Как правильно подключить трехфазный двигатель к сети 220В. Какие схемы подключения существуют. Как рассчитать емкость конденсатора для запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети. На что обратить внимание при подключении.
Особенности работы трехфазного двигателя от однофазной сети
Подключение трехфазного электродвигателя к однофазной сети 220В имеет ряд особенностей:
- Снижение мощности двигателя на 30-40%
- Ухудшение пусковых характеристик
- Необходимость использования пусковых и рабочих конденсаторов
- Возможность работы только при небольших нагрузках
- Повышенный нагрев обмоток
Поэтому подключение трехфазного двигателя к однофазной сети рекомендуется только как временная мера или при отсутствии возможности подключения к трехфазной сети.
Основные схемы подключения трехфазного двигателя к сети 220В
Существует несколько основных схем подключения трехфазного электродвигателя к однофазной сети:
1. Схема с рабочим конденсатором
Это самая простая схема, в которой используется только один рабочий конденсатор. Подходит для двигателей малой мощности до 0,5-1 кВт.
2. Схема с пусковым и рабочим конденсатором
В этой схеме используются два конденсатора — пусковой большой емкости и рабочий меньшей емкости. Пусковой конденсатор обеспечивает высокий пусковой момент и отключается после запуска. Подходит для двигателей мощностью до 2-3 кВт.
3. Схема с дросселем и конденсатором
В данной схеме вместо второго конденсатора используется дроссель. Это позволяет получить более симметричную трехфазную систему напряжений. Применяется для мощных двигателей свыше 3-5 кВт.
Расчет емкости конденсатора для запуска трехфазного двигателя
Для правильного подбора емкости пускового и рабочего конденсатора необходимо произвести расчет по формулам:
- Емкость пускового конденсатора (мкФ): Cпуск = 68000 * P / U2
- Емкость рабочего конденсатора (мкФ): Cраб = 0,5 * Cпуск
Где P — мощность двигателя в кВт, U — напряжение сети в вольтах.
Например, для двигателя мощностью 1,5 кВт и напряжении 220В:
- Cпуск = 68000 * 1,5 / 2202 = 210 мкФ
- Cраб = 0,5 * 210 = 105 мкФ
На что обратить внимание при подключении
При подключении трехфазного двигателя к однофазной сети важно учитывать следующие моменты:
- Правильно рассчитать и подобрать емкость конденсаторов
- Использовать конденсаторы на соответствующее рабочее напряжение
- Обеспечить надежное соединение всех контактов
- Не допускать длительной работы двигателя с полной нагрузкой
- Контролировать нагрев обмоток двигателя
При соблюдении этих рекомендаций можно обеспечить приемлемую работу трехфазного электродвигателя от сети 220В в течение ограниченного времени.
Преимущества и недостатки подключения трехфазного двигателя к однофазной сети
Подключение трехфазного электродвигателя к сети 220В имеет свои плюсы и минусы:
Преимущества:
- Возможность использования трехфазного двигателя при отсутствии трехфазной сети
- Простота подключения
- Низкая стоимость переделки по сравнению с покупкой нового однофазного двигателя
Недостатки:
- Снижение мощности и КПД двигателя
- Ухудшение пусковых характеристик
- Повышенный нагрев обмоток
- Вероятность выхода из строя при длительной работе с нагрузкой
- Необходимость периодической проверки состояния конденсаторов
Учитывая все плюсы и минусы, подключение трехфазного двигателя к однофазной сети оправдано только как временное решение или при невозможности использования трехфазного питания.
Альтернативные способы питания трехфазного двигателя
Помимо подключения к однофазной сети через конденсаторы, существуют и другие способы запитать трехфазный двигатель при отсутствии трехфазной сети:
1. Использование преобразователя частоты
Преобразователь частоты позволяет получить трехфазное напряжение из однофазного. При этом сохраняется полная мощность двигателя и появляется возможность регулировки скорости вращения.
2. Применение фазорасщепителя
Фазорасщепитель — это устройство, преобразующее однофазное напряжение в трехфазное. Позволяет получить симметричную трехфазную систему напряжений.
3. Использование генератора
При наличии бензинового или дизельного генератора с трехфазным выходом можно запитать трехфазный двигатель напрямую без потери мощности.
4. Замена на однофазный двигатель
В некоторых случаях проще и надежнее заменить трехфазный двигатель на аналогичный однофазный, если это позволяет конструкция оборудования.
Выбор оптимального способа питания трехфазного двигателя зависит от конкретных условий эксплуатации, требуемой мощности и финансовых возможностей.
Меры безопасности при работе с трехфазным двигателем от сети 220В
При подключении и эксплуатации трехфазного электродвигателя от однофазной сети необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
- Все работы по подключению проводить при полностью обесточенном оборудовании
- Использовать качественные комплектующие (провода, конденсаторы, клеммы)
- Обеспечить надежное заземление корпуса двигателя
- Не допускать перегрузки и длительной работы двигателя на полной мощности
- Периодически проверять состояние изоляции обмоток и температуру нагрева двигателя
- При появлении посторонних шумов, вибрации или запаха немедленно отключить питание
- Не оставлять работающий двигатель без присмотра на длительное время
Соблюдение этих простых правил позволит избежать поломки оборудования и обеспечит безопасность при эксплуатации.
Как подключить трехфазный двигатель через конденсаторы. Как правильно подобрать и рассчитать емкость конденсатора на трехфазный двигатель. Подключение электродвигателя без конденсаторов
Как известно, при включении трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть, по распространенным конденсаторным схемам: «треугольник», или «звезда», мощность двигателя используется только наполовину (в зависимости от применяемого двигателя).
Кроме того, затруднён запуск двигателя под нагрузкой.
В предлагаемой статье описан метод подключения двигателя без потери мощности.
Всегда выключайте двигатель и разряжайте конденсатор перед работой с цепью. Следует отметить, что невозможно создать идеальный баланс тока на трехфазном питании при подаче однофазной нагрузки. Следовательно, существует несколько различных способов получения однофазного выхода, каждый из которых может быть подходящим для разных обстоятельств.
Вот некоторые из возможных методов. Используя одну из фаз и нейтральный провод в трехфазной 4-проводной системе. Рассматривая один из фазных проводов и нейтрального провода и подключая их к нагрузке, однофазное питание может быть получено из 3-х фазного питания без какого-либо преобразования. В большинстве случаев он не соответствует требованиям нагрузки, поэтому он не является надежным. Поэтому практически мы используем другие методы для этого преобразования.
В различных любительских электромеханических станках и приспособлениях чаще всего используются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. К сожалению, трехфазная сеть в быту — явление крайне редкое, поэтому для их питания от обычной электрической сети любители применяют фазосдвигающий конденсатор, что не позволяет в полном объеме реализовать мощность и пусковые характеристики двигателя. Существующие же тринисторные «фазосдвигающие» устройства еще в большей степени снижают мощность на валу двигателей.
Это самый простой способ получения контролируемого однофазного выхода из трехфазного питания. Напротив, самый простой способ получения однофазного выхода из трехфазного питания — разместить однофазный трансформатор на двух фазах трехфазного питания. Эффект этой системы заключается в том, чтобы вытащить полный номинальный ток в две линии питания и нулевой ток в третьей строке. Выше этого уровня может потребоваться альтернативный метод для достижения лучшего баланса токов, протекающих в каждой из трех фаз.
Это трансформатор, построенный на двух внешних ножках сердечника трехфазного трансформатора. Первичные катушки соединены в соответствии с стандартным 3-фазным дельта-входом, но с отсутствующей катушкой В, а вторичные катушки соединены как стандартный 3-фазный выход звезды, снова с отсутствующей катушкой В.
Вариант схемы устройства запуска трехфазного электродвигателя без потери мощности приведен на рис. 1 .
Обмотки двигателя 220/380 В соединены треугольником, а конденсатор С1 включен, как обычно, параллельно одной из них. Конденсатору «помогает» дроссель L1, включенный параллельно другой обмотке. При определенном соотношении емкости конденсатора С1, индуктивности дросселя L1 и мощности нагрузки можно получить сдвиг фаз между напряжениями на трех ветвях нагрузки, равный точно 120°.
Первичный затем рисует тот же самый ток в двух линиях, а третья линия переносит этот ток в два раза. Это еще один популярный способ генерации однофазного питания от трехфазного питания на этот раз с использованием двух однофазных трансформаторов: «Основной трансформатор» и «Тизерный трансформатор». Основной трансформатор подключен к 2 из 3 линий питания 3 фазовой системы. Первичный трансформатор тизер соединен между центральным краном на первичной обмотке основного трансформатора и третьей подающей линией.
Основной коэффициент трансформатора эквивалентен 90% от номинальной нагрузки, а тизерный трансформатор — около 70%, что составляет в общей сложности 160% от номинальной нагрузки. Рейтинг трансформатора эквивалентен 120% от номинальной нагрузки. Разумеется, эксперты будут очень полезны, но они редки.
На рис. 2 приведена векторная диаграмма напряжений для устройства, представленного на рис. 1, при чисто активной нагрузке R в каждой ветви. Линейный ток Iл в векторном виде равен разности токов Iз и Ia, а по абсолютному значению соответствует величине Iф√3, где Iф=I1=I2=I3=Uл/R — фазный ток нагрузки, Uл=U1=U2=U3=220 В — линейное напряжение сети.
Это не работает со всеми двигателями! Это выглядит так. Большим преимуществом такого типа соединения является, конечно, то, что мне не нужен трехфазный ток. Недостатком является то, что при запуске двигателя при работе 230 В двигатель имеет гораздо меньшую мощность. Ясно, что почти отсутствует фаза.
В тех случаях, когда требуется высокий крутящий момент даже при запуске двигателя, может использоваться так называемый пусковой конденсатор, который включается только до тех пор, пока двигатель не достигнет номинальной скорости. Конденсаторы доступны всех размеров. Для определения правильного конденсатора применяется формула предохранителя.
К конденсатору С1 приложено напряжение Uc1=U2, ток через него равен Ic1 и по фазе опережает напряжение на 90°.
Аналогично к дросселю L1 приложено напряжение UL1=U3, ток через него IL1 отстает от напряжения на 90°.
При равенстве абсолютных величин токов Ic1 и IL1 их векторная разность при правильном выборе емкости и индуктивности может быть равной Iл.
Схема подключения «Треугольник»
Подключите конденсатор и двигатель. Двигатель имеет небольшую коробку, в которой расположены соединительные клеммы. Должно быть не менее 6 зажимов — т.е. резьб с гайками, примерно следующим образом. Эти клеммы являются клеммами обмоток двигателя. На терминалах, которые соединяют терминалы друг с другом, обычно имеются небольшие пластины. Для управления двигателем с дельта-соединением в этом случае тромбоциты должны быть подключены вертикально, то есть.
Электродвигатель в дельта-соединении с конденсатором. Соединительные кабели подключаются в соответствии со следующей схемой. Важно, чтобы угол и, следовательно, конденсатор либо были подключены непосредственно к металлическому корпусу двигателя, либо конденсатор заземлен над резьбой. Как видно на схеме, можно определить. должен ли двигатель быть правым или левым.
Сдвиг фаз между токами Ic1 и IL1 составляет 60°, поэтому треугольник из векторов Iл, Iс1 и IL1 — равносторонний, а их абсолютная величина составляет Iс1=IL1=Iл=Iф√3. В свою очередь, фазный ток нагрузки Iф=Р/ЗUL, где Р — суммарная мощность нагрузки.
Иными словами, если емкость конденсатора С1 и индуктивность дросселя L1 выбрать такими, чтобы при поступлении на них напряжения 220 В ток через них был бы равен Ic1=IL1=P/(√3⋅Uл)=P/380, показанная на рис. 1 цепь L1C1 обеспечит на нагрузке трехфазное напряжение с точным соблюдением сдвига фаз.
Меня всегда спрашивают клиенты о конденсаторах, которые хотели бы использовать трехфазный двигатель переменного тока с переменным током. Схема называется каменной кладкой. Но есть много неправильных идей. То, что каменка трехфазного двигателя переменного тока делает эквивалентный двигатель переменного тока, является, по-видимому, очень упрямой сказкой.
Трехфазный двигатель переменного тока, который не является трехфазным двигателем вообще
Не каждый мотор с конденсатором представляет собой трехфазный двигатель переменного тока, который был преобразован в переменный ток. Двигатели с конденсаторными двигателями почти всегда являются двигателями переменного тока, которые полностью отличаются от трехфазных двигателей. Электродвигатели переменного тока имеют рабочую обмотку и вспомогательную обмотку. Конденсатор соединен последовательно со вспомогательной обмоткой.
Таблица 1
P, Вт | IC1=IL1, A | C1, мкФ | L1, Гн |
---|---|---|---|
100 | 0.26 | 3.8 | 2.66 |
200 | 0.53 | 7.6 | 1.33 |
300 | 0.79 | 11.4 | 0.89 |
400 | 1.05 | 15.2 | 0.67 |
500 | 1.32 | 19.0 | 0.53 |
600 | 1.58 | 22.9 | 0.44 |
700 | 1.84 | 26.7 | 0.38 |
800 | 2.11 | 30.5 | 0.33 |
900 | 2.37 | 34.3 | 0.30 |
1000 | 2.63 | 38.1 | 0.27 |
1100 | 2.89 | 41.9 | 0.24 |
1200 | 3.16 | 45.7 | 0.22 |
1300 | 3.42 | 49.5 | 0.20 |
1400 | 3.68 | 53.3 | 0.19 |
1500 | 3.95 | 57.1 | 0.18 |
В табл. 1 приведены значения тока Ic1=IL1. емкости конденсатора С1 и индуктивности дросселя L1 для различных величин полной мощности чисто активной нагрузки.
Независимо от того, является ли это двигателем с переменным током, его можно увидеть на фирменной табличке или при просмотре клеммной коробки. Привод 3 или 4 версии двигателя, это двигатель переменного тока. В 3 версиях рабочая и вспомогательная обмотка подключена в обмотке двигателя.
Правильный трехфазный двигатель, каменная кладка и почему ничего хорошего
Многие считают, что можно просто повесить конденсатор на трехфазный двигатель, а двигатель работает как смазка с переменным током. Не зря, трехфазные двигатели переменного тока и двигатели переменного тока принципиально отличаются в конструкции обмотки двигателя. Трехфазный двигатель рассчитан на трехфазный ток, а не на переменный ток.
Реальная нагрузка в виде электродвигателя имеет значительную индуктивную составляющую. В результате линейный ток отстает по фазе от тока активной нагрузки на некоторый угол ф порядка 20…40°.
На шильдиках электродвигателей обычно указывают не угол, а его косинус — широко известный cosφ, равный отношению активной составляющей линейного тока к его полному значению.
С помощью схемы каменного камня трехфазный двигатель переменного тока может работать безопасно с переменным током. Это работает только условно, а не со всеми двигателями и всегда связано с довольно сильными потерями. Трехфазный двигатель в каменном контуре имеет около 30% потерь мощности и только очень низкий пусковой момент. Двигатели каменного бега под нагрузкой не ходят. Так, в обычном тексте, что такие двигатели работают только тогда, когда нагрузка не висит, маховик не должен вращаться и т.д.
В каком двигателе вообще работает каменная кладка?
С двигателями мощностью менее 2, 2 кВт можно попробовать свою удачу. Для двигателей, которые были соединены в треугольник с трехфазным током, в принципе это не так. Давайте посмотрим на двигатель, который работает в трехфазном соединении. Звездная точка нигде не связана. Напряжение 230 В задается формулой.
Индуктивную составляющую тока, протекающего через нагрузку устройства, показанного на рис. 1 , можно представить в виде токов, проходящих через некоторые катушки индуктивности Lн, подключенные параллельно активным сопротивлениям нагрузки (рис. 3,а) , или, что эквивалентно, параллельно С1, L1 и сетевым проводам.
Из рис. 3,б видно, что поскольку ток через индуктивность противофазен току через емкость, катушки индуктивности LH уменьшают ток через емкостную ветвь фазосдвигающей цепи и увеличивают через индуктивную. Поэтому для сохранения фазы напряжения на выходе фазосдвигающей цепи ток через конденсатор С1 необходимо увеличить и через катушку уменьшить
Теперь конденсатор входит в игру
Если мы возьмем двигатель так, как есть, зажмите конденсатор, а затем включите его, чего-то не хватает — а именно, большого напряжения. Из-за отсутствия большого напряжения потери мощности даже выше, чем уже огромные 30%. Лошадь не кормит, если вы ее не кормите.
Каменная кладка, как она работает
Поэтому нужно еще одно решение. Мотор должен быть подключен в дельта для каменной работы. Если это когда-нибудь случится. С контуром, как на картинке, мы дали двигателю напряжение, на которое оно было намотано. Камень каменоломни завершен. Двигатель должен работать.
Векторная диаграмма для нагрузки с индуктивной составляющей усложняется. Ее фрагмент, позволяющий произвести необходимые расчеты, приведен на рис. 4 .
Полный линейный ток Iл разложен здесь на две составляющие: активную Iлcosφ и реактивную Iлsinφ.
В результате решения системы уравнений для определения необходимых значений токов через конденсатор С1 и катушку L1:
Схема не всегда работает. Есть ряд двигателей, которые имеют только 3 обмотки для зажима. Точка звезды подключена в обмотке двигателя, и поворот не происходит. Поэтому переключение двигателя в дельту невозможно. Если у вас есть такой мотор, забудьте каменную кладку, если вы не хотите водить кухонный миксер с циркулярным пильным двигателем.
Насколько велика конденсатор?
Формула кулака составляет 70 мкФ на киловатт мощности двигателя. Каменная кладка — это чистое чрезвычайное решение, которое часто не может работать. Вы можете использовать его, если условия указаны на стороне двигателя, вы хотите запустить двигатели без нагрузки и принять 30% потери мощности.
IC1sin30° + IL1sin30° = Iлcosφ, IC1cos30° — IL1cos30° = Iлsinφ,
получаем следующие значения этих токов:
IC1 = 2/√3⋅Iлsin(φ+60°), IL1 = 2/√3⋅Iлcos(φ+30°).
При чисто активной нагрузке (φ=0) формулы дают ранее полученный результат Ic1=IL1=Iл.
На рис. 5 приведены зависимости отношений токов Ic1 и IL1 к Iл от cosφ, рассчитанные по этим формулам Для (cosφ = √3/2 = 0,87) ток конденсатора С1 максимален и равен 2/√3Iл = 1.15Iл, а ток дросселя L1 вдвое меньше.
Если у вас есть стандартный двигатель — размеры, фланцы, диаметры валов стандартизированы — следует скорее переключиться на двигатель переменного тока того же размера. Если у вас есть специальный двигатель и он не может принять потери мощности, все же существует вероятность того, что двигатель от трехфазного тока к переменному току. Электрические машины могут рассчитывать такие обмотки и соответственно наматывать двигатель.
Переключение и дельта-соединение на электродвигателе. Удивительно, но у многих пользователей по-прежнему возникают проблемы с назначением правильной схемы зажима для трехфазного двигателя. Во избежание ошибок здесь приводится краткое руководство. Когда двигатель запускается напрямую, то есть, без переключателя звезда-треугольник, существуют две возможности для схемы зажима: схема звезды и дельта-соединение. В принципе, если на двигателе присутствует два напряжения, то для более высокого напряжения должно использоваться соединение с звездой, а дельта-соединение для более низкого напряжения.
Этими же соотношениями с хорошей степенью точности можно пользоваться для типовых значений cosφ, равных 0,85…0,9.
Таблица 2
P, Вт | IC1, A | IL1, A | C1, мкФ | L1, Гн |
---|---|---|---|---|
100 | 0.35 | 0.18 | 5.1 | 3.99 |
200 | 0.70 | 0.35 | 10.2 | 2.00 |
300 | 1.05 | 0.53 | 15.2 | 1.33 |
400 | 1.40 | 0.70 | 20.3 | 1.00 |
500 | 1.75 | 0.88 | 25.4 | 0.80 |
600 | 2.11 | 1.05 | 30.5 | 0.67 |
700 | 2.46 | 1.23 | 35.6 | 0.57 |
800 | 2.81 | 1.40 | 40.6 | 0.50 |
900 | 3.16 | 1.58 | 45.7 | 0.44 |
1000 | 3.51 | 1.75 | 50.8 | 0.40 |
1100 | 3.86 | 1.93 | 55.9 | 0.36 |
1200 | 4.21 | 2.11 | 61.0 | 0.33 |
1300 | 4.56 | 2.28 | 66.0 | 0.31 |
1400 | 4.91 | 2.46 | 71.1 | 0.29 |
1500 | 5.26 | 2.63 | 76.2 | 0.27 |
В табл. 2 приведены значения токов IC1, IL1, протекающих через конденсатор С1 и дроссель L1 при различных величинах полной мощности нагрузки, имеющей указанное выше значение cosφ = √3/2.
Клеммная схема однофазных двигателей конденсации. В случае однофазных двигателей конденсации правильная схема зажима делает пользователя, а также экспертов по электричеству проблематичным, что неизбежно приводит к неправильным схемам, возникающим в результате сбоев машины. В начале следует отметить, что в этом типе двигателей обычно выводятся четыре линии из двигателя. Если четыре провода направляются от двигателя, двигатель может быть переключен для обоих направлений вращения. В этом случае прежде всего необходимо определить, какие две линии относятся к основной обмотке, которые относятся к вспомогательной обмотке.
Для такой фазосдвигающей цепи используют конденсаторы МБГО, МБГП, МБГТ, К42-4 на рабочее напряжение не менее 600 В или МБГЧ, К42-19 на напряжение не менее 250 В.
Дроссель проще всего изготовить из трансформатора питания стержневой конструкции от старого лампового телевизора. Ток холостого хода первичной обмотки такого трансформатора при напряжении 220 В обычно не превышает 100 мА и имеет нелинейную зависимость от приложенного напряжения.
Если обозначение доступно, рисунок ниже. Если никакие обозначения не доступны или больше не разборчивы, вопрос становится более сложным. Тем не менее, правильное распределение кабелей должно быть выполнено для правильной проводки двигателя. Это непросто и не всегда понятно. В качестве небольшой помощи можно сказать, что основное развитие обычно имеет более низкое сопротивление, чем вспомогательная обмотка. Как правило, сопротивление вспомогательной обмотки примерно в два раза превышает сопротивление основной обмотки.
Для обеспечения безопасности в Эрлангене двигатель следует оценивать с точки зрения рабочего и пускового поведения в отношении общего потребления тока и, если применимо, текущего потребления вспомогательной и основной разработки. В случае неопределенности обратитесь к местному строителю электрических машин.
Если же в магнитопровод ввести зазор порядка 0,2…1 мм, ток существенно возрастет, а зависимость его от напряжения станет линейной.
Сетевые обмотки трансформаторов ТС могут быть соединены так, что номинальное напряжение на них составит 220 В (перемычка между выводами 2 и 2″), 237 В (перемычка между выводами 2 и 3″) или 254 В (перемычка между выводами 3 и 3″). Сетевое напряжение чаще всего подают на выводы 1 и 1″. В зависимости от вида соединения меняются индуктивность и ток обмотки.
В табл. 3 приведены значения тока в первичной обмотке трансформатора ТС-200-2 при подаче на нее напряжения 220 В при различных зазорах в магнитопроводе и разном включении секций обмоток.
Сопоставление данных табл. 3 и 2 позволяет сделать вывод, что указанный трансформатор можно установить в фазосдвигающую цепь двигателя с мощностью примерно от 300 до 800 Вт и, подбирая зазор и схему включения обмоток, получить необходимую величину тока.
Индуктивность изменяется также в зависимости от синфазного или противофазного соединения сетевой и низковольтных (например, накальных) обмоток трансформатора.
Максимальный ток может несколько превышать номинальный ток в рабочем режиме. В этом случае для облегчения теплового режима целесообразно снять с трансформатора все вторичные обмотки, часть низковольтных обмоток можно использовать для питания цепей автоматики устройства, в котором работает электродвигатель.
Таблица 3
Зазор в магнитопроводе, мм | Ток в сетевой обмотке, A, при соединении выводов на напряжение, В | ||
---|---|---|---|
220 | 237 | 254 | |
0.2 | 0.63 | 0.54 | 0.46 |
0.5 | 1.26 | 1.06 | 0.93 |
1 | — | 2.05 | 1.75 |
В табл. 4 приведены номинальные величины токов первичных обмоток трансформаторов различных телевизоров и ориентировочные значения мощности двигателя, с которыми их целесообразно использовать фазосдвигающую LC-цепь следует рассчитывать для максимально возможной нагрузки электродвигателя.
Таблица 4
Трансформатор | Номинальный ток, A | Мощность двигателя, Вт |
---|---|---|
ТС-360М | 1.8 | 600…1500 |
ТС-330К-1 | 1.6 | 500…1350 |
СТ-320 | 1.6 | 500…1350 |
СТ-310 | 1.5 | 470…1250 |
ТСА-270-1, ТСА-270-2, ТСА-270-3 | 1.25 | 400…1250 |
ТС-250, ТС-250-1, ТС-250-2, ТС-250-2М, ТС-250-2П | 1.1 | 350…900 |
ТС-200К | 1 | 330…850 |
ТС-200-2 | 0.95 | 300…800 |
ТС-180, ТС-180-2, ТС-180-4, ТС-180-2В | 0.87 | 275…700 |
При меньшей нагрузке необходимый сдвиг фаз уже не будет выдерживаться, но пусковые характеристики по сравнению с использованием одного конденсатора улучшатся.
Экспериментальная проверка проводилась как с чисто активной нагрузкой, так и с электродвигателем.
Функции активной нагрузки выполняли по две параллельно соединенных лампы накаливания мощностью 60 и 75 Вт, включенные в каждую нагрузочную цепь устройства (см рис. 1) , что соответствовало общей мощности 400 Вт В соответствии с табл. 1 емкость конденсатора С1 составляла 15 мкф Зазор в магнитопроводе трансформатора ТС-200-2 (0,5 мм) и схема соединения обмоток (на 237 В) были выбраны из соображений обеспечения необходимого тока 1,05 А.
Измеренные на нагрузочных цепях напряжения U1, U2, U3 отличались друг от друга на 2…3 В, что подтверждало высокую симметрию трехфазного напряжения.
Эксперименты проводились также с трехфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором АОЛ22-43Ф мощностью 400 Вт. Он работал с конденсатором С1 емкостью 20 мкф (кстати, такой же, как и при работе двигателя только с одним фазосдвигающим конденсатором) и с трансформатором, зазор и соединение обмоток которого выбраны из условия получения тока 0,7 А.
В результате удалось быстро запустить двигатель без пускового конденсатора и заметно увеличить крутящий момент, ощущаемый при торможении шкива на валу двигателя.
К сожалению, провести более объективную проверку затруднительно, поскольку в любительских условиях практически невозможно обеспечить нормированную механическую нагрузку на двигатель.
Следует помнить, что фазосдвигающая цепь — это последовательный колебательный контур, настроенный на частоту 50 Гц (для варианта чисто активной нагрузки), и без нагрузки подключать к сети эту цепь нельзя.
За счет простой конструкции и легкости обслуживания асинхронные электрические двигатели находят широкое применение практически в любой сфере от промышленных предприятий до бытовой техники. Из-за особенности рабочего принципа они по-разному подключаются к трехфазным и однофазным электросетям.
Принцип работы
Асинхронный трехфазный электродвигатель представляет собой конструкцию из двух основных компонентов: статора – большого неподвижного элемента, служащего одновременно и корпусом двигателя, и ротора – подвижной детали, передающей механическую энергию на вал. Читайте более подробно о в отдельной статье. Очень рекомендуем сделать это, т.к. информация там может быть полезна в работе!
Коротко, статор представляет собой корпус, внутри которого находится сердечник или магнитопровод. Внешне он похож на беличье колесо и собирается из электротехнической стали, изолированный с помощью нанесения специального лака. Такая конструкция снижает количество вихревых токов, появляющихся при воздействии с круговым магнитным полем двигателя. В пазах сердечника располагаются три обмотки, на которые подается питание.
Ротор представляет собой шихтованный сердечник и вал. Стальные листы, используемые в роторном сердечнике, не обрабатываются лаком-изолятором. Обмотка ротора – короткозамкнутая.
Рассмотрим принцип действия этой конструкции. После подачи энергии на асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на фиксированных обмотках статора создается магнитное поле. При подключении к сети с синусоидальным переменным током, характер поля будет изменяться с изменением показателей сети. Поскольку обмотки статора смещены относительно друг друга не только в пространстве, но и во времени, возникают три магнитных потока со смещением, в результате взаимодействия которых возникает вращающееся результирующее поле, проводящее ротор в движение.
Несмотря на то, что фактически ротор неподвижен, вращение магнитных полей на обмотках статора создает относительно вращение, что и приводит его в движение. Результирующее поле, «собранное» потоками обмоток, в процессе вращения наводит электродвижущую силу в проводники ротора. Согласно правилу Ленца, основное поле буквально пытается догнать поток на обмотках с целью сокращения относительной скорости.
Асинхронные двигателя относятся к электрическим машинам и, следовательно, могут использоваться не только в качестве моторов, но и как генераторы. Для этого необходимо, чтобы вращение ротора осуществлялось через некий внешний источник энергии, например, через другой двигатель или воздушную турбину. При наблюдении остаточного магнетизма на роторе, то в обмотках статора также будет генерироваться переменный поток, что приведет к получению напряжения на них за счет принципа индукции. Такие генераторы называют индукционными, они находят в бытовой и хозяйственной сфере для обеспечения бесперебойной работы непостоянных сетей переменного тока.
Подключение к однофазной сети через конденсатор
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети невозможно в чистом виде, без изменения схемы питания. Дело в том, что для создания вращающегося магнитного потока необходимо наличие как минимум двух обмоток со сдвигом по фазе, за счет которого и создает относительное движение статора. Если мотор подключить к бытовой однофазной сети напрямую, подав питание на одну из обмоток статора, он не будет работать. Это связано с тем, что одна работающая фаза создает пульсирующее поле, которое может обеспечивать движение вращающегося ротора, но не способно запустить его.
Для решения этой проблемы в двигателе размещается дополнительная обмотка под углом в 90˚ относительно основной, в цепь которой последовательно включен фазосмещающий элемент. В этом качестве могут выступать резисторы, индукционные катушки и другие устройства, однако лучшую эффективность показало применение конденсаторов.
Дополнительная обмотка, создаваемая с помощью конденсаторов, чаще всего выступает в роли пускателя двигателя, поэтому её называют пусковой. По достижении определенной температуры и скорости вращения вала срабатывает переключатель, размыкающий цепь. После этого работа двигателя обеспечивает взаимодействием между ротором и пульсирующим полем рабочей обмотки, как уже было описано выше.
Для обеспечения максимальной эффективности работы необходимо использование конденсаторов, чья ёмкость подходит под сетевые показатели. Кроме того, нередко в таких двигателях используется магнитный пускатель или реле тока для автоматического управления рабочим процессом. В видео ниже, будет и про магнитный пускатель.
Функциональные особенности подключения асинхронного двигателя с одним конденсатором отличаются хорошими пусковыми характеристиками, но сравнительно небольшой мощностью. Поскольку частота бытовой сети с напряжением 220 В составляет 50 Гц, такие моторы не могут вращаться со скоростью более 3000 об/мин. Это сокращает сферу их использования до бытовых приборов: пылесосов, холодильников, триммеров, блендеров и т.д.
Очень настоятельно рекомендуем посмотреть два видео ролика в этом разделе (одно сверху, другое снизу), т.к. наглядное пособие, может быть крайне полезным.
Подключение без конденсатора
Для подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без использования конденсаторов существуют две популярные схемы. Для обеспечения работы двигателя берутся синисторы с разнополярными импульсами управления и симметричный динистор.
Первая схема предназначена для электродвигателей с величиной номинального вращения от 1500 об/мин. В качестве фазосмещающего элемента выступает специальная цепочка. Схема соединения обмоток статора – треугольник.
Необходимо создать сдвинутое напряжение на конденсаторе путем изменения сопротивления. После того, как напряжение конденсатора достигнет нужного уровня, динистор переключится и включит заряженный конденсатор в схему запуска.
Вторая схема подходит для электродвигателей с большим пусковым сопротивлением или номинальной скоростью вращения от 3000 об/мин.
Очевидно, в данной ситуации необходимо создать сильный пусковой момент. Именно по этой причине в машинах этого типа для подключения статорных обмоток используется треугольник. Вместо фазосдвигающих конденсаторов в этой схеме применяются электронные ключи. Первый из них последовательно включается в цепь рабочей фазы, а второй – параллельно. В результате этой хитрости создается опережающий сдвиг тока. Однако данный способ эффективен только для двигателей 120˚ электрическим смещением.
Трехфазный электромотор можно подключить с помощью тиристорного ключа. Это, пожалуй, самый простой и эффективный способ подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без конденсаторов. Принцип его действия таков: ключ остается закрытым во время максимального сопротивления. Благодаря этому создается наибольший фазовый сдвиг и, соответственно, пусковой момент. По мере ускорения вала сопротивление снижается до оптимального уровня, сохраняющего сдвиг по фазе в пределах значения, обеспечивающего работу двигателя.
При наличии тиристорного ключа можно и вовсе отказаться от конденсаторов – он демонстрирует лучшие рабочие и пусковые характеристики даже для двигателей мощностью более 2 кВт.
Реверс электродвигателя в однофазной сети
При подключении асинхронного двигателя в сеть с однофазным током управлять реверсом (обратным вращением) ротора можно с помощью третьей обмотки. Для этого необходим тумблер или аналогичный двухпозиционный переключатель. Сначала с ним через конденсатор соединяется третья обмотка. Два контакта тумблера подключаются к двум другим обмоткам. Такая простая схема позволит управлять направлением вращения, переводя переключатель в нужное положение.
Подключение к трехфазной сети двигателя с короткозамкнутым ротором
Самыми эффективными и часто используемыми способами подключения асинхронного двигателя к трехфазной сети являются так называемые звезда и треугольник.
В конструкции двигателя с короткозамкнутым ротором есть всего шесть контактов обмоток – по три на каждой. Для того чтобы подключить асинхронный двигатель звездой необходимо соединить концы обмоток в одном месте, подобно лучам звезды. Примечательно, что в такой схеме напряжение у начал обмоток составляет 380 В, а на участке цепи, пролегающем между их соединением и местом подключения фаз – 220 В. Возможность включения двигателя данным методом указывается на его бирке символом Y.
Главное достоинство этой схемы в том, что она предотвращает возникновение перегрузок по току на электродвигателе при условии использования четырехполюсного автомата. Машина запускает плавно, без рывков. Недостаток схемы в том, что пониженное напряжение на каждой из обмоток не дает двигателю развивать максимальную мощность.
Если электродвигатель с короткозамкнутым ротором был подключен по схеме звезда, это можно заметить по общей перемычке на концах обмоток.
Для обеспечения предельной рабочей мощности трехфазного электродвигателя его подключают к сети треугольником. В этой схеме обмотки статора соединяются друг с другом по принципу конец-начало. При питании от трехфазной сети нет необходимости в соединении с рабочим нулем. Напряжение на участках цепи между выводами будет равняться 380 В. На табличке двигателя, подходящего для подключения треугольников, изображается символ ∆. Иногда производитель даже указывает номинальную мощность при использовании той или иной схемы.
схема подключения «треугольник»
Главный недостаток треугольника – пусковые токи слишком большой величины, которые иногда перегружают проводку и выводят её из строя. В качестве оптимального решения изредка создают комбинированную схему, в которой запуск и набор скорости происходит при «звезде», а затем обмотки переключают на «треугольник».
Подключение с фазным ротором
Асинхронные электродвигатели с фазным ротором имеют высокие пусковые и регулировочные характеристики, благодаря чему применяются в высокомощных машинах и приборах малой мощности. Конструктивно этот асинхронный двигатель отличается от обычного трехфазного тем, что на роторе есть своя трехфазная обмотка со сдвинутыми катушками.
Для подключения электродвигателей с фазным ротором применяются описанные выше схемы звезда и треугольник (для 380 В и 220 В сетей соответственно). Стоит заметить, что для того или иного двигателя может быть использована только одна схема, указанная в паспорте. Пренебрежение этим требованием может привести к сгоранию мотора.
Соединение обмоток в клеммной коробке производится так же, как на схемах из предыдущего способа. Изменение рабочих характеристик так же закономерно: треугольник выдает практически в полтора раза большую мощность, а звезда, в свою очередь, мягче функционирует и управляется.
В отличие от моделей с короткозамкнутым ротором, асинхронный двигатель с трехфазным ротором имеет более сложную конструкцию, но это позволяет получать улучшенные пусковые характеристики и обеспечивать плавную регулировку вращения. Используются такие машины в оборудовании, требуемом регулировки частоты вращения и запускаемом под нагрузкой, к примеру, в крановых механизмах.
В трёхфазной сети обычно есть 4 провода (3 фазы и ноль). Может быть ещё отдельный провод «земля». Но бывают и без нулевого провода. Как определить напряжение в вашей сети? В сетях 220/380 В напряжение между фазами (U1, U2 и U3) будет равно 380 В, а напряжение между нолём и фазой (U4, U5 и U6) будет равно 220 В. Возможные схемы подключения обмоток электродвигателейАсинхронные электродвигатели имеют три обмотки, каждая из которых имеет начало и конец и соответствует своей фазе. Системы обозначения обмоток могут быть разными. В современных электродвигателях принята система обозначения обмоток U, V и W, а их выводы обозначают цифрой 1 начало обмотки и цифрой 2 – её конец, то есть обмотка U имеет два вывода: U1 и U2, обмотка V – V1 и V2, а обмотка W – W1 и W2. Однако до сих пор ещё в эксплуатации находятся старые асинхронные двигатели, сделанные во времена СССР и имеющие старую советскую систему маркировки. В них начала обмоток обозначаются C1, C2, C3, а концы — C4, C5, C6. Значит, первая обмотка имеет выводы C1 и C4, вторая — C2 и C5, а третья — C3 и C6. Обмотки трёхфазных электродвигателей можно подключать по двум различным схемам: звездой (Y) или треугольником (Δ). Подключение электродвигателя по схеме звездаНазвание схемы подключения обусловлено тем, что при соединении обмоток по данной схеме (см. рисунок справа), визуально это напоминает трёхлучевую звезду. Как видно из схемы подключения электродвигателя, все три обмотки своим одним концом соединены вместе. При таком подключении (сеть 220/380 В), к каждой обмотке отдельно подходит напряжение 220 В, а к двум обмоткам, соединённым последовательно, – напряжение 380 В. Основным преимуществом подключения электродвигателя по схеме звезда являются небольшие пусковые токи, так как напряжение питания 380 В (межфазное) потребляют сразу 2 обмотки, в отличие от схемы «треугольник». Но при таком подключении мощность питаемого электродвигателя ограничена (главным образом из экономических соображений): обычно по звезде включают относительно слабые электродвигатели. Подключение электродвигателя по схеме треугольникНазвание этой схемы также идёт от графического изображения (см. правый рисунок): Как видно из схемы подключения электродвигателя – «треугольник», обмотки подключаются последовательно друг к другу: конец первой обмотки соединяется с началом второй и так далее. То есть к каждой обмотке будет приложено напряжение 380 В (при использовании сети 220/380 В). В этом случае по обмоткам течёт больший ток, по треугольнику обычно включают двигатели большей мощности, чем при соединении по звезде (от 7,5 кВт и выше). Подключение электродвигателя к трёхфазной сети на 380 ВПоследовательность действий такова: 1. Для начала выясняем, на какое напряжение рассчитана наша сеть. (~ 1, 220В)
(~ 3, Y, 380В) Двигатель для трехфазной сети 3. После идентификации параметров сети и параметров электрического подключения электродвигателя (звезда Y /треугольник Δ), переходим к физическому электрическому подключению электродвигателя. Эти устройства при включении подают напряжение сразу на все 3 фазы. Мы рекомендуем ставить именно автомат защиты электродвигателя серии MS, так как его можно настроить в точности на рабочий ток электродвигателя, и он будет чутко отслеживать его повышение в случае перегрузки. Это устройство в момент пуска даёт возможность некоторое время работать на повышенном (пусковом) токе, не отключая двигатель. Использование пускателя Устройство электромагнитного пускателя: Магнитный пускатель устроен достаточно просто и состоит из следующих частей: (1) Катушка электромагнита При подаче питания на катушку, рама (3) с контактами (4) опускается и замыкает свои контакты на соответствующие неподвижные контакты (5). Типовая схема подключения электродвигателя с использованием пускателя: При выборе пускателя следует обращать внимание на напряжение питания катушки магнитного пускателя и покупать его в соответствии с возможностью подключения к конкретной сети (например, если у вас есть только 3 провода и сеть на 380 В, то катушку нужно брать на 380 В, если у вас сеть 220/380 В, то катушка может быть и на 220 В). 5. Проконтролировать, в правильную ли сторону крутится вал. Как подключить поплавковый выключатель к трёхфазному насосуИз всего вышеописанного становится понятно, что для управления трёхфазным электродвигателем насоса в автоматическом режиме с использованием поплавкового выключателя НЕЛЬЗЯ просто разрывать одну фазу, как это делается с монофазными двигателями в однофазной сети. Самый простой способ – использовать для автоматизации магнитный пускатель. Подключение электродвигателя к однофазной сети 220 ВОбычно для подключения к однофазной сети 220В используются специальные двигатели, предназначенные для подключения именно к такой сети, и вопросов с их питанием не возникает, т.к. для этого просто требуется вставить вилку (большинство бытовых насосов оснащены стандартной вилкой Шуко) в розетку Иногда требуется подключение трехфазного электродвигателя к сети 220 В (если, например, нет возможности провести трехфазную сеть). Максимально возможная мощность электродвигателя, который можно включить в однофазную сеть 220 В, составляет 2,2 кВт. Самый простой способ – подключить электродвигатель через частотный преобразователь, рассчитанный на питание от сети 220 В. Следует помнить, что частотный преобразователь на 220 В, выдает на выходе 3 фазы по 220 В. То есть подключить к нему можно только электродвигатель, который имеет напряжение питания на 220 В трёхфазной сети (обычно это двигатели с шестью контактами в распаячной коробке, обмотки которых можно подключить как по звезде, так и по треугольнику). В данном случае требуется подключение обмоток по треугольнику. Возможно ещё более простое подключение трехфазного электродвигателя в сеть 220 В с использованием конденсатора, но такое подключение приведёт к потере мощности электродвигателя приблизительно на 30%. Третья обмотка запитывается через конденсатор от любой другой. Данный тип подключения мы рассматривать не будем, так как нормально с насосами такой способ не работает (либо при старте двигатель не запускается, либо электродвигатель перегревается из-за снижения мощности). Использование частотного преобразователяВ настоящее время достаточно активно все стали применять частотные преобразователи для управления частотой вращения (оборотами) электродвигателя. Это позволяет не только экономить электроэнергию (например, при использовании частотного регулирования насосов для подачи воды), но и управлять подачей насосов объёмного типа, превращая их в дозировочные (любые насосы объёмного принципа действия). Но очень часто при использовании частотных преобразователей не обращают внимания на некоторые нюансы их применения: Регулировка частоты, без доработки электродвигателя, возможна в пределах регулировки частоты +/- 30% от рабочей (50 Гц), Из-за того, что не обращают внимания при проектировании установок на такие «мелочи», очень часто электродвигатели выходят из строя. Для работы на низкой частоте ОБЯЗАТЕЛЬНО требуется установка дополнительного вентилятора принудительного охлаждения электродвигателя. Вместо крышки вентилятора устанавливается вентилятор принудительного охлаждения (см. фото). В этом случае, даже при снижении оборотов вала основного двигателя, Мы имеем большой опыт модернизации электродвигателей для работы на низкой частоте. Данные насосы используются в качестве дозирующих насосов на пищевом производстве. Надеемся, что данная статья поможет вам правильно подключить электродвигатель к сети самостоятельно (ну или хотя бы понять, что перед вами не электрик, а «специалист широкого профиля»). Технический директор |
Как трехфазный двигатель подключить на 220 видео
Вы увидите в нашем онлайн видео то, как подключается электрический двигатель на 380 Вольт по схеме соединения обмоток «Звезда».
Подключить трехфазный электродвигатель на 380 Вольт своими руками не тяжело, но помните, что все работы проводятся только после отключения напряжения!
Опытный электрик расскажет про то, на что стоит обратить внимание при подключении электродвигателя и как изменить его направление вращения в обратную сторону при необходимости.
Рекомендую после просмотра видео дополнительно прочитать по этой теме наши статьи:
Многие хозяева, особенно владельцы частных домов или дач, используют оборудование с двигателями на 380 В, работающими от трехфазной сети. Если к участку подведена соответствующая схема питания, то никаких сложностей с их подключением не возникает. Однако довольно часто возникает ситуация, когда питание участка осуществляется только одной фазой, то есть подведено лишь два провода – фазный и нулевой. В таких случаях приходится решать вопрос, как подключить трехфазный двигатель к сети 220 вольт. Это можно сделать различными способами, однако следует помнить, что подобное вмешательство и попытки изменить параметры, приведет к падению мощности и снижению общей эффективности работы электродвигателя.
Подключение 3х фазного двигателя на 220 без конденсаторов
Как правило, схемы без конденсаторов применяются для запуска в однофазной сети трехфазных двигателей малой мощности – от 0,5 до 2,2 киловатта. Времени на запуск тратится примерно столько же, как и при работе в трехфазном режиме.
В этих схемах применяются симисторы, под управлением импульсов с различной полярностью. Здесь же присутствуют симметричные динисторы, подающие сигналы управления в поток всех полупериодов, имеющихся в питающем напряжении.
Существует два варианта подключения и запуска. Первый вариант используется для электродвигателей, с частотой оборотов менее чем 1500 в минуту. Соединение обмоток выполнено треугольником. В качестве фазосдвигающего устройства используется специальная цепочка. Путем изменения сопротивления, на конденсаторе образуется напряжение, сдвинутое на определенный угол относительно основного напряжения. При достижении в конденсаторе уровня напряжения необходимого для переключения, происходит срабатывание динистора и симистора, вызывающее активацию силового двунаправленного ключа.
Второй вариант используется при запуске двигателей, частота вращения которых составляет 3000 об/мин. В эту же категорию входят устройства, установленные на механизмах, требующих большого момента сопротивления во время запуска. В этом случае необходимо обеспечение большого пускового момента. С этой целью в предыдущую схему были внесены изменения, и конденсаторы, необходимые для сдвига фаз, были заменены двумя электронными ключами. Первый ключ последовательно соединяется с фазной обмоткой, приводя к индуктивному сдвигу тока в ней. Подключение второго ключа – параллельное фазной обмотке, что способствует образованию в ней опережающего емкостного сдвига тока.
Данная схема подключения учитывает обмотки двигателя, смещенные в пространстве между собой на 120 0 С. При настройке определяется оптимальный угол сдвига тока в обмотках фаз, обеспечивающий надежный пуск устройства. При выполнении этого действия вполне возможно обойтись без каких-либо специальных приборов.
Подключение электродвигателя 380в на 220в через конденсатор
Для нормального подключения следует знать принцип действия трехфазного двигателя. При включении в трехфазную сеть, по его обмоткам в разные моменты времени поочередно начинает идти ток. То есть в определенный отрезок времени ток проходит через полюса каждой фазы, создавая так же поочередно магнитное поле вращения. Он оказывает влияние на обмотку ротора, вызывая вращение путем подталкивания в разных плоскостях в определенные моменты времени.
При включении такого двигателя в однофазную сеть, в создании вращающегося момента будет участвовать только одна обмотка и воздействие на ротор в этом случае происходит только в одной плоскости. Такого усилия совершенно недостаточно для сдвига и вращения ротора. Поэтому для того чтобы сдвинуть фазу полюсного тока, необходимо воспользоваться фазосдвигающими конденсаторами. Нормальная работа трехфазного электродвигателя во многом зависит от правильного выбора конденсатора.
Расчет конденсатора для трехфазного двигателя в однофазной сети:
- При мощности электродвигателя не более 1,5 кВт в схеме будет достаточно одного рабочего конденсатора.
- Если же мощность двигателя свыше 1,5 кВт или он испытывает большие нагрузки во время запуска, в этом случае выполняется установка сразу двух конденсаторов – рабочего и пускового. Их подключение осуществляется параллельно, причем пусковой конденсатор нужен только для запуска, после чего происходит его автоматическое отключение.
- Управление работой схемы производится кнопкой ПУСК и тумблером отключения питания. Для запуска двигателя нажимается пусковая кнопка и удерживается до тех пор, пока не произойдет полное включение.
В случае необходимости обеспечить вращение в разные стороны, выполняется установка дополнительного тумблера, переключающего направление вращения ротора. Первый основной выход тумблера подключается к конденсатору, второй – к нулевому, а третий – к фазному проводу. Если подобная схема способствует падению мощности или слабому набору оборотов, в этом случае может потребоваться установка дополнительного пускового конденсатора.
Подключение 3х фазного двигателя на 220 без потери мощности
Наиболее простым и эффективным способом считается подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть путем подключения третьего контакта, соединенного с фазосдвигающим конденсатором.
Наибольшая выходная мощность, которую возможно получить в бытовых условиях, составляет до 70% от номинальной. Такие результаты получаются в случае использования схемы «треугольник». Два контакта в распределительной коробке напрямую соединяются с проводами однофазной сети. Соединение третьего контакта выполняется через рабочий конденсатор с любым из первых двух контактов или проводов сети.
При отсутствии нагрузок, трехфазный двигатель возможно запускать с помощью только рабочего конденсатора. Однако при наличии даже небольшой нагрузки, обороты будут набираться очень медленно, или двигатель вообще не запустится. В этом случае потребуется дополнительное подключение пускового конденсатора. Он включается буквально на 2-3 секунды, чтобы обороты двигателя могли достигнуть 70% от номинальных. После этого конденсатор сразу же отключается и разряжается.
Таким образом, при решении вопроса как подключить трехфазный двигатель к сети 220 вольт, необходимо учитывать все факторы. Особое внимание следует уделить конденсаторам, поскольку от их действия зависит работа всей системы.
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
- 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.
- Порядок работы по переделке зависит от внутренней схемы электродвигателя. В некоторых моделях в клеммную коробку выводится всего 3 провода, в других – 6.
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). Чем отличается «треугольник» от «звезды», подробно рассказывается на этой странице.
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.
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.
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.
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.
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.
Трехфазный двигатель в однофазной сети: 3 схемы
Владелец гаража или частного дома часто нуждается в работе станка либо наждака с асинхронным электродвигателем для обработки металлов, древесины. А в наличии имеется только напряжение 220 вольт.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети в этом случае можно выполнить несколькими способами. Здесь я буду рассматривать три доступные и распространенные схемы конденсаторного запуска.
Все они не раз опробованы на личном опыте.
Содержание статьи
Сразу предупреждаю опытных электриков, открывших эту статью: материал подготовлен для начинающих мастеров. Поэтому он объемный. Если нет желания все читать, то вот вам краткие советы:
- используйте схему треугольник, предварительно проверив исправность двигателя;
- выбирайте рабочие конденсаторы из расчета 70 микрофарад на 1 киловатт мощности, а пусковые увеличьте в 2-3 раза;
- в процессе наладки откорректируйте емкости по величине нагрузки и нагреву обмоток;
- не забывайте соблюдать меры безопасности с электрическим током и инструментом.
Все остальное рекомендую новичкам внимательно прочитать и осмыслить в той последовательности, как я излагаю.
На своем опыте не раз убеждался, что первоначальная проверка технического состояния оборудования позволяет исключить многие ошибки, экономит общее время работы, значительно предотвращает травмы и аварии.
Трехфазный асинхронный двигатель: на что обратить внимание до его подключения
За небольшим исключением асинхронник нам достается в неизвестном состоянии. Очень редко на него есть свидетельство о проверке и заверенная гарантия от электролаборатории.
Даже в этом случае я рекомендую убедиться в его исправности лично.
Механическое состояние статора и ротора: что может мешать работе двигателя
Неподвижный статор состоит из трех частей: среднего корпуса и двух боковых крышек, стянутых шпильками. Обращайте внимание на зазор между ними, усилие стягивания гайками.
Корпус должен быть плотно сжат. Внутри него на подшипниках вращается ротор. Попробуйте покрутить его от руки. Оцените приложенное усилие: как работают подшипники, нет ли биений.
Без должного опыта мелкие дефекты таким способом не выявить, но случай грубого заклинивания сразу проявится. Послушайте шумы: нет ли при вращении задевания ротором элементов статора.
После включения двигателя на холостой ход и непродолжительной работы еще раз послушайте звуки вращающихся частей.
В идеале лучше разобрать статор, оценить визуально его состояние, промыть загрязненные подшипники ротора и полностью заменить их смазку.
Электрические характеристики статорных обмоток: как проверять схему сборки
Все основные параметры электродвигателя производитель указывает на специальной табличке, прикрепленной к корпусу статора.
Этим заводским характеристикам можно верить только в том случае, если вы уверены, что после завода никто из электриков не изменил схему подключения обмоток и не сделал непроизвольных ошибок. А случаи такие мне попадались.
Да и сама табличка со временем может стереться или потеряться. Поэтому предлагаю разобраться с технологией раскрутки ротора.
Для понимания электротехнических процессов, протекающих внутри статора двигателя, удобно представить его в виде обыкновенного тороидального трансформатора, когда на кольцевом сердечнике магнитопроводе симметрично расположены три равнозначные обмотки.
Схема статора собрана внутри закрытого корпуса, из которого выведены только шесть концов обмоток.
Они маркируются и подключаются на закрытом крышкой клеммнике для сборки по схеме звезды или треугольника типовой перестановкой перемычек.
На правой части картинки показана сборка треугольника. Схему расположения перемычек для звезды публикую ниже.
Электрические методики проверки схемы сборки обмоток
Но не все так однозначно, как может показаться на первый взгляд. Существует целый ряд двигателей с отклонением от этих правил.
Например, производитель может выпускать электродвигатели не универсального использования, а для работы в конкретных условиях с подключением обмоток по схеме звезды.
В этом случае он может собрать три конца обмоток внутри корпуса статора, а наружу вывести только четыре провода для подключения к потенциалам фаз и нуля.
Монтаж этих концов обычно выполняется в районе задней крышки. Для переключения обмоток на треугольник потребуется вскрывать корпус и делать дополнительные выводы.
Это не сложная работа. Но она требует бережного обращения с лаковым покрытием медного провода. При изгибах проволоки возможно его повреждение, что повлечет нарушение изоляции и создаст межвитковое замыкание.
После перемонтажа схемы рекомендую дополнительно покрывать внешние слои обмоток лаком, а затем хорошо просушить их до окончательной сборки теплым воздухом.
Что делать, если маркировка выводов отсутствует
На старом асинхронном двигателе провода могут быть сняты с клемм, а заводская маркировка утеряна. Попадались и такие экземпляры, когда из корпуса просто торчали наружу шесть концов. Их необходимо вызвонить и промаркировать.
Работу выполняем в два этапа:
- Проверяем принадлежность концов обмоткам.
- Определяем и маркируем каждый вывод.
На первом этапе работаем мультиметром или тестером в режиме омметра. Ставим первый щуп произвольно на один вывод, а вторым — ищем из пяти оставшихся проводов тот, где прибор покажет закороченную цепь. Помечаем оба конца, как принадлежащие к одной обмотке.
С оставшимися четырьмя выводами поступаем аналогично. В итоге мы получаем три пары проводов от каждой обмотки.
Как найти конец и начало обмотки: 2 способа
Можно вести поиск с помощью вольтметра:
- и батарейки;
- или источника пониженного переменного напряжения.
Первый метод основан на том, что импульс тока, поданный на одну из трех обмоток, трансформируется в двух остальных.
Для этого на произвольно выбранный конец К1 подключают минус батарейки, а плюсовым контактом кратковременно касаются второго вывода. По цепи проходит импульсный бросок тока и наводит ЭДС в двух других обмотках.
С помощью вольтметра постоянного тока по отклонению стрелки проверяется полярность наведенного напряжения в каждой обмотке. Началом помечается тот вывод, который соответствует положительному потенциалу (стрелка прибора движется вправо при замыкании и влево при размыкании цепи батарейкой).
После маркировки концов рекомендую сделать контрольную проверку правильности их нанесения подачей импульса на другую обмотку.
Второй способ основан на использовании источника переменного напряжения безопасной величины 12-36 вольт.
Концы двух любых обмоток замыкают в параллель и на них подключают вольтметр. На оставшуюся третью обмотку подают переменное напряжение и смотрят на показание прибора.
Если наведенная ЭДС соответствует поданному напряжению, то эти две обмотки включены в одной полярности. Одинаково помечают их начала и концы. При нулевом показании вольтметра концы одной из обмоток необходимо вывернуть и сделать повторный замер.
Затем одну из промаркированных обмоток, например №3, соединяют с первой и подключают к ним вольтметр. На освободившуюся №2 снова подают переменное напряжение. По величине ЭДС на вольтметре судят о полярности выводов.
После окончания маркировки делают контрольный замер для проверки выполненной работы.
Когда нет под рукой понижающего трансформатора или безопасного блока питания, то опытный электрик с правом самостоятельной работы под напряжением, может воспользоваться обыкновенной лампой накаливания ватт на 60.
Ее используют в качестве делителя напряжения, подключая последовательно к одной обмотке электродвигателя. На собранную цепочку подают 220 вольт, а на двух других измеряют напряжение вольтметром.
Такая проверка опасна. Ею не стоит заниматься необученным людям: можно легко получить электрическую травму.
Как оценить состояние изоляции обмоток
Отдельная часть блогеров умалчивает о необходимости этой проверки. Они считают, что без нее можно обойтись в большинстве случаев.
Однако до включения двигателя под напряжение я рекомендую:
- взять мегаомметр с выходным напряжением на 1000 вольт;
- проверить им изоляцию между каждой отдельной обмоткой и корпусом, а также между всеми обмотками;
- если она выше 0,5 Мом, то считать стартер исправным. В противном случае придется его ремонтировать. Довольно часто помогает просушка сухим и теплым воздухом.
Проверку изоляции электродвигателя мегаомметром необходимо обязательно проводить до его подключения под нагрузку. Однако она не способна выявить повреждения диэлектрического слоя, вызывающие межвитковые замыкания обмотки.
При сборке двигателя каждая катушка статора мотается медным проводом одной длины и сечения. Поэтому все они имеют строго одинаковое резистивное сопротивление.
Если в обмотке возникло межвитковое замыкание, то его, как правило, можно определить замером мультиметра в режиме омметра. Для этого внимательно анализируйте и сравнивайте активные сопротивления каждой цепочки.
Как проверяют магнитное поле статора на заводе
При подаче напряжения на исправный электродвигатель создается вращающееся магнитное поле. Его визуально оценивают с помощью металлического шарика, который повторяет вращение.
Я не призываю вас повторять такой опыт. Пример этот призван помочь понять, что работа асинхронного двигателя основана на взаимодействии магнитных полей статора и ротора.
Только правильное подключение обмоток обеспечивает вращение шарика или ротора.
Мощность электродвигателя и диаметр провода обмотки
Это две взаимосвязанных величины потому, что поперечное сечение проводника выбирается по способности противостоять нагреву от протекающего по нему току.
Чем толще провод, тем большую мощность можно передавать по нему с допустимым нагревом.
Если на двигателе отсутствует табличка, то о его мощности можно судить по двум признакам:
- Диаметру провода обмотки.
- Габаритам сердечника магнитопровода.
После вскрытия крышки статора проанализируйте их визуально.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезды
Начну с предупреждения: даже опытные электрики во время работы допускают ошибки, которые называются «человеческий фактор». Что уж говорить про домашних мастеров…
Поэтому рекомендую в обязательном порядке подачу напряжения на собранную схему выполнять только через отдельный автоматический выключатель SF, правильно подобранный по нагрузке. Он спасет жизнь и здоровье.
Схема подключения звезды показана на картинке.
Концы обмоток собраны в одну точку горизонтальными перемычками внутри клеммной коробки. На нее никакие внешние провода не подключены.
Фаза (через автоматический выключатель) и ноль бытовой проводки подаются на две разные клеммы начал обмоток. К свободной клемме (на рисунке Н2) подключена параллельная цепочка из двух конденсаторов: Cp — рабочий, Сп — пусковой.
Рабочий конденсатор соединен второй обкладкой жестко с фазным проводом, а пусковой — через дополнительный выключатель SA.
При запуске электродвигателя ротор необходимо раскрутить из состояния покоя. Он преодолевает усилия трения подшипников, противодействия среды. На этот период требуется повысить величину магнитного потока статора.
Делается это за счет увеличения тока через дополнительную цепочку пускового конденсатора. После выхода ротора на рабочий режим его нужно отключить. Иначе пусковой ток перегреет обмотку двигателя.
Выполнять отключение цепочки пуска простым переключателем не всегда удобно. Для автоматизации этого процесса используют схемы с реле или пускателями, работающими по времени.
Среди мастеров самодельщиков пользуется популярностью кнопка пуска от советских стиральных машин активаторного типа. У нее встроено два контакта, один из которых после включения отключается автоматически с задержкой: то, что надо в нашем случае.
Если приглядитесь внимательно на принцип подачи однофазного напряжения, то увидите, что 220 вольт приложены к двум последовательно подключенным обмоткам. Их общее электрическое сопротивление складывается, ослабляя величину протекающего тока.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезды используется для маломощных устройств, отличается повышенными потерями энергии до 50% от трехфазной системы питания.
Схема треугольник: преимущества и недостатки
Подключение электродвигателя по этому способу предполагает использование той же внешней цепочки, что и у звезды. Фаза, ноль и средняя точка нижних обкладок конденсаторов монтируются последовательно на три перемычки клеммной коробки.
За счет переключения выводов обмоток по схеме треугольника подводимое напряжение 220 создает больший ток в каждой обмотке, чем у звезды. Здесь меньшие потери энергии, выше КПД.
Подключение двигателя по схеме треугольника в однофазной сети позволяет полезно использовать до 70-80% потребляемой мощности.
Для формирования фазосдвигающей цепочки здесь требуется использовать меньшую емкость рабочих и пусковых конденсаторов.
При включении двигатель он может начать вращение не в ту сторону, которая требуется. Нужно сделать ему реверс.
Для этого достаточно в обеих схемах (звезды или треугольника) поменять местами приходящие от сети провода на клеммной колодке. Ток потечет по обмотке в противоположную сторону. Ротор изменит направление вращения.
Как подобрать конденсаторы: 3 важных критерия
Трехфазный двигатель создает вращающееся магнитное поле статора за счет равномерного прохождения синусоид токов по каждой обмотке, разнесенных в пространстве на 120 градусов.
В однофазной сети такой возможности нет. Если подключить одно напряжение на все 3 обмотки сразу, то вращения не будет — магнитные поля уравновесятся. Поэтому на одну часть схемы подают напряжение, как есть, а на другую сдвигают ток по углу вращения конденсаторами.
Сложение двух магнитных полей создает импульс моментов, раскручивающих ротор.
От характеристик конденсаторов (величины емкости и допустимого напряжения) зависит работоспособность создаваемой схемы.
Для маломощных двигателей с легким запуском на холостом ходу в отдельных случаях допустимо обойтись только рабочими конденсаторами. Всем остальным движкам потребуется пусковой блок.
Обращаю внимание на три важных параметра:
- емкость;
- допустимое рабочее напряжение;
- тип конструкции.
Как подобрать конденсаторы по емкости и напряжению
Существуют эмпиреческие формулы, позволяющие выполнять простой расчет по величине номинального тока и напряжения.
Однако люди в формулах часто путаются. Поэтому при контроле расчета рекомендую учесть, что для мощности в 1 киловатт требуется подбирать емкость на 70 микрофарад для рабочей цепочки. Зависимость линейная. Смело ей пользуйтесь.
Доверять всем этим методикам можно и нужно, но теоретические расчеты необходимо проверить на практике. Конкретная конструкция двигателя и прилагаемые нагрузки на него всегда требуют корректировок.
Конденсаторы рассчитываются под максимальное значение тока, допустимого по условиям нагрева провода. При этом расходуется много электроэнергии.
Если же электродвигатель преодолевает нагрузки меньшей величины, то емкость конденсаторов желательно снизить. Делают это опытным путем при наладке, замеряя и сравнивая токи в каждой фазе амперметром.
Чаще всего для пуска асинхронного электродвигателя используют металлобумажные конденсаторы.
Они хорошо работают, но обладают низкими номиналами. При сборке в конденсаторную батарею получается довольно габаритная конструкция, что не всегда удобно даже для стационарного станка.
Сейчас
промышленностью выпускаются малогабаритны электролитические конденсаторы, приспособленные для работы с электродвигателями на переменном токе.
Их внутреннее устройство изоляционных материалов приспособлено для работы под разным напряжением. Для рабочей цепочки оно составляет не менее 450 вольт.
У пусковой схемы с условиями кратковременного включения под нагрузку оно уменьшено до 330 за счет снижения толщины диэлектрического слоя. Эти конденсаторы меньше по габаритам.
Это важное условие следует хорошо понимать и применять на практике. Иначе конденсаторы на 330 вольт взорвутся при длительной работе.
Скорее всего для конкретного двигателя одним конденсатором не отделаться. Потребуется собирать батарею, используя последовательное и параллельное соединение их.
При параллельном подключении общая емкость суммируется, а напряжение не меняется.
Последовательное соединение конденсаторов уменьшает общую емкость и делит приложенное напряжение на части между ними.
Какие типы конденсаторов можно использовать
Номинальное напряжение сети 220 вольт — это действующая величина. Ее амплитудное значение составляет 310 вольт. Поэтому минимальный предел для кратковременной работы при запуске выбран 330 V.
Запас напряжения до 450 V для рабочих конденсаторов учитывает броски и импульсы, которые создаются в сети. Занижать его нельзя, а использование емкостей с большим резервом значительно увеличивает габариты батареи, что нерационально.
Для фазосдвигающей цепочки допустимо использовать полярные электролитические конденсаторы, которые созданы для протекания тока только в одну сторону. Схема их включения должна содержать токоограничивающий резистор в несколько Ом.
Без его использования они быстро выходят из строя.
Перед установкой любого конденсатора необходимо проверить его реальную емкость мультиметром, а не полагаться на заводскую маркировку. Особенно это актуально для электролитов: они зачастую преждевременно высыхают.
Схема сдвига фаз токов конденсаторами и дросселем: что мне не понравилось
Это третья обещанная в заголовке конструкция, которую я реализовал два десятка лет назад, проверил в работе, а потом забросил. Она позволяет использовать до 90% трехфазной мощности двигателя, но обладает недостатками. О них позже.
Собирал я преобразователь трехфазного напряжения на мощность 1 киловатт.
В его состав входят:
- дроссель с индуктивным сопротивлением на 140 Ом;
- конденсаторная батарея на 80 и 40 микрофарад;
- регулируемый реостат на 140 Ом с мощностью 1000 ватт.
Одна фаза работает обычным способом. Вторая с конденсатором сдвигает ток вперед на 90 градусов по ходу вращения электромагнитного поля, а третья с дросселем формирует его отставание на такой же угол.
В создании фазосдвигающего магнитного момента участвуют токи всех трех фаз статора.
Корпус дросселя пришлось собирать механической конструкцией из дерева на пружинах с резьбовой настройкой воздушного зазора для наладки его характеристик.
Конструкция реостата — это вообще «жесть». Сейчас его можно собрать из мощных сопротивлений, купленных в Китае.
Мне даже приходила мысль использовать водяной реостат.
Но я от нее отказался: уж слишком опасная конструкция. Просто намотал на асбестовой трубе толстую стальную проволоку для проведения эксперимента, положил ее на кирпичи.
Когда запустил двигатель циркулярной пилы, то он работал нормально, выдерживал приложенные нагрузки, нормально распиливал довольно толстые колодки.
Все бы хорошо, но счетчик намотал двойную норму: этот преобразователь берет такую же мощность на себя, как и двигатель. Дроссель и проволока неплохо нагрелись.
Из-за высокого потребления электроэнергии, низкой безопасности, сложной конструкции я не рекомендую такой преобразователь.
Меры безопасности при подключении трехфазного двигателя: напоминание
Сначала я повторюсь с рекомендацией использовать все подключения только через отдельный автоматический выключатель. Это очень важно.
Работы по наладке схемы под напряжением должны выполнять обученные люди. Знание ТБ — обязательное условие.
Использование разделительного трансформатора значительно сокращает риск попасть под действие тока. Поэтому используйте его при любых наладочных работах под напряжением.
Специальный инструмент электрика с диэлектрическими рукоятками не только облегчает работу, но и сохраняет здоровье. Не пренебрегайте им!
В заключение рекомендую посмотреть полезное видео владельца Сергея Герасимчука по подключению трехфазного двигателя к однофазной сети.
Если остались вопросы или заметили неточности, то воспользуйтесь разделом комментариев.
Подключение трехфазного двигателя на 220 вольт
Для правильного подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть, необходимо использовать частотный преобразователь со входом 220 вольт и трехфазным выходом на 380 вольт (3 х 220вольт). Частотный преобразователь позволяет осуществлять плавный пуск электродвигателя, регулировать обороты электродвигателя, а так же реализовать реверсивное вращение.
ссылка на частотный преобразователь
Подключение по схеме треугольник
Подключение по схеме звезда
Подключение с пусковым конденсатором
Емкость конденсатора рассчитывается по формуле: С = 66·Рном , где С — емкость конденсатора, Рном — мощность двигателя в кВт.
на каждые 100 ватт мощности двигателя, требуется 7мкф емкости конденсатора.
Для расчета емкости конденсаторов используйте удобный
Калькулятор емкости конденсаторов для электродвигателей
Как выбрать конденсатор для электродвигателя
Электродвигатели используются в каждом доме, так как они являются движущей силой любого бытового прибора. Кроме того, они являются главным составляющим и электроинструментов. Именно по этой причине домашним мастерам хочется узнать побольше о работе прибора и его характеристиках.
В большинстве случаев электродвигатели имеют систему трехфазного подключения к сети. И для домашней сети они получаются слишком мощными и не отдают полностью свою рабочую силу.
Для таких случаев используется конденсатор для электродвигателя, фото такого прибора в большом количестве есть в сети.
Именно вопрос подключения конденсатора наиболее популярен при интересу к электродвигателю и именно о нем мы поговорим подробно.
Краткое содержимое статьи:
Разновидности конденсаторов пуска
Маломощные электродвигатели, работающие от 200-400 В не нуждаются в установке дополнительного конденсатора пуска. Дело в том, что в каждом устройстве конденсатор уже заранее установлен.
Для слабых по мощности двигателей его достаточно, а вот для того, чтобы работали устройства с повышенной мощностью потребуется дополнительный внешний пусковой конденсатор.
Конденсаторы для асинхронных электродвигателей необходимо подбирать опытным путем, проверяя каждый.
Такой прибор устанавливается параллельно к уже имеющемуся. На некоторое время при разгоне двигателя его оставляют включенным.
Включение и дальнейшая работа конденсатора возможна только при зажатой кнопке пуска. После разгона обязательно потребуется выключить конденсатор, так как при его постоянной работе двигатель будет крутиться на полную мощность.
А при обыкновенной домашней сети с одной фазой это приведет к перегреву и выходу из строя оборудования.
Видов конденсаторов для электродвигателя в настоящее время существует три:
Полярные. Данный вид способен работать только при постоянной подаче тока. Переменное питание быстро выведет из строя электродвигатель.
Неполярные. Они более популярны за счет разнообразных условий работы. То есть такие конденсаторы можно устанавливать и при постоянном токе и при переменном.
С электролитом. Данный вариант конденсатора электродвигателя имеет обычно небольшую емкость и наиболее подходящим вариантом они послужат в использовании к низкочастотным электродвигателям.
Как подобрать конденсатор для двигателя
При выборе конденсатора на трехфазный двигатель важно помнить о том, что мощность в нем должна иметь десятки и сотни микрофарад.
Но электролитические конденсаторы с такой целью выбирать не рекомендуется.
Для них понадобится однополярное подключение, а это потребует установки дополнительного оборудования.
Кроме того, данный вариант может привести к быстрому выходу двигателя из строя в связи с перегревом.
Так же необходимо уметь отличать рабочий конденсатор от пускового. Первый вариант работает на протяжении всего цикла действий двигателя, а второй только помогает ему запуститься.
Рабочий не стоит выбирать, так как его мощность вдвое меньше чем у пускового.
При правильно сделанном выборе конденсатора его рабочие показатели повысятся.
Кроме того, конденсатор, подходящий к двигателю позволит значительно продлить жизнь мотора.
Как подключать конденсаторы
Подключение любого вида конденсаторов должно производиться по точной схеме. Рабочий конденсатор подключается снизу, а пусковой выше параллельно ем.
Кроме того, важно не забыть подключить кнопку пуска, при этом следите за последовательностью проводов.
При помощи такой схемы можно подключать и конденсаторы на проверку. При суммировании мощностей рабочего и пускового конденсаторов будет получаться, что мощность меняется.
Здесь уже требуется наблюдать за состоянием работы непосредственно самого электродвигателя. Если он работает хорошо, то выбрана нужная мощность.
Также можно подключать последовательно несколько конденсаторов пускового типа и смотреть за двигателем.
Как только определена точка нормальной работы, суммируете мощность всех подключенных тестеров и покупать уже следует с общей мощностью. Только так будет понятно, как выбрать конденсатор для электродвигателя.
Фото советы как выбрать конденсатор для электродвигателя
Вам понравилась статья? Поделитесь 😉Расчет емкости конденсатора для трехфазного двигателя
Многие любители и профессионалы применяют в работе электрооборудование различного предназначения. И во многих случаях электрооборудование приводится в движение трехфазными двигателями. Но трехфазная сеть зачастую недоступна в гаражных боксах и индивидуальных домовладениях. И тогда на помощь приходят схемы подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть.
Для чего нужен конденсатор
Наиболее распространены и применяются в станках трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Их подключение к однофазной сети мы и будем рассматривать. При включении двигателя в трехфазную сеть по трем обмоткам, в разный момент времени протекает переменный ток. Этот ток создает вращающееся магнитное поле, которое начинает вращать ротор двигателя.
При подключении двигателя к однофазной сети, ток по обмоткам течет, но вращающегося магнитного поля нет, ротор не крутится. Выход из этой ситуации был найден. Самым простым и действенным способом оказалось параллельное подключение конденсатора к одной из обмоток двигателя. Конденсатор, импульсно получая и отдавая энергию создает смещение фазы, в обмотках двигателя получается вращающееся магнитное поле и он работает. Емкость постоянно находится под напряжением и называется рабочим конденсатором.
ВАЖНО! Правильно рассчитать и подобрать емкость рабочего конденсатора и его тип.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезды
Начну с предупреждения: даже опытные электрики во время работы допускают ошибки, которые называются «человеческий фактор». Что уж говорить про домашних мастеров…
Поэтому рекомендую в обязательном порядке подачу напряжения на собранную схему выполнять только через отдельный автоматический выключатель SF, правильно подобранный по нагрузке. Он спасет жизнь и здоровье.
Схема подключения звезды показана на картинке.
Концы обмоток собраны в одну точку горизонтальными перемычками внутри клеммной коробки. На нее никакие внешние провода не подключены.
Фаза (через автоматический выключатель) и ноль бытовой проводки подаются на две разные клеммы начал обмоток. К свободной клемме (на рисунке Н2) подключена параллельная цепочка из двух конденсаторов: Cp — рабочий, Сп — пусковой.
Рабочий конденсатор соединен второй обкладкой жестко с фазным проводом, а пусковой — через дополнительный выключатель SA.
При запуске электродвигателя ротор необходимо раскрутить из состояния покоя. Он преодолевает усилия трения подшипников, противодействия среды. На этот период требуется повысить величину магнитного потока статора.
Делается это за счет увеличения тока через дополнительную цепочку пускового конденсатора. После выхода ротора на рабочий режим его нужно отключить. Иначе пусковой ток перегреет обмотку двигателя.
Выполнять отключение цепочки пуска простым переключателем не всегда удобно. Для автоматизации этого процесса используют схемы с реле или пускателями, работающими по времени.
Среди мастеров самодельщиков пользуется популярностью кнопка пуска от советских стиральных машин активаторного типа. У нее встроено два контакта, один из которых после включения отключается автоматически с задержкой: то, что надо в нашем случае.
Если приглядитесь внимательно на принцип подачи однофазного напряжения, то увидите, что 220 вольт приложены к двум последовательно подключенным обмоткам. Их общее электрическое сопротивление складывается, ослабляя величину протекающего тока.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезды используется для маломощных устройств, отличается повышенными потерями энергии до 50% от трехфазной системы питания.
Как правильно подобрать конденсаторы
Теоретически предполагается осуществлять расчет необходимой емкости путем деления силы тока на напряжение и полученную величину умножить на коэффициент. Для разного типа соединений обмоток коэффициент составляет:
- звездой – 2800;
- треугольником — 4800.
Недостатком этого метода является то, что не всегда на электродвигателе сохранилась табличка с данными. Невозможно точно знать коэффициент мощности и мощность двигателя, а следовательно и силу тока. К тому же на силу тока могут действовать такие факторы как отклонения напряжения в сети и величина нагрузки на двигатель.
Мощность электродвигателя, кВт | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,1 | 1,5 | 2,2 |
Ёмкость конденсатора C2 в номинальном режиме, мкФ | 40 | 60 | 80 | 100 | 150 | 230 |
Ёмкость конденсатора C2 в недогруженном режиме, мкФ | 25 | 40 | 60 | 80 | 130 | 200 |
Ёмкость пускового конденсатора C1 в номинальном режиме, мкФ | 80 | 120 | 160 | 200 | 250 | 300 |
Ёмкость конденсатора C1 в недогруженном режиме, мкФ | 20 | 35 | 45 | 60 | 80 | 100 |
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.
Полезное: Подрозетники: выбор и установка короба для розетки в стене
Как подключить с реверсом
Обеспечить вращение ротора в обратную сторону не представляет затруднения. В схему подключения двигателя необходимо добавить двухпозиционный переключатель. Средний контакт переключателя подсоединяется к одному из контактов конденсаторов, а крайние к выводам двигателя.
ВНИМАНИЕ! Сначала необходимо переключателем выбрать направление вращения, и только потом запустить двигатель. При работающем электродвигателе переключателем направления вращения пользоваться нельзя.
Рассмотренные варианты подключения промышленных двигателей в бытовую сеть не представляют большой сложности при их реализации. Важно только внимательно отнестись к некоторым нюансам и оборудование, хоть и с небольшой потерей мощности, прослужит долго и принесет пользу.
Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей
С пусковой обмоткой
Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.
Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»
Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.
Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).
Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):
- один с рабочей обмотки — рабочий;
- с пусковой обмотки;
- общий.
С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.
Со всеми этими
Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно). К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку.
Конденсаторный
При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).
Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя
Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. 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 (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
Схема с двумя конденсаторами
Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. 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.
Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым
При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.
Подбор конденсаторов
Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:
- рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
- пусковой — в 2-3 раза больше.
Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.
Выбор пускового конденсатора для электродвигателя
Современный подход к данному вопросу предусматривает использование специальных калькуляторов в интернете, которые проводят быстрый и точный расчет.
Для проведения расчета следует знать и ввести нижеприведенные показатели:
- Тип соединения обмоток двигателя: треугольник или звезда. От типа соединения зависит также и емкость.
- Мощность двигателя является одним из определяющих факторов. Этот показатель измеряется в Ваттах.
- Напряжение сети учитывается при расчетах. Как правило, оно может быть 220 или 380 Вольт.
- Коэффициент мощности – постоянное значение, которое зачастую составляет 0,9. Однако, есть возможность изменить этот показатель при расчете.
- КПД электродвигателя также оказывает влияние на проводимые расчеты. Эту информацию, как и другую, можно узнать, изучив нанесенную информацию производителем. Если ее нет, следует ввести модель двигателя в интернете для поиска информации о том, какой КПД. Также, можно ввести приблизительное значение, которое свойственно для подобных моделей. Стоит помнить, что КПД может изменяться в зависимости от состояния электродвигателя.
Подобная информация вводится в соответствующие поля и проводится автоматический расчет. При этом, получаем емкость рабочего конденсата, а пусковой должен иметь показатель в 2,5 раза больше.
Провести подобный расчет можно самостоятельно.
Для этого можно воспользоваться следующими формулами:
- Для типа соединения обмоток «звезда», определение емкости проводится при использовании следующей формулы: Cр=2800*I/U. В случае соединения обмоток «треугольником», используется формула Cр=4800*I/U. Как видно из вышеприведенной информации, тип соединения является определяющим фактором.
- Вышеприведенные формулы определяют необходимость расчета величины тока, который проходит в системе. Для этого используется формула: I=P/1,73Uηcosφ. Для расчета понадобятся показатели работы двигателя.
- После вычисления тока можно найти показатель емкости рабочего конденсатора.
- Пусковой, как ранее было отмечено, в 2 или 3 раза должен превосходить по показателю емкости рабочий.
При выборе, стоит также учесть нижеприведенные нюансы:
- Интервал рабочей температуры.
- Возможное отклонение от расчетной емкости.
- Сопротивление изоляции.
- Тангенс угла потерь.
Обычно на вышеуказанные параметры не обращают особого внимания. Однако их можно учесть для создания идеальной системы питания электродвигателя.
Габаритные размеры также могут стать определяющим фактором. При этом, можно выделить следующую зависимость:
- Увеличение емкости приводит к увеличению диаметрального размера и расстояния выхода.
- Наиболее распространенный максимальный диаметр 50 миллиметров при емкости 400 мкФ. При этом, высота составляет 100 миллиметров.
Кроме этого, стоит учитывать, что на рынке можно встретить модели от иностранных и отечественных производителей. Как правило, зарубежные имеют большую стоимость, но и надежнее. Российские варианты исполнения также часто используются при создании сети подключения электродвигателя.
Подключение двигателя 380 на 220
380в — это напряжение между фазами в трёхфазной цепи (линейное), а 220в — напряжение между фазой и нулём (фазное) в той же самой цепи. В обычной однофазной цепи: дома, на даче или в гараже есть только два провода — ноль и фаза; сейчас в новых постройках появился защитный ноль (заземление) — провод жёлто-зелёного цвета, он подходит к «рогам» розетки, его в расчёт не принимаем, о заземлении разговор совсем другой.
Возникает вопрос о том, где взять недостающие фазы. Применение фазорасщепителя или инвертора (устройство, преобразующее однофазный электрический ток в трёхфазный) рассматривать не будем, не стоит принимать во внимание и индукционный с помощью катушек индуктивности способ сдвига фаз. Пойдём другим путём, ёмкостным — подключение электродвигателя 380 В на 220 В через конденсатор. Этот метод является самым простым и оптимальным, легким в реализации.
То, что имеется сам трёхфазный электродвигатель, ясно по умолчанию, нужно только определить схему подключения его обмоток и как подключить двигатель 380 на 220. Для этого надо вскрыть клеммную коробку электродвигателя и если в ней только три клеммы, стало быть, обмотки статора соединены звездой и для переделки на треугольник, а когда на шильдике движка указано рабочее напряжение 380 В, то это нужно, придётся открывать заднюю крышку мотора, искать выводы обмоток, переключать их. Тут рекомендуется позвать опытного электрика.
В коробке шесть клемм, расположенных двумя рядами — по три штуки в каждом. Рассмотрим возможные варианты
- Три клеммы ОДНОГО ряда соединены между собой — звезда.
- МЕЖДУРЯДНОЕ соединение клемм попарно — треугольник.
Реверс
Для изменения направления вращения ротора нужно переключить ёмкостную цепь на другой провод или клемму коробки электродвигателя. На одну клемму подаётся фаза, на другую ноль, включение конденсаторной группы производим к третьей. Теперь при подключении второго провода конденсатора к фазе мотор крутится в одну сторону, к нулю — в другую.
Этого достаточно, чтобы разобраться в том как подключить трёхфазный двигатель на 220, но если всё получилось и вроде работает правильно крутит, не греется, не горит окончательно убедиться в правильности собранной схемы поможет нехитрая и в этом случае необязательная проверка. Во время работы с постоянной, одинаковой нагрузкой с помощью токоизмерительных клещей померьте токи в фазном, нулевом и конденсаторном проводах. В идеале они должны быть равны между собою, если и есть небольшие различия (процентов 30), то это не идеал, но всё-таки хорошо.
А исправляется различие токов просто — путём изменения ёмкости рабочего конденсатора. Нужно не делать резких движений и не сжечь обмотку, установив слишком большую ёмкость рабочего конденсатора.
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).
Подключение
Конденсаторная батарея должна подключаться непосредственно к клеммам двигателя.
Специальные двигатели
Не рекомендуется использовать специальные двигатели (шаговые, пробивные, 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 в , рис. 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 до установки | ||||
Скорость вращения (об / мин) | |||||
кВт | лс | 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 |
Фиг.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 двигателя 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 основном 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. На рисунке L25 приведены 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 Рисунок 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 двигателя, 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 конденсаторная батарея, 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.
Замыкание главного контактора обычно связано с предварительным замкнутым контактором конденсатора.
Рис. L27 — Подключение конденсаторной батареи к двигателю
|
|
|
|
Соединение конденсаторов звездой и треугольником — нарушение напряжения
Силовые конденсаторы в трехфазных батареях конденсаторов подключаются треугольником или звездой (звездой).Между этими двумя типами соединений существуют различия в их применениях, номинальном значении кВАр, обнаружении неисправных конденсаторов и т. Д. В этой статье обсуждается разница между конденсаторами, соединенными звездой и треугольником, а также преимущества конденсаторных батарей, соединенных звездой и треугольником.
Калькулятор ниже можно использовать для расчета эффективных кВАр, произведенных конденсатором при соединении треугольником или звездой.
Конденсаторы высокого напряжения
Блок конденсаторов с подключением по схеме треугольника Конденсаторы, соединенные треугольником, чаще всего используются при низком напряжении, хотя их можно применять и при более высоких напряжениях.Каждый конденсатор будет иметь полное фазное напряжение, приложенное к его клемме. Почему низковольтные конденсаторные батареи соединяются треугольником? Помните, что генерируемая кВАр изменяется как квадрат приложенного напряжения. Формула для VAR, генерируемого в конденсаторной батарее:
Подключение конденсаторной батареи по схеме треугольника дает больше VAR по сравнению с подключением по схеме звезды. Это связано с тем, что при соединении звездой на конденсатор подается только напряжение фаза-нейтраль, а в случае соединения треугольником — полное фазное напряжение.
Соединение конденсаторов треугольником
Соединение конденсаторов треугольником требует двух вводов. Поскольку нет соединения с землей, конденсаторная батарея не может быть «стоком» для любых токов заземления или токов нулевой последовательности . Отдельная ветвь конденсатора, соединенного треугольником, должна быть защищена от межфазного короткого замыкания с помощью токоограничивающего предохранителя.
Блок конденсаторов с подключением звездойПри соединении звездой напряжение на каждом конденсаторе в 1 / sqrt (3) раз больше напряжения фаза-фаза. Следовательно, полученная VAR также будет соответственно меньше по сравнению с соединением треугольником . Соединение звездой в основном используется в системах среднего напряжения (> 1 кВ). Одним из основных преимуществ использования соединения звездой является то, что конденсатор должен быть рассчитан только на напряжение фаза-нейтраль системы по сравнению с номиналом фаза-фаза в системе треугольником. Следовательно, отдельные конденсаторы среднего напряжения будут подвергаться нагрузке только при более низком уровне напряжения, что увеличивает срок их службы. Есть и другие преимущества использования звездообразного соединения на конденсаторах среднего напряжения.Существует два основных типа соединения звездой:
Заземленная звезда (звезда)
При соединении «звезда» или «звезда» нейтральная точка батареи надежно заземлена. Это означает, что нейтраль не нужно изолировать до уровня BIL всей системы. Следовательно, при использовании этого соединения может быть достигнута некоторая экономия средств. Кроме того, в этой связи переходное восстанавливающееся напряжение (TRV) может быть менее серьезным. Неисправность одной фазы конденсаторной батареи не приведет к повышению напряжения на других исправных ветвях батареи.Как показано ниже, неисправность конденсатора фазы B не приведет к повышению напряжения на других исправных фазах.
Соединение конденсатора звездой с заземлением
Недостатком заземленного соединения звездой является то, что заземленная нейтраль может пропускать токи земли и гармонические токи нулевой последовательности . Это может вызвать помехи от телефона. Кроме того, заземленная звездочка также вносит ток короткого замыкания в систему во время замыкания фазы на землю. Из-за заземленного соединения может протекать высокий ток между фазой и землей, когда конденсатор не замыкается на землю.Это требует использования токоограничивающих предохранителей для этого приложения.
Незаземленная звезда (звезда)
При незаземленном соединении звездой нейтраль конденсаторной батареи , а не , подключенная к земле. Следовательно, это соединение не допускает протекания токов заземления и гармонических токов нулевой последовательности. При замыкании фазы на землю в системе незаземленная звездочка не вносит тока замыкания.
Недостатком этого подключения является то, что нейтраль батареи должна быть полностью изолирована от фазного напряжения системы.Нейтральная точка может находиться под потенциалом фаза-фаза во время переключения или во время неисправности. Для банков выше 15 кВ это может стать дорогим.
Еще одним недостатком этого подключения является то, что при выходе из строя конденсатора на одной фазе нейтральная точка смещается. Напряжение на исправных (исправных фазах) повышается до полного фазо-фазного потенциала. Ток через неисправные конденсаторы достигает 1,732 о.е., а максимальный ток на поврежденной фазе составит 3 о.е. Такое увеличение напряжения и тока в банке могло привести к дополнительным сбоям.
Как показано ниже, неисправность на конденсаторе фазы B приведет к повышению напряжения в 1,732 (квадрат 3) раз от номинального напряжения между фазой и нейтралью, которое является полным межфазным напряжением на других исправных фазах. Следовательно, исправные конденсаторы будут перенапряжены, и защитное реле должно будет быстро устранить неисправность, чтобы предотвратить повреждение исправных конденсаторов.
Звезда незаземленного подключения конденсатора
Существуют и другие варианты этого соединения, например, , незаземленная звездочка, разъемная звезда и , заземленная, разъемная звезда .
Дополнительное чтение:
кВАр в амперах Расчет
Калькулятор преобразования дельта-звездаВекторная диаграмма соединения звездой и треугольником
Как запустить трехфазный двигатель в однофазной сети с использованием конденсатора? — Mvorganizing.org
Как запустить трехфазный двигатель в однофазной сети с использованием конденсатора?
Используйте конденсатор, скажем, 36/72/108 мфд 440 В. в зависимости от мощности двигателя. Подключите один конец этого конденсатора, чтобы открыть неподключенный вывод двигателя.Другой вывод конденсаторов можно подключить к одной из двух фаз под напряжением, и двигатель начнет работать.
Можно ли подключить трехфазный двигатель на 220?
Вы можете запустить трехфазный двигатель от стандартной однофазной сети 220 В. Сначала вы включаете трехфазный двигатель (вручную или лучше, с небольшим двигателем на 110 В), а ЗАТЕМ включите 220 (подключенный к двум ногам), он будет работать.
Как подключить конденсатор к двигателю?
Подключите положительный вывод небольшого мотора для хобби к первому выводу резистора.Подключите вторую клемму резистора к положительной клемме конденсатора. Сначала используйте резистор в диапазоне от 10 кОм до 100 кОм. Конденсатор должен быть в диапазоне от 1 до 100 Фарад.
Как подключить двигатель к пусковому конденсатору?
Как подключить пусковой конденсатор
- Отключите электричество от блока, в котором работает двигатель.
- Проверьте электрическую схему пускового конденсатора.
- Вставьте клемму на «общем» проводе реле пускового конденсатора, обычно это черный провод, на общую клемму на стороне нагрузки контактора устройства.
Имеет ли значение, куда вы подключаете конденсатор?
В цепи переменного тока не имеет значения, подключен ли конденсатор (предназначенный для этой цепи) в обратном направлении. В цепи постоянного тока одни конденсаторы могут быть подключены наоборот, другие — нет.
Что произойдет, если перевернуть конденсатор?
При подключении «в обратном направлении» (т. Е. С обратной полярностью) диэлектрик конденсатора может быть разрушен, тогда через конденсатор может протекать сильный постоянный ток, а газы, образующиеся при электролизе и внутреннем нагреве, могут вызвать выделение конденсатора с выбросом пара. и повсюду неприятно пахнущий электролит.
Какая сторона конденсатора положительная?
Электролитические конденсаторы имеют положительную и отрицательную стороны. Чтобы определить, какая сторона какая, поищите большую полосу или знак минуса (или и то, и другое) на одной стороне конденсатора. Вывод, ближайший к этой полосе или знаку минус, является отрицательным, а другой вывод (без маркировки) — положительным.
Как подключить конденсатор?
Чтобы подключить несколько конденсаторов, вы можете соединить оба провода заземления вместе, проложив один провод заземления к каждой из отрицательных клемм крышки.Вы также можете заземлить каждый конденсатор отдельно. Пропустите провод питания через положительную клемму усилителя и к положительной клемме аккумулятора.
Для чего нужен конденсатор?
Конденсатор — это электронный компонент, который накапливает и выделяет электричество в цепи. Он также пропускает переменный ток, не пропуская постоянный ток.
Что делает конденсатор в электродвигателе?
Конденсаторы двигателя накапливают электрическую энергию для использования двигателем.Чем выше емкость конденсатора, тем больше энергии он может хранить. Поврежденный или сгоревший конденсатор может удерживать только часть энергии, необходимой для двигателя, если его емкость мала.
Что означает 10 мкФ на конденсаторе?
Конденсатор емкостью десять мкФ записывается как 10 мкФ. Конденсатор 100n Фарад записывается как 100n. Его можно обозначить как 0,1, что означает 100 нФ.
Что означают фарады на конденсаторе?
электрическая емкость
Как перевести файл из F в пФ?
Укажите ниже значения для перевода фарада [Ф] в пикофарад [пФ] или наоборот….Таблица преобразования Фарада в Пикофарад.
Фарад [F] | Пикофарад [пФ] |
---|---|
1 ф. | 1000000000000 пФ |
2 ф. | 2000000000000 пФ |
3 ф. | 3000000000000 пФ |
5 ф. | 5000000000000 пФ |
Как преобразовать C в mC?
Кулоны (C) в милликулоны (мкКл) калькулятор преобразования электрического заряда и как преобразовать….Таблица перевода кулонов в милликулоны.
Заряд (кулон) | Заряд (милликулон) |
---|---|
0,1 С | 100 мкС |
1 С | 1000 мКл |
10 С | 10000 мКл |
100 К | 100000 мкл |
Требуется ли конденсатор для трехфазного двигателя?
Трехфазный двигатель не требует конденсатора. Двухфазное питание создается от однофазного питания с помощью дополнительных пусковых обмоток или вспомогательной обмотки.
Как подключить трехфазный двигатель?
- Выполните соединения для низковольтной проводки 230 В. Подключите выводы двигателя 1, 7 и 6 к черному проводу L1.
- Выполните соединения для высоковольтной проводки на 460 В. Соедините провода двигателя 9 и 6 вместе.
- Подключите заземляющий провод к клемме заземления двигателя.
Можете ли вы неправильно подключить трехфазный двигатель?
Если трехфазный двигатель вращается в неправильном направлении, вы можете поменять местами любые два провода, чтобы изменить направление в нужном направлении.Один из способов проверить направление двигателя — это предположить, как подключить провода, затем запустить двигатель и отметить направление, в котором он вращается. Если вы ошиблись, вы отключаете два провода и меняете их местами.
Что означает 3 фазы?
Трехфазная система может быть расположена в треугольник (∆) или звезду (Y) (в некоторых местах также обозначается звездой).
Какое напряжение на каждой из трех фаз?
Напряжение между любой ногой и землей будет 277 вольт, а между любыми двумя горячими проводами — 480 вольт.Трехфазное оборудование работает от напряжения Delta, что означает, что у вас есть только 3 горячих провода и нет нулевого провода.
Всегда ли 480 вольт трехфазный?
Цепи480В можно разделить на одно- и трехфазные. Трехфазные цепи на 480 В являются наиболее распространенными энергосистемами, используемыми на промышленных предприятиях США, и считаются низковольтными энергосистемами.
Как узнать, трехфазная ли моя розетка?
Если напряжение не менее 200 вольт на трех парах разъемов, розетка, вероятно, трехфазная.Осмотрите автоматический выключатель розетки. Автоматический выключатель с тремя переключателями, соединенными вместе, так что все три должны быть включены или выключены одновременно, является трехфазным автоматическим выключателем.
Трехфазный источник— обзор
7.2.3 Метод модуляции прямого матричного преобразователя
В этом разделе представлена матрица рабочего цикла для управления каждым переключателем трехфазного прямого матричного преобразователя и метод модуляции трехфазного преобразователя. будет описан преобразователь прямой матрицы, использующий матрицу рабочего цикла.Напряжение на входе и ток на выходе прямого матричного преобразователя даны как независимые переменные в формуле. (7.12).
(7.12) vi = vsavsbvsc = Vimcosωitcosωit − 2π / 3cosωit + 2π / 3, io = ioAioBioC = Iomcosωot − ϕocosωot − ϕo − 2π / 3cosωot − ϕo + 2π / 3.
В этом случае предположим, что операция генерирует выходное фазное напряжение и входной фазный ток в формуле. (7.13) контролем.
(7,13) vo = voAvoBvoC = Vomcosωotcosωot − 2π / 3cosωot + 2π / 3, ii = isaisbisc = Iimcosωit − ϕicosωit − ϕi − 2π / 3cosωit − ϕi + 2π / 3,
где cos ( o1174 ϕ ) и cos ( ϕ i ) — коэффициенты мощности нагрузки и входного каскада соответственно, а ω i и ω o — входная и выходная угловые частоты соответственно.Опорный потенциал выходного фазного напряжения v oA , v oB и v oC является нейтральной точкой трехфазного источника напряжения входного каскада, как показано на рис. 7.3 .
Входная мощность прямого матричного преобразователя должна быть равна выходной мощности. Следовательно, уравнение. (7.14) определяется из v i T i i = v o T i o .
(7.14) VimIimcosϕi = VomIomcosϕo.
Когда коэффициент усиления по напряжению прямого матричного преобразователя определяется как q = В ом / В im , уравнение. (7.15) определяется как
(7.15) Vom = qVim, Iim = qIomcosϕocosϕi.
Когда уравнения. (7.12), (7.13) подставляются в уравнение. (7.10) матрица скважности T , которая удовлетворяет ограниченному условию продолжительности включения, как в уравнении. (7.11) рассчитывается с использованием уравнения. (7.16).
(7.16) T = dAadAbdAcdBadBbdBcdCadCbdCc = p13d1d2d3d3d1d2d2d3d1 + p23d1′d2′d3′d2′d3′d1′d3′d1′d2 ′,
, где d1′d3′d1′d2 ′,
, где d1 9117 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 , d 1 ‘, d 2 ‘ и d 3 ‘выражены в уравнении. (7.17).
(7.17) d1 = 1 + 2qcosω1t, d2 = 1 + 2qcosω1t + 2π3, d3 = 1 + 2qcosω1t − 2π3, d1 ′ = 1 + 2qcosω2t, d2 ′ = 1 + 2qcosω2t − 2π3, d3 ′ = 1 + 2qω2t + 2π3,
, где ω 1 и ω 2 составляют ω o — ω i и ω o + ω i 911, соответственно, и 911 p 1 и p 2 — это переменные управления коэффициентом мощности положительного и отрицательного направления, соответственно, которые выражены в формуле.(7.18).
(7,18) p1 = 121 + p, p2 = 121 − p, p = tanϕitanϕo.
Из уравнения. (7.18), p 1 + p 2 = 1 и p 1 — p 2 = p . Кроме того, p — это коэффициент передачи фазы между входом и выходом прямого матричного преобразователя. Среди переменных, которые определяют p , ϕ o определяется характеристиками нагрузки, а ϕ i определяется желаемым значением команды.
Если входной каскад матричного преобразователя работает с единичным коэффициентом мощности ( ϕ i = 0), уравнение. (7.16) можно просто переписать, как это дает Ур. (7.19).
(7,19) djk = 131 + 2vojvskVim2j = ABCk = abc.
На рис. 7.10 показан диапазон значений трехфазного входного напряжения источника и выходного фазного напряжения прямого матричного преобразователя. Трехфазное выходное фазное напряжение не может выходить за пределы диапазона входного фазного напряжения, поскольку выходное фазное напряжение прямого матричного преобразователя синтезируется из входного напряжения.Следовательно, максимальная величина выходного фазного напряжения ограничена 50% от входного фазного напряжения. Другими словами, максимальное значение управляющего параметра q составляет 0,5 в матрице заполнения уравнения. (7.16).
Рис. 7.10. Входное напряжение и выходное фазное напряжение ( q макс. = 0,5).
На рис. 7.11 показан способ получения большего выходного фазного напряжения, чем выходное фазное напряжение на рис. 7.10, путем добавления синфазного напряжения к выходному фазному напряжению по формуле.(7.13). Как упоминалось ранее, синфазное напряжение, приложенное к выходному фазному напряжению, не влияет на линейное напряжение выходного каскада прямого матричного преобразователя, поскольку опорные потенциалы выходного фазного напряжения v oA , v oB и v oC являются нейтральными точками трехфазного источника напряжения входного каскада.
Рис. 7.11. Входное напряжение и выходное фазное напряжение ( q макс. = 0.866) с использованием синфазного напряжения в модуляции.
Следовательно, фазные напряжения на выходе выражаются в формуле. (7.20) как
(7.20) vo = voAvoBvoC = Vomcosωot + vcmtcosωot − 2π / 3 + vcmtcosωot + 2π / 3 + vcmt,
, где v cm — синфазное напряжение, выраженное в уравнении . (7.21) как
(7.21) vcmt = −16cos3ωot + 36cos3ωit.
В результате максимальное значение q увеличивается до √ 3/2 (= 0,866). Кроме того, q max = 0.866 — это уникальная характеристика прямого матричного преобразователя, которая определяется независимо от метода модуляции управления прямого матричного преобразователя.
Если выходное фазное напряжение уравнения. (7.20) вместо уравнения. (7.13) окончательное решение обычно выражается комплексным уравнением, полученным с помощью оптимального метода Вентурини. Кроме того, этот метод необходим для многих расчетов в реальном приложении. Однако, если входной каскад прямого матричного преобразователя работает с единичным коэффициентом мощности ( ϕ i = 0), окончательное решение может быть легко реализовано, как показано в уравнении.(7.22).
(7.22) djk = 131 + 2vojvskVim2 + 4q33sinωit + βksin3ωit, j = A, B, C, k = a, b, c, βa = 0, βb = −2π / 3, βc = 2π / 3.
В зависимости от оптимального метода анализа Вентурини, соотношение между передаточным отношением фазы на входе и выходе p прямого матричного преобразователя и коэффициентом усиления по напряжению q выбирается из уравнения. (7.23).
(7,23) 2qp⋅1 − signλ3 + sgnλ3≤1,
, где λ и sgn ( λ ) выражаются следующим образом в уравнении. (7.24).
(7.24) λ = 2q31 − p, signλ = 1, λ≥0−1, λ <0.
На рис. 7.12 показано изменение максимального усиления по напряжению q max в зависимости от значения p . Если p управляется для управления коэффициентом мощности входного каскада прямого матричного преобразователя, необходимо соблюдать осторожность, поскольку максимальное усиление напряжения q max изменяется, как показано на рис. 7.12.
Рис. 7.12. Максимальное усиление напряжения q max в зависимости от значения p .
Если q max должно быть> 0,5, диапазон p должен быть ограничен в диапазоне — 1 < p <1. Кроме того, в диапазоне - 1 < p <1, диапазон регулировки угла коэффициента мощности входного каскада ограничен как - | ϕ o | < ϕ i <| ϕ o | из уравнения. (7.18).
На рис. 7.13 показан пример метода, который генерирует стробирующие сигналы, которые являются функцией присутствия переключателя ( S jk ), с использованием каждого матричного элемента ( d jk ) матрицы заполнения Т преобразователя матриц.Стробирующие сигналы переключателей S Aa , S Ab и S Ac , подключенных к выходному каскаду фазы A, определяются путем сравнения несущего сигнала v tri треугольного форма с d Aa и ( d Aa + d Ab ) мгновенно. Кроме того, они выражаются следующим образом в формуле. (7.25):
Рис. 7.13. Формирование стробирующих сигналов из дежурного сигнала (переключение фазы А).
(7.25) sAasAbsAc = 100,0≤vtri где s ij = 0 представляет состояние выключения переключателя и s ij = 1 представляет состояние включения. Методы, которые генерируют стробирующие сигналы переключателей ( S Ba , S Bb и S Bc ), подключенных к выходному каскаду фазы B и переключателям ( S Ca , S Cb и S Cc ), подключенные к выходному каскаду C-фазы, аналогичны методу для переключателей, подключенных к выходному каскаду A-фазы. Двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC) — это однофазный двигатель переменного тока; более конкретно, тип асинхронного двигателя с расщепленной фазой, в котором конденсатор подключен постоянно (а не только при запуске). можно разделить на одно- и трехфазные в зависимости от того, приводятся ли они в действие от одного источника питания * 1 или трехфазного * 2 . * 1 Однофазный: Тип источника питания, используемый в жилых домах. * 2 Трехфазный: Тип источника питания, вырабатываемого на электростанциях и подаваемого на фабрики и другие промышленные нагрузки. * 3 Конденсатор: электронное устройство, способное накапливать и разряжать электрическую энергию, также исторически известное как конденсатор. Альтернативной конструкцией однофазного асинхронного двигателя, в котором не используется конденсатор, является двигатель с экранированными полюсами. * 4 Помимо двигателей с конденсаторным пуском, двумя другими конструкциями однофазных асинхронных двигателей, не требующими конденсатора для создания пускового момента, являются асинхронный двигатель с расщепленной фазой и двигатель с экранированными полюсами. Что такое мотор PSC
Существует ряд различных типов однофазных асинхронных двигателей.Один из них включает использование конденсатора * 3 для создания магнитного поля таким образом, чтобы оно имитировало вторую фазу источника питания, тем самым создавая крутящий момент, необходимый для запуска двигателя * 4 . Такие двигатели называются «двигателями с конденсаторным запуском», чтобы отразить использование конденсатора для этой цели. В эту категорию также входят двигатели, в которых конденсатор остается подключенным все время (а не только при запуске), и они называются «двигателями с конденсаторными двигателями» или «двигателями с постоянными конденсаторами». Как работают двигатели PSC
Чтобы использовать однофазный источник питания, доступный в жилых домах, для привода двигателя, необходим механизм, запускающий двигатель. В двигателе PSC это достигается за счет наличия отдельных основных и вторичных обмоток (как показано на схеме), при этом основная обмотка подключается непосредственно к источнику питания, а вторичные обмотки подключаются через конденсатор.
При включении источника питания ток течет сначала в основной обмотке, а затем с небольшой задержкой из-за конденсатора во вторичной обмотке. Эта разница в токах основной и вторичной обмоток принимает форму разности фаз (это означает, что их формы сигналов смещены друг от друга по оси времени), вызывая чередование пикового магнитного поля между двумя обмотками и, таким образом, генерируя крутящий момент, который запускает вращение двигателя.
Предпосылки к разработке двигателей PSC
Одним из принципов, лежащих в основе однофазного асинхронного двигателя (двигателя PSC), является феномен «вращения Араго», открытый Франсуа Араго в 1824 году.Его открытие заключалось в том, что когда магнит вращается рядом с диском из немагнитного материала (металл, такой как медь или алюминий, который не притягивается магнитом), диск также начинает вращаться вместе с магнитом.
В конце 19 века Никола Тесла, признанный одним из основных сторонников системы электроснабжения переменного тока (AC), изобрел первый практический асинхронный двигатель и установил соответствующие технологии, что привело к широкому распространению двигателей переменного тока в промышленности. .Последующее появление простых и недорогих однофазных асинхронных двигателей, которые отличались простотой использования и компактностью, привело к еще более широкому использованию этих двигателей для питания бытовой техники и другого оборудования в различных условиях, включая дома и малые / средние предприятия. заводы.
Однако в настоящее время двигатели с электронной коммутацией (ЕС) стали обычным явлением в широком диапазоне областей, будучи более эффективными и простыми в использовании, чем однофазные асинхронные двигатели. Эти ЕС-двигатели широко известны как бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC).
Сравнение двигателей PSC и двигателей EC
В то время как конденсаторные двигатели практичны и просты в использовании, двигатели с электронным управлением стали широко использоваться в самых разных областях применения благодаря преимуществам, которые включают превосходную энергоэффективность и более простое управление скоростью и другими аспектами характеристик двигателя.
В следующей таблице перечислены преимущества и недостатки двух типов двигателей.
Применения для двигателей PSC и двигателей EC
В то время как способность двигателей PSC работать от привычной однофазной энергии привела к их широкому использованию в таких областях, как обычное домашнее хозяйство, небольшие фабрики и сельское хозяйство, использование двигателей с электронным управлением расширилось в последние годы.
Применения для двигателей ЕС включают следующее.
- Кондиционер
- Бытовая техника
- Водонагреватели и горелочные устройства
- Экологическое оборудование
- Товары для ванной
- Торговые автоматы
- Витрины морозильные и холодильные
- Банкоматы, автоматы по обмену купюр, обменные аппараты, автоматы по продаже билетов
- Чистые помещения
- Оптическая продукция
- Принтеры
- Копировальные аппараты
- Медицинское оборудование
- Торговое оборудование
Трехпроводной vs.Шестипроводные трехфазные двигатели
Наиболее распространенные типы трехфазных двигателей распаковываются из коробок с девятью проводами, которые необходимо подключить из коробки сбоку. Это типично для двигателей, которые могут быть подключены для высокого или низкого напряжения, и они могут иметь внутренние соединения звезды или треугольника.
Существует несколько других сценариев. Двигатели с тремя или шестью проводами имеют ограниченные возможности подключения, но их проще использовать. Двенадцатипроводные двигатели более сложны, но предоставляют больший набор вариантов подключения.
Рис. 1. Трех- и шестипроводные трехфазные двигатели универсальны в использовании.В большинстве трехфазных электродвигателей используется внутреннее расположение катушек, определяющее их как звезду или треугольник, и это установлено производителем. Таблички с данными на этих двигателях соответствуют знакомой схеме подключения. Иногда появляется мотор с другим количеством проводов. Эти сценарии могут сбивать с толку без некоторой предыстории внутренней конструкции.
Эта наиболее знакомая схема использует девять проводов, и их можно использовать для подключения двигателя, чтобы он работал одинаково при питании как от высокого, так и от низкого напряжения. Обычно для более крупных двигателей используется более высокое напряжение, но каждый тип может иметь свои преимущества.
Трехпроводные двигатели
Первый из менее известных корпусов, пожалуй, самый простой в использовании — у него всего три провода, выходящих из монтажной коробки сбоку. Как мог ожидать электрик, если есть только три провода, они соответствуют проводам «Линия» входной фазы.
Подключения к частотно-регулируемым приводам для этих двигателей очень просты: просто подключите выводы к выходам частотно-регулируемого привода, часто T1, T2 и T3. Как и любой трехфазный двигатель, направление вращения можно изменить, просто переключив два Т-образных вывода, помните об этом при установке двигателя.
Чтобы понять, что происходит внутри, вокруг ротора распределены шесть катушек. Таким образом, каждая из трех фаз будет намагничивать противоположные стороны ротора, обеспечивая плавное вращение.На заводе эти двигатели подключаются к катушкам последовательно или параллельно, и они могут быть как звездой, так и треугольником.
Электрик не может изменить ничего из этого внутреннего устройства. Это означает, что на паспортной табличке может быть указано 208–240 вольт для низкого напряжения или 440–480 вольт для высокого напряжения, но эти двигатели никогда не будут совместимы с обоими напряжениями. Никакие изменения в выводах внешних проводов не повлияют на совместимость напряжения двигателя.
Всегда помните, какое напряжение указано на табличке, чтобы параметры частотно-регулируемого привода можно было установить так, чтобы он обеспечивал правильное выходное напряжение.
Цвета проводов не всегда совпадают, поэтому в случае с этими двигателями стоит изучить и убедиться, какой двигатель вы используете.Этот трехфазный двигатель — не единственный раз, когда он имеет три провода. Приложение слишком высокого напряжения может вывести из строя двигатель, рассчитанный на более низкие напряжения.
Трехпроводная схема может указывать на любой из следующих типов двигателей: трехфазный тип, как описано выше, некоторые бесщеточные двигатели постоянного тока и многие однофазные двигатели переменного тока с подключением внешних конденсаторов — все используют три провода. Есть даже некоторые стандартные щеточные двигатели постоянного тока с третьим проводом, прикрепленным к металлическому корпусу для защиты от шума.Любой из этих двигателей будет разрушен при подаче на катушки напряжения переменного тока высокого или низкого напряжения.
Шестипроводные двигатели
Если у двигателя есть шесть выводов, доступных электрику, они могут быть присоединены к набору из шести металлических винтовых клемм внутри распределительной коробки двигателя. Обычно на двигателях такого типа можно увидеть этот набор из шести винтов внутри крышки. Независимо от того, выглядят ли они как клеммы или провода, здесь они будут называться «выводами».
Внутри производитель взял каждый комплект из двух катушек на противоположных сторонах ротора и склеил их вместе.Это создает три длинные катушки внутри двигателя. Два конца каждой из трех катушек доступны в распределительной коробке, что дает шесть выводных проводов.
Рис. 3. В шестипроводном двигателе используются три отдельных набора катушек, которые можно подключить как для высокого, так и для низкого напряжения.
Поскольку в качестве резисторов действуют по существу три катушки, они могут быть соединены последовательно для высоких напряжений, чтобы уменьшить ток. Это будет выглядеть точно так же, как высоковольтная установка в обычном девятипроводном звездообразном двигателе.
Для более низкого напряжения три катушки установлены в последовательно-параллельную конфигурацию треугольником, что дает более низкое сопротивление для увеличения тока. Опять же, это будет выглядеть точно так же, как высоковольтная установка в девятипроводном двигателе Delta.
На паспортной табличке такого двигателя часто отображается схема подключения низкого напряжения с греческим треугольником (Δ), а для высокого напряжения — с общим знаком звезды (Y).
Рисунок 5. Высоковольтная проводка шестипроводного двигателя. Этот двигатель выглядит как звезда, что приводит к более высокому сопротивлению и более низкому току.