:

  • Чем мощнее мотор, тем больше конденсаторный номинал потребуется. Если значение составляет 250 Вт, то хватит и нескольких десятков мкФ. Однако если мощность будет выше, то и номинал может считаться сотнями. Конденсаторы лучше приобретать пленочные, потому что электрические придется дополнительно доделывать (они предназначены для постоянного, а не переменного тока, и без переделок могут взорваться).
  • Чем больше обороты мотора, тем и номинал необходим выше. Если взять двигатель на 3000 оборотов в минуту и мощностью 2,2 кВт, то батарея ему потребуется от 200 до 250 мкФ. А это огромное значение.

Еще эта емкость зависит и от нагрузки.


Завершающий этап

Известно, что 380 В в 220 Вольтах будет лучше работать в том случае, если напряжения получатся с равными значениями. Для этого обмотку, подсоединяющуюся к сети, трогать не нужно, но потенциал измеряется на обеих других.

У асинхронного мотора имеется свое Необходимо определить минимум, при котором он начнет вращение. После этого номинал понемногу увеличивают до тех пор, пока все обмотки не выравняются.

Но когда двигатель раскрутится, может получиться, что равенство нарушится. Это происходтит из-за снижения сопротивления. Поэтому, перед тем как подключить электродвигатель с 380 на 220 Вольт и зафиксировать это, нужно сравнять значения и при работающем агрегате.

Напряжение может быть и выше 220 В. Посмотрите, чтобы обеспечивалась стабильная стыковка контактов, и не было потери мощности или перегрева. Лучше всего коммутация производится на специальных клеммах с закрепленными болтами. После того как подключить электродвигатель с 380 на 220 Вольт получилось с необходимыми параметрами, на агрегат снова надевают кожух, а провода пропускают по бокам через резиновый уплотнитель.

Что еще может случиться и как решить проблемы

Нередко после сборки обнаруживается, что вал вращается не в ту сторону, в которую нужно. Направление необходимо поменять.

Для этого третью обмотку подключают через конденсатор к резьбовой клемме второй обмотки статора.


Бывает, что из-за длительной работы с течением времени появляется шум двигателя. Однако этот звук совсем иного рода по сравнению с гулом при неправильном подключении. Случается со временем и вибрация мотора. Иногда даже приходится с силой вращать ротор. Обычно это вызвано износом подшипников, из-за чего возникают слишком большие зазоры и появляется шум. Со временем это может привести к заклиниванию, а позже - к порче деталей двигателя.

Лучше такого не допускать, иначе механизм придет в негодность. Проще заменить подшипники на новые. Тогда электродвигатель прослужит еще долгие годы.

С такой проблемой приходится сталкиваться многим рачительным хозяевам, которые привыкли все, по максимуму, делать своими руками. В том числе, и собирать различную технику для хозяйственных нужд; например, циркулярную пилу на участке, эл/наждак, небольшой подъемник в гараже и тому подобное.

Учитывая, сколько стоит электродвигатель, лучше приспособить имеющийся под рукой 3-фазный образец к работе от 1ф, тем самым адаптировав его к домашней эл/сети, чем приобретать новый. Нужно лишь понимать, как и какой электродвигатель лучше переделать с 380 вольт на 220, чтобы дополнительно не тратить деньги, и разбираться в существующих схемах их включения.

Что учесть

  1. Переделка с 380 на 220 имеет смысл, если речь идет об эл/двигателе сравнительно небольшой мощности – до 2,5, но не более (это максимум) 3 кВт. В принципе, ограничений по данной характеристике нет. Но при этом, скорее всего, понадобится провести ряд мероприятий и потратить некоторую сумму денег и время.
  • Переложить вводной кабель эл/питания, к тому же придется заниматься согласованиями с поставщиком электроэнергии в плане повышения лимита. Не следует забывать, что для частных домовладений установлен предел эн/потребления; как правило, в 15 кВт. «Впишется» ли в него новая нагрузка в виде мощного электродвигателя? Выдержит ли ее изначально заложенный кабель?
  • Для такого прибора нужно прокладывать отдельную линию от силового щита и ставить индивидуальный автомат, как минимум. Просто так подключить его через розетку вряд ли получится; лучше не экспериментировать.
  • Практика переделок показывает, что даже если все сделано грамотно, возникнет еще одна проблема, с запуском. «Старт» мощного электродвигателя будет тяжелым, с длительной раскачкой, бросками напряжения. Такая перспектива мало кого устроит, тем более, если что-то собирается не на загородном участке, а на территории, прилегающей к жилому строению. Пока будет функционировать самодельная установка на основе этого двигателя, начнутся сбои в работе бытовых приборов. Проверено, и не раз.
  1. Порядок работы по переделке зависит от внутренней схемы электродвигателя. В некоторых моделях в клеммную коробку выводится всего 3 провода, в других – 6.


В чем разница? В первом случае обмотки уже соединены по одной их традиционных схем – «звездой» или «треугольником», поэтому для маневра (в плане модификации) возможностей несколько меньше.

Вариантов немного – оставить изначальное включение или произвести разборку двигателя и перекоммутировать вторые концы. Если же выведены все шесть, то можно их соединять по любой из схем, без ограничений. Главное – грамотно выбрать ту, которая будет оптимальной для конкретной ситуации (мощность электродвигателя, специфика его применения). .

Как переделать электродвигатель

Схема

Учитывая, что мощность электродвигателя небольшая (значит, не придется при пуске его «срывать»), а запитывать его планируется от сети 220, то оптимальной схемой является «треугольник». То есть, здесь не нужно ориентироваться на высокие пусковые токи (их не будет), а потеря мощности практически сводится к нулю (можно не учитывать). Все сказанное наглядно демонстрирует рисунок.

Если в электродвигателе схема изначально собрана по «треугольнику», то переделывать в нем вообще ничего не нужно.

Расчет рабочих емкостей

Так как вместо 3-х фаз теперь будет лишь одна, она и подается на каждую из обмоток, но с небольшим сдвигом синусоиды. По сути, включением конденсаторов производится имитация питания электродвигателя от источника 380/3ф. Формулы для расчетов рабочих конденсаторов показаны на рисунках ниже.

Ставить их по принципу «больше – лучше», что часто и делают домашние умельцы, не особенно разбирающиеся в электротехнике, не следует. Только на основании вычислений требуемого номинала. Иначе возможен перегрев эл/двигателя. Если он стоит на заводском оборудовании (например, переделке подвергается газонокосилка), то придется или устраивать постоянные перерывы в работе, или готовиться к незапланированному ремонту и неоправданным финансовым тратам на новый «движок».

Примечание:
  • Емкости к обмоткам электродвигателя подбираются не только по номиналу, но и по рабочему напряжению. Раз речь идет о переделке с 380 на 220, то U р должно быть не меньше 400 В.
  • Немаловажен и такой фактор, как разновидность конденсаторов. Во-первых, они должны быть однотипными. Во-вторых, только не электролитическими. Оптимально, бумажные; например, устаревшей серии КГБ, МБГ (и их модификации) или ее современные аналоги. Они удобны в креплении (имеются проушины) и легко выдерживают скачки температуры, тока, напряжения.

Для схемы «звезда»

Для схемы «треугольник»

Наглядно весь процесс в действии можно посмотреть на видео:

На практике инженерными расчетами мало кто из людей сведущих занимается. Есть определенные пропорции, позволяющие довольно точно подобрать рабочий конденсатор к конкретному электродвигателю.

Соотношение легко запомнить: на каждые 100 Вт мощности «движка» – 7 мкф рабочей емкости. То есть, для изделия на 2 кВт понадобится в обмотки включить конденсаторы по 7 х 20 = 140 мкф.

В чем сложность? Найти емкость с таким номиналом вряд ли получится. Есть простое решение – взять несколько конденсаторов и соединить параллельно. В результате небольших вычислений несложно подобрать нужное их количество с суммарной емкостью требуемой величины. Тем, кто забыл школу, можно подсказать – при таком способе соединения конденсаторов их емкости складываются.


Пусковой

Эта емкость нужна не всегда. Она ставится в схему лишь в том случае, если при пуске на вал двигателя создается значительная нагрузка. Примеры – мощное вытяжное устройство, циркулярная пила. А вот для той же газонокосилки вполне хватит и рабочих конденсаторов.

Расчет простой – номинал Сп должен превышать Ср в 2,5 (плюс/минус). Здесь предельной точности не требуется; величина пусковой емкости определяется примерно. Дальнейший анализ работы электродвигателя на разных режимах подскажет, увеличить ее или уменьшить.


Кстати, это относится и к рабочим конденсаторам. Дело в том, что все расчеты априори предполагают, что электродвигатель новый, ни разу не бывший в эксплуатации. А так как переделываются в основном изделия б/у, то в процессе работы выяснится, что не устраивает пользователя. Вариантов много – плохой запуск, быстрый нагрев корпуса и так далее.

Вывод – подобрать емкости для переделки эл/двигателя с 380 на 220, это еще не все. В первое время нужно внимательно следить за его работой в различных режимах. Только так, опытным путем, производя замену конденсаторов по номиналам, можно подобрать идеальное значение емкости для конкретного изделия.

Как организовать реверс

Иногда необходимо изменять направление вращения вала без дополнительных переделок. Это вполне возможно и для электродвигателя на 380, переведенного на питание 220. Как видно из рисунка, ничего сложного в этом нет, понадобится лишь переключатель на 2 позиции.

Трёхфазные электродвигатели асинхронного типа с короткозамкнутым ротором доминируют над однофазными и двухфазными собратьями в применении, т.к. имеют более высокую эффективность, а также включаются в сеть без помощи пусковых устройств. По номинальному питанию отечественные электродвигатели делятся на два типа: напряжением 220 / 380 и 127 / 220 Вольт. Последний тип электромоторов небольшой мощности применяется значительно реже.

В шильдике, размещенном на корпусе электродвигателя, обозначена необходимая информация - напряжение питания, мощность, ток потребления, КПД, возможные варианты включения и коэффицент мощности, количество оборотов.

Схемы подключения ЗВЕЗДА и ТРЕУГОЛЬНИК

Производители предлагают трехфазные электродвигатели как с возможностью изменять схему подключения, так и без таковой.


Более раннему обозначению выводов обмоток С1 - С6 соответствует современное U1 - U2, W1 - W2 и V1 - V2. В распред. коробке выведены провода в количестве трёх (заводом изготовителем по умолчанию осуществлена схема подключения *звезда*) или шести (двигатель можно подключать к трехфазной сети как звездой, так и треугольником). В первом случае необходимо начала обмоток (W2, U2, V2) соединить в единой точке, три оставшихся провода (W1, U1, V1) подключить к фазам питающей сети (L1, L2, L3).


Преимущество метода звезда - плавный запуск мотора и мягкая работа (обусловленная щадящим режимом и благоприятно сказывающаяся на эксплуатационном сроке агрегата), а также меньший пусковой ток. Недостаток - потеря по мощности примерно в полтора раза и меньший крутящий момент. Применяется для оборудования, имеющего на валу свободно вращающуюся нагрузку – вентиляторы, центробежные насосы, валы станков, центрифуг и другого оборудования, не требовательного к крутящему моменту. Схему треугольник применяют для электродвигателей, изначально имеющих на валу неинерционную нагрузку, такую как вес груза лебедки или сопротивление поршневого компрессора.
Для снижения пускового тока осуществляют комбинированный тип включения (применим для электромоторов мощностью от 5 кВт) - сочетающий в себе преимущества первых двух схем - пуск происходит по схеме звезда, а после вхождения электромотора в рабочее состояние происходит автоматическое (реле времени) или ручное переключение (пакетник) - мощность возрастает до номинальной.

Включение трёхфазного двигателя в однофазную сеть через конденсатор (380 на 220)

На практике часто приходится подключать трёхфазный двигатель к сети 220 вольт; хотя КПД при этом падает до 50 % (в лучшем случае до 70%), такая переделка бывает оправданной. Фактически мотор начинает работать как двухфазный, используя фазосдвигающий элемент.
Конденсатор подбирают исходя из мощности двигателя - на каждые 100Вт потребуется ёмкость 6, 5 мкф , по рабочему напряжению должен быть больше питающего минимум в 1,5 раза, иначе от скачков напряжения в момент включения и выключения они могут выйти из строя; тип - МБГО, МБГ4, К78-17 МБГП, К75-12, БГТ, КГБ, МБГЧ. Хорошо себя зарекомендовали металлизированные полипропиленовые конденсаторы типа СВВ5, СВВ60, СВВ61. В случае применения конденсатора бОльшей ёмкости двигатель будет перегреваться, меньшей - будет работать в недогруженном режиме либо вообще не запустится. В схеме ниже Сп - пусковой, Ср - конденсатор рабочий.

Пусковой конденсатор при наличии нагрузки на валу двигателя

В случае, если на валу имеется нагрузка, либо мощность превышает 1,5 кВт, движок может не запуститься или медленно набирать обороты. *Поправить* это можно применением рабочего и пускового конденсатора, служащих для сдвига фазы и разгона. Кнопку разгона нужно удерживать пока обороты не достигнут примерно 70% от номинальных (2 - 3 секунды), после чего отпустить.


Ёмкость пускового кондера должна превышать рабочую в 2..3 раза в зависимости от нагрузки на валу. Если проблематично достать вышеуказанные конденсаторы нужной ёмкости, возможно применение электролитических, спаянных по особой схеме с диодами. Однако для работы мощных станков следует избегать подобной замены и рекомендовать её лишь для временного включения.

Важно!

Не рекомендуется подключать электродвигатель мощностью более 3 кВт к домашней сети ввиду её невысокой нагрузочной способности.
Автоматический выключатель в цепи питания электродвигателя должен быть с время - токовой характеристикой C или D ввиду существенного кратковременного пускового тока, превышающего номинальный в 3 и 5 раз (звезда / треугольник) соответственно.
Если 3 - фазный электродвигатель будет долго работать без нагрузки от однофазной сети, он сгорит!
Выбирая правильное соединение или переключение, необходимо учитывать особенности электрической сети, силовой мощности электродвигателя и варианты подключения. В каждом случае следует ознакомиться с техническими характеристиками мотора и оборудования, для которого он предназначен.

Стоимость подключения электродвигателя специалистом - 800....2000р. в зависимости от сложности, варианта подключения, условий работы.

При развитии любой гаражной мастерской, может возникнуть необходимость подключить трёхфазный электродвигатель в однофазную сеть на 220 вольт. Это не удивительно, так как промышленные трёхфазные двигатели на 380 в более распространены, чем однофазные (на 220 в), особенно больших габаритов и мощности. И изготовив какой нибудь станочек, или купив готовый (например токарный) любой гаражный мастер сталкивается с проблемой подключения трёхфазного электромотора к обычной гаражной розетке на 220 вольт. В этой статье мы и рассмотрим варианты подключения, а так же что для этого понадобится.

Для начала следует внимательно изучить шильдик (табличку) электродвигателя, чтобы узнать его мощность, так как от этой мощности будет зависеть ёмкость или количество конденсаторов, которые нужно будет купить. И прежде чем отправляться на поиски и покупку конденсаторов, для начала следует вычислить, какая ёмкость потребуется именно для вашего двигателя.

Расчёт ёмкости.

Ёмкость нужного конденсатора напрямую зависит от мощности вашего электродвигателя и высчитывается по простой формуле:

С = 66 Р мкФ.

Буква С означает ёмкость конденсатора в мкФ (микрофарад), а буква Р означает номинальную мощность электродвигателя в кВт (киловатт). Из этой простой формулы видно, что на каждые 100 ватт мощности трёхфазного двигателя, потребуется чуть менее 7 мкФ (если быть точным, то 6,6 мкФ) электрической ёмкости конденсатора. Например для эл. двигателя мощностью 1000 ватт (1 Квт) потребуется конденсатор ёмкостью 66 мкФ, а для эл. двигателя на 600 ватт нужен будет конденсатор ёмкостью примерно 42 мкФ.

Так же следует учесть, что потребуются конденсаторы, рабочее напряжение которых в 1,5 — 2 раза больше, чем напряжение в обычной однофазной сети. Обычно на базаре попадаются конденсаторы небольших ёмкостей (8 или 10 мкФ), но необходимую ёмкость легко собрать из нескольких параллельно соединённых конденсаторов маленькой ёмкости. То есть например 70 мкФ можно легко получить из семи параллельно спаянных конденсаторов по 10 мкФ.

Но всё же всегда следует стараться найти по возможности один конденсатор ёмкостью 100 мкФ, чем 10 конденсаторов по 10 мкФ, так надёжнее. Ну и рабочее напряжение, как я уже говорил, должно быть как минимум в 1,5 — 2 раза больше рабочего, а лучше в 3 — 4 раза больше (чем больше напряжение, на которое рассчитан конденсатор, тем надёжнее и долговечнее). Рабочее напряжение всегда пишется на корпусе конденсатора (как и мкФ).

Правильно вы подобрали (рассчитали) ёмкость конденсатора или нет, можно и на слух. При вращении мотора, должен быть слышен только шум от подшипников, ну и шум вентилятора воздушного охлаждения. Если же к этим шумам прибавляется и вой двигателя, нужно чуть уменьшить ёмкость (Ср) рабочего конденсатора. Если же звук нормальный, то можно наоборот немного увеличить ёмкость (так будет мощнее мотор), но только чтобы мотор работал тихо (до появления воя).

Проще говоря, нужно поймать момент, меняя ёмкость, когда к нормальному шуму от подшипников и крыльчатки, начнёт прибавляться еле слышимый посторонний вой. Это и будет необходимая ёмкость рабочего конденсатора. Это важно, так как если рабочая ёмкость конденсатора окажется больше необходимой, то мотор будет перегреваться, а если ёмкость будет меньше нужной, то мотор потеряет свою мощность.

Покупать лучше конденсаторы типа МБГЧ, БГТ, КБГ, ну а если не найдёте таких в продаже, можно применить и электролитические конденсаторы. Но при подключении электролитических конденсаторов, их корпуса нужно хорошо соединить между собой и изолировать от корпуса станка или ящика (если он металлический, но лучше использовать ящик для конденсаторов из диэлектрика — пластик, текстолит и т.п.).

При подключении трёхфазного двигателя к сети 220 вольт, частота вращения его вала (ротора) почти не изменится, а вот мощность его всё же немного уменьшится. И если подключить электродвигатель по схеме треугольник (рис 1), то мощность его уменьшится примерно процентов на 30 и будет составлять 70 — 75 % от его номинальной мощности (при звезде чуть меньше). Но можно подключить и по схеме звезда (рис 2), и при подсоединении звездой, мотор легче и быстрее запускается.

Чтобы подключить трёхфазный электродвигатель по схеме звезда, нужно его две фазные обмотки подключить в однофазную сеть, а третью фазную обмотку двигателя, подключить через рабочий конденсатор Ср к любому из проводов сети 220 в.

Чтобы подключить трёхфазный электромотор мощностью до полтора киловатта (1500 ватт), хватает только рабочего конденсатора необходимой ёмкости. Но при включении больших моторов (более 1500 ватт), движок либо очень медленно набирает обороты, либо вообще не запускается. В таком случае необходим пусковой конденсатор (Сп на схеме), ёмкость которого в два с половиной раза (лучше в 3 раза) больше ёмкости рабочего конденсатора. Лучше всего подходят в качестве пусковых конденсаторов электролитические (типа ЭП), но можно использовать и такого же типа как и рабочие конденсаторы.

Схема подсоединения трёхфазного мотора с пусковым конденсатором показана на рисунке 3 (а так же пунктирной линией на рисунках 1 и 2). Пусковой конденсатор включают только во время пуска двигателя, и когда он запустится и наберёт рабочие обороты (обычно хватает 2 секунд), пусковой конденсатор отключают и разряжают. В такой схеме используются кнопка и тумблер. При пуске аключается тумблер и кнопка одновременно и после запуска двигателя, кнопка просто отпускается и пусковой конденсатор отключается. Чтобы разрядить пусковой конденсатор, достаточно выключить двигатель (после окончания работы) и затем на короткое время нажать кнопку пускового конденсатора, и он разрядится через обмотки электродвигателя.

Определение фазных обмоток и их выводов.

При подключении необходимо знать, где какая обмотка электродвигателя. Как правило выводы обмоток статора электромоторов маркируют различными бирками с обозначением начала или конца обмоток, или помечают буквами на корпусе распределительной коробочки двигателя (или клеммной колодки). Ну а если же маркировка стёрлась или её вообще нет, то нужно прозвонить обмотки с помощью (мультиметра), установив его переключатель на прозвонку, или с помощью обычной лампочки и батарейки.

Для начала следует узнать принадлежность каждого из шести проводов к отдельным фазам обмотки статора. Для этого следует взять любой из проводов (в клеммной коробочке) и подсоединить его к батарейке, например к её плюсу. Минус батарейки подсоедините к контрольной лампе, а второй вывод (провод) от лампочки, по очереди подсоединяйте к оставшимся пяти проводам двигателя, пока контрольная лампочка не загорится. Когда на каком то проводе лампочка загорится, это будет означать, что оба провода (тот что от батарейки и тот к которому подсоединили провод от лампы и лампа загорелась) принадлежат одной фазе (одной обмотке).

Теперь эти два провода пометьте картонными бирками (или малярным скотчем) п напишите на них маркероа начало первого провода С1, а второй провод обмотки С4. С помощью лампы и батарейки (или тестера) аналогично находим и помечаем начало и конец оставшиеся четырёх проводов (двух оставшихся фазных обмоток).Начало и конец второй фазной обмотки помечаем как С2 и С5, и начало и конец третьей фазной обмотки С3 и С6.

Далее следует точно определить, где начало и конец статорных обмоток. Я опишу далее способ, который поможет определить начало и конец статорных обмоток для двигателей до 5 киловатт. Да больше и не надо, так как однофазная сеть (проводка) гаража рассчитана на мощность 4 киловата, а если мощнее, то штатные провода не выдерживают. И вообще то редко кто использует двигатели в гараже, мощнее 5 киловатт.

Для начала соединим все начала фазных обмоток (С1, С2 и С3)в одну точку (согдасно помеченным бирками выводам), по схеме «звезда». И затем включим двигатель в сеть 220 в с использованием конденсаторов. Если при таком подключении, электродвигатель без гудения сразу раскрутится до рабочих оборотов, это значит, что вы попали в одну точку всеми началами или всеми концами фазных обмоток.

Ну а если же при включении в сеть, электродвигатель загудит и не сможет раскрутиться до рабочих оборотов, то в первой фазной обмотке нужно поменять местами выводы С1 и С4 (поменять местами начало и конец). Если это не поможет, то верните выводы С1 и С4 в первонаальное положение и попробуйте теперь поменять местами выводы С2 и С5. Если двигатель опять не набирает обороты и гудит, то верните назад выводы С2 и С5 поменяйте местами выводы третьей пары С3 и С6.

При всех вышеописанных манипуляциях с проводами, строго соблюдате правила техники безопасности. Провода держите только за изоляцию, лучше плоскогубцами с ручками из диэлектрика. Ведь электромотор имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах остальных обмоток, может возникнуть довольно большое напряжение, опасное для жизни.

Изменение вращения вала электродвигателя (ротора).

Часто бывает, что вы например сделали шлифовальный станочек, с лепестковым кругом на валу. И лепестки из наждачной бумаги расположены под определённым углом, против которого вращается вал, а нужно в другую сторону. Да и опилки летят не на пол а наоборот вверх. Значит необходимо поменять вращение вала двигателя в другую сторону. Как это сделать?

Чтобы изменить вращение трёхфазного двигателя, включенного в однофазную сеть на 220 вольт по схеме «треугольник», нужно третью фазную обмотку W (см. рисунок 1,б) подключить через конденсатор к резьбовой клемме второй фазной обмотки статора V.

Ну а чтобы изменить вращение вала трёхфазного двигателя, подключенного по схеме «звезда», необходимо третью фазную обмотку статора W (см. рисунок 2,б) подключить через конденсатор к резьбовой клемме второй обмотки V.

Ну и напоследок хочу сказать, что шум двигателя от длительной его работы (несколько лет) может возникнуть со временем, и не следует путать его с гулом от неправильного подключения. Так же со временем может возникнуть и вибрация мотора. А бывает даже ротор трудно вращать вручную. Причиной этого как правило является выработка подшипников — их дорожки и шарики износились, да и сепаратор тоже. От этого возникают повышенные зазоры между деталями подшипников и они начинают шуметь, и со временем могут даже заклинить.

Этого допускать нельзя, и дело даже не только в том, что вал труднее будет вращаться и мощность двигателя упадёт, а ещё и в том, что между статором и ротором довольно маленький зазор, и при сильном износе подшипников, ротор может начать цеплять за статор, а это уже куда серьёзнее. Детали двигателя могут испортиться и восстановить их не всегда удаётся. Поэтому намного проще заменить зашумевшие подшипники новыми, от какой то авторитетной фирмы (как выбрать подшипник читаем ), и электродвигатель снова будет работать долгие годы.

Надеюсь данная статья поможет гаражным мастерам, без проблем подключить трёхфазный двигатель какого то станка к однофазной гаражной сети на 220 вольт, ведь с применением различных станочков (шлифовальных, сверлильных, токарных, и т.д.) намного упрощается процесс доводки деталей при тюнинге или ремонте.

Подключение 3х фазного двигателя в однофазную сеть

Широко применяемые на производствах электродвигатели асинхронные соединяют «треугольником» или «звездой». Первый тип в основном используют для моторов продолжительного пуска и работы. Совместное подключение применяют для пуска высокомощных электродвигателей. Подключение «звезда» используют в начале пуска, переходя затем на «треугольник». Применяется также схема подключения трехфазного электродвигателя на 220 вольт.

Разновидностей моторов много, но для всех, главной характеристикой является напряжение, подаваемое на механизмы, и мощность самих двигателей.

При подключении к 220в на мотор действуют высокие пусковые токи, снижающие его срок эксплуатации. В промышленности редко используют соединение треугольником Мощные электродвигатели подключают «звездой».

Для перехода со схемы подключения электродвигателя 380 на 220 есть несколько вариантов, каждый из которых отличается преимуществами и недостатками.

Переподключение с 380 вольт на 220

Очень важно понимать, как подключается трехфазный электродвигатель к сети 220в. Чтобы трехфазный двигатель подключить к 220в, заметим, что у него есть шесть выводов, что соответствует трем обмоткам. При помощи тестера провода прозванивают, чтобы найти катушки. Их концы соединяем по два – получается соединение «треугольник» (и три конца).

Для начала, два конца сетевого провода (220 в) подключаем к любым двум концам нашего «треугольника». Оставшийся конец (оставшаяся пара скрученных проводов катушки) подсоединяется к концу конденсатора, а оставшийся провод конденсатора также соединяется с одним из концов сетевого провода и катушек.

От того, выберем мы один или другой, будет зависеть в какую сторону начнет вращаться двигатель. Проделав все указанные действия, запускаем двигатель, подав на него 220 в.

Электромотор должен заработать. Если этого не произошло, или он не вышел на требуемую мощность, необходимо вернуться на первый этап, чтобы поменять местами провода, т.е. переподключить обмотки.

Если при включении, мотор гудит, но не крутиться, требуется дополнительно установить (через кнопку) конденсатор. Он будет в момент пуска давать двигателю толчок, заставляя крутиться.

Видео: Как подключить электродвигатель с 380 на 220

Прозванивание, т.е. измерение сопротивления, проводится тестером. Если такой отсутствует, воспользоваться можно батарейкой и обычной лампой для фонарика: в цепь, последовательно с лампой, подсоединяют определяемые провода. Если концы одной обмотки найдены – лампа загорается.

Труднее гораздо найти определить начало и концы обмоток. Без вольтметра со стрелкой не обойтись.

Подсоединить потребуется к обмотке батарейку, а к другой — вольтметр.

Разрывая контакт провода с батарейкой, наблюдают, отклоняется ли стрелка и в какую сторону. Те же действия проводят с оставшимися обмотками, изменяя, если нужно, полярность. Добиваются чтобы отклонялась стрелка в ту же сторону, что при первом измерении.

Схема звезда-треугольник

В отечественных моторах часто «звезда» собрана уже, а треугольник требуется реализовать, т.е. подключить три фазы, а из оставшихся шести концов обмотки собрать звезду. Ниже дан чертеж, чтобы разобраться было легче.

Главным плюсом соединения трехфазной цепи звездой считают то, что мотор вырабатывает наибольшую мощность.

Тем не менее, подобное соединение «любят» любители, но не часто применяют на производствах, поскольку схема подключения сложная.

Чтобы она работала необходимо три пускателя:

К первому из них –К1 с одной стороны подключается обмотка статора, с другой – ток. Оставшиеся концы статора соединяют с пускателями К2 и К3, а затем для получения «треугольника» к фазам подключаются и обмотка с К2.

Подключив в фазу К3, незначительно укорачивают оставшиеся концы для получения схемы «звезда».

Важно: недопустимо одновременно включать К3 и К2, чтобы не произошло короткое замыкание, которое может приводить к отключению автомата мотора электрического. Во избежание этого, применяют электроблокировку. Работает это так: при включении одного из пускателей, другой отключается, т.е. его контакты размыкаются.

Как работает схема

При включении К1 с помощью реле времени включается К3. Мотор трехфазный, включенный по схеме «звезда» работает с большей мощностью, чем обычно. После некоторого времени, размыкаются контакты реле К3, но запускается К2. Теперь схема работы мотора — «треугольник», а мощность его становится меньше.

Когда требуется отключение питания, запускается К1. Схема повторяется при последующих циклах.

Очень сложное соединение требует навыков и не рекомендуется к реализации новичками.

Другие подключения электродвигателя

Схем несколько:

  1. Более часто, чем вариант описанный, применяется схема с конденсатором, который поможет значительно уменьшить мощность. Одни из контактов рабочего конденсатора подключается к нулю, второй – к третьему выходу мотора электрического. В результате имеем агрегат малой мощности (1,5 Вт). При большой мощности двигателя, в схему потребуется внесение пускового конденсатора. При однофазном подключении он просто компенсирует третий выход.
  2. Асинхронный мотор несложно соединить звездой или треугольником при переходе с 380в на 220. У таких моторов обмоток три. Чтобы изменить напряжение, необходимо выходы, идущие к вершинам соединений, поменять местами.
  3. При подключении электромоторов, важно тщательно изучить паспорта, сертификаты и инструкции, потому что в импортных моделях встречается часто «треугольник», адаптированный под наши 220В. Такие моторы при игнорировании этого и включении «звездой, просто сгорают. Если мощность более 3 кВт, к бытовой сети мотор нельзя. Чревато это коротким замыканием и даже выход из строя автомата УЗО.

Рекомендуем:

Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть

Ротор, подключенного к трехфазной цепи трехфазного двигателя, вращается благодаря магнитному полю, создаваемом током, идущим в разное время по разным обмоткам. Но, при подключении такого двигателя к цепи однофазной, не возникает вращающий момент, который мог бы вращать ротор. Наиболее простым способом подключения двигателей трехфазных к однофазной цепи является подсоединение его третьего контакта через фазосдвигающий конденсатор.

Включенные в однофазную сеть такой мотор имеет такую же частоту вращения, как при работе от трехфазной сети. Но о мощности нельзя сказать этого: ее потери значительны и зависят они от емкости конденсатора фазосдвигающего, условия работы мотора, выбранной схемы подключения. Потери на ориентировочно достигают 30-50%.

Цепи могут быть двух — , трех-, шестифазными, но наиболее применяемыми являются трехфазные. Под трехфазной цепью понимают совокупность цепей электрических с одинаковой частотой синусоидальной ЭДС, которые отличаются по фазе, но создаются общим источником энергии.

Если нагрузка в фазах одинакова, цепь является симметричной. У трехфазных несимметричных цепей – она разная. Полная мощность складывается из активной мощности трехфазной цепи и реактивной.

Хотя большинство двигателей справляется с работой от однофазной сети, но хорошо работать могут не все. Лучше других в этом смысле двигатели асинхронные, которые рассчитаны на напряжение 380/220 В (первое — для звезды, второе – треугольника).

Это рабочее напряжение всегда указывают в паспорте и на прикрепленной к двигателю табличке. Также там указана схема подключения и варианты ее изменения.

Если присутствует «А», это свидетельствует о том, что использоваться может как схема «треугольник», так и «звезда». «Б» сообщает о том, что подключены обмотки «звездой» и не могут быть соединены по – другому.

Получится в результате должно: при разрыве контактов обмотки с батареей, электрический потенциал той же полярности (т.е. отклонение стрелки происходит в ту же сторону) должен появляться на двух оставшихся обмотках. Выводы начала (А1, В1, С1) и конца (А2, В2, С2) помечают и подсоединяют по схеме.

Использование магнитного пускателя

Применение схемы подключения электродвигателя 380 через пускатель хорошо тем, что пуск производить можно дистанционно. Преимущество пускателя перед рубильником (или другим устройством) в том, что пускатель можно разместить в шкафу, а в рабочую зону вынести элементы управления, напряжение и токи при этом минимальны, следовательно, провода подойдут меньшего сечения.

Помимо этого, подключение с использованием пускателя обеспечивает безопасность в случае, если «пропадает» напряжение, поскольку при этом происходит размыкание силовых контактов, когда же напряжение вновь появится, пускатель без нажатия пусковой кнопки его не подаст на оборудование.

Схема подключения пускателя асинхронного двигателя электрического 380в:

На контактах 1,2,3 и пусковой кнопке 1 (разомкнутой) напряжение присутствует в начальный момент. Затем оно подается через замкнутые контакты этой кнопки (при нажатии на «Пуск») на контакты пускателя К2 катушки, замыкая ее. Катушкой создается магнитное поле, сердечник притягивается, контакты пускателя замыкаются, приводя в движение мотор.

Одновременно с этим происходит замыкание контакта NO, с которого подается фаза на катушку через кнопку «Стоп». Получается, что, когда отпускают кнопку «Пуск», цепь катушки остается замкнутой, как и силовые контакты.

Нажав «Стоп», цепь разрывают, возвращая размыкая силовые контакты. С питающих двигатель проводников и NO исчезает напряжение.

Видео: Подключение асинхронного двигателя. Определение типа двигателя.

Оглавление

1. Простой способ включения трехфазного двигателя.

1.1. Выбор трехфазного двигателя для подключения в однофазную сеть.

Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, наиболее простой базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность развиваемая двигателем в этом случае составляет 50. 60% от его мощности в трехфазном включении. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, например, с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.

Для нормальной работы электродвигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость используемого конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить довольно сложно, поэтому используют двухступенчатое управление двигателем. При пуске двигателя подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.

1.2. Расчет параметров и элементов электродвигателя.

Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1

Рис. 1 Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В:

С р – рабочий конденсатор;

С п – пусковой конденсатор;

П1 – пакетный выключатель

После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после этого необходимо сразу же нажать кнопку "Разгон". После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1.

Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток двигателя в "треугольник" определяется по формуле:

, где Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;
I – потребляемый электродвигателем ток в А;
U -напряжение в сети, В

А в случае соединения обмоток двигателя в "звезду" определяется по формуле:

, где Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;
I – потребляемый электродвигателем ток в А;
U -напряжение в сети, В

Потребляемый электродвигателем ток в выше приведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из следующего выражения:

, где Р – мощность двигателя в Вт, указанная в его паспорте;
h – кпд;
cos j – коэффициент мощности;
U -напряжение в сети, В

Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2..2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В. Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя между собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)

Рис. 2 Принципиальная схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.

Общая емкость соединенных конденсаторов составит (С1+С2)/2.

На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя по табл. 1

Таблица 1. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя в зависимости от его мощности при включении в сеть 220 В.
Мощность трехфазного двигателя, кВт 0,4 0,6 0,8 1,1 1,5 2,2
Минимальная емкость рабочего конденсатора Ср, мкФ 40 60 80 100 150 230
Минимальная емкость пускового конденсатора Ср, мкФ 80 120 160 200 250 300

Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20. 30 % превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или вхолостую, то в этом случае емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель остановился, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.

Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.

1.3. Переносной универсальный блок для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В.

Для запуска электродвигателей различных серий, мощностью около 0,5 кВт, от однофазной сети без реверсирования, можно собрать переносной универсальный пусковой блок (рис. 3)

Рис. 3 Принципиальная схема переносного универсального блока для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В без реверса.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (тумблер SA1 замкнут) и своей контактной системой КМ 1.1, КМ 1.2 подключает электродвигатель М1 к сети 220 В. Одновременно с этим третья контактная группа КМ 1.3 замыкает кнопку SB1. После полного разгона двигателя тумблером SA1 отключают пусковой конденсатор С1. Остановка двигателя осуществляется нажатием на кнопку SB2.

1.3.1. Детали.

В устройстве используется электродвигатель А471А4 (АО2-21-4) мощностью 0,55 кВт на 1420 об/мин и магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В. Кнопки SB1 и SB2 – спаренные типа ПКЕ612. В качестве переключателя SA1 используется тумблер Т2-1. В устройстве постоянный резистор R1 – проволочный, типа ПЭ-20, а резистор R2 типа МЛТ-2. Конденсаторы С1 и С2 типа МБГЧ на напряжение 400 В. Конденсатор С2 составлен из параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ 400 В. Лампа HL1 типа КМ-24 и 100 мА.

Пусковое устройство смонтировано в металлическом корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4)

Рис. 4 Внешний вид пускового устройства и чертеж панели поз.7.

1- корпус 2 – ручка для переноски 3 – сигнальная лампа 4 – тумблер отключения пускового конденсатора
5 -кнопки "Пуск" и "Стоп" 6 – доработанная электровилка 7- панель с гнездами разъема

На верхней панели корпуса расположены кнопки "Пуск" и "Стоп" – сигнальная лампа и тумблер для отключения пускового конденсатора. На передней панели корпуса устройства находится разъем для подключения электродвигателя.

Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматически (рис.5)

Рис. 5 Принципиальная схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 – пусковой конденсатор Сп. Магнитный пускатель КМ1 самоблокируется с помощью своей контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку "Пуск" держат нажатой до полного разгона двигателя, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это же время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме. Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку "Стоп". В усовершенствованном пусковом устройстве по схеме рис.5, можно использовать реле типа МКУ-48 или ему подобное.

2. Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей.

При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, используют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что вместо громоздких бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют меньшие габариты и более доступны в плане покупки. Схема эквивалентной замены обычного бумажного дана на рис. 6

Рис. 6 Принципиальная схема замены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в).

Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением в два раза меньшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости. Например, если в схеме для однофазно сети напряжением 220 В используется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене, по вышеприведенной схеме, можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.

2.1. Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов.

Схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов приведена на рис.7.

Рис. 7 Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов.

В приведенной схеме, SA1 – переключатель направления вращения двигателя, SB1 – кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для пуска двигателя, С2 и С4 – во время работы.

Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добивается равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А. При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током, или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.

3. Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть.

Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя не более 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности эликтрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5. 2 кВт. Проблема в данном случае может быть решена использованием электродвигателя большей мощности, например, с мощностью 3. 4 кВт. Такого типа двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой» и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода. Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в 3 раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.

3.1. Доработка трехфазного двигателя.

Наиболее просто можно осуществить перевод мощного трехфазного двигателя в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.

Схема коммутации электродвигателя в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 8.

Рис. 8 Принципиальная схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазную сеть.

Во время разгона двигателя используется соединение обмоток «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об/мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке и показала свою эффективность.

3.1.1. Детали.

В схеме коммутации обмоток электродвигателя, в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный переключатель на рабочий ток не менее 16 А, например, переключатель типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Переключатель SA2 может быть любого типа, но на ток не менее 16 А. Если реверс двигателя не требуется, то этот переключатель SA2 можно исключить из схемы.

Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность двигателя к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности двигателя, то может произойти снижение скорости вращения вала вплоть до полной его остановки. В этом случае снимается нагрузка с вала двигателя. Переключатель переводится сначала в положение «Разгон», а потом в положение «Работа» и продолжают дальнейшую работу.

Для того, чтобы улучшить пусковые характеристики двигателей кроме пускового и рабочего конденсатора можно использовать еще и индуктивность, что улучшает равномерность загрузки фаз. Обо всем этом написано в статье Устройства запуска трехфазного электродвигателя с малыми потерями мощности

При написании статьи использовалась часть материалов из книги Пестрикова В.М. "Домашний электрик и не только. "

Всего хорошего, пишите to Elremont © 2005

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Среди разных методов пуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, более обычный базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Нужная мощность развиваемая движком в данном случае составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, к примеру, с двойной секцией короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует дать предпочтение движкам серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.

Для обычной работы электродвигателя с конденсаторным запуском нужно, чтоб емкость применяемого конденсатора изменялась зависимо от числа оборотов. На практике это условие выполнить достаточно трудно, потому употребляют двухступенчатое управление движком. При пуске мотора подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.

1.2. Расчет характеристик и частей электродвигателя.

Если, к примеру, в паспорте электродвигателя обозначено напряжение его питания 220/380, то движок включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1

Схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В

С р – рабочий конденсатор;
С п – пусковой конденсатор;
П1 – пакетный выключатель

После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после чего нужно сразу надавить кнопку “Разгон”. После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется методом переключения фазы на его обмотке переключателем SA1.

Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток мотора в “ треугольник” определяется по формуле:

, где
Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;
I – потребляемый электродвигателем ток в А;
U -напряжение в сети, В

А в случае соединения обмоток мотора в “звезду” определяется по формуле:

, где
Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;
I – потребляемый электродвигателем ток в А;
U -напряжение в сети, В

Потребляемый электродвигателем ток в выше приведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из последующего выражения:

, где
Р – мощность мотора в Вт, обозначенная в его паспорте;
h – КПД;
cos j – коэффициент мощности;
U -напряжение в сети, В

Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2..2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии краткосрочного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением более 450 В. Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют поочередно, соединяя меж собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)

Схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.

Общая емкость соединенных конденсаторов составит (С1+С2)/2.

На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают зависимо от мощности мотора по табл. 1

Таблица 1. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя зависимо от его мощности при включении в сеть 220 В.

Мощность трехфазного мотора, кВт Малая емкость рабочего конденсатора Ср, мкФ Малая емкость пускового конденсатора Ср, мкФ
0,4
0,6
0,8
1,1
1,5
2,2
40
60
80
100
150
230
80
120
160
200
250
300

Необходимо подчеркнуть, что у электродвигателя с конденсаторным запуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20…30 % превосходящий номинальный. В связи с этим, если движок нередко используется в недогруженном режиме либо вхолостую, то в данном случае емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель тормознул, тогда для его пуска опять подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку полностью либо снизив ее до минимума.

Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу либо с маленькой нагрузкой. Для включения, к примеру, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В данном случае электродвигатель уверенно запускается при маленький нагрузке на валу.

1.3. Переносной универсальный блок для запуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В.

Для пуска электродвигателей разных серий, мощностью около 0,5 кВт, от однофазной сети без реверсирования, можно собрать переносной универсальный пусковой блок (рис. 3)

Схема переносного универсального блока для запуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В без реверса.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (переключатель SA1 замкнут) и собственной контактной системой КМ 1.1, КМ 1.2 подключает электродвигатель М1 к сети 220 В. Сразу с этим 3-я контактная группа КМ 1.3 замыкает кнопку SB1. После полного разгона мотора переключателем SA1 отключают пусковой конденсатор С1. Остановка мотора осуществляется нажатием на кнопку SB2.

1.3.1. Детали.

В устройстве используется электродвигатель А471А4 (АО2-21-4) мощностью 0,55 кВт на 1420 об/мин и магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В. Кнопки SB1 и SB2 – спаренные типа ПКЕ612. В качестве тумблера SA1 используется переключатель Т2-1. В устройстве постоянный резистор R1 – проволочный, типа ПЭ-20, а резистор R2 типа МЛТ-2. Конденсаторы С1 и С2 типа МБГЧ на напряжение 400 В. Конденсатор С2 составлен из параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ 400 В. Лампа HL1 типа КМ-24 и 100 мА.

Пусковое устройство смонтировано в железном корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4)

1 – корпус
2 – ручка для переноски
3 – сигнальная лампа
4 – переключатель отключения пускового конденсатора
5 – кнопки “Запуск” и “Стоп”
6 – доработанная электровилка
7 – панель с гнездами разъема

На верхней панели корпуса размещены кнопки “Запуск” и “Стоп” – сигнальная лампа и переключатель для отключения пускового конденсатора. На фронтальной панели корпуса устройства находится разъем для подключения электродвигателя.

Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматом (рис.5)

Схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 – пусковой конденсатор Сп. Магнитный пускатель КМ1 само блокируется при помощи собственной контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку “Запуск” держат нажатой до полного разгона мотора, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме. Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку “Стоп”. В улучшенном пусковом устройстве по схеме рис.5, можно использовать реле типа МКУ-48 либо ему схожее.

2. Внедрение электролитических конденсаторов в схемах пуска электродвигателей.

При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, обычно используют простые бумажные конденсаторы. Но практика показала, что вместо массивных бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют наименьшие габариты и более доступны в плане покупки. Схема эквивалентной замены обычного бумажного конденсатора дана на рис. 6

Схема задмены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в).

Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением вдвое наименьшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости. К примеру, если в схеме для однофазной сети напряжением 220 В употребляется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его подмене, по вышеприведенной схеме, можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов схожи и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.

2.1. Включение трехфазного мотора в однофазовую сеть с внедрением электролитических конденсаторов.

Схема включения трехфазного мотора в однофазную сеть с внедрением электролитических конденсаторов приведена на рис.7.

Схема включения трехфазного мотора в однофазовую сеть с помощью электролитических конденсаторов.

В приведенной схеме, SA1 – тумблер направления вращения мотора, SB1 – кнопка разгона мотора, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для запуска мотора, С2 и С4 – во время работы.

Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше создавать при помощи токоизмерительных клещей. Определяют токи в точках А, В, С и достигает равенства токов в этих точках методом ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном движке в том режиме, в каком подразумевается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с оборотным очень допустимым напряжением более 300 В. Наибольший прямой ток диода находится в зависимости от мощности мотора. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подходят диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А. При большей мощности мотора от 1 кВт до 2 кВт необходимо взять большие диоды с подходящим прямым током, либо поставить несколько меньших диодов параллельно, установив их на радиаторы.

Следует обратить ВНИМАНИЕ на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.

3. Включение мощных трехфазных движков в однофазную сеть.

Конденсаторная схема включения трехфазных движков в однофазовую сеть позволяет получить от мотора менее 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого очевидно недостаточно для работы электрорубанка либо электрической пилы, которые обязаны иметь мощность 1,5…2 кВт. Неувязка в этом случае может быть решена внедрением электродвигателя большей мощности, к примеру, с мощностью 3…4 кВт. Такового типа движки рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой» и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода. Включение такового мотора в сеть 220 В приводит к понижению номинальной мощности мотора в 3 раза и на 40 % при работе в однофазовой сети. Такое понижение мощности делает движок неприменимым для работы, но может быть применено для раскрутки ротора вхолостую либо с малой нагрузкой. Практика указывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в данном случае пусковые токи не превосходят 20 А.

3.1. Доработка трехфазного мотора.

Более просто можно выполнить перевод мощного трехфазного мотора в рабочий режим, если переработать его на однофазовый режим работы, получая при всем этом 50 % номинальной мощности. Переключение мотора в однофазный режим требует его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса мотора подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса мотора. Находят место соединения 3-х обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, подходящим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой либо поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После чего крышку корпуса устанавливают на место.

Схема коммутации электродвигателя в данном случае будет иметь вид, показанный на рис. 8.

Схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазовую сеть.

Во время разгона мотора используется соединение обмоток «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с движком типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об/мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке и показала свою эффективность.

3.1.1. Детали.

В схеме коммутации обмоток электродвигателя, в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный тумблер на рабочий ток более 16 А, к примеру, тумблер типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Тумблер SA2 может быть любого типа, но на ток более 16 А. Если реверс мотора не требуется, то этот тумблер SA2 можно исключить из схемы.

Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность мотора к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности мотора, то может произойти понижение скорости вращения вала прямо до полной его остановки. В данном случае снимается нагрузка с вала мотора. Тумблер переводится поначалу в положение «Разгон», а позже в положение «Работа» и продолжают последующую работу.

Переделать трёхфазный электродвигатель в сеть на 220В

Просмотров 137 Опубликовано Обновлено

Просмотрел немало сайтов на тему «Как переделать 3-х фазный двигатель для включения в однофазную сеть.»  У меня электротехническое образование, стаж работы » на земле» не малый. Дома я занимаюсь перемоткой электродвигателей. Так вот о прочитанном, я практически ничего не понял. Либо нужно сидеть обложившись книгами по электротехнике и электромеханике, либо не стоит даже пытаться. Мне частенько приходиться переделывать трёхфазные электромоторы для включения в однофазную сеть. Делаю я это в домашних условиях, а главное — великих познаний в электричестве это не требует. Но небольшие знания всё таки нужно иметь.  Ну что, попробуем переделать?

Для начала нам нужно уяснить , что электродвигатели мощностью более 3-х КВт переделывать не стоит. А если Вы решите их всё таки переделать, то Вам необходимо будет провести отдельную электропроводку и установить отдельный автоматический выключатель в электрощитке . Это при условии, что выдержит нагрузку вводной кабель. Запуск у электромотора мощностью более 3-х КВт, переделанных под сеть в 220В, очень тяжёлый. Вам придётся помучится (знаю по себе ). Так что подумайте, стоит ли.

Итак, перейдём к нашим электродвигателям

На корпусе электромотора имеется клеммная коробка. Открутив крышку коробки, мы увидим сколько проводов выходит из статора электродвигателя. Их будет либо 3, либо 6. Шесть проводов соединены попарно металлическими пластинами. Так как 6 проводов соединены попарно, то у нас тоже получается 3 контакта. На эти 3 контакта подавались три фазы (380В). Мы должны подать на них фазу и ноль (220В), и мотор должен заработать.

Рисунок номер 1

Рассмотрим рисунок номер 1. АВС — это точки соединения обмоток электромотора. Это они выходят на клеммы. АВ — это автоматический выключатель. Берём один провод от автомата (автоматический выключатель), фаза или ноль — большой роли не играет. Соединяем его с одним из контактов на клемме. На рисунке это контакт А. Затем между контактами В и С мы подсоединяем рабочий конденсатор Ср. И между этими же контактами подсоединяем пусковой конденсатор Сп с кнопкой пуска К.

Как подобрать конденсаторы

Пусковой конденсатор Сп должен быть электролитическим ( можно найти в старых телевизорах ). Рабочее напряжение у него должно быть не менее 450В. Ёмкость (мF) подбираем так: эл.двигатель на 1000об/мин с мощностью 1 КВт  — 80 мF; электродвигатель на 1500об/мин 1КВт — 120 мF; эл.двигатель на 3000об/мин 1Квт — 150 мF.

Пример: для запуска электромотора на 1500об/мин мощностью 2КВт нам нужен конденсатор Сп на 240мF и рабочим напряжением — не менее 450В.

Рабочий конденсатор Ср

Подходят бумажные конденсаторы (прямоугольные по форме). Рабочее напряжение должно быть не менее 300В. Соотношение мощности электродвигателя и ёмкости конденсатора такое: к электромоторам мощностью от 0.6 КВт  до 3 КВт подбираем ёмкость конденсаторов от 16 до 40 мF. Математический расчёт не всегда даёт нужный результат. Если Вы подключите конденсатор с большей ёмкостью или меньшей, то электродвигатель при холостом ходе будет сильно гудеть. Подберите конденсатор так, чтобы электромотор работал тихо, без гула.

Рабочий конденсатор нам необходим для увеличения мощности электромотора. Переделав трёхфазный электродвигатель под однофазную сеть (220В), мы уменьшили его мощность на 1/3. Рабочим конденсатором мы немного компенсируем это.

Если электродвигатель вращается не в ту сторону, которая Вам необходима, то поменяйте местами два любых провода в клеммной коробке. На рисунке 2 — либо два зелёных провода  (выходящие из коробки ) вверху рисунка, либо два любых чёрных внизу (выходящие из статора).

Обсудить интересующие вас вопросы по данной теме можно на Форуме.

Запуск трехфазной машины на 240 В с пусковыми и рабочими конденсаторами

Хорошо, это действительно распространенный вопрос в некоторых кругах - из-за дешевой доступности недорогого металлообрабатывающего оборудования в районах с ржавчиной, многие люди хотят взять фрезерный станок Bridgeport или аналогичный и использовать его в своем гараже или подвале.

Существует четыре основных подхода, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

  1. Заменить двигатель \ $ 3 \ phi \ $ однофазным - это обычно неудовлетворительный вариант.Двигатели \ $ 3 \ phi \ $ более плавные (меньше пульсации крутящего момента), меньше и так далее.

  2. Купите VFD (частотно-регулируемый привод), который может принимать однофазную входную и выходную мощность \ $ 3 \ phi \ $. Обратите внимание, что , а не , все это подойдут ... есть три типа - самые маленькие, как правило, принимают однофазные с номинальной мощностью. Некоторые из них принимают входную мощность \ $ 3 \ phi \ $, а также могут работать от одной фазы с понижением номинальной мощности. Некоторые будут работать только с входной мощностью \ $ 3 \ phi \ $. Обратите внимание, что те, которые используют однофазные, имеют внутри большие дорогие электролитические конденсаторы, которые со временем изнашиваются.

  3. Изготовить (или купить) поворотный фазовый преобразователь . В этом подходе используется излишек двигателя \ $ 3 \ phi \ $, который обычно рассчитан на больший, чем у двигателя, который вы пытаетесь запустить. Он просто простаивает (на валу ничего нет) и эффективно генерирует недостающие фазы. Поскольку такие двигатели часто доступны на местном уровне по цене немногим больше, чем цена лома, это жизнеспособный вариант, и вы ничего не теряете в пусковом крутящем моменте или плавности работы. Мотор холостого хода, возможно, нужно запускать с помощью веревки (вызывает у меня беспокойство), или есть более изощренные способы сделать это.Это в значительной степени любимый подход для металлообрабатывающего контингента, хотя с падением цен на излишки и китайские частотно-регулируемые приводы второй вариант больше не исключен даже для экономных.

  4. A статический преобразователь фазы . Это тот подход, о котором вы спрашивали, за исключением использования вашего существующего двигателя в качестве холостого хода. Таким образом вы теряете пусковой крутящий момент и мощность, но это будет работать. В лучших методах для удаления пускового конденсатора используется реле измерения напряжения.

Обратите внимание, что некоторые люди проводят некоторые исследования и обнаруживают, что есть способы преобразовать двухфазные в трехфазные (например, трансформаторы Скотт-Т), и это имеет тенденцию сводиться к обсуждению того, почему мощность 240 В / 120 В в Северной Америке дома на самом деле однофазные, а не двухфазные. Давайте не будем открывать банку с червями, это НЕ 5-й путь!

Теперь, когда я достаточно долго болтал, я собираюсь указать вам на некоторые руководства и поставщиков, а не дублировать их отличную информацию.Кроме того, я очень мало знаю валлийский язык и, вероятно, не мог прочитать предупреждающие надписи с 12 согласными в ряд.

Вот поставщик статических фазовых преобразователей на e-Bay. Продавец обеспечивает поставку на тот момент, когда срок действия этого товара истекает. Менее чем за 50 долларов, даже с учетом доставки, это довольно экономично, но он в USofA.

Также на eBay есть американский поставщик панелей роторного преобразователя (то, что вам нужно помимо бесплатного / дешевого двигателя). Около 220 долларов. Видео установки от того же поставщика здесь.

Краткий обзор DIY здесь. Здесь можно найти более подробный обзор статических и вращающихся преобразователей DIY. В большей части информации вы найдете ссылку на господина по имени «Фитч Вильямс» - он написал канонический ответ на вопрос о фазовых преобразователях. Вот ветка. Fitch - отличный парень и отличный инженер, но за последние несколько лет он прошел через серьезные испытания и, возможно, не сможет помочь лично.

Теперь, когда я замечаю нотку нежелания прыгать прямо в глубокий конец, могу я предложить вам найти местное отделение клуба «Инженеров-моделистов» (так они называются в Великобритании).В целом они отличные ребята, и, помимо того, что они могут вырезать действующий паровоз из битов металлолома, делать инструменты, делать инструменты, у них есть большой накопленный опыт в подобных вещах, и кто-то, вероятно, поможет вам с преобразованием. На самом деле это не такая уж большая проблема для тех, кому удобно работать от сети. Вот одно замечание по этому поводу.

Show & Tell: асинхронные двигатели переменного тока

Двигатели переменного тока просты в управлении, надежны и экономичны для общего применения.По этим причинам они являются наиболее популярным типом электродвигателей в различных отраслях промышленности. В этом посте мы кратко представим асинхронные двигатели и продемонстрируем, как ими управлять.

Немного истории

Термин «индукция» в асинхронных двигателях (также известных как асинхронные двигатели) относится к электромагнитной индукции, которая является основной теорией работы асинхронных двигателей. Я объясню это в следующем разделе. Согласно Википедии, с изобретением асинхронного двигателя переменного тока связано несколько имен.В 1824 году французский физик Франсуа Араго открыл вращающиеся магнитные поля и ввел термин «Вращения Араго» (или «Диск Араго»). В 1831 году Майкл Фарадей смог объяснить эффекты, представив теорию электромагнитной индукции. В 1879 году Уолтер Бейли продемонстрировал первый примитивный асинхронный двигатель, включив и выключив его вручную. Первые трехфазные асинхронные двигатели переменного тока без коммутатора были независимо изобретены Галилео Феррарисом в 1885 году и Николой Тесла в 1887 году.Оба опубликовали в 1888 году статьи, объясняющие эти технологии. Тесла подал заявку на патенты в США в 1887 году и получил некоторые из этих патентов в 1888 году. Джордж Вестингауз, который в то время разрабатывал систему переменного тока, получил лицензию на патенты Теслы в 1888 году и приобрел опцион на патент США на концепцию асинхронного двигателя Феррариса. развивать технологию дальше. General Electric (GE) начала разработку трехфазных асинхронных двигателей в 1891 году. К 1896 году General Electric и Westinghouse подписали соглашение о взаимном лицензировании на конструкцию ротора со стержневой обмоткой, позже названного ротором с короткозамкнутым ротором.Та же концепция используется и сегодня.

Асинхронные двигатели

идеальны для применений, требующих непрерывной работы в одном направлении , таких как конвейеры, миксеры и вращающиеся знаки. Они рассчитаны на длительный режим работы и обычно служат долгое время из-за своей простой конструкции.

Конструкция и теория эксплуатации

На этом изображении показана структура асинхронного двигателя переменного тока, который является основным типом двигателей переменного тока с постоянными разделенными конденсаторами.Вращающийся элемент, ротор, поддерживается в корпусе двигателя двумя шарикоподшипниками для длительного срока службы. Статор расположен вокруг ротора с тонким воздушным зазором. Выходной вал соединен с ротором. Подводящие провода подключаются к обмоткам статора. Фланцевый кронштейн запрессован в корпус двигателя для обеспечения качества.

Поскольку переменный ток подается на медные обмотки статора, вокруг ротора создается вращающееся магнитное поле со скоростью колебаний переменного тока.Согласно правилу левой руки Флеминга, движущееся магнитное поле индуцирует ток на алюминиевых стержнях (проводнике) в стальном роторе, который генерирует свои собственные противоположные магнитные поля (закон Ленца). Магнитные поля от ротора затем взаимодействуют с вращающимся магнитным полем от статора, и ротор начинает вращаться.

Теория работы асинхронного двигателя переменного тока может быть объяснена с помощью диска Араго , который представляет собой наблюдаемое явление, включающее правило правой руки Флеминга и правило левой руки Флеминга.

Хотите узнать больше о теории работы двигателей переменного тока?

Однофазные асинхронные двигатели

Однофазные асинхронные двигатели предлагаются с разным напряжением и частотой для разных регионов мира. Для США однофазные двигатели обычно предлагаются на 110/115 вольт или 220/230 вольт, которые легко доступны. 60 Гц - типичная частота источника питания.

Вот действующие схемы подключения этих стандартных 3-проводных двигателей. FYI направление вращения двигателя указано, если смотреть со стороны выходного вала двигателя.

Хотя принцип работы должен быть одинаковым для всех однофазных двигателей переменного тока с постоянным разделенным конденсатором, представленных на рынке, цвета выводных проводов могут быть разными для разных производителей.

Для стандартного 3-проводного двигателя цвета проводов обычно белый, красный и черный. Черный всегда связан с нейтралью (N). И белый, и черный подключены к 2 клеммам специального конденсатора.Когда ток (L) подключен к черному или красному через клемму конденсатора, двигатель начнет вращаться в заданном направлении. Для двигателей с клеммной коробкой принцип работы такой же. Однако клеммы обозначены Z2, U2 и U1.

Подключение конденсатора

Для однофазных двигателей конденсатор важен для запуска. Без пускового момента, обеспечиваемого конденсатором, вам пришлось бы помогать запускать двигатель, вручную вращая вал.Это как старые пропеллеры старинного самолета. Убедитесь, что вы не забыли правильно подключить конденсатор. Это был очень распространенный случай устранения неполадок, когда я работал инженером службы поддержки.

Вот пример подключения 4-контактного конденсатора и однофазного двигателя.

Пусть вас не смущает количество выводов на конденсаторе. На схеме внутренней проводки ниже показано, что две ближайшие клеммы имеют внутреннее соединение. В электрическом отношении это то же самое, что и у традиционных конденсаторов с двумя выводами, которые имеют только по одному выводу с каждой стороны.

Мы также сняли видео, чтобы продемонстрировать правильный способ подключения этих двигателей, включая автоматические выключатели, переключатели и конденсатор.

Трехфазные асинхронные двигатели

Трехфазные асинхронные двигатели обычно предлагаются в США на 220/230 В и 50/60 Гц. В некоторых случаях предлагается 460 вольт. Трехфазные двигатели могут работать либо с постоянной скоростью, либо с инвертором / частотно-регулируемым приводом для приложений с регулируемой скоростью.

Вот действующие схемы подключения этих стандартных 3-проводных двигателей. FYI направление вращения двигателя указано, если смотреть со стороны выходного вала двигателя.

Для трехпроводного трехфазного двигателя у нас такие же цвета проводов. Три фазы от источника питания обозначены L1 (R), L2 (S) и L3 (T). Подключите красный к L1 (R), белый к L2 (S) и черный к L3 (T). Для двигателей с клеммной коробкой клеммы имеют маркировку U, V и W.Теория работы такая же. Чтобы переключить направление вращения, переключите любое из 2 соединений между R, S и T.

При перегрузке или блокировке вала рекомендуется использовать либо электромагнитный переключатель, либо электронную тепловую функцию инвертора, чтобы предотвратить перегорание двигателя.

Вы, наверное, обратили внимание, что на схеме подключения нет конденсатора . Для однофазных двигателей требуется конденсатор для создания многофазного источника питания. Для трехфазных двигателей конденсатор не требуется.Мы также сняли видео, чтобы продемонстрировать правильную проводку.

И последнее, но не менее важное. Не забудьте электрически заземлить двигатели с помощью специальной клеммы защитного заземления (PE), чтобы избежать удара или травм со стороны персонала.

Вот и все, что касается подключения однофазных и трехфазных асинхронных двигателей. Следите за новостями в следующем посте, где я расскажу о подключении других типов двигателей переменного тока, таких как реверсивные двигатели и двигатели с электромагнитным тормозом.

Не забудьте подписаться!

Узнайте о серии KII и KIIS

Вот видео, которое кратко объясняет историю развития двигателей переменного тока Oriental Motor с 1966 года, когда серия K считалась фактическим стандартом для всех двигателей переменного тока, до введения серий KII и KIIS, которые являются новейшим стандартом одно- и трехфазные двигатели сегодня.

Коррекция коэффициента мощности асинхронных двигателей

Подключение конденсаторной батареи и уставки защиты

Индивидуальная компенсация двигателя рекомендуется, если мощность двигателя (кВА) больше заявленной мощности установки.

Общие меры предосторожности

Из-за небольшого потребления кВт коэффициент мощности двигателя очень низкий на холостом ходу или при небольшой нагрузке.Реактивный ток двигателя остается практически постоянным при всех нагрузках, так что ряд ненагруженных двигателей составляет потребление реактивной мощности, которое, как правило, является вредным для установки по причинам, объясненным в предыдущих разделах.

Таким образом, два хороших общих правила заключаются в том, что ненагруженные двигатели должны быть выключены, а двигатели не должны быть слишком большого размера (поскольку в этом случае они будут слегка нагружены).

Соединение

Блок конденсаторов должен подключаться непосредственно к клеммам двигателя.

Двигатели специальные

Не рекомендуется использовать специальные двигатели (шаговые, импульсные, толчковые, реверсивные и т. Д.).

Влияние на настройки защиты

После применения компенсации к двигателю, ток в комбинации двигатель-конденсатор будет ниже, чем раньше, при тех же условиях нагрузки двигателя. Это связано с тем, что значительная часть реактивной составляющей тока двигателя поступает от конденсатора, как показано на Рис. L24.

Если устройства максимальной токовой защиты двигателя расположены перед подключением конденсатора двигателя (а это всегда будет иметь место для конденсаторов, подключенных к клеммам), уставки реле максимального тока должны быть уменьшены в соотношении:

cos ϕ до компенсации / cos ϕ после компенсации

Для двигателей, компенсированных в соответствии со значениями квар, указанными в Рисунок L25 (максимальные значения, рекомендуемые для предотвращения самовозбуждения стандартных асинхронных двигателей, как описано в разделе «Как избежать самовозбуждения асинхронного двигателя»), выше: упомянутое соотношение будет иметь значение, аналогичное значению, указанному для соответствующей скорости двигателя на фиг. , фиг. L26.

Рис. L24 - Перед компенсацией трансформатор выдает всю реактивную мощность; после компенсации конденсатор выдает большую часть реактивной мощности

Рис. L25 - Максимальная квар коррекция коэффициента мощности, применимая к клеммам двигателя без риска самовозбуждения

Трехфазные двигатели 230/400 В
Номинальная мощность квар к установке
Скорость вращения (об / мин)
кВт л.с. 3000 1500 1000 750
22 30 6 8 9 10
30 40 7.5 10 11 12,5
37 50 9 11 12,5 16
45 60 11 13 14 17
55 75 13 17 18 21
75 100 17 22 25 28
90 125 20 25 27 30
110 150 24 29 33 37
132 180 31 36 38 43
160 218 35 41 44 52
200 274 43 47 53 61
250 340 52 57 63 71
280 380 57 63 70 79
355 482 67 76 86 98
400 544 78 82 97 106
450 610 87 93 107 117

Рис.L26 - Понижающий коэффициент для максимальной токовой защиты после компенсации

Скорость в об / мин Коэффициент уменьшения
750 0,88
1000 0,90
1500 0,91
3000 0,93

Как избежать самовозбуждения асинхронного двигателя

Когда конденсаторная батарея подключена к клеммам асинхронного двигателя, важно убедиться, что размер батареи меньше того, при котором может происходить самовозбуждение.

Когда двигатель приводит в движение высокоинерционную нагрузку, двигатель будет продолжать вращаться (если не будет специально заторможен) после отключения питания двигателя.

«Магнитная инерция» цепи ротора означает, что ЭДС будет генерироваться в обмотках статора в течение короткого периода после выключения и обычно снижается до нуля после 1 или 2 циклов в случае двигателя без компенсации.

Компенсационные конденсаторы, однако, представляют собой трехфазную реактивную нагрузку для этой затухающей ЭДС, которая вызывает протекание емкостных токов через обмотки статора. Эти токи статора будут создавать вращающееся магнитное поле в роторе, которое действует точно вдоль той же оси и в том же направлении, что и затухающее магнитное поле.

Следовательно, поток ротора увеличивается; увеличиваются токи статора; и напряжение на выводах мотора увеличивается; иногда до опасно высокого уровня. Это явление известно как самовозбуждение и является одной из причин, по которой генераторы переменного тока обычно не работают с ведущими факторами мощности, т.е. существует тенденция к самовозбуждению (и неконтролируемому) самовозбуждению.

Примечания:

1. Характеристики двигателя, приводимого в действие инерцией нагрузки, не полностью идентичны его характеристикам без нагрузки.Однако это предположение достаточно точно для практических целей.

2. Когда двигатель действует как генератор, циркулирующие токи в значительной степени являются реактивными, так что эффект торможения (замедления) на двигатель в основном обусловлен только нагрузкой, представленной охлаждающим вентилятором в двигателе.

3. Ток (запаздывание почти на 90 °), отбираемый от источника питания в нормальных условиях ненагруженным двигателем, и ток (запаздывание почти на 90 °), подаваемый на конденсаторы двигателем, действующим как генератор, оба имеют одинаковое соотношение фаз с напряжением на клеммах.По этой причине две характеристики могут быть наложены на график.

Во избежание самовозбуждения, как описано выше, номинальная мощность квар конденсаторной батареи должна быть ограничена следующим максимальным значением:

Qc≤0,9 × lo × Un × 3 {\ displaystyle Qc \ leq 0,9 \ times lo \ times Un \ times {\ sqrt {3}}}

, где Io = ток холостого хода двигателя, а Un = номинальное межфазное напряжение двигателя в кВ. Рисунок L25 дает соответствующие значения Qc, соответствующие этому критерию.

Пример

Трехфазный двигатель 75 кВт, 3000 об / мин, 400 В может иметь конденсаторную батарею не более 17 квар в соответствии с рисунком , рис. L25. Табличные значения, как правило, слишком малы для адекватной компенсации двигателя до обычно требуемого уровня cos ϕ. Однако дополнительная компенсация может применяться к системе, например к общему банку, установленному для глобальной компенсации ряда более мелких устройств.

Высокоинерционные двигатели и / или нагрузки

В любой установке, где существуют нагрузки с высокоинерционным приводом от электродвигателя, автоматические выключатели или контакторы, управляющие такими двигателями, должны в случае полной потери питания быстро отключаться.

Если эта мера предосторожности не будет принята, то, вероятно, произойдет самовозбуждение до очень высоких напряжений, поскольку все другие батареи конденсаторов в установке будут эффективно подключены параллельно с батареями высокоинерционных двигателей.

Таким образом, схема защиты этих двигателей должна включать в себя реле отключения по перенапряжению вместе с контактами проверки обратной мощности (двигатель будет подавать питание на остальную часть установки до тех пор, пока накопленная инерционная энергия не рассеется).

Если батарея конденсаторов, связанная с высокоинерционным двигателем, больше, чем рекомендованная в , рис. L25, то она должна управляться отдельно выключателем или контактором, который срабатывает одновременно с главным автоматическим выключателем, управляющим двигателем, или контактор, как показано на Рисунок L27.

Включение главного контактора обычно связано с тем, что контактор конденсатора был предварительно замкнут.

Рис. L27 - Подключение конденсаторной батареи к двигателю

Вспомогательная обмотка - обзор

20.5.3 Стратегия управления для SPIM с трехфазным источником напряжения на основе инвертора с рабочим конденсатором

В соответствии с рис. 20.5C, аналогичный трехфазный инвертор с источником напряжения, включающий шеститранзисторный мост, применен на рис. 20.12, рабочий конденсатор подключение к вспомогательной обмотке - единственное отличие по сравнению с рис. 20.8. В связи с внедрением рабочего конденсатора потребность в высоком напряжении во вспомогательной обмотке снижается, но надежность и срок службы двигателя могут быть поставлены под угрозу из-за использованного конденсатора.

Рис. 20.12. Схема инвертора источника трехфазного напряжения и SPIM использует рабочий конденсатор во вспомогательной обмотке.

Как и в предыдущем случае, основная обмотка SPIM подключается между точками подключения трехфазного инвертора a и b , а вспомогательная обмотка подключается к точкам подключения c и b . Напряжение основной обмотки и напряжение вспомогательной обмотки могут быть представлены в формулах.(20.9a), (20.9b).

В отличие от предыдущего случая без рабочего конденсатора во вспомогательной обмотке, поскольку рабочий конденсатор может сделать сопротивление вспомогательной обмотки емкостным, и в результате ток основной обмотки и ток вспомогательной обмотки имеют фазовый сдвиг примерно 90 градусов, и напряжение основной обмотки В, , , , основное , и напряжение вспомогательной обмотки, В, , , , вспомогательное напряжение , могут поддерживаться в фазе.Обратите внимание, что это сдвиг фазового угла может изменяться при разных скоростях, поскольку емкость вспомогательной обмотки зависит от частоты управления.

Блок управления для этого случая почти такой же, как и в предыдущем случае, показанном на рис. 20.9, поэтому для простоты он здесь повторяться не будет.

Аналогично модуляции напряжения в предыдущем случае, В основной и В вспомогательный можно получить на основе выходного напряжения трехфазного инвертора, как показано ниже:

(20.14) Va = Mcosω ∗ t + VDC / 2Vb = VDC / 2Vc = Acosω ∗ t + VDC / 2

, где M - амплитуда напряжения основной обмотки V main , A - амплитуда напряжения вспомогательной обмотки V aux , V DC - это напряжение промежуточного контура, а ω - регулируемая частота управляющих напряжений.

Затем, основываясь на формуле. (20.14), V main и V aux для SPIM с рабочим конденсатором во вспомогательной обмотке могут быть представлены как,

(20.15) Vmain = Va − Vb = Mcosω ∗ tVaux = Vc − Vb = Acosω ∗ t

Это можно наблюдать из уравнения. (20.15) что В основной и В вспомогательный имеют одинаковую частоту и находятся в фазе, что отличается от случая SPIM без рабочего конденсатора, описанного ранее. Однако с другой точки зрения, исходя из характеристик предложенной топологии с трехфазным инвертором, также можно гибко подавать различные напряжения переменного тока (включая изменение амплитуды и частоты) на основную обмотку и вспомогательную обмотку в соответствии с требования к эксплуатации.Такая гибкость управляющих напряжений может рассматриваться как преимущество привода переменного тока этого типа.

Рис. 20.13 показывает векторную диаграмму двух управляющих напряжений в формуле. (20.15). Как видно из рис. 20.13, максимальное пиковое напряжение как для В, , , , основного, , и В, , , , вспомогательного, , составляет 0,5 о.е. ( В DC /2, при условии, что В DC равно 1,0 о.е.). Эта характеристика модуляции накладывает определенные ограничения на производительность SPIM из-за ограниченного доступного напряжения промежуточного контура.

Рис. 20.13. Фазорная диаграмма двух управляющих напряжений В, , , , основное, , и В, , , , вспомогательное, , для SPIM с рабочим конденсатором.

Как создать вращающийся фазовый преобразователь для преобразования одной фазы в трехфазную

Если вы читаете это, то это, скорее всего, потому, что вы приобрели (или думаете о приобретении) списанное промышленное торговое оборудование, которое приводится в действие трехфазным двигателем, но в вашем магазине есть только однофазное питание.Если вы действительно не понимаете, в чем разница между трехфазным и однофазным, посмотрите здесь. Вы, наверное, слышали, что можно каким-то образом подключить трехфазный двигатель к однофазному току для выработки трехфазной энергии. Этот возможен, потому что асинхронный двигатель и индукционный генератор - это в основном одно и то же. Двигатель, который вы используете в качестве генератора (вращающийся фазовый преобразователь), называется холостым, и он должен иметь номинальную мощность на 20-30% выше, чем самый большой двигатель оборудования, которое вы будете использовать, и должен быть рассчитан на 220- 240 вольт.

Чтобы сделать простой вращающийся фазовый преобразователь из трехфазного двигателя

  • Подключите однофазное питание 230 В к клеммам (или проводам) питания T1 и T2 двигателя, который вы используете в качестве преобразователя.
  • Получите вращение (например, с веревкой, обернутой вокруг вала двигателя), чтобы запустить его - он не запустится сам по себе.
  • Отключите трехфазное питание от клемм T1, T2 и T3, чтобы запитать трехфазное торговое оборудование.

    Это действительно так просто, если вы понимаете ограничения такого простого устройства.

  • 1) Три ветви питания, которые вы подаете, не сбалансированы из-за их разных источников.
  • 2) Разделение фаз, которое должно составлять 120 градусов между всеми ветвями, также будет неправильным, потому что однофазное линейное напряжение на L1 и L2 разнесено на 180 градусов.
  • 3) Из-за несовершенного характера мощности, подаваемой как на двигатель оборудования, так и на холостой ход, ни один из них не будет работать с полной эффективностью - они будут меньше работать, станут более шумными, производят больше вибрации и тепла, будут потреблять больше энергии, и не прослужат так долго, как если бы они были снабжены надлежащим трехфазным питанием.
  • 4) Более сложная электроника (например, станки с ЧПУ) может быть повреждена таким грубым источником питания.
  • 5) Ваш местный инспектор норм может одобрить или не одобрить использование этого типа устройства.
  • Как бы то ни было, он по-прежнему будет работать, и есть вещи, которые решительный самодельщик (сделай сам) может сделать, чтобы улучшить работу системы, например, использовать рабочие конденсаторы между ножками L1-L3 и L2-L3 для выровнять баланс напряжений. Вы также должны использовать пусковой конденсатор, чтобы вам не приходилось вручную раскручивать холостой ход при запуске.Если вы будете использовать трехфазное питание только изредка и не обеспокоены другими ограничениями этого метода, возможно, это именно то, что вам нужно.

  • Добавьте выключатель пускателя магнитного двигателя - Магнитный выключатель содержит электромагнит, который удерживает выключатель во включенном положении при протекании тока и намного безопаснее как для оператора, так и для оборудования в случае сбоя питания, потому что после подачи питания восстановлено, оборудование останется выключенным, пока вы его не активируете.Это, очевидно, безопаснее для персонала магазина, но также помогает защитить оборудование и предотвратить возгорание. Правильный пускатель двигателя также защищает вращающийся фазовый преобразователь от перегрузки по току - автоматический выключатель не предназначен для использования в качестве переключателя включения / выключения или для защиты двигателей.
  • Добавьте пусковой конденсатор - Пусковой конденсатор должен иметь номинальное напряжение не менее 250 В и от 50 до 100 мкФ на номинальную мощность вашего холостого хода. Пусковой конденсатор (ы) находится между соединениями холостого хода T1 и T3.Вы можете подключить пусковой конденсатор через его собственный переключатель мгновенного действия или использовать клеммы мгновенного действия магнитного переключателя, чтобы включить его, или вы можете использовать конфигурацию самозапуска. В любом случае вы хотите, чтобы в цепи был только пусковой конденсатор, пока холостой ход не начнет вращаться. Существуют конфигурации, в которых один и тот же конденсатор используется как пусковой, так и рабочий конденсатор.
  • Добавьте рабочие конденсаторы - Преобразователь фазы будет нормально работать без рабочих конденсаторов, но он в некоторой степени повысит производительность и эффективность.Рабочие конденсаторы должны быть рассчитаны на продолжительную работу при высоком напряжении (330–370 В) и должны быть постоянно подключены между соединениями T1-T3 и T2-T3. Идеального баланса напряжений трудно достичь без какой-либо динамической регулировки, потому что разные состояния нагрузки потребуют разных конфигураций рабочих конденсаторов. Но в большинстве случаев для моторных нагрузок это не имеет особого значения. Как правило, просто используйте около 12-16 микрофарад на номинальную мощность холостого хода.
  • Безопасность прежде всего , само собой разумеется, что вы можете быть ранены или убиты высоковольтным электрооборудованием, или вы можете сжечь свой магазин или повредить оборудование, которое вы подключаете к зверю, подобному этому.Если в этом руководстве недостаточно информации, чтобы вы могли разобраться в деталях самостоятельно, вам, вероятно, следует пересмотреть этот проект.

    Подсказки

  • Чем выше номинальная мощность вашего холостого двигателя, тем лучше он будет работать, но также система будет потреблять больше тока и, следовательно, будет дороже в эксплуатации.
  • Если в вашем магазине несколько единиц оборудования, которые питаются от трехфазных двигателей, все двигатели, которые работают одновременно, будут действовать как вращающиеся преобразователи фазы и улучшат качество электроэнергии.Просто подключите их все, включая ваш холостой ход, через одну трехфазную вспомогательную панель и запитайте две ноги вспомогательной панели однофазным напряжением 240 - другая ветвь будет получать питание от фазового преобразователя и любых других двигателей, которые у вас работают на холостом ходу. Прервите все (включая холостой ход) с помощью прерывателя нормального размера для отдельных двигателей. Затем, если у вас есть одна часть оборудования, которая потребляет большой ток, вы можете запустить фазовый преобразователь, а затем запустить другой двигатель и дать ему поработать на холостом ходу в дополнение к фазовому преобразователю, в то время как вы используете оборудование с высоким потреблением тока.Излишне говорить, что вам необходимо учитывать все последствия для безопасности одновременного включения нескольких машин.
  • Бесплатной поездки не существует. Вы должны подавать достаточно однофазного тока для питания оборудования, которое вы используете, и для удовлетворения паразитного энергопотребления вращающегося фазового преобразователя (ов). Подбирайте провода и прерыватели соответственно.
  • Если вы собираетесь создать вращающийся фазовый преобразователь, сделайте его из высококачественного двигателя, чтобы он прослужил долго.Если возможно, вам нужен хороший большой двигатель TEFC с высококачественными герметичными подшипниками.
  • Конденсаторы дороги, но вы можете подключить их параллельно, чтобы получить необходимое значение - 3 конденсатора по 20 мФ, подключенные параллельно, эквивалентны одному конденсатору емкостью 60 мФ.
  • Использованные конденсаторы подойдут, если они заполнены маслом высокого качества. Дешевые колпачки для электролита со временем выходят из строя, поэтому избегайте использования таких колпачков.
  • Трехфазные двигатели, конденсаторы, корпуса и т. Д. (А также оборудование) часто можно купить у промышленных предприятий по переработке вторичного сырья за Крошечную долю от новой цены.

    Статьи по теме

  • В чем разница между трехфазным и однофазным электроснабжением?
  • Как собрать преобразователь фазы
  • Как собрать самозапускающийся преобразователь фазы
  • Еще одна статья о создании самозапускающегося фазового преобразователя - очень четко написана и иллюстрирована.
  • Классическая статья Джима Ханрахана о создании самодельных RPC
  • Электрические схемы стартера двигателя
  • - статья в базе знаний старых станков для деревообработки о переключателях стартера двигателя
  • Форум RPC для практических машиностроителей - Множество изображений и пользовательский опыт с домашними фазопреобразователями
  • Конденсаторный двигатель с расщепленной фазой

    Двигатель с конденсаторным запуском представляет собой модифицированный двигатель с расщепленной фазой.Конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, создает фазовый сдвиг примерно на 80 градусов между пусковой и рабочей обмоткой. Это значительно выше, чем 45 градусов двигателя с расщепленной фазой, и приводит к более высокому пусковому крутящему моменту. Двигатели с конденсаторным пуском обеспечивают более чем в два раза больший пусковой момент при пусковом токе на треть меньше, чем двигатель с расщепленной фазой. Как и двигатель с расщепленной фазой, конденсаторный пусковой двигатель также имеет пусковой механизм - механический центробежный переключатель или твердотельный электронный переключатель.Это отключает не только пусковую обмотку, но и конденсатор, когда двигатель достигает примерно 79% номинальной скорости.

    Двигатель с конденсаторным пуском дороже, чем сопоставимая конструкция с расщепленной фазой, из-за дополнительной стоимости пускового конденсатора. Однако диапазон применения намного шире из-за более высокого пускового момента и более низкого пускового тока. Работа конденсатора заключается в улучшении пускового момента, а не коэффициента мощности, поскольку он находится в цепи только в течение нескольких секунд в момент запуска.Конденсатор может стать источником неисправности, если он закорочен или разомкнут. Короткозамкнутый конденсатор приведет к протеканию чрезмерного количества тока через пусковую обмотку, в то время как разомкнутый конденсатор приведет к тому, что двигатель не запустится.

    Двухскоростные двигатели с конденсаторным пуском имеют провода, которые позволяют внешнее соединение для низких и высоких скоростей. На рисунке 48 показана электрическая схема типичного двухскоростного двигателя с конденсаторным пуском, намотанного с двумя наборами пусковой и рабочей обмоток. Для работы на низкой скорости 900 об / мин к источнику подключается 6-полюсный комплект пусковых и пусковых обмоток, а для высокоскоростных 1200 об / мин используется восьмиполюсный комплект.

    Двигатель с постоянным конденсатором не имеет ни центробежного переключателя, ни конденсатора, предназначенного только для запуска. Вместо этого он имеет рабочий конденсатор, постоянно включенный последовательно с пусковой обмоткой. Это делает пусковую обмотку вспомогательной обмоткой, когда двигатель достигает рабочей скорости. Поскольку рабочий конденсатор должен быть рассчитан на непрерывное использование, он не может обеспечить пусковой импульс конденсаторного двигателя. Типичные пусковые моменты для двигателей с постоянными конденсаторами низкие, от 30 до 150% от номинальной нагрузки, поэтому эти двигатели не подходят для приложений с трудным запуском.

    Двигатели с постоянными конденсаторами считаются наиболее надежными из однофазных двигателей, в основном потому, что не требуется пусковой выключатель. Ходовая и вспомогательная обмотки идентичны в этом типе двигателя, что позволяет реверсировать двигатель, переключая конденсатор с одной обмотки на другую.

    Однофазные двигатели вращаются в том направлении, в котором они пущены, поэтому какая бы обмотка ни имела подключенный конденсатор, будет управлять направлением. Двигатели с постоянными разделенными конденсаторами имеют широкий спектр применений, включая вентиляторы, воздуходувки с низким пусковым крутящим моментом и использование с прерывистой цикличностью, например регулирующие механизмы, приводы ворот и открыватели гаражных ворот, многие из которых также нуждаются в мгновенном реверсировании.Поскольку конденсатор используется постоянно, он также обеспечивает улучшение коэффициента мощности двигателя.

    Двигатель с конденсаторным пуском / конденсаторным питанием использует как пусковой, так и рабочий конденсаторы, расположенные в корпусе, подключенном к верхней части двигателя. Когда двигатель запускается, два конденсатора подключаются параллельно для создания большой емкости и пускового момента. Когда двигатель набирает обороты, пусковой выключатель отключает пусковой конденсатор от цепи. Пусковой конденсатор двигателя обычно электролитического типа, а рабочий конденсатор - маслонаполненного.Электролитический тип предлагает большую емкость по сравнению с его масляным аналогом. Важно отметить, что эти два конденсатора не взаимозаменяемы, поскольку электролитический конденсатор, используемый в цепи переменного тока более нескольких секунд, будет перегреваться.

    Двигатели с конденсаторным пуском / конденсаторным запуском работают при более низких токах полной нагрузки и более высоком КПД. Среди прочего, это означает, что они работают при более низкой температуре, чем другие типы однофазных двигателей сопоставимой мощности.Их главный недостаток - более высокая цена, что в основном связано с большим количеством конденсаторов и пусковым выключателем. Электродвигатели с конденсаторным пуском / конденсаторным запуском используются в широком диапазоне однофазных приложений, в первую очередь при пуске с высокими нагрузками, включая деревообрабатывающее оборудование, воздушные компрессоры, водяные насосы высокого давления, вакуумные насосы и другие приложения с высоким крутящим моментом. Они доступны в размерах от ½ до 25 лошадиных сил.

    Как запустить асинхронный двигатель с расщепленной фазой с трехфазным инвертором

    Есть несколько причин использовать трехфазный инвертор для работы однофазного асинхронного двигателя, включая изоляцию от сетей переменного тока, снижение пиковых токов и устранение пускового конденсатора.Мы опишем реализацию разомкнутого алгоритма управления В / Гц для запуска произвольного асинхронного двигателя с расщепленной фазой. Алгоритм реализован с использованием микросхемы управления двигателем IRMCF341 компании International Rectifier.

    Инвертирование моторных приводов увеличивается из-за государственного регулирования и соображений энергоэффективности. В случае моторных приводов эти факторы также подталкивают конструкции к двигателям переменного тока с переменной скоростью, в частности к двигателям с постоянными магнитами. Однако в некоторых случаях требования к конструкции требуют, чтобы асинхронный двигатель с расщепленной фазой оставался, но приводился в действие инвертором.Помимо возможной экономии энергии, инвертор может потребоваться для устранения пускового конденсатора, уменьшения пиковых токов или обеспечения изоляции от сетей переменного тока.

    Однофазные двигатели широко распространены, дешевы и надежны. Эти двигатели обычно имеют пусковую обмотку и рабочую обмотку, которые смещены на 90 ° друг относительно друга и включают в себя резистор или конденсатор для целей пуска. Часто пусковая обмотка отключается после запуска двигателя центробежным переключателем или термистором с положительным тепловым коэффициентом.Сохранение включенной пусковой обмотки может увеличить крутящий момент двигателя.

    В данном случае речь идет о холодильном компрессоре. В этой конструкции спецификации требовали, чтобы как пусковая, так и рабочая обмотки постоянно находились под напряжением во время работы двигателя. Начальные фазы требуют, чтобы двигатель работал только в разомкнутом контуре, без какой-либо обратной связи.

    ПЛАТФОРМА

    Аппаратной платформой для этой схемы управления является комплект эталонного проектирования International Rectifier IRMCS3043, который включает в себя ИС управления двигателем IRMCF343 и модуль трехфазного инвертора IRAMX16UP60A в конфигурации с одним шунтом.(Этот комплект также включает PFC, но он не использовался в этом эксперименте и здесь не показан.) Одиночный шунтирующий резистор обеспечивает измерение тока для защиты инвертора (а также для обратной связи по току для управления двигателем с обратной связью).

    Серия ИС управления двигателем IRMCF300 включает движок управления движением (MCE), который содержит аппаратно реализованный расчет управления двигателем, а также программируемый уровень для настраиваемых элементов алгоритма. Специальная программа определяется графическим пользовательским интерфейсом, в котором математические блоки и блоки управления могут быть соединены вместе для реализации проекта.Компилятор принимает блок-схему в качестве входных данных и выводит программу, которую можно запустить на MCE.

    На рис. 1 показаны компоненты системы и подключение к двигателю. Пусковой конденсатор был удален, и для управления однофазным асинхронным двигателем доступны три клеммы: пуск, работа и общий, соответствующие пусковой обмотке, рабочей обмотке и общей точке соединения между ними. Каждая клемма подключена к фазе инвертора.

    АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ

    При двух обмотках, не совпадающих по фазе на 90 ° друг с другом, оптимальный крутящий момент достигается за счет возбуждения катушек синусоидальными токами с одинаковым соотношением фаз.Однако инвертор подает напряжение на клеммы, и импедансы двигателя определяют амплитуду и фазу тока. Эти импедансы будут изменяться в зависимости от частоты и нагрузки привода, а также различаются между пусковой и пусковой обмотками. Следовательно, алгоритм управления должен обеспечивать произвольную амплитуду и фазу напряжения на каждой из двух обмоток.

    Для этого начните с рассмотрения напряжений, приложенных к каждой клемме в общей ситуации, когда V start ведет V run на π / 2 + θ, а Ï • не определено.Напряжения на клеммах:

    Итоговые напряжения на пусковой и рабочей обмотках теперь равны:

    .

    Эти напряжения имеют правильное фазовое соотношение друг с другом, так что при соотношении амплитуд напряжения:

    Теперь можно определить последний параметр Ï •:

    В этой конструкции напряжения, обеспечиваемые каждой фазой инвертора, равны, хотя токи могут не совпадать.

    Пока это просто тригонометрия.Напряжения на клеммах нарастают в зависимости от частоты В / Гц. Дополнительный компонент алгоритма повышения напряжения, полезный для достижения более высокого пускового момента, показан на Рис. 2 . Кроме того, можно указать начальную частоту для дальнейшего уточнения процесса запуска.

    На этом этапе структура управления может быть спроектирована и реализована в IRMCF343. Элемент управления был создан путем составления блок-схемы с использованием графической математической и контрольной библиотеки, которая является частью программного обеспечения для проектирования iMotion.Частота привода двигателя является входом для контроллера. Частота привода увеличивается с настраиваемой скоростью для генерации команды скорости. Команда скорости интегрирована, чтобы дать мгновенное опорное значение фазового угла напряжений привода. Амплитуда напряжения определяется параметрами усиления и усиления. Наконец, мгновенные фазные напряжения (и, следовательно, уровни модуляции инвертора) для каждого узла подключения двигателя генерируются путем поворота вектора на соответствующие углы. Настраиваемые параметры обеспечивают разность фазовых углов для общих и пусковых клемм.Уровни модуляции подаются на внутренний аппаратный модулятор IRMCF343 для создания управляющих сигналов инвертора.

    РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

    Описанный выше алгоритм управления был протестирован с использованием имеющегося в продаже компрессора, подключенного к замкнутой системе охлаждения, которая включала испарительный змеевик и змеевик конденсатора.

    После некоторых испытаний и настройки был достигнут набор параметров, позволяющих надежно запускать компрессор до 60 фунтов на квадратный дюйм на выпускном отверстии:

    V start / V run = 0.9

    В запустить = 200 В пик

    В повышение = 100 В пик

    V start ведущий Vrun на π / 2

    Изменение частоты привода от 30 до 60 Гц при 4 Гц / с

    Шина постоянного тока 300 В

    На рис. 3 показаны токи обмотки компрессора после нескольких минут работы. Токи имеют примерно правильное соотношение амплитуд. Змеевик испарителя постепенно остывает и собирает конденсат. Тем не менее, в эту систему можно внести много улучшений, которые обсуждаются ниже.

    Из Рис. 3 видно, что токи в обмотках не являются синусоидальными. Это может быть связано с характеристиками двигателя или с неоптимальными напряжениями привода. Чтобы разобраться в этом вопросе, потребуется подробное описание двигателя.

    Кроме того, токи обмоток не совсем смещены на 90 °. Манипулируя параметром TwoTheta, можно привести их в правильное фазовое соотношение.

    Максимальный пусковой момент в этой конструкции также является ограничением.При давлении на выходе выше 60 фунтов на квадратный дюйм двигатель не запускается надежно. Дальнейшая настройка параметров привода может улучшить это. Например, напряжение может возрасти до максимального значения, прежде чем достигнет максимальной частоты. Этого можно добиться путем добавления простого ограничения на модуляцию (и регулировки VHz_Gain). Другая возможность - увеличить повышающее напряжение, хотя в этом оборудовании это вызывает перегрузки по току.

    В этом алгоритме фиксируются фазовый угол и соотношение напряжений между пусковой и рабочей обмотками.Однако сопротивление обмоток зависит как от скорости, так и от нагрузки. Некоторое планирование параметров привода TwoTheta и TwoPhi может помочь гарантировать, что токи двигателя имеют правильное фазовое соотношение во всем диапазоне рабочих частот, что может увеличить пусковой момент и повысить эффективность.

    Что касается аппаратного обеспечения, инвертор может быть переработан, чтобы оптимизировать неравные токи, протекающие через каждую фазу.

    В качестве альтернативы, изменение конструкции двигателя может улучшить систему.Если бы пусковая и пусковая обмотки были идентичными, это облегчило бы переход к управлению по замкнутому контуру в будущем.

    Статьи по теме

    БТИЗ для трехуровневых инверторов могут удовлетворить потребности в энергоэффективной конструкции
    Когда мы говорим об эффективности, мы имеем в виду в основном электрический КПД.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *