Подсоединение трехфазного двигателя в однофазную сеть: Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсаторы: схемы подключения

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Довольно часто возникает необходимость в нестандартном подключении какого-либо электроприбора, применительно к конкретным условиям. Среди возможных вариантов следует выделить подключение трехфазного двигателя к однофазной сети, широко применяемое в бытовых условиях. Данная схема вполне оправдывает себя, несмотря на некоторое снижение мощности подключаемого оборудования.

Содержание

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор

Подключить трехфазный двигатель к сети с напряжением 220 вольт довольно просто. В стандартной ситуации, в каждой фазе имеется собственная синусоида. Между ними существует фазовый сдвиг, составляющий 120 градусов. За счет этого обеспечивается плавное вращение в статоре электромагнитного поля.

Каждая волна обладает амплитудой 220 вольт, что и дает возможность подключения трехфазного двигателя к обычной сети. Получение трех синусоид из одной фазы происходит с помощью обычного конденсатора, при условии соединения обмоток двигателя треугольником. Объединенные в единое кольцо, они позволяют получать сдвиг по фазе в 45 и 90 градусов, вполне достаточный для не слишком активной работы вала.

Применение конденсатора позволяет достичь мощности двигателя при одной фазе примерно 50-60% от этого же показателя для трех фаз. Однако данная схема подходит не ко всем электродвигателям, поэтому следует выбирать наиболее подходящую модель, например, серии АПН, АО, А, АО2 и другие.

Одним из условий использования конденсатора является необходимость изменения его емкости в соответствии с количеством оборотов. Практическое выполнение этого условия представляет серьезную проблему, поэтому управление двигателем выполняется в двухступенчатом варианте. Во время запуска подключается сразу два конденсатора, один из которых отключается после разгона. Остается только рабочий, продолжающий функционировать.

Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя

Пусковой конденсатор должен примерно в 2-2,5 раза превышать емкость рабочего конденсатора. Расчетное напряжение этих устройств обычно в 1,5 раза превышает напряжение сети. Для сетей 220 вольт наилучшим вариантом будут конденсаторы МБПГ, МБГО, МБГЧ, рабочее напряжение которых составляет 500 вольт и более. Если конденсаторы включаются лишь на короткое время, возможно применение в схеме электролитических устройств, таких как КЭ-2, К50-3, ЭГЦ-М с минимальным напряжением 450 вольт.

Между собой конденсаторы соединяются последовательно, через минусовые выводы. Далее в схему добавляется резистор, сопротивлением 200-300 Ом, убирающий оставшийся электрический заряд с конденсаторов.

Расчёт конденсатора для трёхфазного двигателя

Нормальная работа трехфазного электродвигателя с пуском через конденсатор зависит от ряда условий. Одним из них является изменение емкости устройства в соответствии с числом оборотов двигателя. Это достигается за счет двухступенчатого управления, состоящего из двух конденсаторов – пускового и рабочего.

Во время пуска происходит замыкание контактов, после чего нажимается кнопка разгона. После того как набрано достаточное количество оборотов, кнопку следует отпустить. Рассчитать емкость рабочего конденсатора можно по следующей формуле: Ср = 4800х I/U, где Ср является емкостью устройства в мкФ, I – сила тока, потребляемого двигателем в амперах, U – напряжение электрической сети в вольтах. Данная формула подходит при соединении обмоток двигателя методом треугольника. Если же обмотки двигателя соединены звездой, применяется формула Ср = 2800х I/U.

Схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Содержание страницы

Трехфазные двигатели асинхронного типа широко применяются как в быту, так и в промышленности. Ими оборудованы станки, циркулярные пилы, бетономешалки, компрессоры.

Двигатели, которые применяются в производстве обычно питаются от трехфазной сети, что почти невозможно для обычных людей в домах. Поэтому возникает большая необходимость подключения трехфазных двигателей в однофазную сеть.

В данной статье я постараюсь как можно более детально описать, как решить данную проблему.

Что такое трехфазный двигатель

Итак, из чего же состоит трехфазный двигатель? Основными конструкционными элементами такого типа двигателей является подвижный ротор и неподвижный статор.

В пазы статора проложены проводники трех обмоток, концы которых выводятся в коробку распределения. Для соединения обмотки стартера используются две схемы: звезда (для 380 вольт) и треугольник (для 220 вольт).

В паспорте двигателя находится информация о рабочем напряжении обмоток, а также схемы их подключения. На корпусе также крепятся специальные таблички, на которых указана вся необходимая информация по подключению и характеристикам.

Если трехфазный двигатель подключен в сеть на три фазы, то в таком случае ток проходит по очереди  по всех его обмотках. В результате этого возникает магнитное поле, которое действует на ротор, заставляя его вращаться. При подключении такого же двигателя в однофазную сеть, создать необходимый крутящий момент для работы мотора уже не получится.

Схемы подключения трехфазного двигателя

Схема подключения «Звезда» — это способ, при котором концы обмоток будут соединены в одной «нейтральной» точке. Преимуществом данной схемы является относительно небольшой нагрев корпуса, благодаря чему не обязательно применять его охлаждение, а также разгон двигателя будет достаточно плавным, в следствии чего напряжение будет более стабильным.

Схема подключения «Треугольник» — это способ, при котором обмотки соединяются последовательно (конец одного присоединяется к концу другого). Это позволяет ему работать с максимальной мощностью, поэтому повышается как вращательный момент, так и тяговые способности.

Теоретически можно проводить подключение трехфазного двигателя как схемой «Звезда», так и схемой «Треугольник», но в схеме «Звезда» есть один большой недостаток – это слишком большая потеря мощности, в следствии чего такой мотор может банально не справиться с возлагаемыми на него задачами, хоть и свои плюсы он все же имеет. Мотор со схемой «Треугольник» мощнее в три раза «Звездочного», поэтому он подойдет для решения большинства производственных задач.

Начала и концы обмоток (различные варианты)

 

Асинхронный трехфазный двигатель обладает шестью выводами, которые представляют собой три обмотки, у которых есть начало и конец. Чтобы правильно подключить двигатель необходимо правильно определить начало и конец каждой из обмоток. Таких вариантов есть достаточно большое количество, поэтому остановлюсь на наиболее популярных, которые применимы в домашних условиях.

Вариант 1

Итак, для определения начала и конца обмотки нам прежде всего нужно определить для каждой из обмоток выводы (определить каждую из обмоток). Для этого нам нужно найти цепь, которая будет между концом и началом обмотки, а помочь нам в этом сможет мультиметр, или если же такого под рукой не найдется, тогда можно применить двухполюсный указатель с функцией определения цепи. При использовании мультиметра один его конец подключаем к одному выводу, а другим концом мультиметра касаемся поочередно к каждому из пяти оставшихся выводов.

Между началом и концом одной обмотки в режиме измерения сопротивления значение у нас будет близким к нулю, а между остальными выводами – бесконечным. Далее определяем начало и кон

ец обмотки. Для начала рассмотрим статор.

В нем есть три обмотки, и если сделать соединение одного конца обмотки к концу другой обмотки и подать на один конец подать напряжение, то в месте подключения электродвижущая сила (ЭДС) будет примерно равна нулю, поскольку ЭДС одной обмотки компенсирует другую, причем в третьей обмотке ЭДС не будет наводится.

Вариант 2

Второй вариант – если вы соединили конец одной обмотки с началом другой. В этом случае в каждой из обмоток наводится ЭДС, в результате чего они суммируются. В следствии электромагнитной индукции в третьей обмотке наводится ЭДС.

При применении данного метода представляется возможным найти конец и начало каждой из обмоток. Чтобы это сделать нужно подключить к выводам одной из обмоток обычную лампочку, или вольтметр, затем выберите два любых других вывода и соедините их между собой. В результате у вас останется два вывода, которые подключаем в сеть 220 вольт. Если получилось так, что соединены конец одной обмотки с концом другой обмотки, вольтметр покажет близкое

 

к нулю значение.

В случае правильного подключения конца одной обмотки к началу другой, то вольтметр покажет значение в диапазоне от 10В до 60В, в зависимости от конструктивных особенностей двигателя. Повторяем данную процедуру еще дважды, до того момента, пока не определим конец и начало всех обмоток. Рекомендую результаты записывать, дабы не повторять процедуру, запутавшись в результатах.

Схемы подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть

При бытовой сети для лучших показателей мощности более целесообразным является подключение по схеме «Треугольник». В таком случае показатель мощности может достигать до 70% от номинальной.

Для подключения 2 контакта распределительной коробки подключаются напрямую подсоединяются к проводам однофазной сети, третий же – через конденсатор к проводам сети или к одному из первых контактов. Возможен пуск двигателя и с помощью рабочего конденсатора, но есть риск того, что он будет очень медленно набирать обороты или не запустится вовсе в случае, если двигатель имеет нагрузку.

Для быстрого пуска тогда нужен еще один дополнительный пусковой конденсатор, но задействовать его можно только на 2-3 секунды, чтобы двигатель сам по себе запустился и набрал обороты. Более удобным способом является запуск двигателя с помощью специального выключателя, в котором несколько контактов замыкаются при нажатии этого выключателя, а при отпускании контакты размыкаются, но все, обеспечивая работу двигателя.

Также можно управлять и направление вращения двигателя с помощью специального конденсатора и тумблера. За направление вращения двигателя отвечает контакт, к которому подсоединена третья обмотка.

По схеме «Звезда» подключаются электродвигатели, у которых сами обмотки рассчитаны на показатель напряжения 200/127В.

Есть возможность подключить также однофазный двигатель в однофазную сеть с помощью частотного преобразователя. Это специальное устройство, которое предназначено для регулирования и управления двигателей переменного тока. Он способен изменять и регулировать частоту вращения с помощью изменения напряжения.

Применяется для подключения двигателя в сеть 220В. Также он способен устранить некоторые недостатки запуска через конденсатор. Среди них:

• сильный шум;
• сильный нагрев;
• достаточно низкий КПД.

Преобразователь подключают в сеть только 220В, а запас мощности должен быть не менее 2кВт. Во время работы трехфазного двигателя в однофазной сети будут наблюдаться броски напряжения, а если у преобразователя показатель мощности будет достаточно низкий, привод будет работать нестабильно. Чтобы правильно подключить двигатель, нужно выполнить следующие действия:

1. Проверьте визуальную составляющую двигателя. Все крышки должны плотно прилегать друг к другу, а внешние повреждения – отсутствовать. Измеряем сопротивление обмоток и определяем начала и концы обмоток.
2. Соедините обмотки по схеме «Треугольник». Если используете для подключения преобразователь частоты, нужно достигнуть межфазного напряжения в 220В при соединении обмоток.
3. Подключите сам двигатель к частотному преобразователю с помощью специальных экранированных кабелей, характеристики которых соответствуют требуемым мощностям.
4. Преобразователь частоты обычно самостоятельно проведет настройку и корректировку показателей после запуска.

Обычно трехфазные двигатели не подключают в однофазную сеть, поскольку такая сеть существенно меняет набор характеристик двигателя. В промышленности такой способ подключения применяется только в крайних случаях, например для экстренного запуска оборудования и только маломощных двигателей.

Подключение однофазного электродвигателя к сети. Способы включения трехфазных двигателей в однофазную сеть

Некоторые умельцы самостоятельно собирают станки для обработки дерева или металла в домашних условиях. Для этого могут использоваться любые доступные двигатели подходящей мощности. В некоторых случаях приходится разбираться, как подключить трехфазный двигатель к однофазной сети. Этой теме посвящена статья. Также будет рассказано о том, как правильно выбрать конденсаторы.

   Однофазный и трехфазный

Чтобы правильно разобраться в предмете обсуждения, в котором объясняется подключение двигателя 380 на 220 вольт, необходимо понять, в чем принципиальная разница между такими агрегатами. Все трехфазные двигатели асинхронные. Это означает, что фазы в нем связаны с некоторым смещением. Конструктивно двигатель состоит из корпуса, в котором размещена неподвижная часть, которая не вращается, она называется статором. Существует также вращающийся элемент, называемый ротором. Ротор расположен внутри статора. На статор подается трехфазное напряжение, каждая фаза по 220 вольт. После этого происходит формирование электромагнитного поля. Из-за того, что фазы находятся в угловом смещении, появляется электродвижущая сила. Он заставляет вращаться ротор, находящийся в магнитном поле статора.

Внимание! Напряжение на обмотки трехфазного двигателя подается по типу соединения, имеющему форму звезды или треугольника.

Однофазные асинхронные агрегаты имеют несколько иной тип подключения, потому что питаются от сети 220 вольт. У него всего два провода. Один называется фазным, а второй нулевым. Для запуска двигателю нужна всего одна обмотка, к которой подключается фаза. Но только одного будет недостаточно для стартового импульса. Следовательно, есть еще и обмотка, которая задействована при пуске. Чтобы она выполняла свою роль, ее можно подключить через конденсатор, что бывает чаще всего, или закоротить.

   Подключение трехфазного двигателя

Обычное подключение трехфазного двигателя к трехфазной сети может оказаться непростой задачей для тех, кто никогда с этим не сталкивался. Некоторые блоки имеют только три провода для подключения. Они позволяют сделать это по схеме «звезда». Другие устройства имеют шесть проводов. В этом случае появляется выбор между треугольником и звездой. Ниже на фото вы можете увидеть реальный пример подключения звезды. В белой обмотке подходит кабель питания, а он подключается только к трем контактам. Далее устанавливаются специальные перемычки, обеспечивающие должное питание обмоток.

Чтобы было понятнее, как это реализовать самостоятельно, ниже будет схема такого подключения. Подключение треугольником несколько проще, т.к. отсутствуют три дополнительные клеммы. Но это говорит лишь о том, что механизм перемычек уже реализован в самом движке. При этом на способ подключения обмоток повлиять никак нельзя, а значит, придется соблюдать нюансы при подключении такого двигателя к однофазной сети.

   Подключение к однофазной сети

Трехфазный блок можно успешно подключить к однофазной сети. Но стоит учесть, что при схеме под названием «звезда» мощность агрегата не будет превышать половины его номинальной мощности. Для увеличения этого показателя необходимо обеспечить соединение типа «треугольник». В этом случае удастся добиться лишь 30-процентного падения мощности. Бояться при этом не стоит, так как в сети 220 вольт невозможно создать критическое напряжение, которое повредило бы обмотки двигателя.

   Электрические схемы

Когда трехфазный двигатель подключен к сети 380, то каждая его обмотка питается от одной фазы. При подключении его к сети 220 вольт на две обмотки приходит фаза и нулевой провод, а третья остается незадействованной. Чтобы исправить этот нюанс, нужно правильно подобрать конденсатор, который в нужный момент сможет подать на него напряжение. В идеале в схеме должно быть два конденсатора. Один из них лаунчер, а второй рабочий. Если мощность трехфазного агрегата не превышает 1,5 кВт, а нагрузка на него подается после достижения им необходимых оборотов, то можно использовать только рабочий конденсатор.

Внимание! Без дополнительных конденсаторов или других устройств подключить двигатель 380 на 220 напрямую невозможно.

В этом случае его необходимо установить в разрыв между третьим контактом треугольника и нулевым проводом. Если необходимо добиться эффекта, при котором двигатель будет вращаться в обратную сторону, то к одному выводу конденсатора необходимо подключить фазный, а не нулевой провод. Если мощность двигателя превышает указанную выше, то вам понадобится пусковой конденсатор. Он монтируется параллельно рабочему. Но следует учитывать, что выключатель без фиксации необходимо устанавливать в провод, который отсоединяется между ними. Эта кнопка позволит активировать конденсатор только во время запуска. В этом случае после включения двигателя в сеть необходимо удерживать эту кнопку несколько секунд, чтобы агрегат набрал требуемую скорость. После этого его нужно отпустить, чтобы не спалить обмотки.

Если требуется реализовать включение такого агрегата реверсивно, то монтируется трехконтактный тумблер. Средний должен быть постоянно подключен к рабочему конденсатору. Крайние необходимо подключить к фазному и нулевому проводам. В зависимости от того, в каком направлении должно быть вращение, вам нужно будет установить тумблер либо в ноль, либо в фазу. Ниже приведена принципиальная схема такого подключения.

   Выбор конденсатора

Не существует универсальных конденсаторов, которые бы подходили ко всем блокам без разбора. Их особенностью является емкость, которую они способны удерживать. Поэтому каждый придется подбирать индивидуально. Основным требованием к нему будет работа при напряжении сети 220 вольт, чаще они рассчитаны на 300 вольт. Чтобы определить, какой именно элемент требуется, необходимо воспользоваться формулой. Если соединение производится звездой, то необходимо силу тока разделить на напряжение 220 вольт и умножить на 2800. За показатель силы тока принимается цифра, указанная в характеристиках двигателя. Для соединения треугольником формула остается той же, но последний коэффициент меняется на 4800.

Например, если в блоке указано, что номинальный ток, который может протекать по его обмоткам, равен 6 ампер, то емкость рабочего конденсатора будет 76 мкФ. Это при соединении звездой, для соединения треугольником результат будет 130 мкФ. Но выше было сказано, что если агрегат испытывает нагрузку при пуске или имеет мощность более 1,5 кВт, то потребуется еще один конденсатор — пусковой. Его емкость обычно в 2-3 раза больше рабочей. То есть для соединения звездой нужен второй конденсатор емкостью 150-175 мкФ. Надо будет подобрать опытным путем. В продаже может не оказаться конденсаторов нужной емкости, тогда можно собрать блок, чтобы получить нужное количество. Для этого имеющиеся конденсаторы соединяются параллельно так, чтобы их емкость складывалась.

Внимание! Есть некоторое ограничение на мощность трехфазных агрегатов, которые можно запитать от однофазной сети. Это 3 кВт. Если это значение превышено, проводка может выйти из строя.

Почему пусковые конденсаторы лучше подбирать опытным путем, начиная с самых маленьких? Дело в том, что при недостаточном его значении будет подаваться ток большего значения, который может повредить обмотки. Если его значение больше требуемого, то юниту не хватит импульса для старта. Более четко представить связь можно с помощью видео.

   Заключение

При работе с электрическим током соблюдайте меры предосторожности. Не запускайте ничего, если вы не совсем уверены в правильности подключения. Обязательно посоветуйтесь с опытным электриком, который подскажет, выдержит ли проводка требуемую нагрузку от агрегата.

Общая информация.

Любой асинхронный трехфазный двигатель рассчитан на два номинальных напряжения трехфазной сети 380/220 — 220/127 и т. д. Наиболее распространены двигатели 380/220 В. Переключение двигателя с одного напряжения на другое производится соединением обмоток «в звезду» — на 380 В или в «треугольник» — на 220 В. Если двигатель имеет блок подключения, имеющий 6 контактов с установленными перемычками, следует обратить внимание в каком порядке установлены перемычки. Если в двигателе нет блока и есть 6 выводов, то они обычно собираются в 3 вывода. В одном пучке собраны начала обмоток, в другом концы (начала обмоток на схеме обозначены точкой).

В данном случае «начало» и «конец» — понятия условные, важно только, чтобы направления намотки совпадали, то есть для «звезды» как пример могут быть как начало, так и концы обмоток быть нулевой точкой, а в «треугольнике» обмотки должны быть соединены последовательно, т.е. конец одной с началом следующей. Для правильного подключения к «треугольнику» нужно определить выводы каждой обмотки, поставить их попарно и соединить в шлейф. схема:

Если развернуть эту схему, то будет видно, что катушки соединены «треугольником».

Если двигатель имеет только 3 вывода, то следует разобрать двигатель: снять крышку со стороны блока и найти в обмотках соединение трех обмоточных проводов (все остальные провода соединяются по 2). Соединение трех проводов является нулевой точкой звезды. Эти 3 провода нужно разорвать, припаять к ним выходные провода и объединить их в один пучок. Таким образом, у нас уже есть 6 проводов, которые нужно соединить по схеме треугольника.

Трехфазный двигатель вполне успешно может работать в однофазной сети, но при работе с конденсаторами ждать от него чудес не приходится. Мощность в лучшем случае будет не более 70% от номинальной, пусковой момент сильно зависит от пусковой мощности, сложности подбора рабочей мощности при изменении нагрузки. Трехфазный двигатель в однофазной сети — это компромисс, но во многих случаях это единственный выход. Существуют формулы расчета емкости рабочего конденсатора, но я считаю их не корректными по следующим причинам: 1. Расчет производится при номинальной мощности, а двигатель редко работает в таком режиме и при недогрузке двигателя, он будет греться из-за избыточной емкости рабочего конденсатора и, как следствие, повышенного тока в обмотке. 2. Номинальная емкость конденсатора, указанная на его корпусе, отличается от реальной +/- 20%, что также указано не конденсатором. А если измерить емкость отдельного конденсатора, то она может быть вдвое больше или вдвое меньше. Поэтому предлагаю подбирать емкость под конкретный двигатель и под конкретную нагрузку, измеряя ток в каждой точке треугольника, стараясь максимально согласовать его с подбором емкости. Так как в однофазной сети напряжение 220 В, двигатель следует подключать по схеме «треугольник». Для запуска ненагруженного двигателя можно обойтись только исправным конденсатором.

Направление вращения двигателя зависит от подключения конденсатора (точка а) к точке b или c.
Практически ориентировочную емкость конденсатора можно определить по кл. формула: С мкФ = P Вт/10,
, где С — емкость конденсатора в мкФ, Р — номинальная мощность двигателя в ваттах. Для начала достаточно, а точную подгонку следует производить уже после загрузки двигателя конкретной работой. Рабочее напряжение конденсатора должно быть выше напряжения сети, но практика показывает, что старые советские бумажные конденсаторы, рассчитанные на 160В, успешно работают. И найти их гораздо проще, даже на помойке. Мой двигатель дрели работает с такими конденсаторами, расположенными для защиты от хлопка в заземленной коробке от стартера, уже не помню сколько лет и пока все цело. Но я не призываю к такому подходу, просто информация к размышлению. Кроме того, если включить последовательно конденсаторы на 160 и Вольт, то емкость удвоится, но рабочее напряжение удвоится на 320 В и из пар таких конденсаторов можно будет собрать пару нужной емкости.

Включение двигателей с оборотами выше 1500 об/мин или загруженных в момент пуска затруднено. В таких случаях следует применять пусковой конденсатор, емкость которого зависит от нагрузки двигателя, подбирается экспериментально и ориентировочно может быть от равной рабочему конденсатору до 1,5 — 2-кратного увеличения. В дальнейшем для наглядности все, что относится к работе, будет зеленым, все, что относится к пуску, красным, что будет тормозить синий.

В простейшем случае включить пусковой конденсатор можно с помощью незафиксированной кнопки.

Реле тока можно использовать для автоматического запуска двигателя. Для двигателей мощностью до 500 Вт подойдет токовое реле от стиральной машины или холодильника с небольшой переделкой. Так как конденсатор остается заряженным и в момент перезапуска двигателя между контактами возникает довольно сильная дуга и серебряные контакты привариваются без отключения пускового конденсатора после пуска двигателя. Чтобы этого не произошло, контактная пластина пускового реле должна быть выполнена из графитовой или угольной щетки (но не из медно-графитовой щетки, так как она тоже прилипает). Также необходимо отключить тепловую защиту этого реле, если мощность двигателя превышает номинальную мощность реле.

При мощности двигателя более 500 Вт, до 1,1 кВт можно перемотать обмотку пускового реле более толстым проводом и с меньшим количеством витков, чтобы реле отключалось сразу при выходе двигателя на номинальные обороты.

Для более мощного двигателя можно сделать самодельное реле тока, увеличив размеры оригинала.

Большинство трехфазных двигателей до трех кВт хорошо работают в однофазной сети за исключением двигателей с двойной короткозамкнутой клеткой, наш это серия МА, к ним лучше не обращаться, в однофазной сети они не работают.

Практические схемы включения.

Общая схема

С1 — пусковой, С2 — рабочий, К1 — кнопка без фиксации, диод и резистор — система торможения.

Схема работает следующим образом: при повороте переключателя в положение 3 и нажатии кнопки К1 двигатель запускается, после отпускания кнопки остается только рабочий конденсатор и двигатель работает на полезной нагрузке. При повороте переключателя в положение 1 на обмотку двигателя подается постоянный ток и двигатель затормаживается, после остановки переключатель необходимо повернуть в положение 2, иначе двигатель сгорит, поэтому переключатель должен быть специальным и фиксированным только в положениях 3 и 2, а положение 1 должно включаться только на удержании. При мощности двигателя до 300 Вт и необходимости быстрого торможения гасящий резистор можно не применять, при большей мощности сопротивление резистора подбирается по требуемому времени торможения, но не должно быть меньше сопротивления гасящего резистора. обмотка двигателя.

Эта схема аналогична первой, но торможение здесь происходит за счет энергии, запасенной в электролитическом конденсаторе С1 и время торможения будет зависеть от его емкости. Как и в любой схеме, пусковую кнопку можно заменить токовым реле. При включении ключа двигатель запускается и конденсатор С1 заряжается через VD1 и R1. Сопротивление R1 выбирают в зависимости от мощности диода, емкости конденсатора и времени работы двигателя до торможения. Если время работы двигателя между пуском и торможением превышает 1 минуту, можно использовать диод КД226Г и резистор 7кОм не менее 4 Вт. рабочее напряжение конденсатора не менее 350В. Для быстрого торможения хорошо подходит флэш-конденсатор, флеш-модулей много, и необходимости в них больше нет. При выключении переключатель переключается в положение замыкающего конденсатора на обмотке двигателя и происходит торможение постоянным током. Используется обычный двухпозиционный переключатель.

Схема включения и торможения реверса.

Данная схема является развитием предыдущей, запускается автоматически с помощью токового реле и торможения электролитическим конденсатором, а также реверсивного включения. Отличие этой схемы: сдвоенный трехпозиционный переключатель и пусковое реле. Выбрасывая из этой схемы лишние элементы, каждый из которых имеет свой цвет, можно собрать схему, необходимую для конкретных целей. При желании можно перейти на кнопочное включение, для этого вам понадобится один или два автоматических пускателя с катушкой 220В. Используется двойной переключатель на три положения.

Еще одна не совсем обычная схема автоматического включения.

Как и в других схемах, есть тормозная система, но при необходимости ее можно легко выкинуть. В этой схеме включения две обмотки соединены параллельно, а третья через систему пуска и вспомогательный конденсатор, емкость которого примерно в два раза меньше требуемой при включении треугольником. Для изменения направления вращения нужно поменять местами начало и конец вспомогательной обмотки, обозначенные красной и зеленой точками. Пуск происходит за счет заряда конденсатора С3 и время пуска зависит от емкости конденсатора, причем емкость должна быть достаточно большой для выхода двигателя на номинальные обороты. Емкость можно взять с запасом, т.к. после зарядки конденсатор не оказывает заметного влияния на работу двигателя. Резистор R2 нужен, чтобы разрядить конденсатор и тем самым подготовить его к следующему пуску, подойдет 30 кОм 2Вт. Диоды Д245 — 248 подойдут к любому двигателю. Для двигателей меньшей мощности соответственно мощность диодов и емкость конденсатора уменьшаются. Хотя сделать обратное включение по этой схеме затруднительно, но при желании это возможно. Для этого потребуются сложные переключатели или спусковые механизмы.

Применение электролитических конденсаторов в качестве пусковых и рабочих.

Стоимость неполярных конденсаторов довольно высока, и не везде их можно найти. Поэтому, если их нет, можно применить электролитические конденсаторы, включенные по схеме не намного сложнее. Вместительность у них достаточно большая при небольшом объеме, они не дефицитны и не дороги. Но нужно учитывать вновь возникающие факторы. Рабочее напряжение должно быть не менее 350 вольт, включать их можно только попарно, как указано черным цветом на схеме, и в этом случае емкость уменьшается вдвое. А если для работы двигателя нужно 100 мкФ, то конденсаторы С1 и С2 должны быть по 200 мкФ.

Электролитические конденсаторы имеют большой допуск по емкости, поэтому лучше собрать конденсаторную батарею (обозначена зеленым), так будет легче подобрать реальную емкость, необходимую двигателю и, кроме того, электролиты имеют очень тонкие выводы, а ток при большой емкости может достигать значительных величин и нагрев выводов, а при внутреннем обрыве вызвать взрыв конденсатора. Поэтому вся конденсаторная батарея должна находиться в закрытом боксе, особенно во время экспериментов. Диоды должны быть с запасом по напряжению и току, необходимому для работы. До 2кВт вполне подойдет Д 245 — 248. При пробое диода конденсатор сгорает (взрывается). Взрыв конечно громко сказано, пластиковый бокс полностью защитит от расширения конденсаторных деталей и от блестящего серпантина тоже. Ну, страшилки рассказаны, теперь немного оформления. Как видно из схемы, минусы всех конденсаторов соединены между собой и, следовательно, конденсаторы старой конструкции с минусом на корпусе можно просто плотно перемотать изолентой и поместить в пластиковый бокс соответствующих размеров. Диоды необходимо разместить на изолирующей пластине и при большой мощности поставить их на небольшие радиаторы, а если мощность не большая и диоды не греются, то их можно поместить в тот же короб. Включенные таким образом электролитические конденсаторы вполне успешно работают как пусковые, так и рабочие.

Сейчас электронная схема включения дорабатывается, но пока сложно повторить и настроить.

Как запустить трехфазный асинхронный двигатель от однофазной сети?

Самый простой способ пуска трехфазного двигателя как однофазного основан на подключении его третьей обмотки через фазосдвигающее устройство. В качестве такого устройства может использоваться активное сопротивление, индуктивность или конденсатор.

Перед подключением трехфазного двигателя к однофазной сети необходимо убедиться, что номинальное напряжение его обмоток соответствует номинальному напряжению сети. Трехфазный асинхронный двигатель имеет три обмотки статора. Соответственно в клеммной коробке должно быть выведено 6 клемм для подключения питания. Если открыть клеммную коробку, то мы увидим двигатель. На боре выведены 3 обмотки двигателя. Их концы подключаются к клеммам. Питание двигателя подключается к этим клеммам.

Каждая обмотка имеет начало и конец. Начало обмоток обозначено как С1, С2, С3. Концы обмоток маркируются соответственно С4, С5, С6. На крышке клеммной коробки мы увидим схему подключения двигателя к сети при разном напряжении питания. По этой схеме мы должны соединить обмотки. Те. если двигатель позволяет использовать напряжения 380/220, то для подключения его к однофазной сети 220В необходимо переключить обмотки по схеме «треугольник».

Если схема его подключения позволяет 220/127 В, то к однофазной сети 220 В он должен подключаться по схеме «звезда», как показано на рисунке.

Цепь пускового сопротивления

На рисунке приведены схемы включения однофазного трехфазного двигателя с пусковым сопротивлением. Такая схема используется только в двигателях малой мощности, так как большое количество энергии теряется в виде тепла в резисторе.

Наиболее распространенные схемы с конденсаторами. Для изменения направления вращения двигателя необходимо использовать переключатель. В идеале для нормальной работы такого двигателя необходимо, чтобы емкость конденсатора менялась в зависимости от скорости. Но это условие достаточно трудновыполнимо, поэтому обычно применяют двухступенчатую схему управления асинхронным электродвигателем. Для работы механизма, приводимого в движение таким двигателем, используются два конденсатора. Один подключается только при пуске, а после окончания пуска отключается и остается только один конденсатор. При этом наблюдается заметное снижение его полезной мощности на валу до 50…60% от номинальной мощности при включении в трехфазную сеть. Такой запуск двигателя называется конденсаторным пуском.

При использовании пусковых конденсаторов возможно увеличение пускового момента до значения Мн/Мн=1,6-2. Однако при этом значительно увеличивается емкость пускового конденсатора, из-за чего растут его габариты и стоимость всего фазосдвигающего устройства. Для достижения максимального пускового момента значение емкости необходимо выбирать из соотношения, Xc = Zk, т. е. емкость равна сопротивлению короткого замыкания одной фазы статора. Из-за дороговизны и габаритов всего фазосдвигающего устройства конденсаторный пуск применяют только тогда, когда необходим большой пусковой момент. По окончании пускового периода пусковую обмотку необходимо отключить, иначе пусковая обмотка перегреется и сгорит. В качестве пускового устройства можно использовать дроссель-индуктор.

Трехфазный пусковой асинхронный двигатель от однофазной сети через преобразователь частоты

Для пуска и управления трехфазным асинхронным двигателем от однофазной сети можно использовать преобразователь частоты с питанием от однофазной сети. Блок-схема такого преобразователя показана на рисунке. Пуск трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети с помощью преобразователя частоты является одним из наиболее перспективных. Поэтому именно он чаще всего используется в новых разработках систем управления регулируемыми электроприводами. Его принцип заключается в том, что изменяя частоту и напряжение двигателя, можно в соответствии с формулой изменить его частоту вращения.

Сам преобразователь состоит из двух модулей, которые обычно заключены в один корпус:
— модуль управления, управляющий работой устройства;
— силовой модуль, питающий двигатель электричеством.

Применение преобразователя частоты для пуска трехфазного асинхронного двигателя. можно значительно снизить пусковой ток, так как в электродвигателе существует жесткая зависимость между током и крутящим моментом. При этом значения пускового тока и крутящего момента можно регулировать в достаточно большом диапазоне. Кроме того, с помощью преобразователя частоты можно регулировать частоту вращения двигателя и самого механизма, уменьшая при этом значительную часть потерь в механизме.

Недостатками использования преобразователя частоты для пуска трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети является достаточно высокая стоимость самого преобразователя и его периферийных устройств. Появление несинусоидальных помех в сети и снижение показателей качества сети.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов

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

Конструктивно АД состоит из неподвижной части — статора и подвижной части — ротора. На статоре в пазах укладываются обмотки. Обмотка статора представляет собой трехфазную обмотку, жилы которой равномерно распределены по окружности статора и уложены по фазам в пазах с угловым расстоянием 120 эл. град. Концы и начала обмоток выводятся в распределительную коробку. Обмотки образуют пару полюсов. Номинальная скорость ротора двигателя зависит от количества пар полюсов. Наиболее распространенные промышленные двигатели имеют 1-3 пары полюсов, реже 4. БП с большим количеством пар полюсов имеют низкий КПД, большие габариты, поэтому применяются редко. Чем больше пар полюсов, тем ниже частота вращения ротора двигателя. Промышленные промышленные АД выпускаются с рядом стандартных скоростей вращения ротора: 300, 1000, 1500, 3000 об/мин.

Также принимает ключи возврата, но в этом случае поворот возможен только при остановленном двигателе. Для этого нужно учитывать напряжение, при котором он будет работать. В клеммах 4, 5 и 6 клеммы звезды соединены между собой, а клеммы 1, 2 и 3 подключены к сети. При треугольном соединении начало одной фазы замыкается на конец другой, и это соединение подключается к сети.

Трехфазные односкоростные двигатели могут иметь 3, 6, 9 или 12 клемм для подключения к сети. Эти двигатели соединены треугольником с наименьшим напряжением и звездами с наибольшим напряжением. На следующем рисунке показана соединительная пластина двигателя этого типа.

Ротор АД представляет собой вал, на котором имеется короткозамкнутая обмотка. В АД малой и средней мощности намотку обычно выполняют заливкой расплавленного алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора. Вместе со штангами отлиты короткозамкнутые кольца и концевые лопатки для вентиляции машины. В мощных машинах обмотка выполнена из медных стержней, концы которых сваркой соединены с короткозамкнутыми кольцами.

Электродвигатели имеют заводскую табличку, установленную производителем. Для правильной установки двигателя обязательно, чтобы электрик знал, как интерпретировать данные на табло. На рисунке показан пример паспортной таблички трехфазного двигателя. На шильдиках электродвигателей находим некоторую информацию об этом, а именно.

Буква рядом с этим номером относится к большому и среднему английскому языку и относится к длине двигателя. Номинальные напряжения: Электродвигатели могут управляться различными напряжениями, для этого необходимо сделать замыкание, подходящее для каждого напряжения. Затворы не мешают скорости вращения двигателя, они просто служат для питания катушек, благодаря чему они создают магнитное поле, необходимое для перемещения ротора, расположенного внутри корпуса двигателя. Короче говоря, это число означает расстояние между центром двигателя и землей. . Напряжение, индуцируемое при истечении обмотки двигателя, создает переменное магнитное поле, которое приводит к магнитному возбуждению ротора, тем самым вращая ось двигателя, создавая переход от электрической энергии к механике.

При включении АД в 3ф сети по обмоткам по очереди в разные моменты времени начинает течь ток. В один момент ток проходит через полюс фазы А, в другой — через полюс фазы В, в третий — через полюс грани С. Проходя через полюса обмоток, ток попеременно создает вращающееся магнитное поле который взаимодействует с обмоткой ротора и заставляет его вращаться. в разных плоскостях в разные моменты времени.

Управление положением Управление скоростью Управление крутящим моментом. . Дополнительную информацию вы можете получить из справочников в разделе. Существует несколько способов управления трехфазным двигателем при однофазном питании; такие методы затем облегчат кому-то этот дорогостоящий и трудоемкий процесс.

Трехфазное питание использует три симметричных синусоидальных напряжения со сдвигом фаз 120°. Один из способов преобразовать однофазный источник питания, эксплуатируемый десятилетиями, состоит в том, чтобы подключить две фазы к однофазному источнику питания 220 В и создать для третьей фазы «фаза-фаза» с помощью конденсаторов для создания фазового сдвига между основной и вспомогательной обмотками. В этом случае фазовый сдвиг равен 90°. Для этого метода необходимо подобрать конденсатор, подходящий для нагрузки.

Если включить АД в 1ф сети, крутящий момент будет создаваться только одной обмоткой. Действуть на ротор такой момент будет в одной плоскости. Этого момента недостаточно для перемещения и вращения ротора. Для создания фазового сдвига полюсного тока относительно фазы питания применяют фазосдвигающие конденсаторы.

Конденсаторы можно использовать любого типа, кроме электролитических. Хорошо подходят конденсаторы типа МБГО, МБГ4, К75-12, К78-17. Некоторые данные по конденсаторам приведены в таблице 1.

Если бы это было не так, ток был бы несимметричным. Вместо фазового сдвига на 120°, показанного в нижней половине рисунка, неправильная связь конденсатора и нагрузки может привести к значительным изменениям. Чем больше несоответствие, тем ниже крутящий момент.

Еще одним полезным методом является преобразователь фазы. Например, мастерская может использовать фазоинвертор для работы нескольких трехфазных машин от однофазного источника питания. Недостатком является то, что этот процесс может быть очень дорогим в любой момент, когда преобразователь фазы преобразуется, независимо от того, используется ли машина вообще. Ток может быть уравновешен при работе конкретной машины, но если работают несколько машин или все они сильно нагружены, то трехфазный источник питания — напряжение и ток — сильно неуравновешен.

Если вам нужно набрать определенную емкость, конденсаторы следует соединить параллельно.

Основные электрические характеристики АД приведены в паспорте рис. 2.

   Рис.2

Из паспорта видно, что двигатель трехфазный, мощностью 0,25 кВт, 1370 об/мин, возможно изменение схемы соединения обмоток. Соединение проводов обмоток «треугольник» на напряжение 220В, «звезда» на напряжение 380В, соответственно ток 2,0/1,16А.

Если правило применяется десять раз к двигателю с дисбалансом 1%, текущий дисбаланс может составить 10%. Это является преимуществом, так как большинство трехфазных двигателей, работающих в вышеуказанной системе, работают от 15% до 50% небаланса токов.

Поддержка производителя отличается, поэтому рекомендуется соблюдать осторожность при перегрузке диска на 1, деленное на квадратный корень из трех. При двигателе мощностью 10 кВт использовался преобразователь частоты мощностью 15 кВт. Пользователям настоятельно рекомендуется работать с производителем инвертора, чтобы выбрать и измерить привод для этого использования.

Соединение звездой показано на рис.3. При таком включении к обмоткам двигателя между точками АВ (линейное напряжение U л) прикладывается напряжение, в раз превышающее напряжение между точками АО (фазное напряжение U ф).

   Рис.3 Схема соединения «звезда».

Таким образом, линейное напряжение больше фазного:. В этом случае фазный ток I ф равен линейному току I л.

Рассмотрим схему подключения «треугольник» рис. четыре:

   Рис.4 Схема подключения «треугольник»

При таком соединении линейное напряжение U л равно фазному напряжению U ф., а ток в линии I л вдвое больше фазного тока I ф:.

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

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

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

Схема соединения обмоток в клеммной коробке показана на рис. 6

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

Для подключения электродвигателя по схеме «звезда» необходимо две фазные обмотки подключить непосредственно к однофазной сети, а третью — через рабочий конденсатор С п к любому из проводов сети рис. . 6

Соединение в вводной коробке для схемы звезда показано на рис. 7

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

Схема соединения обмоток в клеммной коробке показана на рис. восемь

   Рис.8. Подключение в клеммной коробке по схеме «звезда»

Емкость рабочего конденсатора С р для этих цепей рассчитывается по формуле:
,
   где I н — номинальный ток, U н — номинальное рабочее напряжение.

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

Рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1,15 раза больше номинального напряжения питающей сети.

Обычно для запуска маломощного БП достаточно пускового конденсатора, но при мощности более 1,5 кВт двигатель либо не запускается, либо очень медленно набирает обороты, поэтому необходимо использовать другой пусковой конденсатор С н. конденсатор.

Схема соединения обмоток двигателя, соединенных по схеме «треугольник» с применением пусковых конденсаторов С р, представлена ​​на рис. 9.

Рис.9 Схема подключения обмоток ЭД по схеме «треугольник» с использованием пусковых конденсатов

Схема включения двигателя звезда с применением пусковых конденсаторов показана на рис. десять.

   Рис.10 Схема соединения обмоток звездой по схеме «звезда» с использованием пусковых конденсаторов.

Пусковые конденсаторы С р включают параллельно рабочим конденсаторам с помощью кнопки КН на 2-3 с. При этом частота вращения ротора электродвигателя должна достигать 0,7…0,8 от номинальной частоты вращения.

Для запуска АД с применением пусковых конденсаторов удобно использовать кнопку Рис.11.

   Рисунок 11

Конструктивно кнопка представляет собой трехполюсный выключатель, одна пара контактов которого замыкается при нажатии на кнопку. При отпускании контакты размыкаются, а остальная пара контактов остается включенной до тех пор, пока не будет нажата кнопка стоп. Средняя пара контактов выполняет функцию кнопки КН (рис. 9, рис.10), через которые подключены пусковые конденсаторы, две другие пары работают как коммутатор.

Возможно, в распределительной коробке двигателя концы фазных обмоток выполнены внутри двигателя. Тогда артериальное давление можно подключать только по схемам рис.7, рис. 10, в зависимости от мощности.

Имеется также схема соединения обмоток статора трехфазного электродвигателя — неполная звезда рис. 12. Выполнение соединения по этой схеме возможно, если начала и концы фазных обмоток статора выведены на распределительную коробку.

   Рис.12

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

.

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

Емкости пусковых конденсаторов должны быть в 2,5-3 раза больше емкости С р. Рабочее напряжение конденсаторов в обеих цепях должно быть в 2,2 раза больше номинального напряжения.

Обычно выводы статорных обмоток электродвигателей маркируют металлическими или картонными бирками с указанием начала и конца обмоток. Если метки по какой-либо причине отсутствуют, действуйте следующим образом. Сначала определяют принадлежность проводов к отдельным фазам обмотки статора. Для этого возьмите любой из 6 внешних выводов электродвигателя и подключите его к любому источнику питания, а второй вывод источника подключите к контрольной лампе и второй провод от лампы, поочередно прикоснитесь к оставшимся 5 контактам обмотку статора до тех пор, пока не загорится лампочка. Когда загорается лампочка, это означает, что 2 клеммы принадлежат одной фазе. Условно отметьте бирками начало первого провода С1, а его конец — С4. Аналогично находим начало и конец второй обмотки и обозначаем их С2 и С5, а начало и конец третьей — С3 и С6.

Следующим и основным этапом будет определение начала и конца обмоток статора. Для этого воспользуемся методом подбора, который применяется для электродвигателей до 5 кВт. Соединим все начала фазных обмоток электродвигателей по ранее прикрепленным биркам в одной точке (по схеме «звезда») и подключим электродвигатель к однофазной сети с помощью конденсаторов.

Если двигатель без сильного гудения сразу набирает номинальные обороты, значит, все точки или все концы обмотки попали в общую точку. Если при включении двигатель очень сильно гудит и ротор не может набрать номинальные обороты, то в первой обмотке выводы С1 и С4 следует поменять местами. Если это не помогло, концы первой обмотки необходимо вернуть в исходное положение и теперь поменять местами точки С2 и С5. Делать то же самое; по отношению к третьей паре, если двигатель продолжает гудеть.

При определении начала и конца обмоток строго соблюдать технику безопасности. В частности, касаясь зажимов обмотки статора, держите провода только за изолированную часть. Это необходимо сделать еще и потому, что электродвигатель имеет общий стальной магнитопровод и на выводах других обмоток может появиться большое напряжение.

Для изменения направления вращения ротора АД, подключенного к однофазной сети по схеме «треугольник» (см. рис. 5), достаточно подключить третью фазную обмотку статора (W) через конденсатор к зажиму обмотки статора второй фазы (V).

Для изменения направления вращения АД, подключенного к однофазной сети по схеме звезда (см. рис. 7), необходимо подключить третью фазную обмотку статора (W) через конденсатор к вывод второй обмотки (V).

При проверке технического состояния электродвигателей часто можно с сожалением заметить, что после продолжительной работы появляются посторонние предметы, шум и вибрация, а вручную провернуть ротор сложно. Причиной этого может быть плохое состояние подшипников: беговые дорожки покрыты ржавчиной, глубокими царапинами и вмятинами, повреждены отдельные шарики и сепаратор. Во всех случаях необходимо осмотреть двигатель и устранить имеющиеся неисправности. При незначительных повреждениях достаточно промыть подшипники бензином и смазать их.

Просмотрел много сайтов по теме « Как переделать 3-х фазный двигатель для включения в однофазную сеть » Имею электротехническое образование, опыт работы «на земле» не маленький. Дома перематываю электродвигатели. Так и не понял прочитанного. Либо надо сидеть без дела с книжками по электротехнике и электротехнике, либо не стоит даже пытаться. Мне часто приходится переделывать трехфазные электродвигатели для включения в однофазную сеть. Делаю дома, а главное не требует больших познаний в электричестве, но кое-какие знания все же нужны. Ну что, попробуем переделать?

Для начала надо понять, что электродвигатели мощностью более 3 кВт не меняются . А если вы решите их все же переделать, то вам потребуется провести отдельную электропроводку и установить отдельный автоматический выключатель на электрощите. Это при условии, что выдержит нагрузку вводного кабеля. Запуск электродвигателя мощностью более 3 кВт, переделанного на сеть 220В, очень тяжелый. Вам придется страдать (знаю по себе). Так что подумайте, стоит ли оно того.

Итак, приступим к нашим электродвигателям.

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

Рассмотрим номер чертежа 1 . ABC – точки соединения обмоток двигателя. Что они идут к терминалам. AB- Это автоматический выключатель. Берем один провод от автомата (автомат), фаза или ноль — большой роли не играет. Соединяем его с одним из контактов на клемме. На рисунке это вывод А.