Как подключить трехфазный двигатель к однофазной сети. Какие схемы подключения существуют. Какие конденсаторы нужны для запуска трехфазного двигателя от 220В. Как рассчитать емкость конденсаторов. На что обратить внимание при подключении.
Особенности подключения трехфазного двигателя к однофазной сети
Трехфазные электродвигатели широко используются в промышленности и бытовой технике благодаря своей надежности и эффективности. Однако нередко возникает необходимость подключить такой двигатель к однофазной сети 220В. Для этого требуется применить специальные схемы подключения с использованием конденсаторов.
Основные особенности подключения трехфазного двигателя к сети 220В:
- Необходимо использовать фазосдвигающие конденсаторы для создания вращающегося магнитного поля
- Мощность двигателя снижается до 70-75% от номинальной
- Требуется правильный расчет емкости рабочего и пускового конденсаторов
- Возможно применение схем подключения «звезда» или «треугольник»
- Необходимо соблюдать меры электробезопасности при подключении
Принцип работы трехфазного двигателя от однофазной сети
Как работает трехфазный двигатель при подключении к однофазной сети 220В? Принцип действия основан на создании вращающегося магнитного поля с помощью конденсаторов:
- Две обмотки двигателя подключаются напрямую к сети 220В
- Третья обмотка подключается через фазосдвигающий конденсатор
- Конденсатор создает сдвиг фаз между токами в обмотках
- Формируется вращающееся магнитное поле, вращающее ротор
- Двигатель начинает вращаться, но с меньшей мощностью
Таким образом, конденсатор играет ключевую роль, имитируя работу трехфазной сети и обеспечивая запуск и работу двигателя.
Схемы подключения трехфазного двигателя к сети 220В
Существует две основные схемы подключения трехфазного электродвигателя к однофазной сети:
Схема «треугольник»
Особенности схемы «треугольник»:
- Подходит для большинства трехфазных двигателей
- Обеспечивает 70-75% от номинальной мощности
- Проще в реализации
- Требует меньшей емкости конденсатора
Схема «звезда»
Особенности схемы «звезда»:
- Подходит для двигателей с высоким пусковым моментом
- Обеспечивает лучший пусковой момент
- Требует большей емкости конденсатора
- Сложнее в реализации
Выбор схемы зависит от конкретного двигателя и условий его эксплуатации.
Расчет емкости конденсаторов для запуска трехфазного двигателя
Правильный расчет емкости конденсаторов критически важен для успешного запуска и работы трехфазного двигателя от сети 220В. Как рассчитать нужную емкость?
Формула для расчета емкости рабочего конденсатора:
C = 66 * P
где:
- C — емкость конденсатора в микрофарадах (мкФ)
- P — мощность двигателя в киловаттах (кВт)
Таким образом, на каждые 100 Вт мощности двигателя требуется примерно 7 мкФ емкости конденсатора.
Для двигателей мощностью более 1,5 кВт рекомендуется использовать дополнительный пусковой конденсатор. Его емкость рассчитывается по формуле:
Cп = (2,5-3) * C
где Cп — емкость пускового конденсатора.
Выбор конденсаторов для подключения трехфазного двигателя
При выборе конденсаторов для подключения трехфазного двигателя к сети 220В следует учитывать несколько важных факторов:
- Рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети
- Для сети 220В подойдут конденсаторы на 400-450В
- Рекомендуется использовать неполярные конденсаторы
- Подходят конденсаторы типов КБГ, МБГЧ, БГТ
- Можно применять параллельное соединение нескольких конденсаторов для получения нужной емкости
Правильный выбор конденсаторов обеспечит надежную и безопасную работу двигателя.
Пошаговая инструкция по подключению трехфазного двигателя к 220В
Рассмотрим последовательность действий при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети 220В:
- Определите схему подключения обмоток двигателя («звезда» или «треугольник»)
- Рассчитайте необходимую емкость рабочего и пускового конденсаторов
- Подберите подходящие конденсаторы с учетом рабочего напряжения
- Подключите две обмотки двигателя напрямую к сети 220В
- Третью обмотку подключите через рабочий конденсатор
- При необходимости подключите пусковой конденсатор параллельно рабочему
- Проверьте все соединения и изоляцию
- Выполните пробный запуск двигателя
При выполнении подключения строго соблюдайте правила электробезопасности!
Меры предосторожности при подключении трехфазного двигателя к 220В
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети требует соблюдения ряда мер предосторожности:
- Убедитесь, что мощность сети достаточна для питания двигателя
- Используйте качественные конденсаторы с соответствующим рабочим напряжением
- Надежно изолируйте все электрические соединения
- Не прикасайтесь к токоведущим частям при работающем двигателе
- Обеспечьте надежное заземление корпуса двигателя
- Не перегружайте двигатель, учитывая снижение его мощности
- Периодически проверяйте состояние конденсаторов и проводки
Соблюдение этих мер обеспечит безопасную эксплуатацию двигателя.
Схема подключения 3 фазного двигателя к 220 с конденсаторами
Как подключить трехфазный двигатель к сети 220 вольт
- Подключение 3х фазного двигателя на 220 без конденсаторов
- Подключение 3х фазного двигателя на 220 с конденсатором
- Подключение 3х фазного двигателя на 220 без потери мощности
- Видео
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.
Радиосхемы для автолюбителя
Запуск 3х фазного двигателя от 220 Вольт
Часто возникает необходимость в подсобном хозяйстве подключать трехфазный электродвигатель. а есть только однофазная сеть (220 В). Ничего, дело поправимое. Только придется подключить к двигателю конденсатор, и он заработает.
Читаем подробно далее
Емкость применяемого конденсатора, зависит от мощности электродвигателя и рассчитывается по формуле
где С — емкость конденсатора, мкФ, Рном — номинальная мощность электродвигателя, кВт.
То есть можно считать, что на каждые 100 Вт мощности трехфазного электродвигателя требуется около 7 мкФ электрической емкости.
Например, для электродвигателя мощностью 600 Вт нужен конденсатор емкостью 42 мкФ. Конденсатор такой емкости можно собрать из нескольких параллельно соединенных конденсаторов меньшей емкости:
Итак, суммарная емкость конденсаторов для двигателя мощностью 600 Вт должна быть не менее 42 мкФ. Необходимо помнить, что подойдут конденсаторы, рабочее напряжение которых в 1,5 раза больше напряжения в однофазной сети.
В качестве рабочих конденсаторов могут быть использованы конденсаторы типа КБГ, МБГЧ, БГТ. При отсутствии таких конденсаторов применяют и электролитические конденсаторы. В этом случае корпуса конденсаторов электролитических соединяются между собой и хорошо изолируются.
Отметим, что частота вращения трехфазного электродвигателя, работающего от однофазной сети, почти не изменяется по сравнению с частотой вращения двигателя в трехфазном режиме.
Большинство трехфазных электродвигателей подключают в однофазную сеть по схеме «треугольник» (рис. 1 ). Мощность, развиваемая трехфазным электродвигателем, включенным по схеме «треугольник», составляет 70-75% его номинальной мощности.
Рис 1. Принципиальная (а) и монтажная (б) схемы подсоединения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть по схеме «треугольник»
Трехфазный электродвигатель подключают так же по схеме «звезда» (рис. 2).
Рис. 2. Принципиальная (а) и монтажная (б) схемы подсоединения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть по схеме «звезда»
Чтобы произвести подключение по схеме «звезда», необходимо две фазные обмотки электродвигателя подключить непосредственно в однофазную сеть (220 В), а третью — через рабочий конденсатор (Ср ) к любому из двух проводов сети.
Для пуска трехфазного электродвигателя небольшой мощности обычно достаточно только рабочего конденсатора, но при мощности больше 1,5 кВт электродвигатель либо не запускается, либо очень медленно набирает обороты, поэтому необходимо применять еще пусковой конденсатор (Сп ). Емкость пускового конденсатора в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора. В качестве пусковых конденсаторов лучше всего применяют электролитические конденсаторы типаЭП или такого же типа, как и рабочие конденсаторы.
Схема подключения трехфазного электродвигателя с пусковым конденсатором Сп показана на рис. 3.
Рис. 3. Схема подсоединения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть по схеме «треугольник» с пусковым конденсатором Сп
Нужно запомнить: пусковые конденсаторы включают только на время запуска трехфазного двигателя, подключенного к однофазной сети на 2-3 с, а затем пусковой конденсатор отключают и разряжают.
Обычно выводы статорных обмоток электродвигателей маркируют металлическими или картонными бирками с обозначением начал и концов обмоток. Если же бирок по каким-либо причинам не окажется, поступают следующим образом. Сначала определяют принадлежность проводов к отдельным фазам статорной обмотки. Для этого возьмите любой из 6 наружных выводов электродвигателя и присоедините его к какому-либо источнику питания, а второй вывод источника подсоедините к контрольной лампочке и вторым проводом от лампы поочередно прикоснитесь к оставшимся 5 выводам статорной обмотки, пока лампочка не загорится. Загорание лампочки означает, что 2 вывода принадлежат к одной фазе. Условно пометим бирками начало первого провода С1, а его конец — С4. Аналогично найдем начало и конец второй обмотки и обозначим их C2 и C5, а начало и конец третьей — СЗ и С6.
Следующим и основным этапом будет определение начала и конца статорных обмоток. Для этого воспользуемся способом подбора, который применяется для электродвигателей мощностью до 5 кВт. Соединим все начала фазных обмоток электродвигателя согласно ранее присоединенным биркам в одну точку (используя схему «звезда») и включим двигатель в однофазную сеть с использованием конденсаторов.
Если двигатель без сильного гудения сразу наберет номинальную частоту вращения, это означает, что в общую точку попали все начала или все концы обмотки. Если при включении двигатель сильно гудит и ротор не может набрать номинальную частоту вращения, то в первой обмотке поменяйте местами выводы С1 и С4. Если это не помогает, концы первой обмотки верните в первоначальное положение и теперь уже выводы C2 и С5 поменяйте местами. То же самое сделайте в отношении третьей пары, если двигатель продолжает гудеть.
При определении начал и концов фазных обмоток статора электродвигателя строго придерживайтесь правил техники безопасности. В частности, прикасаясь к зажимам статорной обмотки, провода держите только за изолированную часть. Это необходимо делать еще и потому, что электродвигатель имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах других обмоток может появиться большое напряжение.
Для изменения направления вращения ротора трехфазного электродвигателя, включенного в однофазную сеть по схеме «треугольник» (см. рис. 1 ), достаточно третью фазную обмотку статора (W ) подсоединить через конденсатор к зажиму второй фазной обмотки статора (V ).
Чтобы изменить направление вращения трехфазного электродвигателя, включенного в однофазную сеть по схеме «звезда» (см. рис. 2, б ), нужно третью фазную обмотку статора (W ) подсоединить через конденсатор к зажиму второй обмотки (V ). Направление вращения однофазного двигателя изменяют, поменяв подключение концов пусковой обмотки П1 и П2 (рис. 4).
При проверке технического состояния электродвигателей нередко можно с огорчением заметить, что после продолжительной работы появляются посторонний шум и вибрация, а ротор трудно повернуть вручную. Причиной этого может быть плохое состояние подшипников: беговые дорожки покрыты ржавчиной, глубокими царапинами и вмятинами, повреждены отдельные шарики и сепаратор. Во всех случаях необходимо детально осмотреть электродвигатель и устранить имеющиеся неисправности. При незначительном повреждении достаточно промыть подшипники бензином, смазать их, очистить корпус двигателя от грязи и пыли.
Чтобы заменить поврежденные подшипники, удалите их винтовым съемником с вала и промойте бензином место посадки подшипника. Новый подшипник нагрейте в масляной ванне до 80° С. Уприте металлическую трубу, внутренний диаметр которой немного превышает диаметр вала, во внутреннее кольцо подшипника и легкими ударами молотка по трубе насадите подшипник на вал электродвигателя. После этого заполните подшипник на 2/3 объема смазкой. Сборку производите в обратном порядке. В правильно собранном электродвигателе ротор должен вращаться без стука и вибрации.
Рис. 4. Изменение направления вращения ротора однофазного двигателя переключением пусковой обмотки
Как запустить трёхфазный двигатель от 220 вольт
Как правило, для подключения трёхфазного электродвигателя используют три провода и напряжение питания 380 вольт. В сети 220 вольт только два провода, поэтому, чтобы двигатель заработал, на третий провод тоже нужно подать напряжение. Для этого используют конденсатор, который называют рабочим конденсатором.
Емкость конденсатора зависит от мощности двигателя и рассчитывается по формуле:
C=66*P, где С – ёмкость конденсатора, мкФ, P – мощность электродвигателя, кВт.
То есть, на каждые 100 Вт мощности двигателя необходимо подобрать около 7 мкФ ёмкости. Таким образом, для двигателя мощностью 500 ватт нужен конденсатор ёмкостью 35 мкФ.
Необходимую ёмкость можно собрать из нескольких конденсаторов меньшей ёмкости, соединив их параллельно. Тогда общую ёмкость считают по формуле:
Cобщ = C1+C2+C3+…..+Cn
Важно помнить о том, что рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1,5 раза больше питания электродвигателя. Следовательно, при напряжении питания 220 вольт конденсатор должен быть на 400 вольт. Конденсаторы можно использовать следующего типа КБГ, МБГЧ, БГТ.
Для подключения двигателя используют две схемы подключения – это «треугольник» и «звезда».
Если в трёхфазной сети двигатель был подключен по схеме «треугольник», тогда и к однофазной сети подключаем по этой же схеме с добавлением конденсатора.
Подключение двигателя «звездой» выполняют по следующей схеме.
Для работы электродвигателей мощность до 1,5 кВт достаточно ёмкости рабочего конденсатора. Если подключить двигатель большей мощности, то такой двигатель будет очень медленно разгоняться. Поэтому необходимо использовать пусковой конденсатор. Он подключается параллельно рабочему конденсатору и используется только во время разгона двигателя. Потом конденсатор отключается. Ёмкость конденсатора для запуска двигателя должна быть в 2-3 раза больше ёмкости рабочего.
После запуска двигателя определите направление вращения. Обычно необходимо, чтобы двигатель вращался по часовой стрелке. Если вращение происходит в нужном направлении ничего делать не нужно. Чтобы сменить направление, необходимо сделать перемонтаж двигателя. Отключите два любых провода, поменяйте их местами и снова подключите. Направление вращения сменится на противоположное.
При выполнении электромонтажных работ соблюдайте правила техники безопасности и используйте индивидуальные средства защиты от поражения электрическим током.
Источники:
Запуск 3х фазного двигателя от 220 Вольт
Часто возникает необходимость в подсобном хозяйстве подключать трехфазный электродвигатель, а есть только однофазная сеть (220 В). Ничего, дело поправимое. Только придется подключить к двигателю конденсатор, и он заработает.
Читаем подробно далее
Емкость применяемого конденсатора, зависит от мощности электродвигателя и рассчитывается по формуле
С = 66·Рном ,
где С — емкость конденсатора, мкФ, Рном — номинальная мощность электродвигателя, кВт.
То есть можно считать, что на каждые 100 Вт мощности трехфазного электродвигателя требуется около 7 мкФ электрической емкости.
Например, для электродвигателя мощностью 600 Вт нужен конденсатор емкостью 42 мкФ. Конденсатор такой емкости можно собрать из нескольких параллельно соединенных конденсаторов меньшей емкости:
Cобщ = C1 + C1 + … + Сn
Итак, суммарная емкость конденсаторов для двигателя мощностью 600 Вт должна быть не менее 42 мкФ. Необходимо помнить, что подойдут конденсаторы, рабочее напряжение которых в 1,5 раза больше напряжения в однофазной сети.
В качестве рабочих конденсаторов могут быть использованы конденсаторы типа КБГ, МБГЧ, БГТ. При отсутствии таких конденсаторов применяют и электролитические конденсаторы. В этом случае корпуса конденсаторов электролитических соединяются между собой и хорошо изолируются.
Отметим, что частота вращения трехфазного электродвигателя, работающего от однофазной сети, почти не изменяется по сравнению с частотой вращения двигателя в трехфазном режиме.
Большинство трехфазных электродвигателей подключают в однофазную сеть по схеме «треугольник» (рис. 1). Мощность, развиваемая трехфазным электродвигателем, включенным по схеме «треугольник», составляет 70-75% его номинальной мощности.
Рис 1. Принципиальная (а) и монтажная (б) схемы подсоединения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть по схеме «треугольник»
Трехфазный электродвигатель подключают так же по схеме «звезда» (рис. 2).
Рис. 2. Принципиальная (а) и монтажная (б) схемы подсоединения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть по схеме «звезда»
Чтобы произвести подключение по схеме «звезда», необходимо две фазные обмотки электродвигателя подключить непосредственно в однофазную сеть (220 В), а третью — через рабочий конденсатор (Ср) к любому из двух проводов сети.
Для пуска трехфазного электродвигателя небольшой мощности обычно достаточно только рабочего конденсатора, но при мощности больше 1,5 кВт электродвигатель либо не запускается, либо очень медленно набирает обороты, поэтому необходимо применять еще пусковой конденсатор (Сп). Емкость пускового конденсатора в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора. В качестве пусковых конденсаторов лучше всего применяют электролитические конденсаторы типаЭП или такого же типа, как и рабочие конденсаторы.
Схема подключения трехфазного электродвигателя с пусковым конденсатором Сп показана на рис. 3.
Рис. 3. Схема подсоединения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть по схеме «треугольник» с пусковым конденсатором Сп
Нужно запомнить: пусковые конденсаторы включают только на время запуска трехфазного двигателя, подключенного к однофазной сети на 2-3 с, а затем пусковой конденсатор отключают и разряжают.
Обычно выводы статорных обмоток электродвигателей маркируют металлическими или картонными бирками с обозначением начал и концов обмоток. Если же бирок по каким-либо причинам не окажется, поступают следующим образом. Сначала определяют принадлежность проводов к отдельным фазам статорной обмотки. Для этого возьмите любой из 6 наружных выводов электродвигателя и присоедините его к какому-либо источнику питания, а второй вывод источника подсоедините к контрольной лампочке и вторым проводом от лампы поочередно прикоснитесь к оставшимся 5 выводам статорной обмотки, пока лампочка не загорится. Загорание лампочки означает, что 2 вывода принадлежат к одной фазе. Условно пометим бирками начало первого провода С1, а его конец — С4. Аналогично найдем начало и конец второй обмотки и обозначим их C2 и C5, а начало и конец третьей — СЗ и С6.
Следующим и основным этапом будет определение начала и конца статорных обмоток. Для этого воспользуемся способом подбора, который применяется для электродвигателей мощностью до 5 кВт. Соединим все начала фазных обмоток электродвигателя согласно ранее присоединенным биркам в одну точку (используя схему «звезда») и включим двигатель в однофазную сеть с использованием конденсаторов.
Если двигатель без сильного гудения сразу наберет номинальную частоту вращения, это означает, что в общую точку попали все начала или все концы обмотки. Если при включении двигатель сильно гудит и ротор не может набрать номинальную частоту вращения, то в первой обмотке поменяйте местами выводы С1 и С4. Если это не помогает, концы первой обмотки верните в первоначальное положение и теперь уже выводы C2 и С5 поменяйте местами. То же самое сделайте в отношении третьей пары, если двигатель продолжает гудеть.
При определении начал и концов фазных обмоток статора электродвигателя строго придерживайтесь правил техники безопасности. В частности, прикасаясь к зажимам статорной обмотки, провода держите только за изолированную часть. Это необходимо делать еще и потому, что электродвигатель имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах других обмоток может появиться большое напряжение.
Для изменения направления вращения ротора трехфазного электродвигателя, включенного в однофазную сеть по схеме «треугольник» (см. рис. 1), достаточно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй фазной обмотки статора (V).
Чтобы изменить направление вращения трехфазного электродвигателя, включенного в однофазную сеть по схеме «звезда» (см. рис. 2, б), нужно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй обмотки (V). Направление вращения однофазного двигателя изменяют, поменяв подключение концов пусковой обмотки П1 и П2 (рис. 4).
При проверке технического состояния электродвигателей нередко можно с огорчением заметить, что после продолжительной работы появляются посторонний шум и вибрация, а ротор трудно повернуть вручную. Причиной этого может быть плохое состояние подшипников: беговые дорожки покрыты ржавчиной, глубокими царапинами и вмятинами, повреждены отдельные шарики и сепаратор. Во всех случаях необходимо детально осмотреть электродвигатель и устранить имеющиеся неисправности. При незначительном повреждении достаточно промыть подшипники бензином, смазать их, очистить корпус двигателя от грязи и пыли.
Чтобы заменить поврежденные подшипники, удалите их винтовым съемником с вала и промойте бензином место посадки подшипника. Новый подшипник нагрейте в масляной ванне до 80° С. Уприте металлическую трубу, внутренний диаметр которой немного превышает диаметр вала, во внутреннее кольцо подшипника и легкими ударами молотка по трубе насадите подшипник на вал электродвигателя. После этого заполните подшипник на 2/3 объема смазкой. Сборку производите в обратном порядке. В правильно собранном электродвигателе ротор должен вращаться без стука и вибрации.
Рис. 4. Изменение направления вращения ротора однофазного двигателя переключением пусковой обмотки
Есть 2 типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Их различие в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это нужно потому, что после разгона она снижает КПД.
В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная, они смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.
Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор
При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть несколько вариантов схем подключения. Без конденсаторов электромотор гудит, но не запускается.
- 1 схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже.
- 3 схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском, а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
- 2 схема — подключения однофазного двигателя — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и используется чаще всего. Она на втором рисунке. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.
Схема подключения трёхфазного двигателя через конденсатор
Здесь напряжение 220 вольт распределяется на 2 последовательно соединенные обмотки, где каждая рассчитана на такое напряжение. Поэтому теряется мощность почти в два раза, но использовать такой двигатель можно во многих маломощных устройствах.
Максимальной мощности двигателя на 380 В в сети 220 В можно достичь используя соединение типа треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность.
Важно помнить: трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 В. Поэтому если есть ввод на 380 В — обязательно подключайте к нему — это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковики и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к сети 380 В.
Онлайн расчет емкости конденсатора мотора
Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД |
Есть специальная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись онлайн калькулятором или рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:
Рабочий конденсатор берут из расчета 0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
Пусковой подбирается в 2-3 раза больше.
Конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть минимум в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 350 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting.
Пусковые конденсаторы для моторов
Эти конденсаторы можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.
При нормальной работе трехфазных асинхронных электродвигателей с конденсаторным пуском, включенных в однофазную сеть предполагается изменение (уменьшение) емкости конденсатора с увеличением частоты вращения вала. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора.
Реверс направления движения двигателя
Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».
Содержание: 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 конденсаторовКак 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.
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.
Данная схема подключения учитывает обмотки двигателя, смещенные в пространстве между собой на 1200С. 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 конденсаторДля 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.
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:
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 мощностиНаиболее 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.
|
Как подключить трехфазный двигатель на одну фазу
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.
Теоретический материал, изложенный в первой части темы, посвященной однофазному подключению трехфазного электродвигателя, предназначен для того, чтобы домашний мастер мог осознанно перевести промышленные устройства сети 380 вольт на бытовую электрическую проводку 220.
Рекомендуем внимательно ознакомиться с этой статьей здесь.
Благодаря ей вы не просто механически повторите наши рекомендации, а будете выполнять их осознанно.
Оптимальные схемы для подключений трехфазного двигателя к бытовой однофазной сети
Среди многочисленных способов подключения электродвигателя на практике широкое распространение получило всего два, именуемые коротко:
Название дано по методу соединения обмоток в электрической схеме внутри статора. Оба способы отличаются тем, что у них на каждую фазу двигателя прикладывается напряжение разной величины.
В схеме звезды линейное напряжение подводится сразу на две обмотки, соединенные последовательно. Их электрическое сопротивление складывается, осуществляет бо́льшее противодействие проходящему току.
У треугольника линейное напряжение подается на каждую обмотку индивидуально и поэтому ему оказывается меньшее сопротивление. Токи создаются выше по амплитуде.
Обращаем внимание на два этих отличия и делаем практические выводы для их использования:
- схема звезды обладает пониженными токами в обмотках, позволяет эксплуатировать электродвигатель длительно с минимальными нагрузками, обеспечивать небольшие крутящие моменты на валу;
- более высокие токи, создаваемые схемой треугольника, обеспечивают лучшую выходную мощность, позволяют использовать двигатель в экстремальных нагрузках, поэтому ему требуется надежное охлаждение для длительной работы.
Два этих отличия подробно объяснены на картинке. Внимательно посмотрите на нее. Красными стрелками для наглядности специально помечены приходящие напряжения с линии (линейные) и приложенные к обмоткам (фазные). У схемы треугольника они совпадают, а для звезды — снижены за счет подключения двух обмоток через нейтраль.
Эти способы следует проанализировать применительно к условиям работы вашего будущего механизма на этапе проектирования, до начала его создания. Иначе двигатель схемы звезды может не справляться с подключенными нагрузками и будет останавливаться, а у треугольника — перегреваться и в итоге сгорит. Нагрузку по току двигателя можно предусмотреть выбором схемы подключения.
Как узнать схему подключения обмоток статора у асинхронного двигателя
На каждом заводе принято на корпусе электротехнического оборудования помещать информационные таблички. Пример ее исполнения для трехфазного электродвигателя показан на фотографии.
Домашнему мастеру можно обращать внимание не на всю информацию, а только на:
- мощность потребления: по ее величине судят о работоспособности подключаемого привода;
- схему соединения обмоток — вопрос только что разобран;
- число оборотов, которое может потребовать подключения редуктора;
- токи в фазах — под них созданы обмотки;
- класс защиты от воздействий внешней среды — определяет условия эксплуатации, включая защиту от атмосферной влаги.
Сведениям завода обычно можно доверять, но они создавались для нового двигателя, поставляемого в продажу. Эта схема за все время эксплуатации может подвергаться реконструкции несколько раз, потеряв свой первозданный вид. Старый двигатель при неправильном хранении может потерять работоспособность.
Следует выполнить электрические измерения его схемы и проверить состояние изоляции.
Как определить схемы подключения обмоток статора
Для проведения электрических замеров необходимо иметь доступ к каждому окончанию всех трех обмоток. Обычно шесть их выводов подключены на свои болты внутри клеммной коробки.
Но, среди способов заводского монтажа встречается такой, когда специальные асинхронные модели изготовлены по схеме звезды так, что нейтральная точка собрана концами обмоток внутри корпуса, а на вводную коробку заведена одной жилой ее сборка. Этот неудачный для нас вариант потребует раскручивания на корпусе шпилек крепления крышек для снятия последних. Затем надо подобраться к месту соединения обмоток и разъединить их концы.
Электрическая проверка концов обмоток статора
Для работы нам потребуется омметр. Можно воспользоваться тестером в этом режиме или даже простой батарейкой с лампочкой. Любым из этих приборов необходимо проверить цепь каждой обмотки. Этот вопрос более подробно изложен отдельной статьей.
После нахождения обоих концов для одной обмотки их необходимо пометить собственной маркировкой для проведения последующих проверок и подключения.
Замеры полярности у обмоток статора
Поскольку обмотки навиты строго определённым образом, то нам необходимо точно найти у них начала и окончания. Для этого существует два простых электрических метода:
- кратковременная подача постоянного тока в одну обмотку для создания импульса;
- использование источника переменной ЭДС.
В обоих случаях работает принцип электромагнитной индукции. Ведь обмотки собраны внутри магнитопровода, хорошо обеспечивающего трансформацию электроэнергии.
Проверка импульсом от батарейки
Работа выполняется сразу на двух обмотках. Картинка показывает этот процесс для трех — так меньше рисовать.
Процесс состоит из двух этапов. Вначале определяются однополярные обмотки, а затем проводится контрольная проверка, позволяющая исключить возможную ошибку у выполненных измерений.
Для поиска однополярных зажимов на любую свободную обмотку подключается вольтметр постоянного тока, переключенный на предел чувствительной шкалы. По нему будем осуществлять проверку напряжения, появляющегося за счет трансформации импульса.
Минусовой вывод батарейки жестко соединяют с произвольным концом второй обмотки, а плюсом кратковременно дотрагиваются до ее второго окончания. Этот момент на картинке показан контактом кнопки Кн.
Наблюдают поведение стрелки вольтметра, реагирующей на подачу импульса в своей цепи. Она может двигаться к плюсу или минусу. Совпадение полярностей обеих обмоток будет показано положительным отклонением, а отличие — отрицательным.
При снятии импульса стрелка пойдет в обратную сторону. На это тоже обращают внимание. Затем маркируют концы.
После этого замер выполняют на третьей обмотке, а контрольную проверку осуществляют переключением батарейки на другую цепочку.
Проверка понижающим трансформатором
Источник ЭДС переменного тока на 24 вольта рекомендуется использовать в целях обеспечения электрической безопасности. Пренебрегать этим требованием не рекомендуется.
Вначале берут две произвольные обмотки, например, №2 и №3. Попарно соединяют вместе их вывода и к этим местам подключают вольтметр, но уже переменного тока. В оставшуюся обмотку №1 подают напряжение от понижающего трансформатора и наблюдают появление показаний от него на вольтметре.
Если вектора направлены одинаково, то они не будут влиять друг на друга и вольтметр покажет их общую величину — 24 вольта. Когда же полярность перепутана, то на вольтметре встречные вектора сложатся, дадут в сумме число 0, которое отобразится на шкале показанием стрелки. Сразу после замера тоже следует маркировать концы.
Затем необходимо проверить полярность для оставшейся пары и выполнить контрольный замер.
Такими простыми электрическими опытами можно надёжно определить принадлежность концов к обмоткам и их полярность. Это поможет их правильно собрать для схемы конденсаторного запуска.
Проверка сопротивления изоляции обмоток статора
Если двигатель при хранении находился в неотапливаемом помещении, то он контактировал с влажным воздухом, отсырел. Его изоляция нарушилась, способна создавать токи утечек. Поэтому ее качество надо оценивать электрическими измерениями.
Тестер в режиме омметра не всегда способен выявить такое нарушение. Он покажет только явный брак: слишком маленькая мощность его источника тока не обеспечивает точный результат замера. Для проверки состояния изоляции необходимо пользоваться мегаомметром — специальным прибором с мощным источником питания, обеспечивающим приложение к измерительной цепи повышенного напряжения 500 или 1000 вольт.
Оценка состояния изоляции должна проводиться до подачи рабочего напряжения на обмотки. Если выявлены токи утечек, то можно попытаться просушить двигатель в теплой, хорошо проветриваемой среде. Часто этот прием позволяет восстановить работоспособность электрической схемы, собранной внутри сердечника статора.
Запуск асинхронного двигателя по схеме звезды
Для этого способа концы всех обмоток К1, К2, К3 соединяются в точке нейтрали и изолируются, а на их начала подается линейное напряжение.
К одному началу жестко подключается рабочий ноль сети, а к двум другим — потенциал фазы следующим способом:
- первая любая обмотка соединяется жестко;
- вторая врезается через конденсаторную сборку.
Для стационарного подключения асинхронного двигателя необходимо предварительно определить фазу и рабочий ноль питающей сети.
Как подобрать конденсаторы
В схеме запуска электродвигателя используется две цепочки для подключения обмотки через конденсаторные сборки:
- рабочая — подключенная во всех режимах;
- пусковая — используемая только для интенсивной раскрутки ротора.
В момент запуска параллельно работают обе эти схемы, а при выводе на рабочий режим цепочка пуска отключается.
Емкость рабочих конденсаторов должна соответствовать потребляемой мощности электрического двигателя. Для ее вычисления используют эмпирическую формулу:
Входящие в нее величины номинального тока I и напряжения U как раз и вводят корректировку по электрической мощности двигателя.
Емкость пусковых конденсаторов обычно в 2÷3 крата превышает рабочую.
Правильность подбора конденсаторов влияет на образование токов в обмотках. Их необходимо проверять после запуска двигателя под нагрузкой. Для этого замеряют токи в каждой обмотке и сравнивают их по величине и углу. Хорошая эксплуатация осуществляется при минимально возможном перекосе. В противном случае двигатель работает нестабильно, а какая-то обмотка или две станут перегреваться.
Рекомендуемые выключатели
В пусковой схеме показан выключатель SA, который вводит в работу на короткое время запуска пусковой конденсатор. Существует много конструкций кнопок, позволяющих выполнять эту операцию.
Однако, хочется обратить внимание на специальное устройство, выпускаемое в советские времена промышленностью для стиральных машин с активатором — центрифугой.
В его закрытом корпусе спрятан механизм в составе:
- двух контактов, работающих на замыкание от нажатия на верхнюю кнопку «Пуск»;
- одного контакта, размыкающего всю цепь от кнопки «Стоп».
При нажатии на кнопку Пуск подается фаза схемы на двигатель через рабочие конденсаторы одной цепочкой и пусковые — другой. Когда же кнопку отпускают, то один контакт разрывается. Его подключают к пусковым конденсаторам.
Запуск асинхронного двигателя по схеме треугольник
Больших отличий этого способа от предыдущего практически нет. Пусковая и рабочая цепочки работают по тем же алгоритмам.
В этой схеме приходится учитывать повышенные токи, протекающие в обмотках и иные методы подбора для них конденсаторов.
Их расчет выполняется по похожей на предыдущую, но другой формуле:
Соотношения между пусковыми и рабочими конденсаторами не изменяются. Не забывайте оценивать их подбор контрольными замерами токов под номинальной нагрузкой.
Заключительные выводы
- Существующие технические способы позволяют подключать трехфазные асинхронные двигатели к однофазной сети 220 вольт. Многочисленные исследователи предлагают для этого свои экспериментальные схемы большим ассортиментом.
- Однако, этот метод не обеспечивает эффективное использование ресурса электрической мощности из-за больших потерь энергии, связанных с некачественным преобразованием напряжения для подключения к фазам статора. Поэтому двигатель работает с низким КПД, повышенными затратами.
- Длительная эксплуатация станков с подобными двигателями экономически не обоснована.
- Способ можно рекомендовать только для подключения неответственных механизмов на короткий участок времени.
- С целью эффективного использования асинхронного электродвигателя необходимо применять полноценное трехфазное подключение либо современный дорогой инверторный преобразователь соответствующей мощности.
- Однофазный электродвигатель с такой же мощностью в бытовой сети лучше справиться со всеми задачами, а его эксплуатация обойдется дешевле.
Таким образом, конструкции асинхронных двигателей, ранее массово подключаемые к домашней проводке, сейчас не пользуются популярностью, а способ их подключения морально устарел, используется редко.
Вариант подобного механизма показан фотографией наждака со снятым для наглядности защитным щитком и ограничительным упором. Даже при таком исполнении работать на нем затруднительно из-за потерь мощности.
Практические советы Александра Шенрок, изложенные в его видеоролике, наглядно дополняют материал статьи, позволяют лучше осмыслить эту тему. Рекомендую его к просмотру, но, критически отнеситесь к замеру сопротивления изоляции тестером.
Задавайте вопросы в комментариях, делитесь статьей с друзьями через кнопки социальных сетей.
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.
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.
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°.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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:
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.
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.
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 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.
Подключаем 3-х фазный электродвигатель без конденсаторов от 220В
Подключаем 3-х фазный электродвигатель без конденсаторов от 220В
Довольно часто в быту приходится использовать трехфазные электродвигатели для своих самоделок (наждаки, циркулярные пилы и т.п.) в однофазной сети 220 вольт. Как правило, для запуска трёхфазника в домашней сети применяют давно известный способ — одну из обмоток подключают через фазосдвигающий конденсатор. Но у этого решения есть серьёзный недостаток.
Во-первых, огромные размеры бумажных конденсаторов (особенно если используются пусковые ёмкости) иногда сопоставимы с размером самого электродвигателя. Во-вторых, в настоящее время достать такие конденсаторы непросто. А можно ли использовать трёхфазный электродвигатель в однофазной сети вообще без конденсаторов? Оказывается можно!
Хочу поделиться найденной и проверенной на практике альтернативной заменой конденсаторов тиристорным ключом. Используя тиристорный ключ, можно запустить трёхфазный электродвигатель без использования конденсаторов. Схема ключа проста и не требует настройки. Готовый и помещённый в подходящий корпус тиристорный ключ занимает место не более пачки сигарет.
Принципиальная схема устройства:
Устройство работает следующим образом: при максимальном сопротивлении на R7 ключ закрыт и сдвиг фаз наибольший, соответственно пусковой момент максимальный. По мере выхода электродвигателя на максимальные обороты сопротивление устанавливают такое, чтобы сдвиг фаз был оптимальным для работы электродвигателя. Тиристорный ключ позволяет отказаться от пусковых и рабочих конденсаторов, а это при мощности электродвигателя от 2 кВт и выше даёт огромные преимущества.
Все резисторы типа МЛТ
VT1, VT2 – любые из этой серии
Д231 и КУ 202 любые на ток 10А и напряжение 300 вольт
Всю схему можно собрать на печатной плате. В моём случае мощность электродвигателя была 600 Вт, поэтому тиристоры не стал устанавливать на радиаторы (нагрева вообще не было).
Моя изменения при которых схема стабильно заработала:
Транзисторы VT1 и VT2 заменил на BC547 и BC557 соответственно. R6 — 22 кОм, R3 — 10 кОм, R4 — 22 кОм, R2 — 47 кОм, R1 — 56 кОм, R7 — 20 кОм. VD3, VD4 — 1N4007, VD1, VD2 — Д233ВП, VD5 — Д814Д.
Печатная плата:
https://eurosamodelki.ru/uploads/files/dvigatel.lay
Схема была испытана на двигателе мощностью 3 кВт.
Подробное описание и схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети
Современный рынок предлагает однофазные и трехфазные электродвигатели. Но, как известно, бытовая сеть – однофазная, отсюда закономерный вопрос: осуществимо ли подключение трехфазного двигателя к однофазной сети?
Приведем несколько вариантов решения обозначенной задачи. Чаще предпочтение отдается методу подключение трехфазного двигателя через конденсатор – один из элементов является рабочим, другой – пусковым. Обозначения Ср и Сп. На схеме рассмотрены варианты включения «звезда» (а) и «треугольник» (б).
Рис.1
За счет действия элемента схемы Сп достигается увеличение пускового момента. После того, как двигатель запущен, Сп отключают. В ситуациях, когда пуск электродвигателя выполняется без нагрузки, необходимость включать в цепь конденсатор Сп отпадает.
Для успешной реализации задачи важно правильно определить емкость рабочего конденсатора. Используется закономерность:
Ср=К(1ном/U), где
Ср – рабочая емкость (мкФ), 1ном – сила тока по номиналу (А), U – напряжение в однофазной цепи (В), К – коэффициент, который зависит от того, какая схема подключения трехфазного двигателя выбрана. Показатель «К» для «звезды» — 2800, «треугольника» — 4800.
Показатели номинального тока и напряжения можно найти в технической документации (паспорте) к каждому виду электрических двигателей.
Подключение трехфазного двигателя через конденсатор чаще предусматривает применение недорогого электролитического конденсатора ЭП. После каждого включения такой конденсатор крайне важно разряжать.
Как показывает практика, подключение трехфазного двигателя к однофазной сети с помощью конденсаторов оправдано. Такая схема дает мощность в 65-85% от приведенных в паспорте данных. Проблемы могут возникнуть только с подбором нужного типа конденсатора. Чтобы не решать подобных задач, большое распространение получила схема подключения трехфазного двигателя с применением активных сопротивлений.
Рис.2
Но необходимо учесть, что при помощи метода сопротивления часто не получается получить мощность силовой установки больше, чем половина ее номинала.
Выполняя подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть через конденсатор важно понимать, что номинал конденсаторов модификаций КБГ-МН и БГТ приводится на постоянном токе. При работе в условиях переменного тока, величины допустимых напряжений не должны превышать приведенных в таблице ниже показателей.
| Номинальное напряжение постоянного тока, В | Допустимое напряжение переменного тока, В, при частоте 50Гц и емкости конденсатора, мкФ: | |
|---|---|---|
| до 2 | 4-10 | |
| 400 600 1000 1500 | 250 300 400 500 | 200 250 350 — |
Определить величину пусковых активных сопротивлений можно, опираясь на величины, приведенные в таблице ниже. За основу принимаются мощности электрического двигателя в трехфазном режиме.
| Мощность двигателя, кВт | Пусковое сопротивление, Ом |
|---|---|
| при включении по схеме Рис.2 (а) | |
0,6 1,0 1,7 2,8 4,5; 7,0 | 25-30 20-25 10-15 4-10 3-5 |
| при включении по схеме Рис.2 (б) | |
0,6; 1,0 1,7; 2,8 4,5 | 8-15 3-4 1,5-3 |
В информационном разделе Дельта Привод вы также можете подробнее ознакомиться с вопросом включения двигателя постоянного тока в сеть 110/220 вольт.
Включение 3-фазного двигателя в однофазную сеть
Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть наиболее простой базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность, развиваемая двигателем в этом случае, составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении.
Электрическая принципиальная схема подключения 3-х фазного двигателя.
Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, например, модель с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА.
В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.
Для нормальной работы электродвигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость используемого конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить довольно сложно, поэтому используют двухступенчатое управление двигателем. При пуске двигателя подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.
Расчет параметров и элементов электродвигателя
Рисунок 1. Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В: С р – рабочий конденсатор; С п – пусковой конденсатор; П1 – пакетный выключатель.
Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380 В, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1.
После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после этого необходимо сразу же нажать кнопку “Разгон”.
После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1.
Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток двигателя в “треугольник” определяется по формуле:
, где
- Ср – емкость рабочего конденсатора, в мкФ;
- I – потребляемый электродвигателем ток, в А;
- U -напряжение в сети, В.
А в случае соединения обмоток двигателя в “звезду” определяется по формуле:
, где
- Ср – емкость рабочего конденсатора, в мкФ;
- I – потребляемый электродвигателем ток, в А;
- U -напряжение в сети, В.
Потребляемый электродвигателем ток в вышеприведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из следующего выражения:
, где
- Р – мощность двигателя, в Вт, указанная в его паспорте;
- h – КПД;
- cos j – коэффициент мощности;
- U -напряжение в сети, В.
Рисунок 2. Принципиальная схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.
Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2…2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети.
Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В.
Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя между собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)
Общая емкость соединенных конденсаторов составит:
На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя в зависимости от его мощности при включении в сеть 220 В.
Мощность трехфазного
двигателя, кВт:
- 0,4;
- 0,6;
- 0,8;
- 1,1;
- 1,5;
- 2,2.
Минимальная емкость рабочего
конденсатора Ср, мкФ:
- 40;
- 60;
- 80;
- 100;
- 150;
- 230.
Минимальная емкость пускового
конденсатора Ср, мкФ:
- 80;
- 120;
- 160;
- 200;
- 250;
- 300.
Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток, на 20…30 % превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или вхолостую, емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель остановился, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.
Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об./мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.
Переносной универсальный блок для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В
Рисунок 3. Принципиальная схема переносного универсального блока для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В без реверса.
Для запуска электродвигателей различных серий мощностью около 0,5 кВт от однофазной сети без реверсирования можно собрать переносной универсальный пусковой блок (рис. 3).
При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (тумблер SA1 замкнут) и своей контактной системой КМ 1.1, КМ 1.2 подключает электродвигатель М1 к сети 220 В.
Одновременно с этим третья контактная группа КМ 1.3 замыкает кнопку SB1.
После полного разгона двигателя тумблером SA1 отключают пусковой конденсатор С1.
Остановка двигателя осуществляется нажатием на кнопку SB2.
Детали
В устройстве используется электродвигатель А471А4 (АО2-21-4) мощностью 0,55 кВт на 1420 об./мин и магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В. Кнопки SB1 и SB2 – спаренные типа ПКЕ612. В качестве переключателя SA1 используется тумблер Т2-1. В устройстве постоянный резистор R1 – проволочный, типа ПЭ-20, а резистор R2 типа МЛТ-2. Конденсаторы С1 и С2 типа МБГЧ на напряжение 400 В. Конденсатор С2 составлен из параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ 400 В. Лампа HL1 типа КМ-24 и 100 мА.
Рисунок 4. Схема пускового устройства в металлическом корпусе размером 170х140х50 мм.
Пусковое устройство смонтировано в металлическом корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4):
- 1- корпус;
- 2 – ручка для переноски;
- 3 – сигнальная лампа;
- 4 – тумблер отключения пускового конденсатора;
- 5 -кнопки “Пуск” и “Стоп”;
- 6 – доработанная электровилка;
- 7- панель с гнездами разъема.
На верхней панели корпуса расположены кнопки “Пуск” и “Стоп” – сигнальная лампа и тумблер для отключения пускового конденсатора. На передней панели корпуса устройства находится разъем для подключения электродвигателя.
Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматически (рис.5).
Рисунок 5. Принципиальная схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора.
При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 – пусковой конденсатор Сп. Магнитный пускатель КМ1 самоблокируется с помощью своей контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети.
Кнопку “Пуск” держат нажатой до полного разгона двигателя, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это же время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме.
Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку “Стоп”. В усовершенствованном пусковом устройстве по схеме рис.5 можно использовать реле типа МКУ-48 или ему подобное.
Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей
При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, используют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что вместо громоздких бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют меньшие габариты и более доступны в плане покупки.
Рисунок 6. Принципиальная схема замены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в).
Схема замены обычног бумажного конденсатора дана на рис. 6.
Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением в два раза меньшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости.
Например, если в схеме для однофазной сети напряжением 220 В используется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене по вышеприведенной схеме можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.
Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов
Схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов приведена на рис.7.
В приведенной схеме SA1 – переключатель направления вращения двигателя, SB1 – кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для пуска двигателя, С2 и С4 – во время работы.
Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добиваются равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация.
Рисунок 7. Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов.
Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А.
При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.
Следует обратить внимание на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.
Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть
Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя не более 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5…2 кВт. Проблема в данном случае может быть решена использованием электродвигателя большей мощности, например 3…4 кВт. Такого типа двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой», и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода.
Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в 3 раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.
Доработка трехфазного двигателя
Наиболее просто можно осуществить перевод мощного трехфазного двигателя в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки.
Рисунок 8. Принципиальная схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазную сеть.
Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.
Схема коммутации электродвигателя в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 8.
Во время разгона двигателя используется соединение обмоток «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об./мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке, и показала свою эффективность.
Детали
В схеме коммутации обмоток электродвигателя в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный переключатель на рабочий ток не менее 16 А, например переключатель типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Переключатель SA2 может быть любого типа, но на ток не менее 16 А. Если реверс двигателя не требуется, то этот переключатель SA2 можно исключить из схемы.
Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность двигателя к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности двигателя, то может произойти снижение скорости вращения вала вплоть до полной его остановки. В этом случае снимается нагрузка с вала двигателя. Переключатель переводится сначала в положение «Разгон», а потом в положение «Работа», после чего продолжают дальнейшую работу.
Для того чтобы улучшить пусковые характеристики двигателей, кроме пускового и рабочего конденсатора можно использовать еще и индуктивность, что улучшает равномерность загрузки фаз.
Как подключить трёхфазный двигатель без потери мощности. Как подключить асинхронный двигатель к однофазной сети
Пожалуй, наиболее распространённый и простой способ подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть при отсутствии питающего напряжения ~ 380 в – это способ с применением фазосдвигающего конденсатора, через который запитывается третья обмотка электродвигателя.
Перед тем, как подключать трехфазный электродвигатель в однофазную сеть убедитесь, что его обмотки соединены «треугольником» (см. рис. ниже, вариант 2 ), т. к. именно это соединение даст минимальные потери мощности 3х-фазного двигателя при включении его в сеть ~ 220 в.
Мощность, развиваемая трехфазным электродвигателем, включенным в однофазную сеть с такой схемой соединения обмоток может составлять до 75% его номинальной мощности. При этом частота вращения двигателя практически не отличается от его частоты при работе в трёхфазном режиме.
На рисунке показаны клеммные колодки электродвигателей и соответствующие им схемы соединения обмоток. Однако, исполнение клеммной коробки электродвигателя может отличаться от показанного ниже – вместо клеммных колодок, в коробке может располагаться два разделённых пучка проводов (по три в каждом).
Эти пучки проводов представляют собой «начала» и «концы» обмоток двигателя. Их необходимо «прозвонить», чтобы разделить обмотки друг от друга и соединить по нужной нам схеме «треугольник» – последовательно, когда конец одной обмотки соединяется с началом другой т. д (С1-С6, С2-С4, С3-С5).
При включении трёхфазного электродвигателя в однофазную сеть, в схему «треугольник» добавляются пусковой конденсатор С п, который используется кратковременно (только для запуска) и рабочий конденсатор С р.
В качестве кнопки SB для запуска эл. двигателя небольшой мощности (до 1,5 кВт) можно использовать обычную кнопку «ПУСК», применяемую в цепях управления магнитных пускателей.
Для двигателей большей мощности стоит заменить её на коммутационный аппарат помощнее — напр, автомат. Единственным неудобством в этом случае будет необходимость ручного отключения конденсатора С п автоматом после того как электродвигатель наберёт обороты.
Таким образом, в схеме реализована возможность двухступенчатого управления электродвигателем, уменьшая общую ёмкость конденсаторов при «разгоне» двигателя.
Если мощность двигателя невелика (до 1 кВт), то запустить его можно будет и без пускового конденсатора, оставив в схеме лишь рабочий конденсатор С р.
- С раб = 4800 I / U , мкФ – для двигателей, включенных в однофазную сеть с соединением обмоток «треугольник».
- С раб = 2800 I / U , мкФ – для двигателей, включенных в однофазную сеть с соединением обмоток «звезда».
Это наиболее точный способ, требующий, однако, измерения тока в цепи электродвигателя. Зная номинальную мощность двигателя, для определения ёмкости рабочего конденсатора лучше воспользоваться следующей формулой:
С раб = 66·Р ном , мкФ, где Р ном — номинальная мощность двигателя.
Упростив формулу, можно сказать, что для работы трёхфазного электродвигателя в однофазной сети , ёмкость конденсатора на каждые 0,1 кВт его мощности должна составлять около 7 мкФ.
Так, для двигателя мощностью 1,1 кВт ёмкость конденсатора должна составлять 77 мкФ. Такую ёмкость можно набрать несколькими конденсаторами, соединёнными друг с другом параллельно (общая ёмкость в этом случае будет равна суммарной), используя следующие типы: МБГЧ, БГТ, КГБ с рабочим напряжением, превышающим напряжение в сети в 1,5 раза.
Рассчитав ёмкость рабочего конденсатора можно определить ёмкость пускового — она должна превышать ёмкость рабочего в 2-3 раза. Применять конденсаторы для запуска следует тех-же типов, что и рабочие, в крайнем случае и при условии очень кратковременного запуска можно применить электролитические — типов К50-3, КЭ-2, ЭГЦ-М, рассчитанных на напряжение не менее 450 в.
Среди разных методов пуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, более обычный базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Нужная мощность развиваемая движком в данном случае составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, к примеру, с двойной секцией короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует дать предпочтение движкам серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.
Для обычной работы электродвигателя с конденсаторным запуском нужно, чтоб емкость применяемого конденсатора изменялась зависимо от числа оборотов. На практике это условие выполнить достаточно трудно, потому употребляют двухступенчатое управление движком. При пуске мотора подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.
1.2. Расчет характеристик и частей электродвигателя.Если, к примеру, в паспорте электродвигателя обозначено напряжение его питания 220/380, то движок включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1
Схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В
С р – рабочий конденсатор;
С п – пусковой конденсатор;
П1 – пакетный выключатель
После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после чего нужно сразу надавить кнопку “Разгон”. После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется методом переключения фазы на его обмотке переключателем SA1.
Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток мотора в “ треугольник” определяется по формуле:
, где
U -напряжение в сети, В
А в случае соединения обмоток мотора в “звезду” определяется по формуле:
, где
Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;
I – потребляемый электродвигателем ток в А;
U -напряжение в сети, В
Потребляемый электродвигателем ток в выше приведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из последующего выражения:
, где
Р – мощность мотора в Вт, обозначенная в его паспорте;
h – КПД;
cos j – коэффициент мощности;
U -напряжение в сети, В
Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2..2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии краткосрочного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением более 450 В. Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют поочередно, соединяя меж собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)
Схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.
Общая емкость соединенных конденсаторов составит (С1+С2)/2.
На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают зависимо от мощности мотора по табл. 1
Таблица 1. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя зависимо от его мощности при включении в сеть 220 В.
Необходимо подчеркнуть, что у электродвигателя с конденсаторным запуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20…30 % превосходящий номинальный. В связи с этим, если движок нередко используется в недогруженном режиме либо вхолостую, то в данном случае емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель тормознул, тогда для его пуска опять подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку полностью либо снизив ее до минимума.
Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу либо с маленькой нагрузкой. Для включения, к примеру, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В данном случае электродвигатель уверенно запускается при маленький нагрузке на валу.
1.3. Переносной универсальный блок для запуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В .Для пуска электродвигателей разных серий, мощностью около 0,5 кВт, от однофазной сети без реверсирования, можно собрать переносной универсальный пусковой блок (рис. 3)
Схема переносного универсального блока для запуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В без реверса.
При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (переключатель SA1 замкнут) и собственной контактной системой КМ 1.1, КМ 1.2 подключает электродвигатель М1 к сети 220 В. Сразу с этим 3-я контактная группа КМ 1.3 замыкает кнопку SB1. После полного разгона мотора переключателем SA1 отключают пусковой конденсатор С1. Остановка мотора осуществляется нажатием на кнопку SB2.
1.3.1. Детали.В устройстве используется электродвигатель А471А4 (АО2-21-4) мощностью 0,55 кВт на 1420 об/мин и магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В. Кнопки SB1 и SB2 – спаренные типа ПКЕ612. В качестве тумблера SA1 используется переключатель Т2-1. В устройстве постоянный резистор R1 – проволочный, типа ПЭ-20, а резистор R2 типа МЛТ-2. Конденсаторы С1 и С2 типа МБГЧ на напряжение 400 В. Конденсатор С2 составлен из параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ 400 В. Лампа HL1 типа КМ-24 и 100 мА.
Пусковое устройство смонтировано в железном корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4)
1 – корпус
2 – ручка для переноски
3 – сигнальная лампа
4 – переключатель отключения пускового конденсатора
5 – кнопки “Запуск” и “Стоп”
6 – доработанная электровилка
7 – панель с гнездами разъема
На верхней панели корпуса размещены кнопки “Запуск” и “Стоп” – сигнальная лампа и переключатель для отключения пускового конденсатора. На фронтальной панели корпуса устройства находится разъем для подключения электродвигателя.
Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматом (рис.5)
Схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора.
При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 – пусковой конденсатор Сп. Магнитный пускатель КМ1 само блокируется при помощи собственной контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку “Запуск” держат нажатой до полного разгона мотора, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме. Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку “Стоп”. В улучшенном пусковом устройстве по схеме рис.5, можно использовать реле типа МКУ-48 либо ему схожее.
2. Внедрение электролитических конденсаторов в схемах пуска электродвигателей.При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, обычно используют простые бумажные конденсаторы. Но практика показала, что вместо массивных бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют наименьшие габариты и более доступны в плане покупки. Схема эквивалентной замены обычного бумажного конденсатора дана на рис. 6
Схема задмены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в).
Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением вдвое наименьшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости. К примеру, если в схеме для однофазной сети напряжением 220 В употребляется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его подмене, по вышеприведенной схеме, можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов схожи и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.
2.1. Включение трехфазного мотора в однофазовую сеть с внедрением электролитических конденсаторов.Схема включения трехфазного мотора в однофазную сеть с внедрением электролитических конденсаторов приведена на рис.7.
Схема включения трехфазного мотора в однофазовую сеть с помощью электролитических конденсаторов.
В приведенной схеме, SA1 – тумблер направления вращения мотора, SB1 – кнопка разгона мотора, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для запуска мотора, С2 и С4 – во время работы.
Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше создавать при помощи токоизмерительных клещей. Определяют токи в точках А, В, С и достигает равенства токов в этих точках методом ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном движке в том режиме, в каком подразумевается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с оборотным очень допустимым напряжением более 300 В. Наибольший прямой ток диода находится в зависимости от мощности мотора. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подходят диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А. При большей мощности мотора от 1 кВт до 2 кВт необходимо взять большие диоды с подходящим прямым током, либо поставить несколько меньших диодов параллельно, установив их на радиаторы.
Следует обратить ВНИМАНИЕ на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.
3. Включение мощных трехфазных движков в однофазную сеть.Конденсаторная схема включения трехфазных движков в однофазовую сеть позволяет получить от мотора менее 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого очевидно недостаточно для работы электрорубанка либо электрической пилы, которые обязаны иметь мощность 1,5…2 кВт. Неувязка в этом случае может быть решена внедрением электродвигателя большей мощности, к примеру, с мощностью 3…4 кВт. Такового типа движки рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой» и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода. Включение такового мотора в сеть 220 В приводит к понижению номинальной мощности мотора в 3 раза и на 40 % при работе в однофазовой сети. Такое понижение мощности делает движок неприменимым для работы, но может быть применено для раскрутки ротора вхолостую либо с малой нагрузкой. Практика указывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в данном случае пусковые токи не превосходят 20 А.
3.1. Доработка трехфазного мотора.Более просто можно выполнить перевод мощного трехфазного мотора в рабочий режим, если переработать его на однофазовый режим работы, получая при всем этом 50 % номинальной мощности. Переключение мотора в однофазный режим требует его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса мотора подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса мотора. Находят место соединения 3-х обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, подходящим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой либо поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После чего крышку корпуса устанавливают на место.
Схема коммутации электродвигателя в данном случае будет иметь вид, показанный на рис. 8.
Схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазовую сеть.
Во время разгона мотора используется соединение обмоток «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с движком типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об/мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке и показала свою эффективность.
3.1.1. Детали.В схеме коммутации обмоток электродвигателя, в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный тумблер на рабочий ток более 16 А, к примеру, тумблер типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Тумблер SA2 может быть любого типа, но на ток более 16 А. Если реверс мотора не требуется, то этот тумблер SA2 можно исключить из схемы.
Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность мотора к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности мотора, то может произойти понижение скорости вращения вала прямо до полной его остановки. В данном случае снимается нагрузка с вала мотора. Тумблер переводится поначалу в положение «Разгон», а позже в положение «Работа» и продолжают последующую работу.
Существует масса разнообразных электрических двигателей, но все они имеют две характеристики, основанные на напряжении сети, к которой привязаны они и их мощность. Многие не имеют представления, как подключить двигатель 380 на 220В. Статья раскроет эту тему.
Существует две схемы такого подсоединения . Каждая имеет свои особенности.
- Звезда-треугольник;
- Конденсаторы.
В хозяйстве иногда возникает потребность подключения к однофазной электросети электрический двигатель, который рассчитан на работу в трехфазной сети. Этот случай считается исключительным, и к нему стоит прибегать только, если нет возможности подключиться к трехфазной электросети, так как в ней сразу создается магнитное вращающееся поле, которое создает условия для вращения ротора в статоре. Ко всему прочему в этом режиме достигается максимальная мощность и эффективность работы электродвигателя.
Если вы подключаете к бытовой однофазной электрической сети, то совершайте три обмотки по схеме «треугольник» для того, чтобы получить наибольшую выходную мощность асинхронного электромотора (это будет максимум 70%, если сравнивать с трехфазным подключением). Если подключаете схемой «звезда», то максимальная мощность будет достигать 50% от возможной.
Однофазное подключение на два выхода дает возможность подключить фазу и ноль, третьей фазы нет, но она восполняется конденсатором.
Направление вращения электрического двигателя будет зависеть от того, как будет сформирован третий контакт: через фазу или ноль. В режиме одной фазы частота вращения будет идентичной трехфазному режиму. Как подключить двигатель 380 на 220? Какова схема подключения электрического двигателя 380 на 220 В с конденсатором?
Подключение электродвигателя с конденсатором
При подключении маломощных асинхронных электрических двигателей до 1,5 кВт, запускающихся без нагрузки, необходимо иметь только рабочий конденсатор . К нулю подключаем один его конец, другой же к третьему выходу треугольника. Чтобы изменить направление вращения мотора подключение конденсатора ведем не от нуля, а от фазы.
В случае работы двигателя сразу при запуске под нагрузкой или когда его мощность более 1,5 кВт, то для успешного запуска нужно внести в схему пусковой конденсатор, который будет включаться в работу параллельно рабочему. Он нужен для увеличения пускового толчка при старте, он станет включаться всего на несколько секунд.
Обычно пусковой конденсатор имеет кнопочное подключение, остальная же схема подключается от электрической сети через тумблер либо же через кнопку с двумя фиксирующимися положениями. Чтобы произвести запуск требуется подключить питание через тумблер или двухпозиционную кнопку, затем произвести нажатие на пусковую кнопку и удерживать ее до тех пор, пока не запустится электрический двигатель. Как только запуск произошел, отпускаем кнопку, при этом ее пружина разомкнет контакты и произведет отключение пусковой емкости.
Если необходим реверсивный запуск трехфазного двигателя в сети 220 вольт, тогда нужно будет занести в схему тумблер переключения. Он нужен для подключения одного конца рабочего конденсатора к фазе и к нулю.
В случае, если двигатель не желает запускаться либо очень медленно набирает скорость оборотов , то необходимо внести в схему пусковой конденсатор, который подключен через кнопку «Пуск». Для подключения этой кнопки на реверсивной схеме для обозначения проводов используется фиолетовый цвет. Если в реверсе нет необходимости, то со схемы выпадает кнопка вместе с проводами и пусковой правый конденсатор.
Подключение электродвигателя без конденсаторов
Как ни крути, но работать трехфазный электродвигатель будет в однофазной сети на 220 В только с конденсаторами . Они не нужны для запуска электромоторов, которые рассчитаны на работу с напряжением сети в 220 вольт.
Собрать самостоятельно схему подключения не так и сложно. Сложность будет заключаться в подборе необходимой емкости рабочего конденсатора, дополнительные хлопоты возникнут, если потребуется пусковой.
Выбор конденсаторов для электродвигателей
Как подобрать нужные модели? На корпусе находятся обозначения и величина емкости. Заострите внимание только на моделях типа МБГЧ, МБПГ, МБГО, БГТ с рабочим напряжением, которое обозначает (U раб), не менее 300 вольт.
- Чтобы рассчитать рабочую емкость конденсатора для схемы подключения звездой, необходимо использовать формулу Cраб=2800х(I/U). В случае подключения обмоток треугольником, тогда по такой формуле: Сраб=4800х(I/U).
- Для получения результатов по величине в мкФ емкости рабочего конденсатора Сраб, нужно потребляемый двигателем ток (по паспорту) разделить на напряжение сети U, которое равняется 220 вольт, полученные данные умножаются на 4800, если задействован треугольник, или 2800, если работа производилась со звездой.
Экспериментальным способом подбирается емкость пусковых. Обычно их емкость превосходит емкость рабочих в 2-3 раза.
К примеру, есть электродвигатель обмотки, провода которого имеют соединение треугольником, величина потребляемого тока равна 3 амперам. Эти данные подставляем в формулу Сраб= 4800 x (3 / 220)≈ 65 мкФ . При этом пусковой будет иметь пределы в 130-160 мкФ. Но такая емкость редко встречается у конденсаторов, что приводит к параллельному подключению для рабочего, к примеру, шесть по десять плюс один на 5 мкФ.
Учтите то, что расчет составляется на номинальную мощность. Работая в половину силы, электрический двигатель станет нагреваться, поэтому следует уменьшить емкость рабочего конденсатора, чтобы уменьшить ток в обмотке.
При не достающей до требуемой емкости, мощность, развиваемая электрическим двигателем, будет низкой.
Помните о том, что если электрический двигатель, переделанный с 380 на 220 вольт, будет долго работать без нагрузки, он сгорит.
Обратите внимание! После отключения конденсаторы на своих выводах достаточно долго сохраняют напряжение опасной величины. Не забывайте следить за соблюдением мер по безопасности: всегда их ограждайте, чтобы исключить случайное прикосновение. Перед эксплуатацией конденсаторов каждый раз не забывайте производить их разрядку.
Всегда помните о том, что не следует подключать трехфазный двигатель, у которого мощность более 3 кВт , к обычной электросети дома на 220В. Это приводит к тому, что начинает происходить выбивание пробок, плавиться изоляция проводов, если неправильно подобрана защита.
Двигатели с тремя фазами необходимы для различных самоделок: циркулярок, деревообрабатывающих, заточных и сверлильных станков. Проблемы с ним могут возникнуть, если сеть однофазная. В таком случае, существует несколько способов подключения двигателя к сети.
Способ 1. Подключение третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор
Среди различных способов запуска трехфазных двигателей в однофазных сетях, самый простой и эффективный — с подключением третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Учитывая, что конденсатор сдвигает фазу третьей обмотки на 90°С, а между первой и второй фазами сдвиг незначителен, электромотор теряет мощность примерно на 40…50% при включении обмоток по схеме треугольника.
Чтобы электромотор с конденсаторным пуском работал нормально, емкость конденсатора должна меняться в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить трудно, двигателем обычно управляют двухступенчато: сначала включают с пусковым конденсатором (ввиду больших пусковых токов), а после разгона его отсоединяют, оставляя только рабочий (рис.1).
При нажатии па кнопку SB1 (можно использовать кнопку от стиральной машины — пускатель ПНВС-10 УХЛ2) электродвигатель М начинает разгоняться, а когда он наберет обороты, кнопку отпускают. SB1.2 размыкается, a SB1.1 и SB1.3 остаются замкнутыми. Их размыкают для остановки электродвигателя. Если SB 1.2 в кнопке не отходит, под него следует подложить шайбу так, чтобы он отходил. При соединении обмоток двигателя по схеме «треугольник» емкость рабочего конденсатора С2 определяется по формуле:
С2=4800 I/U
где I -ток, потребляемый мотором, А;
U — напряжение сети, В.
Ток, потребляемый электродвигателем, можно измерить амперметром или же рассчитать по формуле:
где Р — мощность двигателя, Вт;
U — напряжение сети, В;
n- КПД;
cosψ — коэффициент мощности. Емкость пускового конденсатора С1 выбирают в 2…2,5 раза больше рабочего при большой нагрузке на вал, а их допустимые напряжения должны превышать в 1,5 раза напряжение сети. Лучше всего применять конденсаторы марки МГБО, МБГП, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. Пусковые конденсаторы необходимо зашунтировать резистором R1 сопротивлением 200…500 кОм, через который «стекает» оставшийся электрический заряд.
Реверсирование электромотора осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1 (рис. 1) типа ТВ1…4 и т.п.
При работе в режиме холостого хода по питаемой через конденсаторы обмотке протекает ток, па 20…40% превышающий поминальный. Поэтому если электромотор будет часто использоваться в недогруженном режиме или вхолостую, емкость конденсатора С2 следует уменьшить. Например, для включения двигателя мощностью 1,5 кВт можно использовать в качестве рабочего конденсатор емкостью 100 мкФ, пускового — 60 мкФ. Значения емкостей рабочих и пусковых конденсаторов в зависимости от мощности двигателя приведены в таблице.
Способ 2. Запуск двигателя с использованием оксидных конденсаторов
Если нет возможности приобрести бумажные конденсаторы, можно использовать оксидные (электролитические) в качестве пусковых» На рис.2 приведена схема замены бумажных конденсаторов на электролитические. Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1C1, а отрицательная — через VD2C2, поэтому электролиты можно использовать с меньшим допустимым напряжением, чем для обычных бумажных конденсаторов. Так, если для бумажных конденсаторов необходимо напряжение 400 В и выше, то для электролита достаточно 300…350 В, потому что он пропускает только одну полуволну переменного тока, и следовательно, к нему прикладывается лишь половина действующего напряжения, а для надежности он должен выдержать амплитудное напряжение однофазной сети, т.е. примерно 300 В. Их расчет аналогичен расчету бумажных.
Схема включения такого двигателя с помощью электролитических конденсаторов приведена на рис.3. Подобрать нужное значение емкости бумажных и оксидных конденсаторов проще всего измерив, ток в точках а, в, с — токи должны быть равны при оптимальной нагрузке на вал двигателя. Диоды VD1, VD2 выбираются с обратным напряжением не менее 300 В и 1пр. мах=10А. При большей мощности двигателя диоды устанавливаются на теплоотводы по два в плече, иначе может произойти пробой диодов и через оксидный конденсатор потечет переменный ток, в результате чего спустя некоторое время электролит может нагреться и разорваться. Электролитические конденсаторы в качестве рабочих применять нежелательно, поскольку длительное протекание через них больших токов приводит к их разогреванию и взрыву. Их лучше всего использовать в качестве пусковых.
Способ 3. Подключение пусковых конденсаторов с помощью токового реле
Если трехфазный электродвигатель используется при динамических (больших) нагрузках на вал, можно использовать схему подключения пусковых конденсаторов с помощью токового реле, которое позволяет в момент больших нагрузок на вал автоматически подключать и отключать пусковые конденсаторы (рис.3).
При подключении обмоток по схеме, приведенной на рис.4, мощность электродвигателя составляет 75% от номинальной мощности в трехфазном режиме, т.е. потери составляют примерно 25%, поскольку обмотки А и В включены противофазно на полное напряжение 220 В, а напряжение вращения определяется включением обмотки С. Фазирование обмоток показано точками.
Способ 4. Резисторно-индуктивноемкостные преобразователи сети
Более практичны и удобны в работе с такими двигателями резисторно-индуктивноемкостные преобразователи сети с одной фазой 220 В в трехфазную, с токами в фазах до 4А и сдвигом напряжений в фазах около 120°. Такие устройства универсальны, монтируются в жестяном корпусе и позволяют подключать трехфазные электродвигатели мощностью до 2,5 кВт в однофазную сеть 220 В практически без потери мощности.
В преобразователе используется дроссель с воздушным зазором. Устройство дросселя показано на рис.6. При правильном подборе R, С и соотношения витков в секциях обмотки дросселя такой преобразователь обеспечивает нормальную длительную работу электродвигателей независимо от их характеристик и степени нагрузки на вал. Вместо индуктивности дано индуктивное сопротивление XL, так как его проще измерить: обмотка дросселя крайними выводами через амперметр подключается к напряжению 100…220 В частотой 50 Гц параллельно с вольтметром. Индуктивное сопротивление (активным можно пренебречь) практически определяется как отношение напряжения в вольтах к току в амперах XL=U/J.
Конденсатор С1 должен выдерживать напряжение не менее 250 В, С2 — не менее 350 В. Если использовать конденсаторы КБГ, МБГ-4, то напряжение соответствует номиналу, указанному на маркировке, а конденсаторы МБГП, МБГО при включении в цепь переменного тока должны иметь примерно двукратный запас по напряжению. Резистор R1 должен быть рассчитан на ток до ЗА, т.е. на мощность около 700 Вт (наматывается никелево-хромовой проволокой диаметром 1,3…1,5 мм на фарфоровой трубке с передвигающейся скобой, позволяющей получать нужное сопротивление для разных мощностей двигателя). Резистор должен быть защищен от перегрева, огражден от других элементов, токоведущих частей, от прикосновения людей. Металлическое шасси корпуса необходимо заземлить.
Сечение магнитопровода дросселя S=16…18cm2, диаметр провода d=l,3…1,5 мм, общее число витков W=600…700. Форма магнитопровода и марка стали — любые, главное — предусмотреть воздушный зазор (а следовательно, возможность менять индуктивное сопротивление), которое устанавливается винтами (рис.6). Для устранения сильного дребезжания дросселя между Ш-об-разными половинами магнитопровода прокладывается деревянный брусок и зажимается винтами. В качестве дросселя подходят силовые трансформаторы от ламповых цветных телевизоров мощностью 270…450 Вт. Вся обмотка дросселя выполняется в виде одной катушки с тремя секциями и четырьмя выводами. Если использовать сердечник с постоянным воздушным зазором, придется изготовить пробную катушку без промежуточных отводов, собрать дроссель с примерным зазором, включить в сеть и измерить XL. Затем для подгонки полученного значения к требуемому. XL нужно отмотать или домотать несколько витков. Выяснив необходимое число витков, мотают необходимую катушку, разделив каркас на секции в отношении W1:W2:W3=1:1:2. Так, если общее число витков равно 600, то Wl =W2= 150, a W3=300. Чтобы увеличить выходную мощность преобразователя и избежать при этом несимметрии напряжений, нужно изменить значения XL, Rl, Cl, С2, которые рассчитываются из тех соображений, что токи в фазах А, В и С должны быть равны при номинальной нагрузке на вал двигателя. В режимах недогрузки двигателя несимметрия напряжений фаз не опасна, если наибольший из токов фаз не превышает номинальный ток двигателя. Пересчет параметров преобразователя на другую мощность производится по формулам:
С1=80Р;
С2=40Р;
Rl = 140/P;
XL = 110/P,
W=600/ Р,
S=16P,
d=1,4P;
где P — мощность преобразователя в киловаттах, в то время как паспортная мощность двигателя — это его мощность на валу. Если коэффициент полезного действия двигателя неизвестен, его можно брать в среднем 75…80%.
Добавить сайт в закладки
Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматически (рис.5).
При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 — пусковой конденсатор С п. Магнитный пускатель КМ1 самоблокируется с помощью своей контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети.
Кнопку «Пуск» держат нажатой до полного разгона двигателя, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это же время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме.
Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку «Стоп». В усовершенствованном пусковом устройстве по схеме рис.5 можно использовать реле типа МКУ-48 или ему подобное.
Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей
При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, используют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что вместо громоздких бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют меньшие габариты и более доступны в плане покупки.
Схема замены обычног бумажного конденсатора дана на рис. 6.
Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением в два раза меньшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости.
Например, если в схеме для однофазной сети напряжением 220 В используется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене по вышеприведенной схеме можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.
Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов
Схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов приведена на рис.7.
В приведенной схеме SA1 — переключатель направления вращения двигателя, SB1 — кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для пуска двигателя, С2 и С4 — во время работы.
Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добиваются равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация.
Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А.
При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.
Следует обратить внимание на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.
Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть
Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя не более 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5…2 кВт. Проблема в данном случае может быть решена использованием электродвигателя большей мощности, например 3…4 кВт. Такого типа двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой», и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода.
Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в 3 раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.
Доработка трехфазного двигателя
Наиболее просто можно осуществить перевод мощного трехфазного двигателя в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки.
Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.
Схема коммутации электродвигателя в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 8.
Во время разгона двигателя используется соединение обмоток «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об./мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке, и показала свою эффективность.
Детали
В схеме коммутации обмоток электродвигателя в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный переключатель на рабочий ток не менее 16 А, например переключатель типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Переключатель SA2 может быть любого типа, но на ток не менее 16 А. Если реверс двигателя не требуется, то этот переключатель SA2 можно исключить из схемы.
Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность двигателя к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности двигателя, то может произойти снижение скорости вращения вала вплоть до полной его остановки. В этом случае снимается нагрузка с вала двигателя. Переключатель переводится сначала в положение «Разгон», а потом в положение «Работа», после чего продолжают дальнейшую работу.
Для того чтобы улучшить пусковые характеристики двигателей, кроме пускового и рабочего конденсатора можно использовать еще и индуктивность, что улучшает равномерность загрузки фаз.
Конденсатор— Управляющий крутящий момент трехфазных двигателей переменного тока Конденсатор
— Управляющий крутящий момент трехфазных двигателей переменного тока — Обмен электротехническими стекамиСеть обмена стеков
Сеть Stack Exchange состоит из 176 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Зарегистрироваться
Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 3к раз
\ $ \ begingroup \ $Фактически у нас на рабочем месте работают двигатели 1х30 л.с., 2х10 л.с.Когда мы запускаем двигатели, создается большой крутящий момент, из-за которого наша сеть ежемесячно взимает с нас штраф.
Нам нужна информация об устройстве (ах), которые используются для управления крутящим моментом.
Проводя небольшое исследование, я узнал, что могу настроить панель управления, у которой есть конденсаторы либо отдельно на каждом двигателе, либо на моем трансформаторе 100 кВА. Это позволит контролировать крутящий момент, а также сэкономит на счетах за электроэнергию.
Пожалуйста, помогите в этом отношении.
Rev9,35966 золотых знаков3636 серебряных знаков7373 бронзовых знака
Создан 22 окт.
зишан хумзишан хум4711 серебряный знак22 бронзовых знака
\ $ \ endgroup \ $ 6 \ $ \ begingroup \ $Обратите внимание, что в вашем вопросе указано, что вы хотите уменьшить пусковой крутящий момент, но на самом деле вы хотите уменьшить пусковой ток .
Есть несколько способов уменьшить пусковой ток трехфазного асинхронного двигателя. Ориентировочно по стоимости:
Пускатели пониженного напряжения
Эти методы применяют пониженное напряжение (скажем, 50%) к двигателю при первом запуске. Это снижает потребление тока до 50%. После того, как двигатель наберет достаточную скорость, напряжение повышается с 50% до 100%.
Обратите внимание, что крутящий момент уменьшается как квадрат напряжения, поэтому при 50% напряжения двигатель будет развивать только 25% крутящего момента.Вам нужно убедиться, что этого крутящего момента достаточно, чтобы выключить нагрузку двигателя с места.
- Пускатель сопротивления серии — включите резисторы последовательно с клеммами двигателя, чтобы ограничить величину тока, потребляемого при запуске. Резисторы закорачиваются после того, как двигатель наберет половину скорости.
- Пускатель со звезды на треугольник — двигатель запускается с трехфазными клеммами, соединенными звездой. Если у вас трехфазное питание 415 В переменного тока, это означает, что на каждую обмотку подается только 230 В переменного тока, и ток уменьшается аналогичным образом.Как только двигатель наберет нужную скорость, переключитесь с соединения звездой на соединение треугольником, что обеспечивает полное 415 В переменного тока.
- Пускатель автотрансформатора — использует автотрансформатор с двумя отводами напряжения для подачи низкого напряжения при запуске двигателя (с соответствующим низким током), переключаясь на полное напряжение после того, как двигатель набрал определенную скорость.
Устройство плавного пуска — электронное устройство, которое запускает двигатель при низком напряжении с соответствующим низким током и непрерывно увеличивает напряжение, пока не будет достигнута полная скорость.Разница между этим и сопротивлением ротора, переключением со звезды на треугольник и пуском автотрансформатора заключается в том, что напряжение увеличивается постоянно, а не за один скачок. Это более бережно относится к двигателю и нагрузке.
Привод с регулируемой скоростью (также известный как VSD, VFD, VVVF) — электронное устройство, которое запускает двигатель с использованием полного номинального напряжения, но с более низкой частотой. Самый дорогой из всех методов, но также и лучший, так как он позволяет создавать очень высокий крутящий момент с места.
Как следует из названия, преобразователи частоты также позволяют регулировать скорость, чего не делает ни один другой метод запуска двигателя.
Не похоже, что у вас асинхронный двигатель с фазным ротором, поэтому я не буду упоминать запуск сопротивления ротора.
Дополнительную информацию по этой теме можно найти, выполнив поиск по запросу « трехфазный асинхронный двигатель с пуском ». Вы должны найти заметки по применению и руководства, написанные производителями оборудования, в которых более подробно рассказывается о том, как работают вышеуказанные методы и какое оборудование вы можете использовать для их реализации.
Создан 23 окт.
Ли-аунг Ип8,5162222 серебряных знака 5050 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $есть несколько способов ограничения пускового тока асинхронной машины (за счет ускорения).Самый простой — это некоторое последовательное сопротивление, которое закорочено. Вы можете добавить несколько конденсаторов параллельно, чтобы компенсировать запаздывающий ток.
Создан 22 окт.
JonRBJonRB18k22 золотых знака2525 серебряных знаков4949 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $Я исследовал это на местном рынке и узнал, что люди установили устройство под названием Power Factor (панель управления с конденсаторами).Я слышал, конденсаторы хорошего качества от Hyundai или LG.
Многие люди устанавливают их вместе с трансформаторами, а не на отдельные двигатели. Например, у вас есть трансформатор на 100 кВА, но люди установили коэффициенты мощности, которые могут выдерживать нагрузку в 200 кВА для передачи любого крутящего момента от двигателей и т. Д. Фактически коэффициент мощности учитывает всю нагрузку на рабочем месте и включает все работающие двигатели.
Пожалуйста, сообщите, правильное ли это решение. Если да, то у какой компании есть качественные и экономичные.
Создан 23 окт.
зишан хумзишан хум4711 серебряный знак22 бронзовых знака
\ $ \ endgroup \ $ 9 Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
Привод однофазных асинхронных двигателей на трехфазном инверторе
Я поэкспериментировал с двигателем потолочного вентилятора (крылья отсоединены) с номинальной мощностью 80 Вт, указанным на устройстве.Двигатель представляет собой двигатель с постоянным разделением конденсаторов, рассчитанный на 230 В / 50 Гц. Мой цифровой мультиметр показывал именно это напряжение для подключения к сети. Напряжение, измеренное на вспомогательной обмотке, составило 226 В при нормальной работе двигателя в исходной форме. Приводом был Siemens Micromaster 410 мощностью 0,37 кВт.
Я измерил температуру вращающегося барабана двигателя с исходной установкой (с помощью ИК-измерителя). Температура варьировалась от примерно 50 градусов на внешнем крае вращающегося внешнего барабана до примерно 55 градусов возле оси после работы двигателя более часа
Затем я удалил конденсатор и подключил основную обмотку и вспомогательную обмотку одним концом к двум выходным разъемам привода, а общую точку обмоток — к третьему разъему, чтобы направление вращения не изменилось
Я измерил температуру после повторной работы двигателя более часа с использованием трехфазного безконденсаторного привода; измеренные температуры остались прежними, по крайней мере, не выше, чем на исходной установке
.
Другие наблюдения:
температура с установкой на основе трехфазного привода была самой высокой с максимальной проверенной скоростью вращения и частотой (50 Гц)
шум с трехфазной установкой на основе привода был выше, но в основном из-за шума от частоты переключения (в данном случае 2 кГц)
пусковой крутящий момент был значительно выше при установке на основе трехфазного привода, чем при первоначальной установке с однофазным разделением конденсаторов; разница крутящего момента была еще больше на самых низких протестированных частотах (20 Гц)
В целом идея кажется правдоподобной для дальнейших испытаний с диапазоном мощности типичных вентиляторов, используемых в частных жилых домах.Самая серьезная проблема, которая может возникнуть, — это шум переключения ШИМ. Кроме того, в зависимости от двигателя может потребоваться рассмотрение напряжения, вызванного острым сигналом ШИМ. Испытанная установка решит проблему очень низкого пускового момента, связанную с однофазным асинхронным двигателем с постоянным разделенным конденсатором, работающим на пониженной частоте с помощью инверторного привода. Идеальный привод для этой цели позволил бы регулировать эффективное напряжение между как минимум двумя парами выходных клемм и разность фазового угла между теми же двумя, что стандартные приводы не поддерживают.
Обновление(21 декабря 2020 г.):
Я тестировал ту же установку (трехфазный инверторный привод для однофазного конденсаторного двигателя потолочного вентилятора) с модификацией для истинной двухфазной цепи на 90 градусов. Последняя схема состояла из двух одинаковых изолирующих трансформаторов 400/230 В. Первичные обмотки были подключены зеркально симметрично между разъемами, питающими основную обмотку, и общим 3-м разъемом привода. Вторичные обмотки были соединены последовательно. Поскольку привод выдает эффективное напряжение 230 В, сердечники трансформатора имеют больший запас по магнитному насыщению, чем при указанном первичном напряжении (что не обязательно, но может предоставить дополнительные возможности для выбора частоты привода по сравнению скривые напряжения для улучшенного управления крутящим моментом на низких оборотах). Таким образом, результирующее напряжение для пусковой обмотки также составляет около 230 В при номинальной частоте (50 Гц).
Я провел те же измерения температуры, что и выше. На этот раз температура корпуса двигателя остается ниже 45 градусов по Цельсию. Это самый низкий из трех протестированных случаев, что неудивительно, поскольку теперь двигатель приводится в движение идеальным двухфазным переменным напряжением 230 В плюс минус что-то с разделением фаз 90 градусов на любой частоте, создаваемой инверторным приводом ( истинные действующие напряжения будут соответствовать частоте, как обычно).
Итак, я решил использовать эту схему для приведения в действие вентиляторов в моем доме с синхронизированной, но переменной скоростью. Теперь это настоящая двухфазная система. Раньше у меня был привод, чтобы подавать однофазное напряжение с переменной частотой на двигатели вентилятора с разделенной фазой рабочего конденсатора, но я был недоволен этим подходом, поскольку пусковой момент был очень низким, особенно при пониженных оборотах и конденсаторах. имеет тенденцию к ухудшению в течение нескольких лет, что приводит к еще худшему поведению. Теперь я могу удалить конденсаторы двигателей вентиляторов и напрямую запитать вспомогательную катушку этим сдвинутым по фазе напряжением.Настоящие трехфазные двигатели трудно достать для таких относительно небольших домашних вентиляторов. Я предпочитаю асинхронные двигатели вентиляторов ЕС-двигателям из-за меньшего количества проблем с тональным шумом, вызванным износом, и более низкой стоимости, хотя энергопотребление несколько выше.
Можно ли использовать частотно-регулируемый привод для запуска двигателя с конденсаторным пуском?
Вот две диаграммы из Fitzgerald, Kingsley, Umans, «Electric Machinery» 4-е изд. Они показывают базовую конфигурацию и характеристики для конденсаторных двигателей с пуском и с постоянным разделением конденсаторов.
Двигатели с конденсаторным пуском используются для таких нагрузок, как компрессоры, которым требуется высокий пусковой момент. При уменьшении частоты сопротивление пусковой обмотки будет уменьшено, а сопротивление конденсатора увеличится. В результате уменьшится фазовый сдвиг и уменьшится ток в пусковой обмотке. В результате будет снижен пусковой ток. Если к двигателю приложить нагрузку, которая была выбрана изначально, двигатель, вероятно, не сможет запустить нагрузку.Если двигатель перепрофилируется для привода вентилятора или центробежного насоса, он не обязательно должен обеспечивать очень большой пусковой крутящий момент или крутящий момент при работе на низкой скорости.
Пусковая обмотка обычно отключается центробежным переключателем примерно на 75% синхронной скорости. Это предотвратит работу двигателя на скорости ниже этой, поскольку пусковая обмотка и конденсатор быстро перегреются, если их не отсоединить. Альтернативный метод отключения конденсатора предотвратит эту проблему.
Возможно, удастся постоянно подключить к пусковой обмотке конденсатор гораздо меньшего номинала. Конденсатор нужно подбирать так, чтобы постоянный ток в пусковой обмотке не перегревал его. Было бы сложно определить безопасный ток и требуемую емкость конденсатора. В результате пусковой момент и крутящий момент при работе на малой скорости будут чрезвычайно низкими.
Разность фаз между током основной обмотки и током пусковой обмотки должна быть близка к 90 градусам для максимального пускового момента.Возможно, что разница в 120 градусов между напряжениями обмоток может обеспечить приемлемую разность фаз для токов. По-прежнему будет проблема с ограничением тока в пусковой обмотке до безопасного значения.
Возможно, запустить двигатель с конденсаторным пуском с частотно-регулируемым приводом возможно, но это, конечно, не кажется очень удовлетворительной альтернативой.
Как запустить трехфазный двигатель от однофазного источника питания
Как запустить трехфазный двигатель от однофазного источника питания:
В наше время количество электродвигателей увеличивается, как и все.Основная причина в том, что, кроме электроэнергии, вся энергия является гораздо более дорогостоящим примером: дизельное топливо. Для всей нашей сельскохозяйственной линейки мы используем трехфазное питание. В Индии для нужд сельского хозяйства правительство предлагает 12-часовую бесплатную подачу электроэнергии.
Оставшиеся 12 часов электрическая панель отключила подачу питания, а это значит, что они отключили одну фазу через GOS (групповые рабочие переключатели). В то же время, 12 часов недостаточно, чтобы залить водой наши сельскохозяйственные угодья.
Итак, нам нужно запустить один и тот же трехфазный двигатель на двух доступных фазах.В этой статье мы увидим, как запустить трехфазный двигатель на однофазном. Давай начнем.
Стартер погружного насоса для сельского хозяйстваКак правило, это действие может быть выполнено путем установки статических преобразователей фазы. Преобразователи статической фазы — это пусковое устройство для трехфазных двигателей от однофазного питания. Статический фазовый преобразователь фактически не вырабатывает трехфазную мощность непрерывно.
Вместо этого он генерирует фазовый сдвиг через конденсатор, который позволяет смещать напряжение во времени от его родительского напряжения.В результате получается напряжение, отличное от двух однофазных линий. Если конденсатор вырабатывает достаточный электрический ток, двигатель будет работать.
Выходное напряжение конденсатораПосле запуска трехфазного двигателя схема статического фазового преобразователя отключается. Единственным фактом здесь является то, что двигатель непрерывно работает от одной фазы с двумя обмотками, получающими активную мощность, так что полезная мощность двигателя обычно уменьшается на 2/3 или от его номинальной мощности.
Пример: если вы планируете использовать трехфазный двигатель мощностью 5 л.с. в однофазном режиме, то общая выходная мощность двигателя будет снижена до 3,3 л.с. Если вы приложите дополнительные нагрузки к тому же двигателю, обмотка двигателя будет потреблять большой ток. Чтобы избежать этого, вы можете выбрать двигатель с диапазоном на одну ступень выше.
См. Также:
Конструкция конденсатора для трехфазного двигателя от однофазного источника питания:
Как свойство асинхронного двигателя, который потребляет высокий пусковой ток (почему?) (В 4-6 раз превышающий его ток полной нагрузки), поэтому нам нужен конденсатор высокой мощности на несколько секунд для быстрого запуска двигателя.Статический преобразователь фазы состоит из двух конденсаторов. Один из них — пусковой конденсатор, а другой — рабочие конденсаторы.
Пусковой конденсатор требуется только для запуска двигателя, и рабочий конденсатор будет стоять в цепи. Более того, регулировка этих конденсаторов для выравнивания токов, измеренных в трех фазах, позволяет получить наиболее эффективную машину.
Пусковой конденсатор должен быть в 4–5 раз больше, чем рабочий конденсатор, чтобы соответствовать высокому пусковому току асинхронного двигателя.
Пусковой конденсатор = 50-100 мкФ / л.с. Рабочие конденсаторы = 12-16 мкФ / л.
Здесь Конденсатор подает синтетическую фазу примерно на полпути на 90 градусов между выводами однофазного источника питания на 180 градусов для запуска. Во время работы двигатель генерирует приблизительно стандартные 3-φ, как показано на рисунке ниже.
Примечание: Двигатель следует подключать по схеме треугольник, так как одна обмотка двигателя получает полное напряжение. Поэтому, если вы планируете использовать трехфазный двигатель на одной фазе, рекомендуется подключение по схеме треугольника.
Ограничение статических фазовых преобразователей:
- Выходная мощность ограничена 2/3 rd проектной мощности
- Не подходит для двигателя, работающего постоянно, может использоваться временно
- Это сокращает срок службы двигателя из-за постоянной нагрузки двух обмоток на одну фазу.
Трехфазный двигатель работает от однофазного источника питания:
См. Также:
Может ли однофазный двигатель работать без конденсатора?
Ответ:
Существует три распространенных типа однофазных двигателей: конденсаторные двигатели, двигатели с экранированными полюсами и двигатели с расщепленной фазой.
Однофазные двигатели с экранированными полюсами и с расщепленной фазой не требуют для работы конденсатора. В то время как конденсаторные двигатели работают с помощью конденсаторов. Конденсаторные двигатели также бывают разных типов в зависимости от роли конденсатора. Некоторые из них обсуждаются ниже.
Конденсаторный пусковой двигатель
В конденсаторном пусковом двигателе, как также ясно из названия, роль конденсатора заключается в запуске двигателя. Таким образом, конденсатор предназначен для обеспечения начального крутящего момента ротору путем добавления разности фаз к магнитному полю ротора.Если снять конденсатор с такого двигателя, он не начнет вращаться, когда на обмотку статора будет подаваться питание, так как начальный крутящий момент будет отсутствовать. Однако после подачи питания, если кто-то обеспечивает этот первоначальный толчок к ротору вручную с вала внешнего ротора, двигатель начнет работать и будет продолжать работать до тех пор, пока питание не будет подключено к обмотке статора. Опять же, при следующем запуске потребуется внешний толчок для запуска вращения двигателя.
Конденсаторный рабочий двигатель
Этот тип конденсатора двигателя постоянно включен последовательно с пусковой обмоткой и обеспечивает постоянный крутящий момент. Следовательно, этот тип двигателя не сможет работать без конденсатора даже после первоначального нажатия.
Конденсатор Пусковой Конденсатор Рабочий Двигатель
В этом типе двигателя есть два отдельных конденсатора для запуска и для работы. Пусковой конденсатор должен обеспечивать пусковой толчок при работе конденсатора для обеспечения дополнительного крутящего момента во время работы.Этот двигатель представляет собой смесь двух предыдущих типов, т.е. конденсатор запускает двигатель, а конденсатор запускает двигатель. Для правильной работы этого типа двигателя потребуются оба конденсатора. Однако, как и в случае с конденсаторным типом, этот пуск двигателя может выполняться с внешним толчком, если пусковой конденсатор отсутствует или неисправен.
Связанные темы;
- Почему в асинхронном двигателе используется контактное кольцо?
- Почему асинхронный двигатель широко используется в промышленности?
- Почему в кране используется асинхронный двигатель с контактным кольцом?
- Почему в электромобиле используется асинхронный двигатель?
3phconv
3phconv
K3PGP . Экспериментальный . Уголок
Дом Астрономия Велосипед Строительство Лазер Moonbounce Программное обеспечение Гость Разное
Одноместный в 3-фазное преобразование мощности
Это компиляция данные, полученные по моему запросу, отправлены в MOON-NET.
——
От кого: K3PGP — Джон
Кому: [email protected]
Тема: Трехфазное питание от однофазного источника?
Дата: вторник, 23 марта 1999 г., 17:50
Я видел упоминание о людях, использующих трехфазный двигатель и
Конденсаторная батарея
для создания трехфазного напряжения 208 В переменного тока от однофазного 220 В переменного тока.
линия. В одном конкретном случае
я видел двигатель мощностью 15 л.с., который использовался для питания 208
Vac при 25
ампер на каждую ногу к источнику питания передатчика.Источник был единичным
фаза 220
В перем. К сожалению, я не могу получить более подробную информацию.
Кто-нибудь знает, как для этого подключается мотор? Как мне
определить
, двигатель какого размера мне нужен, а также подключение и стоимость
конденсаторы?
К сожалению, у меня есть незавершенный проект EME, требующий трех
фаза 208
В перем. тока при прибл. 25 ампер на ногу. Все, что доступно на
на участке
однофазное 220в. Любая помощь будет оценена по достоинству.
Спасибо…
Джон — K3PGP
http://www.k3pgp.org
— =
——
Ответов было получено от:
Кен W6GHV, Джим N9JIM ex-WB9AJZ, Майк Мерфи KA8ABR, Том W2DRZ, Расс K2TXB, Кент Д. О’Делл KA2KQM, Оливье CT1FWC / F6HGQ, Стэн WA1ECF, Майк WD0CTA, Том KB2BAH, Клифф K7RR, Дэйв N7DB и Тед VE3BQN.
Ниже приводится краткое изложение эти ответы. Хотя многое из этого относится к работающим двигателям та же система может применяться для работы любого трехфазного оборудования в том числе передатчики от однофазного источника.
Если я кого-то упустил или проиграл чтобы отдать должное, пожалуйста, дайте мне знать!
Ответ на мой вопрос — Y-E-S, и основная идея была лучшей. резюмировано Russ K2TXB и размещено ниже.
ПРИМЕЧАНИЕ: При таком подключении двигатель НЕ Начало. Будет только гудеть. Вам нужно обернуть веревку вокруг вала и запустить его вручную, как двигатель газонокосилки. Другой вариант — конденсаторный пуск, описанный в следующая статья.
Для тех из вас, кто хочет более подробно в следующей подборке статей. я обновлю эту статью, как только мой двигатель мощностью 15 л.с. У меня есть шанс провести несколько реальных тестов с его помощью 3-х фазный источник питания передатчика.
Много качества используется промышленные машины доступны по привлекательным ценам, 3-х фазные электродвигатели. В большинстве жилых домов нет доступ к 3-х фазной электросети по разумной цене. Если строитель домашнего магазина решает использовать эти машины, они должны либо замените трехфазные двигатели однофазными двигателями или найдите способ использовать однофазное питание в своем доме для их работы.Этот статья объясняет, как построить вращающийся фазовый преобразователь, который будет преобразовать однофазную электрическую мощность 220 В переменного тока в трехфазную 220 VAC для питания вашего промышленного оборудования.
Безопасность должна быть вашим первым делом беспокойство, и любая электрическая проводка должна соответствовать вашим местным электрический код. При этом некоторые типичные размеры проводов, будут описаны методы защиты от перегрузки и короткого замыкания. чтобы вы начали. Также металлический каркас моторов и вашего машины должны быть заземлены. Это защитное заземление обычно не провести любое электричество.Он присутствует в случае, если токопроводящий проводник случайно задевает металлический каркас. Это обеспечивает путь с низким сопротивлением, по которому электричество течет вместо того, чтобы идти через ваше тело на землю.
Есть два основных типа фазовых преобразователей на рынке, которые позволят использовать 3-фазные двигатели для работы с однофазным входом преобразователя. Эти типы называются статическими и поворотными. Статический преобразователь в основном только пусковая цепь, которая после запуска двигателя отключается и позволяет двигателю работать на однофазном питании.В Недостатком этого метода является то, что токи обмоток двигателя будет очень неуравновешенным, и двигатель не сможет работать выше примерно двух третей его номинальной мощности. Роторный преобразователь обеспечивает ток во всех 3 фазах и, хотя и не идеально, позволяют двигателю обеспечивать всю или почти всю свою номинальную мощность в лошадиных силах. Если коэффициент обслуживания двигателя составляет от 1,15 до 1,25, вам следует иметь возможность использовать полную номинальную мощность. Фактор обслуживания может быть находится на паспортной табличке двигателя и обычно обозначается аббревиатурой S.F. Причины того, что электроэнергия не идеальна, носят очень технический характер. и может включать небольшой дисбаланс напряжения и тока, например а также фазовые углы между фазами не идеальны. В балансировка напряжения и тока проста, если у вас есть доступ к вольтметру или, желательно, амперметру клещевого типа. Но даже если у вас нет этих измерителей, используя приблизительные значения рабочих конденсаторов, указанных в этой статье, токи должны быть рядом, и вы сможете получить почти полную мощность от ваши 3-х фазные двигатели.
Терминология, используемая для описанные части фазового преобразователя нуждаются в пояснении. В вращающаяся часть вращающегося фазового преобразователя — стандартная 3-х фазная Электродвигатель называется холостым. Это называется так потому, что как правило, его вал не имеет механической нагрузки. С подача однофазного питания на трехфазный двигатель не запустит его вращающийся, средство для запуска холостого двигателя, вращающегося около номинального скорость нужна. Это можно сделать несколькими способами. Тяговая веревка можно использовать небольшой однофазный электродвигатель, или можно использовать пусковой конденсатор.Если используются механические средства, мощность на холостой ход не подается до тех пор, пока двигатель не будет вращается, и трос или питание однофазного двигателя отключено. удаленный. Чтобы сбалансировать напряжения и токи в 3 фазах на выходе можно использовать пару рабочих конденсаторов. Разъединитель требуется большинством местных электротехнических норм для каждой части оборудование. Если вилка и розетка используются для подключения питания к оборудования, это соответствует требованиям отключения. Перегрузка защита требуется для каждого двигателя.Это может быть встроено в мотор или поставляются отдельно. Проверьте паспортную табличку двигателя, если не сказано встроенная защита от перегрузки, значит она должна быть поставляется отдельно. Обычно тепловое реле перегрузки и магнитный контактор используется для управления двигателем. В магнитный контактор — это сверхмощное реле для включения двигателей и выкл. Он разработан для работы с высокими пусковыми токами моторы. Также доступны механические (ручные) контакторы. с тепловой защитой от перегрузки в составе выключателя.Для цель этой статьи два провода, несущие одну фазу Электропитание 220 В переменного тока будет называться линиями 1 и 2. Они соединены к клеммам 1 и 2 холостого двигателя соответственно. Провод поступающий с третьего вывода холостого двигателя будет называться строка 3.
Для построения роторной фазы преобразователь следуйте общей схеме, показанной ниже:
Рисунок 1
Однофазный 220 В переменного тока ввод вводится в строках 1 и 2, обозначенных L1 и L2 на рисунке. 1.Предохранители картриджа с выдержкой времени используются для короткого замыкания защита. 1R-1 и 1R-2 — главные контакты для магнитного контактор (силовое реле). Катушка для этого реле обозначается 1R. Рабочие конденсаторы подключаются между линиями 1-3 и 2-3. В перегрузки являются частью теплового реле перегрузки с нормальным замкнутый контакт с маркировкой OL-1. Этот контакт откроется, если есть сработала перегрузка. Открытие этого контакта отключает поток ток через цепь управления 120 В переменного тока, обесточивающую катушку 1р.Клеммы холостого двигателя имеют маркировку T1, T2 и T3. В Схема запуска использует реле 2R и его контакт 2R-1 для подключения пусковой конденсатор между линиями 1 и 3, в то время как кнопка пуска удерживается. В цепи управления вспомогательный контакт реле 1, обозначенный 1R-X, поддерживает питание катушки 1R после запуска. кнопка отпущена. 3-фазная выходная мощность подключена после главных контактов (1R-1 и 1R-2), чтобы питание от линий 1 и 2 не подключены к выходу, если фаза конвертер работает.
Более простая альтернатива, что исключает отдельную цепь пуска, а также исключает набор рабочих конденсаторов между линиями 2-3 называется самостоятельным пусковой фазовый преобразователь. Этот дизайн обсуждается далее в этом статья.
Выберите размер провода на основе от тока, который будет течь в проводе. Таблицу 1 можно использовать для руководства и основан на 3-фазных двигателях 220 В переменного тока и 125% ток на паспортной табличке двигателя. Используйте только медный провод минимального размера. из №14. Допускается использование провода большего диаметра, чем указано в таблице. 1.
Стол
1
Минимальный рекомендуемый провод
размеры.
Двигатель | Двигатель | Проволока |
1/2 | 2.0 | № 14 |
3/4 | 2,8 | № 14 |
1,0 | 3,6 | № 14 |
2.0 | 6,8 | № 14 |
3,0 | 9,6 | № 14 |
5,0 | 15,2 | № 12 |
7.5 | 22,0 | № 10 |
Если длина провода длиннее
используется более 50 футов, например, от панели автоматического выключателя до
преобразователь фазы, выберите размер провода, чтобы сохранить напряжение
падение в проводе менее 3 процентов. Не забудьте добавить
токи всех устройств, которые будут получать энергию от этого питающего провода.
Таблица 2 может использоваться в качестве руководства и основана на медном проводе.
Стол
2
Минимальный рекомендуемый размер провода
для низкого падения напряжения. Амперы против футов.
Ток | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 |
5 | № 14 | № 14 | № 14 | № 14 | № 14 | № 14 |
6 | № 14 | № 14 | № 14 | № 14 | № 14 | № 12 |
7 | № 14 | № 14 | № 14 | № 14 | № 12 | № 12 |
8 | № 14 | № 14 | № 14 | № 12 | № 12 | № 12 |
9 | № 14 | № 14 | № 12 | № 12 | № 10 | № 10 |
10 | № 14 | № 14 | № 12 | № 12 | № 10 | № 10 |
12 | № 14 | № 12 | № 12 | № 10 | № 10 | № 10 |
14 | № 12 | № 12 | № 10 | № 10 | № 10 | № 8 |
16 | № 12 | № 12 | № 10 | № 10 | № 10 | № 8 |
18 | № 10 | № 10 | № 10 | № 8 | № 8 | № 8 |
20 | № 10 | № 10 | № 10 | № 8 | № 8 | № 8 |
25 | № 10 | № 10 | № 8 | № 8 | № 6 | № 6 |
30 | № 8 | № 8 | № 8 | № 6 | № 6 | № 6 |
Выбор холостого двигателя это первый шаг.Это должен быть трехфазный двигатель, рассчитанный на работу. при доступном сетевом напряжении и частоте, обычно 220 VAC, 60 Гц. Фазовые преобразователи, протестированные здесь, были звездой (звездой). ранить. Некоторые двигатели имеют треугольную обмотку. Многие моторы имеют более 3-х провода так, чтобы его можно было подключить более чем к одному напряжению. Двойной Двигатели с обмоткой под напряжением обычно имеют 9 выводов, как показано ниже.
Рисунок 2
Проверьте паспортную табличку двигателя, если для напряжения указано 220/440, то его можно подключить в одну сторону для 220 вольт и еще вариант на 440 вольт.Если вы не уверены, отсоедините все провода и измерьте сопротивление между проводами и сравните с рис. 2. Тот же двигатель будет иметь силу тока указан как 15 / 7,5, что означает, что он потребляет 15 ампер при подключении для 220 В переменного тока и 7,5 А при подключении для 440 В переменного тока. Рейтинг скорости не важно; от 1100 до 3600 об / мин все в порядке. Выше скорость может дать немного лучшие фазовые углы, но чем ниже скорость вообще проще завести. Двигатели на шариковых подшипниках рекомендуется вместо двигателей с подшипниками скольжения.Если мотор имеет маслосъемные колпачки, это подшипник скольжения, если в нем есть смазка фитинги или их отсутствие вообще, это шарикоподшипник. Вращение двигатель, чтобы убедиться, что подшипники исправны. Также при покупке Используемый двигатель подключите омметр между каждым проводом и рамой, чтобы убедитесь в отсутствии коротких замыканий. Это признак того, что изоляция внутри двигателя неисправна. Для ознакомления Стоимость бывшего в употреблении трехфазного двигателя мощностью 2 лошадиные силы или меньше должна быть около 20 долларов; для более крупных двигателей используйте около 10 долларов за каждую лошадиную силу.В Номинальная мощность холостого двигателя должна быть такой же или выше чем самый большой трехфазный двигатель, который вы будете использовать. Если у тебя есть оборудование, которое запускается с нагруженным двигателем, например, воздушный компрессор, тогда мощность двигателя в 1,5 раза больше, чем рекомендуемые.
Пусковой конденсатор должен быть рассчитанным как минимум на 250 В переменного тока. Недорогой электролитический тип может быть использован. Если холостой двигатель составляет 1 л.с. или меньше, тем больше дорогой маслонаполненный тип, используемый для рабочих конденсаторов, также может быть используется, потому что небольшие размеры не слишком дороги.Я Пусковой преобразователь фазы использует тот же набор маслозаполненных конденсаторы как пусковые, так и рабочие. В электролитический тип со временем потеряет емкость и поэтому следует покупать новые. Его можно определить по круглый, черный, пластиковый корпус. Рейтинг микрофарад должен быть выбирается по номинальной мощности холостого двигателя. Поскольку холостой двигатель запускается без механической нагрузки, размер не критично и для руководства от 50 до 100 мкФ на лошадиную силу будет работать.Больший рейтинг принесет мотор чтобы ускориться и потреблять больше тока при запуске. А 220- Пусковой конденсатор 250 В переменного тока, 270-324 мкФ, новый продается примерно по цене 15 долларов.
Рабочие конденсаторы по желанию. Конвертер без них будет работать нормально, однако вы может получить около 80% мощности от ваших 3-фазных двигателей. из-за низкого тока в третьей линии. Рабочие конденсаторы обычно рассчитаны на 330 или 370 В переменного тока. Маслонаполненный тип должен быть использовал. Они рассчитаны на непрерывный режим работы переменного тока, в то время как электролитического типа нет и может взорваться.Маслонаполненный тип не потеряет емкость с годами и, следовательно, может быть куплены б / у или излишки. Новый рабочий конденсатор на 50 мкФ может стоить 50 долларов при использовании или излишек всего 7 долларов. Это может быть идентифицируется по металлическому корпусу и овальной форме (иногда прямоугольные или даже круглые.) Назначение рабочих конденсаторов — для балансировки напряжения и тока в 3-х фазных линиях. Один набор подключен между линиями 1 и 3. Другой подключен между строками 2 и 3. Набор может потребоваться, потому что если больше, чем нужно около 50 мкФ, два и более отдельных конденсатора должны быть подключены параллельно, чтобы получить желаемое значение.В лучший способ определить их размер — методом проб и ошибок с помощью зажима. введите амперметр на трехфазных линиях, в то время как трехфазный двигатель Бег. Для идеального баланса каждый набор может иметь разное значение. Для справки или, если нет идеальной балансировки токов. необходимо, рейтинг микрофарад можно оценить по лошадиным силам номинал холостого двигателя. Используя равную емкость от 12 до 16 микрофарад на лошадиную силу должно дать удовлетворительный результат. остаток средств.
Эффект бега конденсаторы на напряжение и ток в 3 фазных линиях показаны в цифра 3 и рисунок 4 .В цифра 3 , холостому двигателю мощностью 3/4 л.с. требовалось около 18 микрофарад между обе строки 1-3 и строки 2-3. На рис. 4 для холостого двигателя мощностью 5 лошадиных сил требовалось около 70 микрофарады между фазами. Этот бездельник лучше всего уравновешивался 80 мкФ между линиями 1-3 и 60 мкФ между линиями 2-3, хотя 70 микрофарад между ними было незначительно худший.
В течение текущего балансировочные тесты 3-фазный двигатель включал только шпиндель токарный станок, металл не резался.Это должно было получить повторяемая, хоть и небольшая, нагрузка. В таблице 3 показан текущий баланс. с использованием различных рабочих конденсаторов.
Фаза самозапуска преобразователь использует емкость только между одной фазой (1-3) вместо использования 2 комплектов, как рекомендовано здесь. Результат попытки этого с тем же 5-сильным фазовым преобразователем показан на рисунке 5. Баланс напряжений и токов улучшен по сравнению с режимом бездействия конденсаторы, но не так хорошо, как поместить емкость между ними строки 1-3 и строки 2-3.В любом случае, в качестве побочного преимущества, однофазный ток потребления, который включает как фазовый преобразователь и потребление мощности двигателя нагрузки также будет уменьшено резко, как показано на рисунке 6. Когда 3-фазные двигатели не были работал и работал только холостой ход, однофазный ток без пусковых конденсаторов составлял 14,8 ампер, а с пробегом конденсаторов это было всего 4,4 ампера, как показано треугольниками на Рисунок 6. Снижение тока на 70 процентов впечатляет, но из-за изменения коэффициента мощности фактическая потребляемая мощность изменилась только с 379 Вт до 295 Вт или 22%.
Стол
3
Токарный двигатель 1/2 л.с. токарный шпиндель
Только.
Однофазная линия
Ампер Вольт пФ Вт Трехфазные линии
------ Амперы ------ Емкость
Линия1 Линия2 Линия3 пФ Вт 1-3 2-3
17,22 246,2 0,16 685 2,37 2,42 0,43 0,45 289 0 0
15.85 246,7 0,16 627 2,27 2,33 0,59 0,43 279 10 10
10,13 246,6 0,22 545 1,91 2,09 1,29 0,39 279 50 50
8,67 246,2 0,26 557 1,83 2,06 1,52 0,37 279 60 60
7,15 245,6 0,29 512 1,68 2,00 1,72 0,32 240 70 70
7,13 245,6 0,29 504 1,81 1,88 1,76 0,32 249 80 60
Убедиться, что размер не за горами пробег конденсаторов при резке металла, парочка точки данных были получены при скорости шпинделя 130 об / мин и подаче скорость 0.004 дюйма / оборот при уменьшении диаметра из куска мягкой стали. Первоначальный диаметр составлял 1,850 дюйма. Первый проход 0,030 уменьшил диаметр вдвое до 1,790. Второй проход 0,060 начался с диаметра 1,790 и уменьшил его до 1,670. В таблице 4 перечислены результаты, показывающие баланс аналогичен тому, когда использовалась та же самая емкость, и шпиндель не резал металл.
Стол
4
60 мкФ между строками
1-3 и строки 2-3.
Однофазная линия
Ампер Вольт пФ Вт 3-фазная линия
----- Амперы ------
Линия 1 Линия 2 Линия 3 пФ Вт
8,67 246,2 0,26 557 1,83 2,06 1,52 0,37 279 Только шпиндель
8,71 247,1 0,26 565 1,83 2,08 1,53 0,40 303 0,030 дюйма
8.85 247,1 0,30 648 1,90 2,18 1,58 0,50 387 0,060 дюйма
Показаны два реле. на схеме в фиг.1 . Реле № 1 является главным силовым реле и должно иметь Номинальная мощность двигателя, соответствующая размеру холостого двигателя. Эти часто называют магнитными контакторами. Он имеет два основных полюса для переключения однофазных линий 220 В переменного тока и вспомогательного набор контактов, используемых для фиксации катушки реле под напряжением когда главные контакты замкнуты.Холостой ход отключен нажатие кнопки остановки, которая размыкает цепь катушки вызывая размыкание контактора. Реле номер 2 используется для подключить пусковой конденсатор к цепи. Реле используется так что высокие пусковые токи не проходят через толчок кнопка. Можно использовать реле номинального тока двигателя или если номинальный ток используется реле, выберите на нем как минимум 2-х кратную паспортную табличку Текущий. Фактический ток зависит от размера запуска конденсатора и может быть оценена с помощью следующего уравнения.6 = 24,9 ампер
Электрические нормы требуют отключение для каждой единицы оборудования. Выключатель (или вилка) отделяет все токоведущие проводники от линии Напряжение. Для однофазных систем 220 В переменного тока это 2 провода (2 полюсный переключатель), для 3-фазных систем это 3 провода (3-полюсный переключателя.) Поскольку преобразователь фазы питается однофазным мощность может использоваться 2-полюсный разъединитель или 2 из 3 полюсов 3 полюсный переключатель. Каждая единица оборудования, использующая 3-фазное питание также должен иметь собственный 3-полюсный рабочий выключатель.Многие из этих имеют предохранители как часть переключателя и называются плавкими предохранителями. отключается. Для двигателей это полезно, так как перегрузки двигателя недостаточно защищают от коротких замыканий как предохранители. Использование временной задержки, патронные предохранители распространены с цепями двигателя. Некоторые местные коды позволяют использовать филиал выключатель цепи или автоматический выключатель в качестве сервисного отключения для оборудования, если оно находится в пределах видимости оборудования. В отключение фазового преобразователя часто может удовлетворить это требование в домашних магазинах.
Двигатель холостого хода запущен первый и обычно оставленный включенным, в то время как 3-фазные двигатели в магазин включается и выключается по мере необходимости. Более одного двигателя в время можно управлять, и каждый работающий двигатель будет действовать как фаза преобразователь для других, поэтому общая мощность может быть 2 в 3 раза больше холостого хода мотора лошадиных сил. Если используется ручной переключатель вместо магнитного контактора нажмите кнопку включения пусковой конденсатор должен удерживаться до того, как ручной переключатель будет включенный.Когда запускается холостой двигатель (около 1 секунды или меньше) затем отпускается кнопка пускового конденсатора.
Коммерческие поставщики статические преобразователи позволяют использовать статический преобразователь для запуска холостой двигатель, чтобы несколько двигателей могли работать одновременно. Однако некоторые из этих коммерческих устройств используют напряжение или ток. реле для включения пускового конденсатора. Если мотор рядом с размер холостого хода (для которого рассчитан статический преобразователь) составляет запускается, пусковой ток может понизить линейное напряжение на доли секунды и приведет к включению пускового конденсатора.Это может привести к перегрузке статического преобразователя, поскольку другие двигатели Бег. Рекомендуемый здесь дизайн не имеет этого ограничение, поскольку пусковой конденсатор задействован только тогда, когда оператор нажимает кнопку пуска.
Собственная
Пусковой преобразователь фазы
Фаза самозапуска преобразователь проще и дешевле, чем показанный преобразователь в рисунок 1. A самозапуск Схема показана ниже.
Рисунок 7
Однако текущие и баланс напряжения на 3-фазном выходе больше зависит от нагрузки, поэтому что некоторый дисбаланс присутствует при нагрузках, отличных от какая емкость была выбрана.
Для многих магазинов маленький величина дисбаланса является приемлемой и большинство коммерческих роторных фазовые преобразователи относятся к самозапускаемому типу. Внутри одного коммерческие 2-х сильные роторно-фазовые преобразователи были два 30 конденсаторы микрофарад, подключенные параллельно, это эффективно 60 микрофарады. Поскольку между конденсаторной батареей прошло всего два провода. и двигатель, они должны быть подключены только к одной фазе. В преобразователь на 3 л.с. другого производителя, три на 40 мкФ использовались конденсаторы (всего 120 мкФ.)
Для простейшего преобразователя без отдельной пусковой цепи, используя 25-30 мкФ на мощность холостого хода между одной из входных линий и третьей (сгенерированная) линия обеспечит приемлемый фазовый преобразователь. Тоже малая емкость и холостой либо не заводится, либо начнется очень медленно. Поскольку обычно используются предохранители с выдержкой времени для защиты двигателя от короткого замыкания допускает некоторое превышение ток для запуска около 5 секунд, рекомендуется достаточно емкости для более быстрого запуска холостого хода.Избыточная емкость приведет к тому, что трехфазное напряжение превысит допустимое. входное линейное напряжение, особенно когда холостой ход не нагружен. В таблицах 5 и 6 показаны напряжения с разной емкостью для 5 Фазовый преобразователь л.с. и 3 л.с. соответственно. Токарный станок раньше нагрузка на преобразователь для испытаний в таблицах 5 и 6 имеет Двигатель 1/2 л.с.; используемый сверлильный станок имеет двигатель мощностью 3/4 л.с. Как более Была приложена трехфазная нагрузка, напряжения между линиями 1-3 и 2-3. были уменьшены, как показано в таблицах. Также показано в таблицах 5 и 6 время, необходимое для запуска холостого хода.Сравните рисунок 4 и рисунок 5 и решите, улучшение балансировки выпуска стоит дополнительных усилий отдельная пусковая цепь, которая требуется, если одинаковая емкость подключен через обе линии 1-3 и 2-3.
Стол
5
Самозапускающийся холостой ход 5 л.с.
Время пуска, 3-фазные напряжения
Секунды L1-L2 L1-L3 L2-L3 120 микрофарад: 2,6 247,1 262,8 238,7 Без нагрузки
246.9 255,4 231,0 Токарный станок
247.1 251.0 227.2 Токарный и сверлильный станок
130 мкФ: 1,6 246,9 264,8 243,7 Без нагрузки
246,6 258,6 234,8 Токарный станок
246,2 253,7 229,8 Токарный и сверлильный станок
150 мкФ: 1,0 247,9 270,3 253,6 Без нагрузки
246,6 263,2 244,0 Токарный станок
247,8 259,2 238,8 Токарный и сверлильный станок
Стол
6
Самозапускающийся ролик на 3 л.с.
Время пуска, 3-фазные напряжения
Секунды L1-L2 L1-L3 L2-L3
50 мкФ: 0,8 245,6 249,4 225,0 Без нагрузки
245,6 239,0 220,0 Токарный станок
70 мкФ: 0,8 245,5 260,4 238,7 Без нагрузки
100 мкФ: 0,6 246,1 277,7 256,1 Без нагрузки
245,9 262,5 245,6 Токарный станок
245,6 255,9 236,6 Токарный и сверлильный станок
120 микрофарад: 0,6 245.5 288,0 265,7 Без нагрузки
245,7 270,3 254,9 Токарный станок
245,3 261,5 245,9 Токарный станок и сверлильный станок Дом Астрономия Велосипед Строительство Лазер Moonbounce Программное обеспечение Гость Разное
Содержание этого веб-сайта 1995-2012 K3PGP и авторов-составителей.
Зачем однофазным асинхронным двигателям конденсаторы
Однофазный асинхронный двигатель — популярный двигатель рабочей лошадки с преимуществами дешевизны, надежности и возможности прямого подключения к однофазной сети, что делает их особенно распространенными в быту и небольших коммерческая техника. Однако, в отличие от трехфазных двигателей, они не запускаются автоматически и требуют дополнительной обмотки, приводимой в действие конденсатором, для ускорения с места.
Вращающиеся магнитные поля
Для запуска асинхронного двигателя в статоре должно создаваться вращающееся магнитное поле (RMF), которое вызывает вращение и крутящий момент в роторе.Поскольку статор физически не движется, вращение магнитного поля создается взаимодействием между электромагнитными силами, возникающими в обмотках статора. В трехфазном двигателе, когда на каждую обмотку подается напряжение, которое на 120 градусов не совпадает по фазе с другими обмотками, сумма создаваемых сил представляет собой вектор, который непрерывно вращается. Это означает, что трехфазное питание может вызывать крутящий момент в роторе в состоянии покоя, а трехфазные двигатели могут запускаться самостоятельно без дополнительных компонентов.
Однако однофазный асинхронный двигатель питается от однофазного источника питания, который проходит через единственную обмотку статора. Одна обмотка статора сама по себе не может создать RMF — она просто создает импульсное магнитное поле, состоящее из двух противоположных полей, разнесенных на 180 градусов.
Это создает две проблемы:
Во-первых, двигатель не запускается автоматически, потому что магнитное поле, создаваемое статором, не вращается.
Во-вторых, хотя одна обмотка может приводить в движение двигатель, когда он набирает скорость, она не создает постоянного крутящего момента в роторе во время полного оборота, что приводит к снижению эффективности и производительности.Ротор испытывает максимальный крутящий момент при проскальзывании примерно 10% (разница во вращении ротора и обмотки статора). Следовательно, ротор будет проводить большую часть каждого оборота с очень низким крутящим моментом.
Вспомогательная обмотка
В однофазных асинхронных двигателях для решения этих проблем используется вторая обмотка статора, называемая «вспомогательной обмоткой» или «пусковой обмоткой». Эта обмотка поворачивается на 90 градусов от основной обмотки, и с помощью конденсатор, изменяющий фазу питающего напряжения, на него подается напряжение, которое не совпадает по фазе с напряжением, подаваемым на основную обмотку.Это означает, что взаимодействие между двумя обмотками создает вращающееся магнитное поле, и двигатель может запускаться самостоятельно.
Однофазные асинхронные двигатели используют два конденсатора с разными характеристиками на разных этапах их работы.
Пусковые конденсаторыПусковой конденсатор — это конденсатор, который используется для обеспечения пускового момента двигателя. Это электролитические конденсаторы со значением емкости от 50 мкФ до 1500 мкФ.Они имеют относительно высокие потери и низкий КПД и не рассчитаны на продолжительную работу; необходимо отключить их, как только двигатель наберет скорость, используя центробежный выключатель или какое-либо реле.
Рабочие конденсаторыРабочие конденсаторы используются для сглаживания крутящего момента двигателя во время каждого оборота, повышения эффективности и производительности. Обычно он намного меньше пускового конденсатора, часто менее 60 мкФ, и масляного типа, чтобы уменьшить потери энергии.
ОграниченияДаже с дополнительной вспомогательной обмоткой однофазный асинхронный двигатель имеет несколько ограничений по сравнению с трехфазным двигателем. Фазовый сдвиг, обеспечиваемый рабочим конденсатором, изменяется в зависимости от скорости двигателя, что означает, что эффективность не постоянна, поскольку двигатель изменяет скорость. На КПД также влияет RMF, создаваемый двумя обмотками статора. Это не так близко к идеальному кругу, как трехфазный RMF, а это означает, что крутящий момент все еще значительно изменяется во время каждого оборота, снижая производительность и увеличивая вибрацию.Компоненты, необходимые для самозапуска однофазных асинхронных двигателей, в том числе конденсаторы и центробежный выключатель, создают возможность теплового и механического износа, что создает проблемы при техническом обслуживании.
Для более крупных промышленных применений, требующих высокой эффективности, работающих в областях, где доступно трехфазное питание, трехфазный двигатель может лучше подойти.
