Доморощенные «кулибины» используют для электромеханических поделок то, что попадется под руку. При выборе электродвигателя, обычно попадаются трехфазные асинхронные. Этот тип получил широкое распространение благодаря удачной конструкции, хорошей балансировке и экономичности.
Особенно это актуально в мощных промышленных агрегатах. За пределами частного дома или квартиры, проблем с трехфазным питанием нет. А как организовать подключение трехфазного двигателя к однофазной сети, если ваш счетчик имеет два провода?
Рассмотрим вариант штатного подключения
Трехфазный двигатель, имеет три обмотки под углом 120°. На контактную колодку выводится три пары контактов. Соединение можно организовать двумя способами:
Подключение по схеме «звезда» и «треугольник»
Каждая обмотка одним концом соединяется с двумя другими обмотками, образуя так называемую нейтраль. Оставшиеся концы соединяются с тремя фазами. Таким образом, на каждую пару обмоток подается 380 вольт:
В распределительной колодке, перемычки соединены соответственно, перепутать контакты невозможно. Понятия полярности в переменном токе нет, поэтому не имеет значения, какую фазу, на какой провод подавать.
При таком способе конец каждой обмотки соединяется со следующей, в результате получается замкнутый круг, точнее треугольник. На каждой обмотке присутствует напряжение 380 вольт.
Схема подключения:
Соответственно, на клемной колодке перемычки устанавливаются по-иному. Аналогично с первым вариантом, полярность отсутствует, как класс.
На каждую группу контактов, ток поступает в разный момент времени, следуя понятию «сдвиг фазы». Поэтому магнитное поле последовательно увлекает за собой ротор, создавая непрерывный крутящий момент. Так работает двигатель при «родном» для него трехфазном питании.
А если вам достался двигатель в отличном состоянии, а подключить его надо к однофазной сети? Не стоит расстраиваться, схема подключения трехфазного двигателя давно отработана инженерами. Мы поделимся с вами секретами нескольких популярных вариантов.
Подключение трехфазного двигателя к сети 220 вольт (одна фаза)
На первый взгляд, работа трехфазного мотора при подключении к одной фазе ничем не отличается от правильного включения. Ротор вращается, практически не теряя оборотов, никаких рывков и замедлений не наблюдается.
Однако достичь штатной мощности при таком питании невозможно. Это вынужденная потеря, ее никак не исправить, приходится с этим считаться. В зависимости от управляющей схемы, снижение мощности колеблется от 20% до 50%.
При этом электроэнергия расходуется так же, как будто вы используете всю мощь. Чтобы выбрать наиболее выгодный вариант, предлагаем ознакомиться с различными способами:
Конденсаторный способ включения
Поскольку нам необходимо обеспечить тот самый «сдвиг по фазе», используем природные способности конденсаторов. Два подводящих провода у нас имеются, их подключаем соответственно к обеим точкам штатной клемной колодки.
Остается третий контакт, на который заводится ток от одного из уже подключенных. Причем не напрямую (иначе двигатель не начнет вращение), а через конденсаторную схему.
Используется два конденсатора (их называют фазосдвигающими).
На приведенной схеме видно, что один конденсатор включен постоянно, а второй через не фиксируемую кнопку. Первый элемент рабочий, его задача имитировать штатный сдвиг фазы для третьей обмотки.
Вторая емкость предназначена для первого оборота ротора, дальше он крутится по инерции, каждый раз попадая между фальшивыми «фазами». Пусковой конденсатор нельзя оставлять включенным постоянно, поскольку он внесет сумятицу в относительно стройный ритм вращения.
Внимание! Приведенная схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети является теоретической. Для реальной работы необходимо правильно рассчитать емкости обоих элементов, и подобрать тип конденсаторов.
Формула расчета рабочего «конденсатора»:
- При подключении «звездой» С=(2800*I)/U;
- При подключении «треугольником» С=(4800*I)/U;
2800 (4800) физическая константа, без единицы измерения.
I – штатный ток каждой фазы при правильном подключении.
Его необходимо уточнить при приобретении мотора или узнать при помощи токоизмерительных клещей. Для этого придется хотя бы раз запустить двигатель от трех фаз.
U – напряжение сети при однофазном подключении. Как правило, 220 вольт.
Если измерить или узнать рабочий трехфазный ток не представляется возможным (как правило, так и будет), можно вычислить емкость по упрощенной формуле. Величина будет с небольшой погрешностью, но это не сильно скажется на работе двигателя.
С – полученная величина емкости в микрофарадах.
66 – физическая константа.
P – мощность двигателя при работе от трехфазного питания. Указана на заводском шильдике.
Ёмкость пускового конденсатора вычисляется без формулы. Она должна быть в 3 раза больше значения рабочего элемента.
Важно! Обязательно установите кнопку без фиксации, для отключения пусковой емкости. Некоторые «мастера» монтируют выключатель, который затем забывают разомкнуть. В результате обороты ротора становятся нестабильными, а обмотки статора сильно нагреваются.
Теперь осталось найти подходящие конденсаторы. Поскольку мы стремимся получить условно бесплатное оборудование (двигатель, как правило, приобретен за пару бутылок горячительного), то и конденсаторы подбираются по аналогичному принципу.
Обычно в мастерской найдется несколько бумажных конденсаторов в железном корпусе, типа МПГ или КБП. Это как раз то, что нужно. У них хорошая надежность и можно найти экземпляры с рабочим напряжением 300-600 вольт.
Недостаток один – такие конденсаторы имеют малую емкость и большие габариты. Поэтому вам придется набирать целую батарею, которую где-то надо разместить. Это плата за «бесплатность» конструкции. Если хочется сделать аккуратно, или нет возможности установить объемный пусковой механизм – воспользуйтесь современными радиоэлементами.
Полипропиленовые конденсаторы серии СВВ имеют малые размеры, и доступны в любом магазине радиодеталей. Разумеется, это увеличит стоимость вашей поделки.
Если вы собрали самодельную циркулярную пилу с мотором мощностью 5-8 кВт – то для батареи бумажных конденсаторов найдется место. А вот небольшой точильный станок с 500 ваттным мотором требует компактного размещения.
Подключение трехфазного двигателя к однофазному питания может быть любым: звездой и треугольником. На качество работы это принципиально не влияет. Обычно оставляют туже схему, которая использовалась штатно. Однако иногда, чтобы сэкономить на конденсаторах (при подключении «звездой» их нужно меньше), меняют способ коммутации обмоток.
Совет: При таком способе подключения, вы можете менять направление вращения трехфазного двигателя.
Это может быть удобно при работе с точильным или сверлильным станком. Необходимо добавить в схему коммутирующий переключатель с центральной точкой. Коммутируя цепь из третьей обмотки и конденсаторной группы к одному или другому контакту однофазного подключения, можно заставить ротор вращаться в нужном направлении.
Внимание! Коммутацию можно осуществлять только при остановленном роторе и отсоединенном питании.
Реверсное подключение трехфазного двигателя через магнитный пускатель
Для удобства работы с мощным мотором, и создания безопасного подключения, следует использовать магнитный пускатель. Трехфазные установки именно так и подключаются, управляющая кнопка имеет компактные размеры и рассчитана на малые токи. А силовой кабель коммутируется мощными контактами пускателя.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети дает возможность использовать режим реверса. Мы рассмотрели технологию в предыдущей главе.
Для сборки схемы нам понадобятся следующие компоненты:
- Собственно электродвигатель;
- Два одинаковых трехфазных пускателя. Важно! Поскольку питание однофазное, рабочая катушка должна быть на 220 вольт;
- Кнопочный пост (две замыкающие кнопки, одна размыкающая, для остановки);
- Входной автомат с защитой от короткого замыкания;
- Фазосдвигающий рабочий конденсатор с рассчитанной емкостью.
Определимся с терминологией. Присвоим контактам трехфазных пускателей наименования «А», «B» и «С».
Собираем схему управления. Фазу от автомата заводим через размыкающую кнопку параллельно на условные рабочие контакты «А» обоих пускателей.
Нулевой провод соединяем с рабочими входами «С» обоих пускателей, и параллельно соединяем опять же с обеими катушками магнитов. На этом входная часть схемы управления собрана. Контакты «B» остаются незадействованными.
Разворачиваем блок пускателей на 180°. Для защиты от короткого замыкания при случайном нажатии сразу двух кнопок реверса, устанавливаем блокировку. Для этого соединяем крест-накрест управляющие катушки пускателей. Теперь пока одна катушка замкнута, вторая просто не включится. Это достигнуто благодаря наличию нормально замкнутых и разомкнутых контактов пускателя.
В результате получается реверсное включение катушек – каждая кнопка замыкает контактную группу своего пускателя, а кнопка «стоп» обесточивает обе катушки, и происходит отключение сразу всего модуля, вне зависимости от номера пускателя.
Проверяем правильность сборки блока без нагрузки. При нажатии пусковых кнопок, должен срабатывать соответствующий пускатель. При одновременном нажатии второй кнопки, ничего не происходит. Значит, схема собрана правильно, и можно подключать двигатель и фазосдвигающий конденсатор.
На выходных контактах фаза «А» первого пускателя соединяется с фазой «А» второго. Эту часть коммутации следует выполнить особенно внимательно. На входе оба питающих кабеля соединены параллельно. А на выходе необходимо обеспечить перекрестную коммутацию.
Соединяем фазу «В» первого пускателя с фазой «С» второго пускателя. Соответственно фазу «С» №1 соединяем с фазой «В» №2. Параллельно контактам «В» и «С» второго магнита подключаем фазосдвигающий конденсатор.
Теперь при нажатии кнопок мы получаем требуемое направление вращения.
Итог: В зависимости от наличия деталей, вы можете воспользоваться любым из предложенных вариантов. Все зависит от суммы, которую вы желаете потратить.
И в заключение смотрите видео — подключение трехфазного двигателя к однофазной сети 220 вольт.
Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
Несколько дней назад ко мне обратился один из моих читателей с просьбой о подключении однофазного двигателя серии АИРЕ 80С2. На самом деле этот двигатель является не совсем однофазным. Его будет точнее и правильнее отнести к двухфазным из категории асинхронных конденсаторных двигателей. Поэтому в данной статье речь пойдет о подключении именно таких двигателей.
Итак, у нас имеется асинхронный конденсаторный однофазный двигатель АИРЕ 80С2, который имеет следующие технические данные:
- мощность 2,2 (кВт)
- частота вращения 3000 об/мин
- КПД 76%
- cosφ = 0,9
- режим работы S1
- напряжение сети 220 (В)
- степень защиты IP54
- емкость рабочего конденсатора 50 (мкФ)
- напряжение рабочего конденсатора 450 (В)
Этот двигатель установлен на малогабаритном буровом станке и его нам нужно подключить к электрической сети 220 (В).
В данной статье габаритные и установочные размеры однофазного двигателя АИРЕ 80С2 я приводить не буду. Их можно найти в паспорте на этот двигатель. Давайте лучше перейдем к его подключению.
Подключение конденсаторного однофазного двигателя
Асинхронный конденсаторный однофазный двигатель состоит из двух одинаковых обмоток, которые сдвинуты в пространстве относительно друг друга на 90 электрических градусов:
главная или рабочая (U1, U2)
вспомогательная или пусковая (Z1, Z2)
Забыл сказать о роторах.
Чаще всего роторы однофазных двигателей выполняются короткозамкнутыми. Более подробно о короткозамкнутых роторах я рассказывал в статье про .
Схема подключения однофазного двигателя (конденсаторного)
Ну вот мы добрались и до схемы подключения конденсаторного двигателя. На такого двигателя расположены 6 выводов:
Эти вывода подключены к в следующем порядке:
Вот так выглядит клеммник с выводами двигателя АИРЕ 80С2:
Чтобы подключить двигатель в прямом направлении, нужно подать переменное напряжение ~220 (В) на клеммы W2 и V1, а перемычки поставить, как показано на картинке ниже, т.е. между клемм U1-W2 и V1-U2.
Чтобы подключить двигатель в обратном направлении, нужно подать переменное напряжение ~220 (В) на те же клеммы W2 и V1, а перемычки поставить, как показано на картинке ниже, т.е. между клемм U1-V1 и W2-U2.
Думаю с этим все понятно. Устанавливаем перемычки для нужного вращения двигателя и подключаем однофазный двигатель к питающей сети, как показано на рисунках выше.
Но что делать когда нам необходимо дистанционно управлять направлением вращения? А для этого нам нужно собрать . Как это сделать Вы узнаете из следующей моей статьи.
Чтобы не пропустить выпуск новой статьи, подпишитесь (форма подписки находится в конце статьи и в правой колонке сайта), указав свой адрес электронной почты.
Спасибо за внимание.
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.
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:
- звездой;
- треугольником.
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
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 , 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:
C раб=2800∙I/U.
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.
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:
C раб=4800∙I/U.
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.
В жизни бывают ситуации, когда нужно запустить 3-х фазный асинхронный электродвигатель от бытовой сети. Проблема в том, что в вашем распоряжении только одна фаза и «ноль».
Что делать в такой ситуации? Можно ли подключить мотор с тремя фазами к однофазной сети?
Если с умом подойти к работе, все реально. Главное - знать основные схемы и их особенности.
Конструктивные особенности
Перед тем как приступать к работе, разберитесь с конструкцией АД (асинхронный двигатель).
Устройство состоит из двух элементов - ротора (подвижная часть) и статора (неподвижный узел).
Статор имеет специальные пазы (углубления), в которые и укладывается обмотка, распределенная таким образом, чтобы угловое расстояние составляло 120 градусов.
Обмотки устройства создают одно или несколько пар полюсов, от числа которых зависит частота, с которой может вращаться ротор, а также другие параметры электродвигателя - КПД, мощность и другие параметры.
При включении асинхронного мотора в сеть с тремя фазами, по обмоткам в различные временные промежутки протекает ток.
Создается магнитное поле, взаимодействующее с роторной обмоткой и заставляющее его вращаться.
Другими словами, появляется усилие, прокручивающее ротор в различные временные промежутки.
Если подключить АД в сеть с одной фазой (без выполнения подготовительных работ), ток появится только в одной обмотке.
Создаваемого момента будет недостаточно, чтобы сместить ротор и поддерживать его вращение.
Вот почему в большинстве случаев требуется применение пусковых и рабочих конденсаторов, обеспечивающих работу трехфазного мотора. Но существуют и другие варианты.
Как подключить электродвигатель с 380 на 220В без конденсатора?
Как отмечалось выше, для пуска ЭД с короткозамкнутым ротором от сети с одной фазой чаще всего применяется конденсатор.
Именно он обеспечивает пуск устройства в первый момент времени после подачи однофазного тока. При этом емкость пускового устройства должна в три раза превышать этот же параметр для рабочей емкости.
Для АД, имеющих мощность до 3-х киловатт и применяемых в домашних условиях, цена на пусковые конденсаторы высока и порой соизмерима со стоимостью самого мотора.
Следовательно, многие все чаще избегают емкостей, применяемых только в момент пуска.
По-другому обстоит ситуация с рабочими конденсаторами, использование которых позволяет загрузить мотор на 80-85 процентов его мощности. В случае их отсутствия показатель мощности может упасть до 50 процентов.
Тем не менее, бесконденсаторный пуск 3-х фазного мотора от однофазной сети возможен, благодаря применению двунаправленных ключей, срабатывающих на короткие промежутки времени.
Требуемый момент вращения обеспечивается за счет смещения фазных токов в обмотках АД.
Сегодня популярны две схемы, подходящие для моторов с мощностью до 2,2 кВт.
Интересно, что время пуска АД от однофазной сети ненамного ниже, чем в привычном режиме.
Основные элементы схемы - симисторы и симметричный динистры. Первые управляются разнополярными импульсами, а второй - сигналами, поступающими от полупериода питающего напряжения.
Схема №1.
Подходит для электродвигателей на 380 Вольт, имеющих частоту вращения до 1 500 об/минуту с обмотками, подключенными по схеме треугольника.
В роли фазосдвигающего устройства выступает RC-цепь. Меняя сопротивление R2, удается добиться на емкости напряжения, смещенного на определенный угол (относительно напряжения бытовой сети).
Выполнение главной задачи берет на себя симметричный динистор VS2, который в определенный момент времени подключает заряженную емкость к симистору и активирует этот ключ.
Схема №2.
Подойдет для электродвигателей, имеющих частоту вращения до 3000 об/минуту и для АД, отличающихся повышенным сопротивлением в момент пуска.
Для таких моторов требуется больший пусковой ток, поэтому более актуальной является схема разомкнутой звезды.
Особенность - применение двух электронных ключей, замещающих фазосдвигающие конденсаторы. В процессе наладки важно обеспечить требуемый угол сдвига в фазных обмотках.
Делается это следующим образом:
- Напряжение на электродвигатель подается через ручной пускатель (его необходимо подключить заранее).
- После нажатия на кнопку требуется подобрать момент пуска с помощью резистора R
При реализации рассмотренных схем стоит учесть ряд особенностей:
- Для эксперимента применялись безрадиаторные симисторы (типы ТС-2-25 и ТС-2-10), которые отлично себя проявили. Если использовать симисторы на корпусе из пластмассы (импортного производства), без радиаторов не обойтись.
- Симметричный динистор типа DB3 может быть заменен на KP Несмотря на тот факт, что KP1125 сделан в России, он надежен и имеет меньше переключающее напряжение. Главный недостаток - дефицитность этого динистора.
Как подключить через конденсаторы
Для начала определитесь, какая схема собрана на ЭД. Для этого откройте крышку-барно, куда выводятся клеммы АД, и посмотрите, сколько проводов выходит из устройства (чаще всего их шесть).
Обозначения имеют следующий вид: С1-С3 - начала обмотки, а С4-С6 - ее концы. Если между собой объединяются начала или концы обмоток, это «звезда».
Сложнее всего обстоят дела, если с корпуса просто выходит шесть проводов. В таком случае нужно искать на них соответствующие обозначения (С1-С6).
Чтобы реализовать схему подключения трехфазного ЭД к однофазной сети, требуются конденсаторы двух видов - пусковые и рабочие.
Первые применяются для пуска электродвигателя в первый момент. Как только ротор раскручивается до нужного числа оборотов, пусковая емкость исключатся из схемы.
Если этого не происходит, возможные серьезные последствия вплоть до повреждения мотора.
Главную функцию берут на себя рабочие конденсаторы. Здесь стоит учесть следующие моменты:
- Рабочие конденсаторы подключаются параллельно;
- Номинальное напряжение должно быть не меньше 300 Вольт;
- Емкость рабочих емкостей подбирается с учетом 7 мкФ на 100 Вт;
- Желательно, чтобы тип рабочего и пускового конденсатора был идентичным. Популярные варианты - МБГП, МПГО, КБП и прочие.
Если учитывать эти правила, можно продлить работу конденсаторов и электродвигателя в целом.
Расчет емкости должен производиться с учетом номинальной мощности ЭД. Если мотор будет недогружен, неизбежен перегрев, и тогда емкость рабочего конденсатора придется уменьшать.
Если выбрать конденсатор с емкостью меньше допустимой, то КПД электромотора будет низким.
Помните, что даже после отключения схемы на конденсаторах сохраняется напряжение, поэтому перед началом работы стоит производить разрядку устройства.
Также учтите, что подключение электродвигателя мощностью от 3 кВт и более к обычной проводке запрещено, ведь это может привести к отключению или перегоранию пробок. Кроме того, высок риск оплавления изоляции.
Чтобы подключить ЭД 380 на 220В с помощью конденсаторов, действуйте следующим образом:
- Соедините емкости между собой (как упоминалось выше, соединение должно быть параллельным).
- Подключите детали двумя проводами к ЭД и источнику переменного однофазного напряжения.
- Включайте двигатель. Это делается для того, чтобы проверить направление вращения устройства. Если ротор движется в нужном направлении, каких-либо дополнительных манипуляций производить не нужно. В ином случае провода, подключенные к обмотке, стоит поменять местами.
С конденсатором дополнительная упрощенная — для схемы звезда.
С конденсатором дополнительная упрощенная — для схемы треугольник.
Как подключить с реверсом
В жизни бывают ситуации, когда требуется изменить направление вращения мотора. Это возможно и для трехфазных ЭД, применяемых в бытовой сети с одной фазой и нулем.
Для решения задачи требуется один вывод конденсатора подключать к отдельной обмотке без возможности разрыва, а второй - с возможностью переброса с «нулевой» на «фазную» обмотку.
Для реализации схемы можно использовать переключатель с двумя положениями.
К крайним выводам подпаиваются провода от «нуля» и «фазы», а к центральному - провод от конденсатора.
Как подключить по схеме «звезда-треугольник» (с тремя проводами)
В большей части в ЭД отечественного производства уже собрана схема звезды. Все, что требуется - пересобрать треугольник.
Главным достоинством соединения «звезда/треугольник» является тот факт, что двигатель выдает максимальную мощность.
Несмотря на это, в производстве такая схема применяется редко из-за сложности реализации.
Чтобы подключить мотор и сделать схему работоспособной, требуется три пускателя.
К первому (К1) подключается ток, а к другому - обмотка статора. Оставшиеся концы подключаются к пускателям К3 и К2.
Когда к фазе подключается пускатель К3, остальные концы укорачиваются, и схема преобразуется в «звезду».
Учтите, что одновременное включение К2 и К3 запрещено из-за риска короткого замыкания или выбиванию АВ, питающего ЭД.
Чтобы избежать проблем, предусмотрена специальная блокировка, подразумевающая отключение одного пускателя при включении другого.
Принцип работы схемы прост:
- При включении в сеть первого пускателя, запускается реле времени и подает напряжение на третий пускатель.
- Двигатель начинает работу по схеме «звезда» и начинает работать с большей мощностью.
- Через какое-то время реле размыкает контакты К3 и подключает К2. При этом электродвигатель работает по схеме «треугольник» со сниженной мощностью. Когда требуется отключить питание, включается К1.
Итоги
Как видно из статьи, подключить электродвигатель трехфазного тока в однофазную сеть без потери мощности реально.
При этом для домашних условий наиболее простым и доступным является вариант с применением пускового конденсатора.
ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНЫМ:
Трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 вольт. Если у Вас в доме или гараже есть ввод на 380 Вольт, тогда обязательно покупайте компрессор или станок с трехфазным электродвигателем. Это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковые устройства и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к электросети 380 Вольт.
Выбор схемы включения электродвигателя
Схемы подключения 3-х фазных двигателей при помощи магнитных пускателей Я подробно описывал в прошлых статьях: « » и « «.
Подключить трех фазный двигатель возможно и в сеть 220 Вольт с использованием конденсаторов по . Но будет значительное падение мощности и эффективности его работы.
В статоре асинхронного двигателя на 380 В расположены три отдельные обмотки, которые соединяются между собой в треугольник или звезду и к трем лучам или вершинам подключаются 3 разноименные фазы.
Вы должны учитывать , что при подключении звездой пуск будет плавным, но для того что бы достичь полной мощности необходимо подключить мотор треугольником. При этом мощность возрастет в 1.5 раза, но ток при запуске мощных или средних моторов будет очень высоким, и да же может повредить изоляцию обмоток.
Перед подключением электродвигателя ознакомьтесь с его характеристиками в паспорте и на шильдике. Особенно это важно при подключении 3 фазных электродвигателей западно-европейского производства, которые рассчитаны на работу от сети напряжением 400/690. Пример такого шильдика на картинке снизу. Такие моторы подключаются только по схеме «треугольник» к нашей электросети. Но многие монтажники подключают их аналогично отечественным в «звезду» и электромоторы при этом сгорают, особенно быстро под нагрузкой.
На практике все электродвигатели отечественного производства на 380 Вольт подключаются звездой. Пример на картинке.
В очень редких случаях на производстве для того что бы, выжать всю мощность используется комбинированная схема включения звезда-треугольник. Об этом подробно узнаете в самом конце статьи.
Схема подключения электродвигателя звезда треугольник
В некоторых наших электромоторах выходит всего 3 конца из статора с обмотками- это означает, что уже внутри двигателя собрана звезда. Вам только остается подключить к ним 3 фазы. А для того, что бы собрать звезду необходимы оба конца, каждой обмотки или 6 выводов.
Нумерация концов обмоток на схемах идет слева направо. К номерам 4, 5 и 6 подключаются 3 фазы А-В-С от электросети.
При соединении звездой трёхфазного электродвигателя начала его обмоток статора соединяются вместе в одной точке, а к концам обмоток подключаются 3 фазы электропитания на 380 Вольт.
При соединении треугольником статорные обмотки между собой соединяются последовательно. Практически, необходимо соединить конец одной обмотки с началом следующей. К трем точкам соединения их между собой подключаются 3 фазы питания.
Подключение схемы звезда-треугольник
Для подключения мотора по довольно редкой схеме звезды при запуске, с последующим переводом для работы в рабочем режиме в схему треугольника. Так Мы сможем выжать максимум мощности, но получается довольно сложная схема без возможности реверсирования или изменения направления вращения.
Для работы схемы необходимы 3 пускателя. На первый К1 подключено электропитание с одной стороны, а с другой — концы обмоток статора. Их же начала подключены к К2 и К3. С пускателя К2 начала обмоток подключаются соответственно на другие фазы по схеме треугольник. При включении К3 все 3 фазы закорачиваются между собой и получается схема работы звездой.
Внимание , одновременно не должны включаться магнитные пускатели К2 и К3, а то произойдет произойдет аварийное отключение автомата защиты из-за возникновения межфазного короткого замыкания. Поэтому и делается электрическая блокировка между ними- при включении одного из них размыкается блок контактами цепь управления другого.
Схема работает следующим образом. При включении пускателя К1 реле времени включает К3 и двигатель запускается по схеме звезда. По истечении заданного промежутка, достаточного для полного запуска двигателя реле времени отключает пускатель К3 и включает К2. Мотор переходит на работу обмоток по схеме треугольник.
Отключение происходит пускателем К1. При повторном запуске все снова повторяется.
Похожие материалы.
