Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети

Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Бывают случаи, когда необходимо подсоединить электроприбор не так, как указано в его инструкции.

Например, часто требуется подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть, что хоть и понижает мощность устройства, но в некоторых случаях бывает довольно оправданным.

Есть основные схемы подключения этих электродвигателей, которые на практике успешно и широко используются. Также существуют и определенные нюансы, которые помогают решать неожиданные сложности, связанные с отсутствием определенных материалов.

  • Штатный способ подключения электродвигателя
  • Подсоединение способом «звезда»
  • Подсоединение способом «треугольник»
  • Подсоединение трехфазного электродвигателя к электросети 220В (одна фаза)
  • Конденсаторный способ подключения двигателя
  • Асинхронное подключение трехфазного электродвигателя через магнитный пускатель

Тем более это актуально для мощных промышленных устройств. За пределами квартиры или частного дома, проблем с трехфазным подключением нет. А как произвести включение трехфазного двигателя в однофазную сеть, когда на вашем счетчике находится два провода?

Штатный способ подключения электродвигателя

У трехфазного электродвигателя находится три обмотки, расположенные под углом 120 градусов. На контактную колодку идет 3 пары контактов. Их соединение организовать можно несколькими способами.

Подсоединение способом «звезда»

Одним концом каждая обмотка подсоединяется с двумя остальными обмотками, создавая, таким образом, нейтраль. Остальные концы подсоединяются с тремя фазами. Так, на все отдельные пары обмоток подается 380В.

Перемычки в распределительной колодке подсоединены соответственно, спутать контакты просто невозможно. В переменном токе понятия полярности нет, потому без разницы, какую именно фазу подавать на конкретный провод.

Подсоединение способом «треугольник»

При этом варианте подключения электродвигателя конец каждой обмотки подсоединяется со следующей, таким образом, создается замкнутый круг, то есть треугольник. На всех обмотках находится напряжение 380В.

Таким образом, на клеменной колодке перемычки ставятся по-разному. Аналогично с первым способом подключения, полярность как класс отсутствует.

На все группы контактов напряжение поступает в различный момент времени, следуя определению «сдвиг фазы». Потому магнитное поле за собой увлекает последовательно ротор, создавая постоянный вращающий момент. Так работает электродвигатель при «родном» трехфазном подключении.

А что делать, когда вам достался электродвигатель в хорошем состоянии, но подключить его необходимо к однофазной электросети? Не нужно расстраиваться, схема подсоединения трехфазного электродвигателя давно создана инженерами. Рассмотрим нескольких самых распространенных способов подключения.

Подсоединение трехфазного электродвигателя к электросети 220В (одна фаза)

Работа трехфазного электродвигателя во время подключения к одной фазе, на первый взгляд, от правильного включения ничем не отличается. Ротор крутится, почти не теряя оборотов, не наблюдается никаких замедлений и рывков.

Но добиться штатной мощности при этом электропитании не получится. Это является вынужденной потерей, которую никак не получится исправить, с этим необходимо считаться.

С учетом управляющей схемы понижение мощности может колебаться в районе 25-50%.

Причем электроэнергия затрачивается такая же, как будто вы пользуетесь всей мощностью. Чтобы подобрать самый выгодный способ, предлагаем познакомиться с разными вариантами подключения.

Конденсаторный способ подключения двигателя

Так как нам нужно создать этот самый «сдвиг по фазе», то можно воспользоваться естественными способностями конденсаторов. У нас находятся два подводящих провода, их подсоединяем соответственно к двум точкам клеменной штатной колодки.

Остается еще один контакт, на него подключается напряжение от одного из уже подсоединенных. При этом не напрямую (в противном случае электродвигатель не будет вращаться), а с помощью конденсаторной схемы.

Применяются два конденсатора (которые называются фазосдвигающими). Один конденсатор все время включен, а другой устанавливается с помощью не фиксируемой кнопки. Первый конденсатор является рабочим, его основная задача имитировать для третьей обмотки штатный сдвиг фазы.

Вторая емкость необходима для начального вращения ротора, затем он вращается по инерции, попадая постоянно между фальшивыми «фазами». Конденсатор запуска нельзя оставлять все время включенным, так как он добавит сумятицу в относительно постоянный ритм вращения ротора.

Важно: Вышеописанная схема подсоединения трехфазного электродвигателя к однофазной сети является только теоретической. Для нормальной работы нужно рассчитать правильно емкости всех элементов, и выбрать тип конденсаторов.

Расчетная формула рабочего «конденсатора»:

  • Во время подсоединения «треугольником» С=(4800хI)/U;
  • Во время подсоединения «звездой» С=(2800хI)/U.

Где:

  • 4800 и 2800 – это физическая постоянная, без единицы измерения;
  • С – полученное значение емкости в микрофарадах;
  • U – напряжение сети во время однофазного подсоединения. Обычно 220 В;
  • I – штатное напряжение каждой фазы при правильном подсоединении. Напряжение нужно узнать во время приобретения электромотора или определить с помощью токоизмерительных клещей. Для чего понадобится хотя бы раз включить электродвигатель от трех фаз.

Когда узнать или измерить рабочее трехфазное напряжение возможным не представляется (чаще всего так и случается), то можно определить емкость по упрощенным расчетам. Величина получится с незначительной погрешностью, однако, это не сильно повлияет на работу электродвигателя.

Где:

  • P – мощность мотора во время работы от трехфазной сети. Можно посмотреть на заводском шильдике.
  • 66 – физическая постоянная.
  • С – полученные данные емкости в микрофарадах.

Емкость конденсатора пуска рассчитывается без формулы. Она обязана быть в три раза больше емкости рабочего элемента.

Внимание: Непременно нужно установить кнопку без фиксации для выключения пусковой емкости. Очень часто «мастера» устанавливают включатель в сеть, который после забывают разомкнуть. Таким образом, обороты ротора получаются нестабильными, а обмотки на статоре значительно перегреваются.

Затем осталось только подобрать необходимые конденсаторы. Так как мы пытаемся условно получить бесплатное оборудование (чаще всего двигатель куплен за копейки или достается в наследство), то и конденсаторы выбираются по такому же принципу.

Как правило, в мастерской можно найти парочку бумажных конденсаторов в металлическом корпусе, типа КБП или МПГ. Это именно то, что нам необходимо. У них отличная надежность и можно подобрать модели с рабочим током 300-500В.

Есть только один недостаток – эти конденсаторы имеют большие размеры и малую емкость. Потому вам нужно будет набирать целую цепь из этих элементов, которую где-то нужно поместить. Это является платой за «бесплатность» двигателя. Когда хочется выполнить все аккуратно, либо нет возможности расположить объемный механизм запуска – используйте современные радиодетали.

Полипропиленовые конденсаторы класса СВВ имеют небольшие габариты, и их можно приобрести в любом специализированном магазине. Естественно, это увеличит стоимость подключения в сеть вашего двигателя.

Когда вы собираете самодельную циркулярную пилу с двигателем мощностью 6-9 кВт – то для цепочки бумажных конденсаторов подберется место. Но вот даже маленький точильный станок с 600 ваттным двигателем потребует компактного размещения.

Подсоединение трехфазного электродвигателя к однофазной сети может быть любое: треугольником и звездочкой. Это принципиально не повлияет на качество работы. Как правило, оставляют такую же схему, которая применялась штатно. Но, в некоторых случаях, для того чтобы сэкономить на конденсаторах (во время подключения «звездой» их потребуется намного меньше), изменяют способ коммутации обмоток.

Рекомендация: Во время этого способа подсоединения, вы можете изменять направление вращения трехфазного электродвигателя.

Это довольно удобно во время работы со сверлильным или точильным станком. Нужно в схему подсоединить коммутирующий асинхронный переключатель с центральной точкой. Коммутируя цепочку из конденсаторной группы и третьей обмотки к какому-либо из контактов однофазного подсоединения, можно ротор заставить крутиться в необходимом направлении.

Важно: Коммутацию можно производить лишь при отсоединенном питании или остановленном роторе.

Асинхронное подключение трехфазного электродвигателя через магнитный пускатель

Для создания безопасного подключения и удобства работы с мощным двигателем, необходимо подключать магнитный пускатель. Трехфазные приборы подключаются именно таким образом, кнопка управления рассчитана на малые токи и имеет компактные размеры. А силовой провод коммутируется мощными контактами пускателя.

Подсоединение трехфазного электродвигателя к однофазной сети позволяет использовать асинхронный режим. Про технологию мы рассказали выше.

Для сборки данной схемы нам будут необходимы такие компоненты:

  • Непосредственно электрический двигатель;
  • Кнопочный пост (кнопка для остановки, одна размыкающая, две замыкающие);
  • Два одинаковых трехфазных пускателя. Внимание! Так как сеть однофазная, то рабочая катушка обязана быть на 220В;
  • Рабочий фазосдвигающий конденсатор с необходимой емкостью;
  • Входной защитный автомат от короткого замыкания.

Необходимо определиться с терминологией. Контактам трехфазных пускателей присвоим названия «А», «B», «С».

Как происходит сборка схемы управления? Вначале фазу от автомата подводим параллельно через размыкающую кнопку обоих пускателей на условные рабочие контакты «А».

Нулевой кабель подсоединяем с рабочими контактами «С» двух пускателей, и подсоединяем параллельно опять-таки с обеими катушками магнитов. Таким образом, собрана входная часть системы управления. Незадействованными остаются контакты «B».

Блок пускателей разворачиваем на 180 градусов. Устанавливаем блокировку для защиты от короткого замыкания при случайном включении одновременно двух кнопок реверса. Для чего управляющие катушки пускателей подсоединяем крест-накрест. Таким образом, пока замкнута одна катушка, другая просто не запустится. Это достигается за счет наличия нормально разомкнутых и замкнутых контактов пускателя.

Затем подсоединяем кнопочный пост. Схема подключения: Соединяем друг с другом нормально разомкнутые контакты катушек двух пускателей. Подсоединяем кнопки на нормально замкнутые контакты, каждую к конкретному пускателю.

В итоге выходит реверсное подключение катушек – замыкает контактную группу своего пускателя каждая кнопка, а клавиша «стоп» останавливает обе катушки и независимо от номера пускателя происходит отключение сразу всего модуля.

Проверяем без нагрузки правильность сборки схемы. Во время нажатия пусковых кнопок, обязан срабатывать соответствующий пускатель. Ничего не происходит во время одновременного нажатия второй кнопки. Соответственно, схема правильно собрана, и можно подключать фазосдвигающий конденсатор и двигатель.

Фаза «А» на выходных контактах первого пускателя подсоединяется с фазой «А» второго. Данную часть коммутации необходимо производить особенно внимательно. Оба питающих провода на входе подсоединены параллельно. А на выходе нужно установить перекрестную коммутацию.

Подсоединяем фазу первого пускателя «В» с фазой «С» второго. То есть, фазу «С» №1 подсоединяем с фазой «В» №2. Подключаем фазосдвигающий конденсатор параллельно контактам «В» и «С» второго магнита. Затем во время нажатия кнопок мы получаем необходимое направление вращения.

С учетом наличия деталей, вы сможете воспользоваться каким-либо из предложенных способов. Это все будет зависеть от суммы, которую вы можете потратить. Но не забывайте, что подсоединение трехфазного двигателя к однофазной электросети потребует определенного опыта работы с электротехническим оборудованием, а также тщательного математического анализа.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Здравствуйте,  дорогие читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Частенько у каждого из нас возникает необходимость в гараже или на даче подключить трехфазный асинхронный двигатель, например, для наждачного или сверлильного станка, бетономешалки и т.п.

А в наличии имеется только источник однофазного напряжения.

Как быть в данной ситуации?

Все просто. Необходимо трехфазный асинхронный двигатель включить как конденсаторный по следующим классическим схемам.

Еще раз напоминаю, что это самые распространенные схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети. Существует еще несколько способов включения, но о них в данной статье мы говорить не будем.

Как видно из схем, это осуществляется с помощью рабочего и пускового конденсаторов. Их еще называют фазосдвигающими.

Кстати, со схемой соединения звездой и треугольником обмоток асинхронного двигателя я Вас знакомил в прошлой статье. 

Выбор емкости конденсаторов

1. Выбор емкости рабочего конденсатора

Величина емкости рабочего конденсатора (Сраб.) рассчитывается по формуле:

Полученное значение емкости рабочего конденсатора получается в (мкФ).

Вышеприведенная формула может показаться Вам сложной, поэтому Вашему вниманию предлагаю более легкий вариант расчета емкости рабочего конденсатора для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети. Для этого Вам необходимо лишь знать мощность (кВт) асинхронного двигателя.

Если сказать еще более проще, то на каждые 100 (Вт) мощности трехфазного двигателя необходимо порядка 7 (мкФ) емкости рабочего конденсатора.

При выборе емкости рабочего конденсатора необходимо контролировать ток в фазных обмотках статора в установившемся режиме. Этот ток не должен превышать номинального значения.

2. Выбор емкости пускового конденсатора

Если же у Вас пуск электродвигателя происходит при значительной нагрузке на валу, то параллельно рабочему конденсатору необходимо включать пусковой конденсатор. Включается он только на время пуска двигателя (примерно 2-3 секунды) с помощью ключа SA до набора номинальной частоты вращения ротора, а затем отключается.

Что случится, если забыть отключить пусковые конденсаторы?

Если забыть отключить пусковые конденсаторы, то возникнет сильный перекос по токам в фазах и двигатель может перегреться.

Величина емкости пускового конденсатора выбирается в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора.

В таком случае пусковой момент двигателя становится номинальным и двигатель запустится без проблем.

Необходимая емкость набирается с помощью параллельного и последовательного соединения конденсаторов. Об этом я напишу отдельную статью в разделе «Электротехника«. Следите за обновлениями на сайте. Подписывайтесь на новые статьи.

Трехфазные двигатели мощностью до 1 (кВт) можно включать в однофазную сеть только с рабочим конденсатором. Пусковой конденсатор можно не применять.

Выбор типа конденсаторов

Как выбрать емкость рабочих и пусковых конденсаторов Вы уже знаете. Теперь необходимо разобраться, какой тип конденсаторов можно применять в представленных схемах.

Желательно использовать один и тот же тип конденсаторов, как для рабочих, так и для пусковых конденсаторов.

Чаще всего, для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть, применяют бумажные конденсаторы в металлическом герметичном корпусе типа МПГО, МБГП, КБП или МБГО.

Кое-что я нашел у себя в запасе.

Практически все они имеют прямоугольную форму.

На самом корпусе можно увидеть их параметры:

  • емкость (мкФ)
  • рабочее напряжение (В)

Но у бумажных конденсаторов есть один недостаток — они выпускаются слишком громоздкие и при этом имеют небольшую емкость. Поэтому при включении трехфазного двигателя небольшой мощности в однофазную сеть, батарея набранных конденсаторов получается «солидная».

Также вместо бумажных конденсаторов  можно применять и электролитические, но схема их подключения совершенно другая и содержит в себе дополнительные элементы в виде диодов и резисторов.

Применять Вам электролитические конденсаторы я Вам настоятельно не рекомендую!!!

У них есть недостаток в виде того, что при пробое диода через конденсатор пойдет переменный ток, что вызовет его нагрев и взрыв (выход его из строя).

Тем более, что в современной электронике вышли в свет новые металлизированные полипропиленовые конденсаторы переменного тока типа СВВ.

Вот например, СВВ60 в круглом корпусе.

Или СВВ61 в прямоугольном корпусе.

В основном, они выпускаются на напряжение 400-450 (В). Вот на них то и стоит обратить внимание — очень хорошо себя зарекомендовали. Нареканий к ним нет. Кстати, такой же конденсатор у меня стоит на сверлильном станке в мастерской.

Выбор напряжения конденсаторов

Также при выборе конденсаторов для трехфазного двигателя в однофазной сети важно правильно учитывать их рабочее напряжение.

Если выбрать конденсатор с большим запасом по напряжению, то это будет не целесообразно и приведет к дополнительным затратам и увеличению габаритных размеров нашей установки.

Если же выбрать конденсатор с рабочим напряжением меньше, чем напряжение сети, то это приведет к преждевременному выходу из строя конденсаторов (даже возможен взрыв).

Принято выбирать рабочее напряжение конденсаторов  для схем, указанных в данной статье, равное 1,15 напряжению сети, а еще лучше не менее 300 (В).

Вроде бы все ясно и понятно. Но не стоит забывать, что при использовании бумажных конденсаторов в сети переменного напряжения следует разделить их рабочее напряжение примерно в 1,5-2 раза.

Например, если на бумажном конденсаторе указано напряжение 180 (В), то его рабочее напряжение при переменном токе следует принять 90-120 (В).

Пример подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Чтобы закрепить теорию на практике, рассмотрим пример выбора конденсаторов для подключения трехфазного двигателя АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт) в однофазную сеть. Кстати я уже описывал устройство этого двигателя в предыдущих статьях. Прочитать про него можете здесь.

Цель нашего эксперимента — запустить этот двигатель от однофазной сети 220 (В).

Данные двигателя АОЛ 22-4:

Т.к. мощность этого двигателя небольшая (до 1 кВт), то для его запуска в однофазной сети достаточно будет применить только рабочий конденсатор.

Определим емкость рабочего конденсатора:

Исходя из формул, принимаем среднее значение емкости рабочего конденсатора равной 25 (мкФ).

Для эксперимента я буду использовать емкость 10 (мкФ). Заодно и посмотрим, можно ли использовать емкость чуть ниже расчетной.

Далее идем в кладовку и ищем подходящие конденсаторы. Нашлись конденсаторы типа МБГО.

Теперь нам необходимо, применив навыки электротехники , собрать из этих конденсаторов необходимую нам емкость.

Емкость одного конденсатора составляет 10 (мкФ).

При параллельном соединении 2 конденсаторов мы получим емкость, равную 20 (мкФ). Но рабочее напряжение у них составляет всего 160 (В). Поэтому для увеличения рабочего напряжения до 320 (В), эти 2 конденсатора соединим последовательно с 2 такими же конденсаторами, соединенных параллельно. Общая их емкость получится 10 (мкФ). Вот как это получилось.

Подключаем полученную батарею рабочих конденсаторов согласно схемы, представленной в начале данной статьи и пробуем запустить трехфазный двигатель в однофазной сети.

Дальнейшие итоги нашего эксперимента смотрите на видео.

Эксперимент завершился УДАЧНО!!!

И вообще мне показалось, что запуск двигателя от однофазной сети с помощью конденсаторов произошел легче и быстрее, чем от трехфазной сети…Выслушаю и Ваше мнение по этому поводу!!!

При включении трехфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть его полезная мощность не превысит 70-80% номинальной мощности, а частота вращения ротора  практически равна номинальной.

Примечание 1: если у Вас двигатель 380/220 (В), то подключать его в сеть 220 (В) необходимо только треугольником.

Примечание 2: если на бирке указана только схема звезды с напряжением 380 (В), то подключить такой двигатель в однофазную сеть 220 (В) получится только при одном условии. Нужно «распотрошить» общую точку звезды и вывести в клеммник 6 концов. Общая точка чаще всего находится в лобовой части двигателя.

Я думаю Вам будет интересно продолжение этой статьи о том, как осуществить реверс трехфазного двигателя, подключенного к однофазной сети.

Трехфазный двигатель в однофазной сети. Схема подключения трехфазного двигателя

Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Бывают в жизни ситуации, когда нужно включить какое-то промышленное оборудование в обычную домашнюю сеть электропитания. Тут же возникает проблема с числом проводов. У машин, предназначенных для эксплуатации на предприятиях, выводов, как правило, три, а бывает и четыре.

Что с ними делать, куда их подключать? Те, кто пытался испробовать различные варианты, убедились, что моторы просто так крутиться не хотят. Возможно ли вообще однофазное подключение трехфазного двигателя? Да, добиться вращения можно.

К сожалению, в этом случае неизбежно падение мощности почти вдвое, но в некоторых ситуациях это – единственный выход.

Напряжения трехфазной сети и их соотношение

Для того чтобы понять, как подключить трехфазный двигатель к обычной розетке, следует разобраться, как соотносятся напряжения в промышленной сети. Общеизвестны величины напряжений – 220 и 380 Вольт.

Раньше еще было 127 В, но в пятидесятые годы от этого параметра отказались в пользу более высокого. Откуда взялись эти «волшебные цифры»? Почему не 100, или 200, или 300? Вроде бы круглые цифры считать легче.

Большая часть промышленного электрооборудования рассчитана на подключение к трехфазной сети переменного тока. Напряжение каждой из фаз по отношению к нейтральному проводу составляет 220 Вольт, совсем как в домашней розетке.

Откуда же берутся 380 В? Это очень просто, достаточно рассмотреть равнобедренный треугольник с углами в 60, 30 и 30 градусов, который представляет собой векторная диаграмма напряжений. Длина самой длинной стороны будет равна длине бедра, умноженной на cos 30°.

После нехитрых подсчетов можно убедиться, что 220 х cos 30°= 380.

Не все типы промышленных двигателей могут работать от одной фазы. Самые распространенные из них – «рабочие лошадки», составляющие большинство электромашин на любом предприятии – асинхронные машины мощностью в 1 – 1,5 кВА. Как работает такой трехфазный двигатель в трехфазной сети, для которой он предназначен?

Изобретателем этого революционного устройства стал русский ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Этот выдающийся электротехник был сторонником теории трехфазной питающей сети, которая в наше время стала главенствующей.

Асинхронный двигатель трехфазный работает по принципу индукции токов от обмоток статора на замкнутые проводники ротора. В результате их протекания по короткозамкнутым обмоткам в каждой из них возникает магнитное поле, вступающее во взаимодействие с силовыми линиями статора.

Так получается вращающий момент, приводящий к круговому движению оси двигателя.

Обмотки расположены под углом 120°, таким образом, вращающееся поле, создаваемое каждой из фаз, последовательно толкает каждую намагничиваемую сторону ротора.

Треугольник или звезда?

Трехфазный двигатель в трехфазной сети может включаться двумя способами – с участием нейтрального провода или без него.

Первый способ называется «звезда», в этом случае каждая из обмоток находится под фазным напряжением (между фазой и нулем), равным в наших условиях 220 В.

Схема подключения трехфазного двигателя «треугольником» предполагает последовательное соединение трех обмоток и подачу линейного (380 В) напряжения на узлы коммутации. Во втором случае двигатель будет выдавать большую примерно в полтора раза мощность.

Управление трехфазным двигателем может предполагать необходимость изменения направления вращения на противоположное, то есть реверс. Чтобы этого добиться, нужно просто поменять местами два провода из трех.

Для удобства изменения схемы в клеммной коробке двигателя предусмотрены перемычки, выполненные, как правило, из меди. Для включения «звездой» нежно соединить три выходных провода обмоток вместе. «Треугольник» получается немного сложнее, но и с ним справится любой электрик средней квалификации.

Фазосдвигающие емкости

Итак, порой возникает вопрос о том, как подключить трехфазный двигатель в обычную домашнюю розетку. Если просто попробовать подсоединить к вилке два провода, он вращаться не станет.

Для того чтобы дело пошло, нужно сымитировать фазу, сдвинув подаваемое напряжение на какой-то угол (желательно 120°). Добиться этого эффекта можно, если применить фазосдвигающий элемент.

Теоретически это может быть и индуктивность, и даже сопротивление, но чаще всего трехфазный двигатель в однофазной сети включается с использованием электрических емкостей (конденсаторов), обозначаемых на схемах латинской буквой С.

Что касается применений дросселей, то оно затруднено по причине сложности определения их значения (если оно не указано на корпусе прибора). Для замера величины L требуется специальный прибор или собранная для этого схема. К тому же выбор доступных дросселей, как правило, ограничен. Впрочем, экспериментально любой фазосдвигающий элемент подобрать можно, но это дело хлопотное.

Что происходит при включении двигателя? На одну из точек соединения подается ноль, на другую – фаза, а на третью – некое напряжение, сдвинутое на некоторый угол относительно фазы.

Понятно и неспециалисту, что работа двигателя не будет полноценной в отношении механической мощности на валу, но в некоторых случаях достаточно самого факта вращения.

Однако уже при запуске могут возникать некоторые проблемы, например, отсутствие начального момента, способного сдвинуть ротор с места. Что делать в этом случае?

Пусковой конденсатор

В момент пуска валу требуются дополнительные усилия для преодоления сил инерции и трения покоя. Чтобы увеличить момент вращения, следует установить дополнительный конденсатор, подключаемый к схеме только в момент старта, а затем отключающийся. Для этих целей лучшим вариантом является применение замыкающей кнопки без фиксации положения.

Схема подключения трехфазного двигателя со стартовым конденсатором приведена ниже, она проста и понятна. В момент подачи напряжения следует нажать на кнопку «Пуск», и пусковой конденсатор создаст дополнительной сдвиг фазы.

После того как двигатель раскрутится до нужных оборотов, кнопку можно (и даже нужно) отпустить, и в схеме останется только рабочая емкость.

Расчет величины емкостей

Итак, мы выяснили, что для того, чтобы включить трехфазный двигатель в однофазной сети, требуется дополнительная схема подключения, в которую, помимо пусковой кнопки, входят два конденсатора.

Их величину нужно знать, иначе работать система не будет. Для начала определим величину электрической емкости, необходимую для того, чтобы заставить ротор тронуться с места.

При параллельном включении она представляет собой сумму:

С = С ст + Ср, где:

С ст – стартовая дополнительная отключаемая после разбега емкость;

С р – рабочий конденсатор, обеспечивающий вращение.

https://www.youtube.com/watch?v=ukl8nctMpTI

Еще нам потребуется величина номинального тока I н (она указана на табличке, прикрепленной к двигателю на заводе-изготовителе). Этот параметр также можно определить с помощью нехитрой формулы:

I н = P / (3 х U), где:

U – напряжение, при подключении «звездой» – 220 В, а если «треугольник», то 380 В;

P – мощность трехфазного двигателя, ее иногда в случае утери таблички определяют на глаз.

Итак, зависимости требуемой рабочей мощности вычисляются по формулам:

С р = Ср = 2800 I н / U – для «звезды»;

С р = 4800 I н / U – для «треугольника»;

Пусковой конденсатор должен быть больше рабочего в 2-3 раза. Единица измерения – микрофарады.

Есть и совсем уж простой способ вычисления емкости: C = P /10, но эта формула скорее дает порядок цифры, чем ее значение. Впрочем, повозиться в любом случае придется.

Почему нужна подгонка

Метод расчета, приведенный выше, является приблизительным. Во-первых, номинальное значение, указанное на корпусе электрической емкости, может существенно отличаться от фактического.

Во-вторых, бумажные конденсаторы (вообще говоря, вещь недешевая) часто используются бывшие в употреблении, и они, как всякие прочие предметы, подвержены старению, что приводит к еще большему отклонению от указанного параметра.

В-третьих, ток, который будет потребляться двигателем, зависит от величины механической нагрузки на валу, а потому оценить его можно только экспериментально. Как это сделать?

Здесь потребуется немного терпения. В результате может получиться довольно объемный набор конденсаторов, соединенных параллельно и последовательно. Главное – после окончания работы все хорошенько закрепить, чтобы не отваливались припаянные концы от вибраций, исходящих от мотора. А потом не лишним будет еще раз проанализировать результат и, возможно, упростить конструкцию.

Составление батареи емкостей

Если в распоряжении у мастера нет специальных электролитических клещей, позволяющий замерять ток без размыкания цепей, то следует подключить амперметр последовательно к каждому проводу, который входит в трехфазный двигатель.

В однофазной сети будет протекать суммарное значение, а подбором конденсаторов следует стремиться к наиболее равномерной загрузке обмоток.

При этом следует помнить о том, что при последовательном подключении общая емкость уменьшается по закону:

1/С = 1/С1 + 1/С2… и так далее, а при параллельном – наоборот, складывается.

Также необходимо не забывать и о таком важном параметре, как напряжение, на которое рассчитан конденсатор. Оно должно быть не менее номинального значения сети, а лучше с запасом.

Разрядный резистор

Схема трехфазного двигателя, включенного между одной фазой и нейтральным проводом, иногда дополняется сопротивлением. Оно служит для того, чтобы на стартовом конденсаторе не накапливался заряд, остающийся после того, как машина уже выключена. Эта энергия может вызвать электрический удар, не опасный, но крайне неприятный.

Для того чтобы обезопасить себя, следует параллельно с пусковой емкостью соединить резистор (у электриков это называется «зашунтировать»). Величина его сопротивления большая – от половины мегома до мегома, а по размерам он невелик, поэтому довольно и полуваттной мощности.

Впрочем, если пользователь не боится быть «ущипнутым», то без этой детали вполне можно и обойтись.

Использование электролитов

Как уже отмечалось, пленочные или бумажные электрические емкости дорогие, и прибрести их не так просто, как хотелось бы. Можно произвести однофазное подключение трехфазного двигателя с использованием недорогих и доступных электролитических конденсаторов.

При этом совсем уж дешевыми они тоже не будут, так как должны выдерживать 300 Вольт постоянного тока.

Для безопасности их следует зашунтировать полупроводниковыми диодами (Д 245 или Д 248, например), но нелишним будет помнить о том, что при пробитии этих приборов переменное напряжение попадет на электролит, и он сперва сильно нагреется, а потом взорвется, громко и эффектно.

Поэтому без крайней необходимости лучше все же использовать конденсаторы бумажного типа, работающие под напряжением хоть постоянным, хоть переменным. Некоторые мастера вполне допускают применение электролитов в пусковых цепях. В силу кратковременного воздействия на них переменного напряжения, они могут и не успеть взорваться. Лучше не экспериментировать.

Если нет конденсаторов

Где обычные граждане, не имеющие доступа к пользующимся спросом электрическим и электронным деталям, их приобретают? На барахолках и «блошиных рынках». Там они лежат, заботливо выпаянные чьими-то (обычно пожилыми) руками из старых стиральных машин, телевизоров и прочей вышедшей из обихода и строя бытовой и промышленной техники.

Просят за эти изделия советского производства немало: продавцы знают, что если деталь нужна, то ее купят, а если нет – и даром не возьмут. Бывает, что как раз самого необходимого (в данном случае конденсатора) как раз и нет. И что же делать? Не беда! Сойдут и резисторы, только нужны мощные, желательно керамические и остеклованные.

Конечно, идеальное сопротивление (активное) фазу не сдвигает, но в этом мире ничего нет идеального, и в нашем случае это хорошо. Каждое физическое тело обладает собственной индуктивностью, электрической мощностью и резистивностью, будь оно крошечной пылинкой или огромной горой.

Включение трехфазного двигателя в розетку становится возможным, если на вышеприведенных схемах заменить конденсатор сопротивлением, номинал которого вычисляется по формуле:

R = (0,86 x U) / kI, где:

kI – величина тока при трехфазном подключении, А;

U – наши верные 220 Вольт.

Какие двигатели подойдут?

Перед тем как приобретать за немалые деньги мотор, который рачительный хозяин собирается использовать в качестве привода для точильного круга, циркулярной пилы, сверлильного станка или другого какого-либо полезного домашнего устройства, не помешает подумать о его применимости для этих целей. Не каждый трехфазный двигатель в однофазной сети вообще сможет работать. Например, серию МА (у него короткозамкнутый ротор с двойной клеткой) следует исключить, дабы не пришлось тащить домой немалый и бесполезный вес. Вообще, лучше всего сначала поэкспериментировать или пригласить опытного человека, электромеханика, например, и посоветоваться с ним перед покупкой. Вполне подойдет асинхронный двигатель трехфазный серии УАД, АПН, АО2, АО и, конечно же, А. Эти индексы указаны на заводских табличках.

Конденсатор для трёхфазного двигателя: устройство, как подключить к однофазной цепи 220в

Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

В работе электриков распространённой задачей является подключение двигателя, рассчитанного на три фазы, в однофазную сеть. Выполнить это, на первый взгляд, непростое задание без помощи дополнительных приборов сложно.

Устройствами, которые позволяют мотору с тремя фазами работать в сети 220 В, являются различные фазосдвигающие элементы. Из их многообразия чаще всего для этих целей выбирают ёмкость.

Правильно подобрать конденсатор для трехфазного двигателя можно с помощью схем и несложных формул.

Асинхронные электродвигатели с тремя обмотками на статоре преобладают в различных отраслях сельского хозяйства. Их применяют для привода устройств вентиляции, уборки навоза, приготовления кормов, подачи воды. Популярность таких моторов обусловлена рядом преимуществ:

  • простота строения;
  • надёжность в работе;
  • при подключении в нормальном режиме не используются дорогие и дефицитные устройства;
  • количество технических обслуживаний невелико.

Подключить трехфазный двигатель на 220 можно пытаться, зная различия схем соединения обмоток. Количество фаз, на которое рассчитан двигатель, можно определить по числу зажимов в его клеммной коробке: у трёхфазного в ней будет 6 выводов, а у однофазного два или четыре.

Обмотки мотора с тремя фазами соединяются по установленной схеме, называемой «звездой» или «треугольником». Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. При соединении в звезду концы обмоток соединены.

В клеммной коробке эта схема соединения будет отображена использованием двух перемычек между зажимами с обозначениями «С6», «С4», «С5». Если же обмотки двигателя соединяются в треугольник, то к каждому концу присоединяется начало.

В клеммной коробке будут использованы три перемычки, которые будут соединять зажимы «С1» и «С6», «С2» и «С4», «С3» и «С5».

Необходимость фазосдвигающих элементов

При подключении трехфазного электродвигателя в сеть 220 В пусковой вращающий момент не возникает. Поэтому появляется необходимость в подключении пусковых устройств. Они создают сдвиг фаз, который позволяет мотору запускаться и длительно работать под нагрузкой.

В качестве фазосдвигающих элементов могут быть использованы:

  • сопротивление;
  • индуктивность;
  • ёмкость.

Из-за подключения трехфазного двигателя через конденсатор вал начинает вращаться при подаче напряжения. Присоединение ёмкости гарантирует мотору не только пуск, но и удерживание нагрузки продолжительное время.

Схемы с использованием конденсаторов

Подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220 В можно только после изучения схемы соединения обмоток и назначения устройства, которое он будет приводить в действие.

Присоединение конденсатора к обмоткам мотора необходимо выполнять, соблюдая некоторые правила. Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети производится с использованием одной из двух стандартных схем: «звезда» или «треугольник».

В моторах средней и высокой мощности необходимо две ёмкости — рабочая и пусковая. Рабочий конденсатор Ср необходим для возникновения кругового поля при номинальном режиме работы. Пусковой конденсатор Сп нужен для создания кругового поля при пуске с номинальной нагрузкой на валу.

Порядок подключения при «звезде»:

  • Соединить в клеммной коробке концы обмоток в звезду (поставить перемычки между клеммами С6, С4, С5).
  • Подключить ёмкость к началам двух любых катушек (С1, С2 или С2, С3 либо С3, С1).
  • Напряжение 220 В нужно подать к началу свободной обмотки и той, что соединена с конденсатором. Так как полярности в переменном токе не существует, на какую конкретно катушку двигателя подавать напряжение, разницы нет.

Порядок подключения при схеме «треугольник»:

  • Соединить в коробке клемм выводы катушек мотора, установив три перемычки между зажимами С1 и С6, С2 и С4, С3 и С5.
  • Присоединить конденсаторы к началу и концу одной фазы (С1, С4 или С2, С5 либо С3, С6).
  • Подвести ноль к клемме перемычки, свободной от ёмкости, а фазу к любому другому зажиму.

Для изменения направления вращения вала нужно либо напряжение, либо конденсаторы присоединить к другой фазе двигателя.

Расчёт необходимой ёмкости

Выбирая конденсатор, необходимо предупредить ситуацию, при которой фазный ток превысит своё номинальное значение. Поэтому к подсчётам необходимо подойти очень тщательно — неправильные результаты могут привести не только к поломке конденсатора, но и перегоранию обмоток двигателя.

На практике для пуска моторов небольшой мощности пользуются упрощённым подбором исходя из соображений, что для каждых 100 Вт мощности двигателя необходимо 7 мкФ ёмкости при соединении в треугольник.

При подключении обмотки в звезду это значение уменьшается вдвое.

Если в однофазную сеть присоединяют мотор на три фазы с мощностью 1 квт, то необходим конденсатор зарядом 70—72 мкФ при соединении обмоток треугольником, и 36 мкФ в случае подключения звездой.

Расчёт необходимого значения ёмкости для работы производится по формулам.

При схеме соединения звездой:

Ср=2800 I / U

Если обмотки образуют треугольник:

Ср=4800 I / U

I — номинальный ток двигателя. Если по каким-либо причинам его значение неизвестно, для расчёта необходимо воспользоваться формулой:

I = P / (3 U)

При этом U = 220 В при соединении звездой, U = 380в — треугольником.

Р — мощность, измеряемая в ваттах.

При пуске двигателя со значительной нагрузкой на валу параллельно с рабочей ёмкостью необходимо включить пусковую.

Её значение рассчитывают по формуле:

Сп=(2,5÷3,0) Ср

Пусковая ёмкость должна превышать значение рабочей в 2,5 — 3 раза.

Очень важен правильный выбор значения напряжения для конденсатора. Этот параметр, так же как и ёмкость, влияет на цену и габариты прибора. Если напряжение сети больше номинального значения конденсатора, пусковое приспособление выйдет из строя.

Но и использовать оборудование с завышенным напряжением также не стоит. Ведь это приведёт к неэффективному увеличению габаритов конденсаторной батареи.

Оптимальным является значение напряжения конденсатора в 1,15 раз превышающее значение напряжения сети: Uk =1,15 U с.

Очень часто при включении мотора с тремя обмотками в однофазную сеть используются конденсаторы типа КГБ-МН или БГТ (термостойкие). Они выполнены из бумаги. Металлический корпус полностью герметичен. Имеет прямоугольный вид.

Необходимо учитывать, что допустимые значения напряжения и ёмкости, обозначенные на приборе, указаны для постоянного тока. Поэтому при работе на переменном токе необходимо уменьшать показатели напряжения конденсатора в 2 раза.

Выбор схемы подключения

Обмотки одного и того же двигателя можно соединить либо звездой, либо треугольником. Выбирать схему соединения нужно по нагрузке. Если трехфазный мотор в однофазной сети будет приводить в движение какой-либо маломощный механизм, то можно выбрать схему соединения «звезда». При этом рабочий ток будет невелик, но габариты и цена конденсаторной батареи значительно снизятся.

В случае большой нагрузки при работе или в момент пуска, обмотки двигателя обязательно должны быть включены по схеме «треугольник». Это обеспечит достаточный ток для длительной работы. К недостаткам следует отнести значительную цену и габариты конденсаторов.

Неисправности при включении

Если после присоединения конденсаторов и подачи напряжения мотор гудит, но не запускается, причины могут быть разнообразными:

  • недостаточная ёмкость конденсатора (амперметр зафиксирует ток, превышающий допустимое значение);
  • повреждение перемычки или питающего провода;
  • неправильное соединение;
  • подача напряжения на неподходящую обмотку.

Громкий неприятный шум при включении мотора и вращении вала свидетельствует о превышенной ёмкости конденсатора.

Работать трехфазный двигатель в однофазной сети будет неплохо. Недостатком будет лишь развиваемая им мощность — не 100%, а 60—80% номинальной. Если ёмкость используется только для пуска, то полезная мощность двигателя не превысит 60% его номинальной мощности.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.