Содержание

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без потери мощности

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, ВтIC1=IL1, AC1, мкФL1, Гн
1000.263. 82.66
2000.537.61.33
3000.7911.40.89
4001.0515.20.67
5001.3219.00.53
6001.5822.90.44
7001.8426.70.38
8002.1130.50.33
9002.3734.30.30
10002.6338.10.27
11002.89 41.90.24
12003.1645.70.22
13003.4249.50.20
14003.6853.30.19
15003. 9557.10.18

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, ВтIC1, AIL1, AC1, мкФL1, Гн
1000.350.185.13.99
2000.700.3510.22.00
3001.050.5315.21.33
4001.400.7020.31.00
5001.750.8825.40.80
6002.111. 0530.50.67
7002.461.2335.60.57
8002.811.4040.60.50
9003.161.5845.70.44
1000
3.51
1.7550.80.40
11003.861.9355.90.36
12004.212.1161.00.33
13004.562.2866.00.31
14004.912.4671.10.29
15005.262.6376.20.27

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
220237254
0. 20.630.540.46
0.51.261.060.93
12.051.75

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
ТрансформаторНоминальный
ток, A
Мощность
двигателя, Вт
ТС-360М1.8600…1500
ТС-330К-11.6500…1350
СТ-3201.6500…1350
СТ-3101.5470…1250
ТСА-270-1,
ТСА-270-2,
ТСА-270-3
1. 25400…1250
ТС-250,
ТС-250-1,
ТС-250-2,
ТС-250-2М,
ТС-250-2П
1.1350…900
ТС-200К1330…850
ТС-200-20.95300…800
ТС-180,
ТС-180-2,
ТС-180-4,
ТС-180-2В
0.87275…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.

Пуск трёхфазного двигателя без конденсаторов: 4 схемы

Асинхронные электродвигатели просты по конструкции, дешевы, массово применяются в различных производствах. Не обходятся без них домашние мастера, запитывая их от 220 вольт с пусковыми и рабочими емкостями.

Но, есть альтернативный вариант. Это — подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов, который тоже имеет право на существование.

Ниже я показываю 4 схемы реализации такого проекта. Вы можете выбрать для себя любой из них, более подходящий под ваши личные интересы и местные условия эксплуатации.

Содержание статьи

С этой темой я впервые столкнулся в конце 1998 года, когда к нам в электролабораторию РЗА пришел друг связист с журналом Радио за №6 от 1996 года и показал статью про безконденсаторный запуск.

Мы сразу решили испытать ее в деле, благо все детали, включая тиристоры и подходящий двигатель, у нас имелись. Как раз был перерыв на обед.

Для проверки спаяли электронный блок навесным монтажом. Справились где-то меньше, чем за час. Схема заработала практически без наладки. Оставили ее для наждака.

Порадовали маленькие габариты блока и отсутствие необходимости подбирать конденсаторы. Особых отличий в потере мощности по сравнению с конденсаторным пуском замечено не было.

Принципы работы электронной схемы: запуск трехфазного асинхронного электродвигателя без конденсаторов

Для подключения в однофазную сеть по этому методу подойдет любой асинхронный движок типового исполнения.

Автор Голик обращает внимание, что обороты ротора в минуту должны составлять не 3000, а 1500. Связано это с конструкцией обмоток статора.

Мощность устройства ограничена электрическими характеристиками силовых диодов и тиристоров — 10 ампер с величиной обратного напряжения более 300 вольт.

Три обмотки статора необходимо подключать по схеме треугольника.

Их выводы собираются на клеммной колодке тремя последовательными перемычками.

Напряжение 220 вольт подключается через защитный автоматический выключатель параллельно одной обмотке, назовем ее «A». Две другие оказываются последовательно соединенными между собой и параллельно — с ней.

Обозначим их «B» и «C». На выводы одной из них, например, «B» подключается электронный блок. Назовем его ключом «k».

Представим, что ее контакт всегда разомкнут, а напряжение подано. Тогда по цепочкам «A» и «B+C» станут протекать токи Ia и Ib+c. Мы знаем, что сопротивление всех обмоток статора (резистивно-индуктивное) одинаково.

Поэтому в цепи «A» ток станет в два раза превышать вектор Ib+c, а по фазе они будут совпадать.

Каждый из этих токов создаст вокруг себя магнитный поток. Но, они не смогут в этой ситуации привести во вращение ротор.

Чтобы электродвигатель стал работать, необходимо сдвинуть по углу два этих магнитных потока (или токи между собой). Эту функцию в нашем случае выполняет электронный ключ.

Его конструкция собрана так, что он кратковременно замыкается, а затем размыкается, шунтируя обмотку «B».

Для этого процесса выбирается момент времени, когда синусоида напряжения достигает максимального амплитудного значения, а сила тока в обмотке «C», ввиду ее индуктивного сопротивления, минимальна.

Резкое закорачивание сопротивления «B» в цепи «B+C» создает бросок тока через замкнутый электронный контакт по виткам обмотки «C», который быстро возрастает и затем снижается под влиянием уменьшения амплитуды напряжения до нуля.

Между токами в обмотках «A» и «C» образуется временной сдвиг, обозначенный буквой φ. За счет возникновения этого угла сдвига фаз создается суммирующий магнитный поток, начинающий раскрутку ротора двигателя.

Форма тока в обмотке «C» при работе электронного ключа отличается от гармоничной синусоиды, но она не мешает создать на валу ротора крутящий момент.

При переходе полуволны синусоиды напряжения в область отрицательных значений картина повторяется, а двигатель продолжает раскручиваться дальше.

Электронная схема В Голик: устройство запуска трехфазных электродвигателей на доступной элементной базе

Силовая выходная часть электронного ключа, осуществляющая коммутацию обмотки, выполнена на двух мощных диодах (VD1, VD2) и тиристорах (VS1, VS2), включенных по схеме обычного моста.

Однако здесь они выполняют другую задачу: своими плечами из одного тиристора и диода поочередно шунтируют обмотку подключенного электродвигателя при достижении амплитудного значения синусоиды напряжения на схеме.

За счет такого подключения создан электронный ключ двунаправленного действия, реагирующий на положительную и отрицательную полуволну гармоники.

Диодами VD3 и VD4 осуществляется двухполупериодное напряжение сигнала, поступающего на цепи управления. Оно ограничивается и стабилизируется резистором R1 и стабилитроном VD5.

Сигналы на открытие тиристоров электронного ключа поступают от биполярных транзисторов (VT1 и VT2).

Переменный резистор R7 с номиналом на 10 килоом предназначен для регулировки момента открытия силового тиристора. Когда его ползунок установлен в минимальное положение сопротивления, то электронный ключ срабатывает при наибольшем напряжении амплитуды на обмотке B.

Максимальное введение сопротивления резистора R7 закрывает электронный ключ.

Запуск схемы осуществляют при положении ползунка R7, соответствующем максимальному сдвигу фаз токов между обмотками. После этого его сдвигают, определяют наиболее устойчивый режим работы, который зависит от приложенной нагрузки и мощности двигателя.

Все электронные детали со своими номиналами приведены на схеме. Они не являются дефицитными. Их можно заменить любыми другими элементами, соответствующими по электрическим характеристикам.

Вариант их размещения на электронной печатной плате показан на картинке. Регулировочный резистор R7 показан справа двумя подключенными проводами, синим и коричневым. Сам он не виден на фото.

Силовая часть, созданная для работы с электродвигателями небольшой мощности, может выполняться без радиаторов охлаждения, как показано здесь. Если же диоды и тиристоры работают на пределе своих возможностей, то теплоотвод обязателен.

Электронный блок ключа работает под напряжением сети 220 вольт. Его детали должны быть надежно заизолированы и защищены от случайного прикосновения человеком. Меры безопасности от поражения электрическим током необходимо соблюдать.

2 схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов автора В Бурлако: в чем отличия

Здесь я полагаюсь на информацию из интернета, ибо вижу, что в принципе конструкции рабочие, а принципы управления токами в обмотках те же, что предложил В Голик.

Кстати, авторы статей ссылаются на автомобильный украинский журнал «Сигнал» №4 за 1999 год. Пришлось поискать его в интернете. Однако разочаровался, там оказалась полностью перепечатанная статья из журнала Радио под авторством В Голик. Вот так…

Если знаете, где можно найти первоисточник на эту информацию, то сообщите в комментариях.

Электронные ключи, выполненные по технологии Бурлако, работают так же. Они просто выполнены из других, более усовершенствованных полупроводников, как и силовая часть.

Схема запуска асинхронного двигателя от симисторного электронного ключа: усовершенствование конструкции В Голик

Картинка подключения трехфазного электродвигателя упростилась. Вместо двунаправленного силового блока из двух тиристоров и диодов здесь работает один симистор VS1 серии ТС-2-10.

Он также шунтирует одну обмотку «B» в момент достижения синусоидой напряжения амплитудного значения, когда ток параллельной цепочки минимален.

При этом создается сдвиг фаз токов в параллельных обмотках, как и в предыдущей схеме, порядка 50-80 угловых градусов, что достаточно для вращения ротора.

Работой симитора VS1 управляет ключ, выполненный на симметричном динисторе VS2 для каждого полупериода гармоники напряжения. Он получает команды от фазосдвигающей цепочки, выполненной из резистивно-емкостных элементов.

Сдвиг фазы сигнала конденсатором C дополняется общим сопротивлением R1+R2. Подстроечный резистор R2 на 68 кОм работает как R7 в предыдущей схеме, регулируя время заряда конденсатора и, соответственно, момент подключения VS2, а через него VS1 в работу.

Рекомендации автора по сборке и наладке

Схема испытывалась и предназначена для работы с электродвигателями, раскручивающими ротор до 1500 оборотов в минуту с электрической мощностью 0,5÷2,2 кВт.

На устройствах электронных ключей, работающих с мощными электродвигателями, необходимо обеспечивать теплоотвод с симистора VS1.

При наладке устройства обращают внимание на оптимальную подгонку угла сдвига фаз токов между обмотками, когда двигатель запускается и работает нормально: без шума, гула и вибраций. Для этого может потребоваться изменение номиналов у элементов фазосдвигающей цепочки.

Семисторы можно использовать другой марки. Важно, чтобы они соответствовали электрическим характеристикам. Вместо DB3 допустимо установить отечественный динистор KP1125.

Схема безконденсаторного запуска электродвигателей с большими пусковыми моментами

Она же хорошо подходит под управление двигателями, собранными для вращения со скоростью 3000 оборотов в минуту. С этой целью у нее изменена система подключения обмоток с треугольника на разомкнутую звезду.

На картинке ниже их полярность показана точками.

В этой ситуации создается больший крутящий момент для запуска ротора.

Рассматриваемая схема отличается от предыдущей дополнительным электронным ключом, подключенным к обмотке «A», создающим дополнительно сдвиг фазы тока. Он необходим для трудных условий работы.

Рекомендации автора по наладке и работе не изменились.

Преимущества схемы тиристорного преобразователя: автор В Соломыков

Эта разработка позволяет максимально эффективно сохранить мощность асинхронного двигателя при его подключении в однофазную сеть. Она является прообразом современных частотных преобразователей, но выполнена на старой и доступной элементной базе.

Тиристорный преобразователь позволяет сделать формы напряжений на каждой фазе очень похожими на идеальные, гармоничные синусоиды, под которые и создается асинхронный электродвигатель.

Питание от сети 220 вольт происходит через защиту — автоматический выключатель SF1 и диодный мост на базе Д233В.

Силовые выходные цепи образуются работой тиристорных ключей VS1-VS6.

Сдвиг фаз токов для питания каждой обмотки двигателя своим напряжением создается работой двух микросхем:

  1. DD1 — К176ЛЕ5;
  2. DD2 — К176 ИР2.

Они формируют такты сдвига напряжений сигналов в регистрах, а их сочетания подаются на входы управления тиристорами VS1÷VS6 через индивидуальные транзисторы VT1÷VT6 по запланированной временной диаграмме.

Логическая часть

Микросхема К176ИР2 вырабатывает по 2 раздельных 4-х разрядных регистра сдвига с четырьмя выходами Q от любого триггера. Каждый триггер двухступенчатый, типа D.

Ввод данных в регистр происходит через вход D. Также имеется вход для тактовых импульсов типа C. Они поступают через вход D 1-го триггера, а затем смещаются по ходу вправо на один такт.

Обнуление данных на выходе регистра Q происходит при поступлении на вход R (асинхронный сброс) напряжения логического уровня.

Таблица данных К176ИР2 и состояний регистров

Число разрядов

4х2

Входы

Выход

Сторона сдвига

Направо

C

D

R

Q0

Qn

Тип ввода

Последовательно

H

Н

H

Qn-1

Тип вывода

Параллельно

B

H

B

Qn-1

Тактовая частота

2,5MHz

X

H

Q1

Qn не меняется

Рабочая температура

-45÷+85

X

X

B

H

H

Работой микросхемы К176ИР2 управляет элементы DD1 на сборке К176ЛЕ5.

Они обеспечивают подачу импульсов на управляющие электроды тиристоров по следующей временной диаграмме.

Силовая часть схемы, принципы ее управления и наладки

При подаче напряжения на схему обнуляется регистр сдвига микросхемы DD2 до окончания заряда емкости C2 по цепочке через R5. В момент заряда срабатывает логический элемент DD1.1, разрешающий сдвиг импульса регистру DD2.

При переходе регистра в положение «логической 1» подается сигнал на базу его биполярного транзистора (VT1÷VT6). Последний открывается и подает команду на управляющий электрод своего тиристора.

В результате работы этой цепочки между выходными силовыми клеммами создается трехфазное напряжение (довольно близкое к синусоидальной форме) со сдвигом векторов между собой на 120 градусов.

Асинхронный двигатель, работающий по этой схеме, развивает наибольшую мощность по сравнению с тремя предыдущими вариантами.

Частота коммутации тиристоров подбирается экспериментально при наладке за счет выбора номиналов емкостей С4, С5, С6. Их номиналы зависят от мощности электродвигателя.

Емкость конденсаторов предварительно рассчитывают по формуле:

С = 0.01P (Вт) / n ∙ 1 / 30n (мкФ).

При номинальной частоте вращения ротора выставляют n=1.

Резисторы R3 и R4 после окончания настройки устройства демонтируют, а вместо R4 запаивают конденсатор с емкостью 0,68 микрофарад.

Затем к точкам A и B припаивают регулировочный резистор на 15 килоом. Его назначение — точное выставление частоты вращения ротора у двигателя.

Все четыре схемы, которые я привел, не содержат дефицитных деталей и могут быть собраны в домашних условиях людьми с начальным уровнем навыков электрика.

Для продвинутых мастеров могу порекомендовать схему, по которой выполнил подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов на современной электронной базе владелец сайта Радиокот.

Он фактически собрал частотный преобразователь, которому отдал много времени. К тому же простым паяльником и обычным цифровым мультиметром там отделаться не получится. Нужны практические навыки, специальный инструмент, осциллограф для наладки.

Все это я написал, чтобы подвести вас к выводу: запустить асинхронный двигатель на 3 фазы в сеть 220 вольт без потерь мощности можно только через промышленный частотный преобразователь.

Рекомендую посмотреть два коротких видеоролика по этой теме и сравнить результат.

Видео владельца Kick Ass с самодельным регулятором по схеме В Голик.

Видео владельца Capricorn WorkShop о самом простом частотном преобразователе.

Выводы сделайте сами. А если остались еще вопросы и неясности, или заметили случайную ошибку, то воспользуйтесь разделом комментариев. Обязательно обсудим.

Трёхфазный двигатель в однофазной сети

Трёхфазные движки используются для циркулярок, заточки различных материалов, станков для сверления и т.п.

Имеется много вариантов запуска трёхфазных двигателей в однофазной сети, но самый эффективный, это подключение третьей обмотки через фазосдвигающий кондесатор. Нужно учитывать, что конденсатор сдвигает фазу третьей обмотки на 90 градусов, между первой и второй фазами сдвиг очень мал, электромотор начинает терять мощность около 40 — 50% на включении обмоток по схеме треугольника.

Для того, чтобы Электродвигатель с конденсаторным пуском работал хорошо, нужно чтобы ёмкость конденсатора менялась в зависимоти от количества оборотов. На деле этого добиться довольно тяжело, поскольку двигателем обычно управляют двухступенчатым способом, сначала активируют с пусковым конденсатором (с помощью больших пусковых токов), а после того как движок  разгонится  его отсоединяют и остаётся только рабочий (рис. 1).

Если нажать на кнопку SB1 (её можно снять со стиральной машины — пускатель ПНВС-10 УХЛ2) электромотор М начинает набирать оброты, когда он разгонится кнопку отпускают.  SB1.2 размыкается, a SB1.1 и SB1.3 остаются в замкнутом состоянии. Их размыкают, чтобы остановить движок. Бывает такое, что SB 1.2 в кнопке не отходит, в таком случае подложите под него шайбу таким образом, чтобы он отошёл. Чтобы соединить обмотки электродвигателя по схеме «треугольник» ёмкость С2 (рабочего конденсатор) определим с помощью формулы:

С2=4800 I/Uгде I — ток, потребляемый двигателем, А;U — напряжение сети, В.Ток, который потребляет электродвигатель, можно измерить амперметром или использовать формулу:

где Р — мощность электромтора, Вт;U — напряжение сети, В;n— КПД ; cos? — коэффициент мощности

Ёмкость С1 (пускового конденсатор) нужно выбирать в 2 — 2.5 раза больше рабочего на большой нагрузке на вал, их допустимые напряжения должны быть в 1.5 раза больше напряжения сети. В нашём случае наиболее лучшие конденсаторы это МГБО, МБГП, МБГЧ, у которых рабочее напряжение 500 В и больше.

Пусковые конденсаторы нужно будет зашунтировать с помощью резистора R1 сопротивлением 200 — 500 кОм, через него выходит остаток электрического заряда.

Реверсировать электромотор нужно  с помощью переключения фазы на его обмотке тумблером SA1 (рис. 1) типа ТВ1 — 4.

На холостом ходу по питаемой через конденсаторы по обмотке протекает ток па 20 — 40% больше номинального. Поэтому уменьшайте ёмкость конденсатора С2 если двигатель будет часто работать в недогруженом режиме или на  холостм ходу. Для активации двигателя с мощностью 1,5 кВт будет достаточно использовать рабочий конденсатор ёмкостью 100 мкф, а пусковой — 60 мкФ. Ёмкости рабочих и пусковых конденсаторов зависят от мощности самого двигателя, эти значения представлены в таблице, которая указана выше.

Желательно конечно использовать бумажные конденсаторы в роли пусковых, но если такой возможности у вас нет, то можно в качестве альтернативы использовать оксидные, т. е. электролитические. На рис. 2 показано как производить замену бумажных конденсаторов на электролитические. Положительная полуволна переменного тока протекает через цепь VD1C1, а отрицательная — через VD2C2, по это причине электролиты можно использовать с меньшим допустимым напряжением, чем для бумажных конденсаторов. Для бумажных конденсаторов нужно напряжение 400 В и более, то для электролита вполне хватает 300 — 350 В, по той причине, что он проводит лишь одну полуволну переменного тока и поэтому к нему прикладывается только половина напряжения, для точной надежности он должен держать амплитудное напряжение однофазной сети, это около 300 В. Этот расчет аналогичен расчету бумажных конденсаторов.

Схема для включения трёхфазного двигателя в однофазную сеть, используя электролитические конденсаторы показана на рис. 3. Чтобы подобрать нужную емкость бумажных и оксидных конденсаторов, лучше всего измерить ток в точках а, в, с — эти токи в обязательном порядке должны быть равны между собой при оптимальной нагрузке на вал электродвигателя. Диоды VD1, VD2 подбирайте с обратным напряжением не меньше 300 В и 1пр. мах=10А. Если мощность дыижка больше, то диоды устанавливайте на теплоотводы, по два в плече, в противном случае может случиться пробой диодов и через оксидный конденсатор побежит переменный ток, после чего, спустя немного времени электролит скорее всего нагреется и разорвётся. Электролитические конденсаторы в роли рабочих использовать не рекомендуется, потому что длительный проход через них высоких токов, как правило приводит к их нагреву и взрыву. Лучше используйте их для пусковых.

В случае если  ваш трехфазный электромотор будет использоваться на динамических (высоких) нагрузках на вал, лучше используйте схему подключения пусковых конденсаторов при помощи токового реле, которое будет при больших нагрузках на вал автоматически включать и выключать пусковые конденсаторы (рис.3).

Во время подключения обмоток трехфазного электродвигателя в однофазную сеть с помощью схемы, которая представлена на рис. 4, мощность электромотора составляет 75% от номинальной мощности в трехфазном режиме, это значит потери составляют около 25%, потому что обмотки А и В подключены противофазно на всё напряжение 220 В, напряжение вращения определяется включением обмотки С. Фазирование обмоток изображено в виде точек.

Самые более надёжные,практичные и удобные при работе с трехфазными электродвигателями резисторно-индуктивноемкостные преобразователи однофазной сети 220 Вольт в трехфазную сеть, с токами в фазах до 4 ампер и сдвигом напряжений в фазах приверно 120 градусов. Эти устройства универсальны, устанавливаются они в жестяном корпусе и позволяют подсоединять трехфазные электромоторы мощностью до 2,5 килловатт в однофазную сеть 220 Вольт почти  без потерь мощности.

В преобразователе используем дроссель с воздушным зазором. Его устройство представлено на рис. 6. Если правильно подобраны R, С и соотношения витков в секциях обмотки дросселя, то такой преобразователь даёт нормальную длительную работу электромоторов, это независимо от их характеристик и уровня нагрузки на вал. Вместо индуктивности представлено индуктивное сопротивление XL, потому что его легче измерить, обмотка дросселя крайними выводами через амперметр подсоединяется к напряжению 100 — 220 Вольт, частотой 50 Герц, параллельно с вольтметром. Индуктивное сопротивление (активным сопротивлением можно пренебречь) определяется отношением напряжения в вольтах к току в амперах XL=U/J.

Конденсатор С1 должен жержать напряжение не меньше 250 Вольт, а конденсатор С2 — не меньше чем 350 Вольт. Если вы используете конденсаторы КБГ, МБГ-4, то в таком случае напряжение будет соответствовать номиналу, который указан на маркировке, а конденсаторы МБГП, МБГО при посоединении к цепи переменного тока должны быть с двухкратным запасом напряжения. Резистор R1 должен быть рассчитан на ток до ЗА, это значит на мощность около 700 Вт (наматывается никелево-хромовая проволока диаметром 1,3 — 1,5 мм на фарфоровой трубке с передвигающейся скобой, которая позволяет получать необходимое сопротивление для различных мощностей электродвигателя). Резистор обязательно должен быть защищен от перегрева и ограждён от остальных компонентов, токоведущих частей, а также от возможного конакта человека с ним. Металлическое шасси корпуса в обязательном порядке необходимо  заземлить.

Сечение магнитопровода дросселя должно составлять S=16 — 18cm2, диаметр провода d=l,3 — 1,5 мм, общее число витков W=600 — 700. Форма магнитопровода и марка стали могут быть любыми, главное помнить о  воздушном зазоре (это даст вам возможность изменять индуктивное сопротивление), которое устанавливаем при помощи винтов (рис. 6). Для того чтобы избежать сильного дребезжания дросселя, нужно между Ш-об-разными половинами магнитопровода проложить деревянный брусок и зажать винтами. В роли дросселя подойдут силовые трансформаторы от ламповых цветных телевизоров с мощностью 270 — 450 Ватт. Обмотка дросселя в целом производится в виде одиной катушки, которая имеет три секции и четыре вывода. Если вы будете использовать сердечник с постоянным воздушным зазором, то вам придется изготавливать пробную катушку,которая не имеет промежуточных отводов, сделать дроссель с примерным зазором, подключить в сеть и измерить XL. XL необходимо отмотать или домотать ещё немного витков. Выясните необходимое количество витков, мотайте необходимую катушку, разделите каркас на секции в отношении W1:W2:W3=1:1:2. Итак, если у нас общее колисество витков равно 600, то из этого исходит Wl =W2= 150, a W3=300. Для того чтобы поднять выходную мощность преобразователя и не допустить при этом несиметрии напряжений, необходимо поменять значения XL, Rl, Cl, С2, которые отталкиваются от того,что токи в фазах А, В, С должны быть равными при номинальной нагрузке на вал электромотора. В режиме недогрузки электродвигателя несимметрия напряжений фаз не представляет какой либо опасности, в том случае если наибольший из токов фаз не будет превышать номинальный ток электродвигателя. Для пересчета параметров преобразователя на иную мощность используется формула:

С1 = 80РС2 = 40РRl = 140/PXL = 110/PW = 600/ РS = 16Pd = 1,4P

где P — это мощность преобразователя (в киловаттах), а мощность двигателя по паспорту — это является его мощностью на самом валу электродвигателя. В том случае если КПД (т.е. коэффициент полезного действия) электродвигателя вам неизвестен, то в таком случае его можно считать в среднем около 75 — 80%.

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:

  1. схема звезды обладает пониженными токами в обмотках, позволяет эксплуатировать электродвигатель длительно с минимальными нагрузками, обеспечивать небольшие крутящие моменты на валу;
  2. 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:

  1. мощность потребления: по ее величине судят о работоспособности подключаемого привода;
  2. схему соединения обмоток — вопрос только что разобран;
  3. число оборотов, которое может потребовать подключения редуктора;
  4. токи в фазах — под них созданы обмотки;
  5. 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:

  1. кратковременная подача постоянного тока в одну обмотку для создания импульса;
  2. 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

  1. Существующие технические способы позволяют подключать трехфазные асинхронные двигатели к однофазной сети 220 вольт. Многочисленные исследователи предлагают для этого свои экспериментальные схемы большим ассортиментом.
  2. 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.
  3. Длительная эксплуатация станков с подобными двигателями экономически не обоснована.
  4. Способ можно рекомендовать только для подключения неответственных механизмов на короткий участок времени.
  5. С целью эффективного использования асинхронного электродвигателя необходимо применять полноценное трехфазное подключение либо современный дорогой инверторный преобразователь соответствующей мощности.
  6. 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, ВтIC1=IL1, AC1, мкФL1, Гн
1000.263.82.66
2000.537.61.33
3000.7911.40.89
4001.0515.20.67
5001.3219.00.53
6001.5822.90.44
7001.8426.70.38
8002.1130.50.33
9002.3734.30.30
10002.6338.10.27
11002.8941.90.24
12003.1645.70.22
13003.4249.50.20
14003.6853.30.19
15003.9557.10.18

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, ВтIC1, AIL1, AC1, мкФL1, Гн
1000.350.185.13.99
2000.700.3510.22.00
3001.050.5315.21.33
4001.400.7020.31.00
5001.750.8825.40.80
6002.111.0530.50.67
7002.461.2335.60.57
8002.811.4040.60.50
9003.161.5845.70.44
10003.511.7550.80.40
11003.861.9355.90.36
12004.212.1161.00.33
13004.562.2866.00.31
14004.912.4671.10.29
15005.262.6376.20.27

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
220237254
0.20.630.540.46
0.51.261.060.93
12.051.75

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
ТрансформаторНоминальный
ток, A
Мощность
двигателя, Вт
ТС-360М1.8600. 1500
ТС-330К-11.6500. 1350
СТ-3201.6500. 1350
СТ-3101.5470. 1250
ТСА-270-1,
ТСА-270-2,
ТСА-270-3
1.25400. 1250
ТС-250,
ТС-250-1,
ТС-250-2,
ТС-250-2М,
ТС-250-2П
1.1350. 900
ТС-200К1330. 850
ТС-200-20.95300. 800
ТС-180,
ТС-180-2,
ТС-180-4,
ТС-180-2В
0.87275. 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.

Подсоединение трехфазного двигателя в однофазную сеть. Схемы подключения электродвигателя к электропитанию. Конденсаторный способ включения

При эксплуатации или изготовлении того или иного оборудования нередко возникает необходимость подключения асинхронного трехфазного двигателя к обычной сети 220 В. Сделать это вполне реально и даже не особо сложно, главное — найти выход из следующих возможных ситуаций, если нет подходящего однофазного мотора, а трехфазный лежит без дела, а также если имеется трехфазное оборудование, но в мастерской лишь однофазная сеть.

Для начала имеет смысл вспомнить схему подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети.

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 220 В по схеме «Звезда» и «Треугольник»

Для простоты восприятия магнитный пускатель и прочие узлы коммутации не изображены. Как видно из схемы, каждая обмотка мотора питается от своей фазы. В однофазной же сети, как следует из ее названия, «фаза» всего одна. Но и ее достаточно для питания трехфазного электромотора. Взглянем на асинхронный двигатель, подключенный на 220 В.

Как подключить трехфазный электродвигатель 380 В на 220 В через конденсатор по схеме «Звезда» и «Треугольник»: схема.

Здесь одна обмотка трехфазного электромотора напрямую включена в сеть, две остальные соединены последовательно, а на точку их соединения подается напряжение через фазосдвигающий конденсатор С1. С2 является пусковым и включается кнопкой В1 с самовозвратом только в момент пуска: как только двигатель запустится, ее нужно отпустить.

Сразу возникает несколько вопросов:

  1. Насколько такая схема эффективна?
  2. Как обеспечить реверс двигателя?
  3. Какие емкости должны иметь конденсаторы?

Для того чтобы заставить двигатель вращаться в другую сторону, достаточно «перевернуть» фазу, поступающую на точку соединения обмоток В и С (соединение «Треугольник») или на обмотку В (схема «Звезда»). Схема же, позволяющая изменять направление вращения ротора простым щелчком переключателя SB2, будет выглядеть следующим образом.

Реверсирование трехфазного двигателя на 380 В, работающего в однофазной сети

Здесь следует заметить, что практически любой трехфазный двигатель — реверсный, но выбирать направление вращения мотора нужно перед его пуском. Реверсировать электродвигатель во время его работы нельзя! Сначала нужно обесточить электродвигатель, дождаться его полной остановки, выбрать нужное направление вращение тумблером SВ1 и лишь затем подать на схему напряжение и кратковременно нажать на кнопку В1.

Емкости фазосдвигающего и пускового конденсаторов

Для подсчета емкости фазосдвигающего конденсатора нужно воспользоваться несложной формулой:

  • С1 = 2800/(I/U) — для включения по схеме «Звезда»;
  • С1 = 4800/(I/U) — для включения по схеме «Треугольник».

Здесь:

  • С1 — емкость фазосдвигающего конденсатора, мкФ;
  • I — номинальный ток одной обмотки двигателя, А;
  • U — напряжение однофазной сети, В.

Но что делать, если номинальный ток обмоток неизвестен? Его можно легко рассчитать, зная мощность мотора, которая обычно нанесена на шильдик устройства. Для расчета воспользуемся формулой:

I = P/1,73*U*n*cosф, где:

  • I — потребляемый ток, А;
  • U — напряжение сети, В;
  • n — КПД;
  • cosф — коэффициент мощности.

Символом * обозначен знак умножения.

Емкость пускового конденсатора С2 выбирается в 1,5−2 раза больше емкости фазосдвигающего.

Рассчитывая фазосдвигающий конденсатор, нужно иметь в виду, что двигатель, работающий не в полную нагрузку, при расчетной емкости конденсатора может греться. В этом случае номинал его нужно уменьшить.

Эффективность работы

К сожалению, трехфазный двигатель при питании одной фазой развить свою номинальную мощность не сможет. Почему? В обычном режиме каждая из обмоток двигателя развивает мощность в 33,3%. При включении мотора, к примеру, «треугольником» лишь одна обмотка С работает в штатном режиме, а в точке соединения обмоток В и С при правильно подобранном конденсаторе напряжение будет в 2 раза ниже питающего, а значит, мощность этих обмоток упадет в 4 раза — т. е. всего 8,325% каждая. Произведем несложный подсчет и рассчитаем общую мощность:

33,3 + 8,325 + 8,325 = 49.95%.

Итак, даже теоретически трехфазный двигатель, включенный в однофазную сеть, развивает лишь половину своей паспортной мощности, а на практике эта цифра еще меньше.

Способ повысить развиваемую мотором мощность

Оказывается, повысить мощность мотора можно, и притом существенно. Для этого даже не придется усложнять конструкцию, а достаточно лишь подключить трехфазный двигатель по приведенной ниже схеме.

Асинхронный двигатель — подключение на 220 В по улучшенной схеме

Здесь уже обмотки A и B работают в номинальном режиме, и лишь обмотка C отдает четверть мощности:

33,3 + 33,3 + 8,325 = 74.92%.

Совсем неплохо, не правда ли? Единственное условие при таком включении — обмотки A и B должны быть включены противофазно (отмечено точками). Реверсирование же такой схемы производится обычным образом — переключением полярности цепи конденсатор-обмотка C.

И последнее замечание. На месте фазосдвигающего и пускового конденсатора могут работать лишь бумажные неполярные приборы, к примеру, МБГЧ, выдерживающие напряжение в полтора-два раза выше напряжения питающей сети.

Из всех видов электропривода наибольшее распространение получили . Они неприхотливы в обслуживании, нет щеточно-коллекторного узла. Если их не перегружать, не мочить и периодически обслуживать или менять подшипники, то он прослужит почти вечность. Но есть одна проблема – большинство асинхронных двигателей, которые вы можете купить на ближайшей барахолке, трёхфазные, так как предназначены для использования на производстве. Несмотря на тенденцию к переходу на трёхфазное электроснабжение в нашей стране, подавляющее большинство домов до сих пор с однофазным вводом. Поэтому давайте разбираться, как выполнить подключение трехфазного двигателя к однофазной и трехфазной сети.

Что такое звезда и треугольник у электродвигателя

Для начала давайте разберемся, какими бывают схемы подключения обмоток. Известно, что у односкоростного трёхфазного асинхронного электродвигателя есть три обмотки. Они соединяются двумя способами, по схемам:

  • звезда;
  • треугольник.

Такие способы соединения характерны для любых видов трёхфазной нагрузки, а не только для электродвигателей. Ниже изображено, как они выглядят на схеме:

Питающие провода подключаются к клеммной колодке, которая расположена в специальной коробке. Её называют брно или борно. В неё выведены провода от обмоток и закреплены на клеммниках. Сама коробка снимается с корпуса электродвигателя, как и клеммники, расположенные в ней.

В зависимости от конструкции двигателя в брно может быть 3 провода, а может быть и 6 проводов. Если там 3 провода – то обмотки уже соединены по схеме звезды или треугольника и, при необходимости, перекоммутировать их быстро не получится, для этого нужно вскрывать корпус, искать место соединения, разъединять его и делать отводы.

Если в брно 6 проводов, что встречается чаще, то вы можете в зависимости от характеристик двигателя и напряжения питающей сети (об этом читайте далее) соединить обмотки так, как посчитаете нужным. Ниже вы видите брно и клеммники, которые в него устанавливаются. Для 3-проводного варианта в клеммнике будет 3 шпильки, а для 6-проводного – 6 шпилек.

К шпилькам начала и концы обмоток подключаются не просто «как попало» или «как удобно», а в строго определенном порядке, таким образом, чтобы одним набором перемычек вы могли соединить и треугольник, и звезду. То есть начало первой обмотки над концом третьей, начало второй концом первой и начало третьей над концом второй.

Таким образом, если вы установите перемычки на нижние контакты клеммника в линию – получаете соединение обмоток звездой, а установив три перемычки вертикально параллельно друг другу – соединение треугольником. На двигателях «в заводской комплектации» в качестве перемычек используются медные шинки, что удобно использовать для подключения – не нужно гнуть проволочки.

Кстати, на крышках брна электродвигателя часто наносят соответствие расположения перемычек этим схемам.

Подключение к трёхфазной сети

Теперь, когда мы разобрались как подключаются обмотки, давайте разберемся как они подключаются к сети.

Двигатели с 6 проводами позволяют переключать обмотки для разных питающих напряжений. Так получили распространение электродвигатели с питающими напряжениями:

  • 380/220;
  • 660/380;
  • 220/127.

Причем большее напряжение для схемы подключения звездой, а меньшее – для треугольника.

Дело в том, не всегда трёхфазная сеть имеет привычное напряжение в 380В. Например, на кораблях встречается сеть с изолированной нейтралью (без нуля) на 220В, да и в старых советских постройках первой половины прошлого века и сейчас иногда встречается сеть 127/220В. В то время как сеть с линейным напряжением 660В встречается редко, чаще на производстве.

Об отличиях фазного и линейного напряжения вы можете прочитать в соответствующей статье на нашем сайте: .

Итак, если вам нужно подключить трехфазный электродвигатель к сети 380/220В, осмотрите его шильдик и найдите питающее напряжение.

Электродвигатели на шильдике которых указано 380/220 можно подключить только звездой к нашим сетям. Если вместо 380/220 написано 660/380 – подключайте обмотки треугольником. Если вам не повезло и у вас старый двигатель 220/127 – здесь нужен либо понижающий трансформатор, либо однофазный с трёхфазным выходом (3х220). Иначе подключить его к трём фазам 380/220 не получится.

Самый худший вариант – это когда номинальное напряжение двигателя с тремя проводами с неизвестной схемой соединения обмоток. В этом случае нужно вскрывать корпус и искать точку их соединения и, если это возможно, и они соединены по схеме треугольника – переделывать в схему звезды.

С подключением обмоток разобрались, теперь поговорим о том какие бывают схемы подключения трехфазного электродвигателя к сети 380В. Схемы показаны для контакторов с катушками с номинальным напряжением 380В, если у вас катушки на 220В – подключайте их между фазой и нулем, то есть второй провод к нулю, а не к фазе «B».

Электродвигатели почти всегда подключаются через (или ). Схему подключения без реверса и самоподхвата вы видите ниже. Она работает таким образом, что двигатель будет вращаться только тогда, когда нажата кнопка на пульте управления. При этом кнопка выбирается без фиксации, т.е. замыкает или размыкает контакты пока удерживается в нажатом положении, как те, что используются в клавиатурах, мышках и дверных звонках.

Принцип работы этой схемы: при нажатии кнопки «ПУСК» начинает протекать ток через катушку контактора КМ-1, в результате якорь контактора притягивается и силовые контакты КМ-1 замыкаются, двигатель начинает работать. Когда вы отпустите кнопку «ПУСК» – двигатель остановится. QF-1 – это , который обесточивает и силовую цепь и цепь управления.

Если вам нужно чтобы вы нажали кнопку и вал начал вращаться – вместо кнопки ставьте тумблер или кнопку с фиксацией, то есть контакты которой после нажатия остаются замкнутыми или разомкнутыми до следующего нажатия.

Но так делают нечасто. Гораздо чаще электродвигатели пускают с пультов с кнопками без фиксации. Поэтому к предыдущей схеме добавляется еще один элемент – блок-контакт пускателя (или контактора), подключенный параллельно кнопке «ПУСК». Такая схема может использоваться для подключения электровентиляторов, вытяжек, станков и любого другого оборудования, механизмы которого вращаются только в одном направлении.

Принцип работы схемы:

Когда автоматический выключатель QF-1 переводят во включенное состояние на силовых контактах контактора и цепи управления появляется напряжение. Кнопка «СТОП» — нормально замкнутая, т.е. её контакты размыкаются, когда на неё нажимают. Через «СТОП» подаётся напряжение на нормально-разомкнутую кнопку «ПУСК», блок-контакт и в конечном итоге катушку, поэтому когда вы на неё нажмёте, то цепь управления катушкой обесточится и контактор отключится.

На практике в кнопочном посте каждая кнопка имеет нормально-разомкнутую и нормально-замкнутую пару контактов, клеммы которых расположены на разных сторонах кнопки (см. фото ниже).

Когда вы нажимаете кнопку «ПУСК», ток начинает протекать через катушку контактора или пускателя КМ-1 (на современных контакторах обозначается, как A1 и A2), в результате его якорь притягивается и замыкаются силовые контакты КМ-1. КМ-1.1 – это нормально-разомкнутый (NO) блок-контакт контактора, при подаче напряжения на катушку он замыкается одновременно с силовыми контактами и шунтирует кнопку «ПУСК».

После того как вы отпустите кнопку «ПУСК» – двигатель продолжит работать, так как ток на катушку контактора теперь подаётся через блок-контакт КМ-1.1.

Это и называется «самоподхват».

Основная сложность, которая возникает у новичков в понимании этой базовой схемы, состоит в том, что не сразу становится понятно, что кнопочный пост располагается в одном месте, а контакторы в другом. При этом КМ-1.1, который подключается параллельно кнопке «ПУСК», на самом деле может находится и за десяток метров.

Если вам нужно чтобы вал электродвигателя вращался в обе стороны, например, на лебедке или другом грузоподъёмном механизме, а также разных станках (токарный и пр.) – используйте схему подключения трехфазного двигателя с реверсом.

Кстати эту схему часто называют «реверсивная схема пускателя».

Реверсивная схема подключения – это две нереверсивных схемы с некоторыми доработками. КМ-1.2 и КМ-2.2 – то нормально-замкнутые (NC) блок-контакты контакторов. Они включены в цепь управления катушкой противоположного контактора, это так называемая «защита от дурака», она нужна чтобы не произошло в силовой цепи.

Между кнопкой «ВПЕРЁД» или «НАЗАД» (их назначение такое же, что в предыдущей схеме у «ПУСК») и катушкой первого контактора (КМ-1) подключается нормально-замкнутый (NC) блок-контакт второго контактора (КМ-2). Таким образом, когда включается КМ-2 – нормально-замкнутый контакт размыкается соответственно и КМ-1 уже не включится, даже если вы нажмёте «ВПЕРЁД».

И наоборот, NC от КМ-2 установлен в цепь управления КМ-1, чтобы предотвратить одновременное их включение.

Чтобы запустить двигатель в противоположном направлении, то есть включить второй контактор, нужно отключить действующий контактор. Для этого нажимаете на кнопку «СТОП», и цепь управления двумя контакторами обесточивается, и уже после этого нажимайте на кнопку запуска в противоположном направлении вращения.

Это нужно, чтобы не допустить короткого замыкания в силовой цепи. Обратите внимание на левую часть схемы, отличия подключения силовых контактов КМ-1 и КМ-2 состоят в порядке подключения фаз. Как известно для смены направления вращения асинхронного двигателя (реверса) нужно поменять местами 2 из 3 фаз (любые), здесь поменяли местами 1 и 3 фазу.

В остальном работа схемы аналогична предыдущей.

Кстати на советских пускателях и контакторах были совмещенные блок-контакты, т.е. один из них был замкнутым, а второй разомкнутым, в большинстве современных контакторов нужно устанавливать сверху приставку блок-контактов, в которой есть 2-4 пары дополнительных контактов как раз для этих целей.

Подключение к однофазной сети

Для подключения трёхфазного электродвигателя 380В к однофазной сети 220В чаще всего используется схема с фазосдвигающими конденсаторами (пусковыми и рабочими). Без конденсаторов двигатель может и запустится, но только без нагрузки, и придется при запуске крутануть его вал от руки.

Проблема состоит в том, что для работы АД нужно вращающееся магнитное поле, которое нельзя получить от однофазной сети без дополнительных элементов. Но подключив одну из обмоток через , можно сдвинуть фазу напряжения до -90˚ а с помощью на +90˚ относительно фазы в сети. Подробнее вопрос сдвига фаз мы рассматривали в статье: .

Чаще всего для сдвига фаз используют именно конденсаторы, а не дроссели. Таким образом получают не вращающееся, а эллиптическое. В результате вы теряете около половины мощности от номинала. Однофазные АД работают при таком включении лучше, за счет того, что у них обмотки изначально рассчитаны и расположены на статоре для такого подключения.

Типовые схемы подключения двигателя без реверса для схем звезды или треугольника вы видите ниже.

На схеме ниже нужен для разрядки конденсаторов, так как после отключения питания на его выводах останется напряжение и вас может ударить током.

Ёмкость конденсатора для подключения трёхфазного двигателя к однофазной сети вы можете выбрать исходя из таблицы ниже. Если вы наблюдаете сложный и затяжной запуск – зачастую нужно увеличить пусковую (а иногда и рабочую) ёмкость.

Если двигатель мощный или запускается под нагрузкой (например, в компрессоре) – нужно подключить и пусковой конденсатор.

Чтобы упростить включение вместо кнопки «РАЗГОН» используют «ПНВС». Это кнопка для запуска двигателей с пусковым конденсатором. У неё три контакта, на два из них подключается фаза и ноль, а через третий – пусковой конденсатор. На лицевой панели расположено две клавиши – «ПУСК» и «СТОП» (как на автоматах АП-50).

Когда вы включаете двигатель и нажимаете первую клавишу до упора, замыкаются три контакта, после того как двигатель раскрутился, и вы отпускаете «ПУСК», средний контакт размыкается, а два крайних остаются замкнутыми, из цепи выводится пусковой конденсатор. При нажатии кнопки «СТОП» все контакты разомкнуться. Схема подключения при этом почти аналогична.

Подробно о том, что такое и как правильно подключить ПНВС, вы можете посмотреть в следующем видео:

Схема подключения электродвигателя 380В к однофазной сети 220В с реверсом изображена ниже. За реверс отвечает переключатель SA1.

Обмотки двигателя 380/220 соединяют треугольником, а у двигателей 220/127 – звездой, так чтобы напряжение питания (220 вольт) соответствовало номинальному напряжению обмоток. Если всего три выхода, а не шесть, то вы не сможете изменять схемы подключения обмоток без вскрытия. Здесь есть два варианта:

  1. Номинальное напряжение 3х220В – вам повезло, и используйте приведенные выше схемы.
  2. Номинальное напряжение 3х380В – вам меньше повезло, так как двигатель может плохо запускать или вообще не запускаться если подключать его в сеть 220В, но стоит попробовать, возможно работать будет!

Но при подключении электродвигателя 380В на 1 фазу 220В через конденсаторы есть одна большая проблема – потери мощности. Они могут достигать 40-50%.

Главным и действенным способом подключения без потери мощности является использование частотника. Однофазные частотные преобразователи выдают на выходе 3 фазы с линейным напряжением 220В без нуля. Таким образом вы можете подключать двигатели до 5 кВт, для большей мощности просто очень редко встречаются преобразователи, способные работать с однофазным вводом. В этом случае вы не только получите полную мощность двигателя, но и сможете полноценно регулировать его обороты и реверсировать его.

Теперь вы знаете, как подключить трехфазный двигатель на 220 и 380 Вольт, а также что для этого нужно. Надеемся, предоставленная информация помогла вам разобраться в вопросе!

Материалы

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.

5 / 5 ( 1 vote )

1. Подключение трехфазного электродвигателя – общая схема

Когда электрик устраивается работать на любое промышленное предприятие, он должен понимать, что ему придётся иметь дело с большим количеством трехфазных электродвигателей. И любой уважающий себя электрик (я не говорю о тех, кто делает проводку в квартире) должен чётко знать схему подключения трёхфазного двигателя.

Сразу приношу извинения, что в данной статье я часто контактор называю пускателем, хотя подробно объяснял уже, что . Что поделать, приелось это название.

В статье пойдёт речь о схемах подключения наиболее распространенного асинхронного электродвигателя через магнитный пускатель. Но не только. Расскажу также от способах и принципах защиты двигателя от перегрева и перегрузки.

Будут рассмотрены различные схемы подключения электродвигателей , их плюсы и минусы. От простого к сложному. Схемы, которые могут быть использованы в реальной жизни, обозначены: ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА. Итак, начинаем.

Подключение трехфазного двигателя

Имеется ввиду асинхронный электродвигатель, соединение обмоток – звезда или треугольник, подключение к сети 380В.

Для работы двигателя рабочий нулевой проводник N (Neutral) не нужен, а вот защитный (PE, Protect Earth) в целях безопасности должен быть подключен обязательно.

В самом общем случае схема будет выглядеть таким образом, как показано в начале статьи. Действительно, почему бы двигатель не включить как обычную лампочку, только выключатель будет “трехклавишный”?

2. Подключение двигателя через рубильник или выключатель

Но даже лампочку никто не включает просто так, сеть освещения и вообще любая нагрузка всегда включается только через защитные автоматы.

Схема подключения трехфазного двигателя в сеть через автоматический выключатель

Поэтому более подробно общий случай будет выглядеть так:

3. Подключение двигателя через автоматический выключатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

На схеме 3 показан защитный автомат, который защищает двигатель от перегрузки по току (“прямоугольный” изгиб питающих линий) и от короткого замыкания (“круглые” изгибы). Под защитным автоматом я подразумеваю обычный трехполюсный автомат с тепловой характеристикой нагрузки С или D.

Напомню, чтобы ориентировочно выбрать (оценить) необходимый тепловой ток уставки тепловой защиты, надо номинальную мощность трехфазного двигателя (указана на шильдике) умножить на 2.

Защитный автомат для включения электродвигателя. Ток 10А, через такой можно включать двигатель мощностью 4 кВт. Не больше и не меньше.

Схема 3 имеет право на жизнь (по бедности или незнанию местных электриков).

Она прекрасно работает, так же, как по многу лет . И в один “прекрасный” день сгорит скрутка. Или сгорит двигатель.

Если уж использовать такую схему, надо тщательно подобрать ток автомата, чтобы он был на 10-20% больше рабочего тока двигателя. И характеристику теплового расцепителя выбирать D, чтобы при тяжелом пуске автомат не срабатывал.

Например, движок 1,5 кВт. Прикидываем максимальный рабочий ток – 3А (реальный рабочий может быть меньше, надо измерять). Значит, трехполюсный автомат надо ставить на 3 или 4А, в зависимости от пускового тока.

Плюс этой схемы подключения двигателя – цена и простота исполнения и обслуживания. Например, там, где один двигатель, и его включают вручную на всю смену. Минусы такой схемы с включением через автомат –

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?

Подписывайся, и читай статью дальше:

  1. Невозможность регулировать тепловой ток срабатывания автомата. Для того, чтобы надежно защитить двигатель, ток отключения защитного автомата должен быть на 10-20% больше номинального рабочего тока двигателя. Ток двигателя надо периодически измерять клещами и при необходимости подстраивать ток срабатывания тепловой защиты. А возможности подстройки у обычного автомата нет(.
  2. Невозможность дистанционного и автоматического включения/выключения двигателя.

Эти недостатки можно устранить, в схемах ниже будет показано как.

Ручной пускатель, или мотор-автомат – более совершенное устройство. На нём есть кнопки “Пуск” и “Стоп”, либо ручка “Вкл-Выкл”. Его плюс – он специально разработан для пуска и защиты двигателя. Пуск по-прежнему ручной, а вот ток срабатывания можно регулировать в некоторых пределах.

4. Подключение двигателя через ручной пускатель. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

Поскольку у двигателей обычно , то у автоматов защиты двигателей (мотор-автоматов), как правило, характеристика тепловой защиты типа D. Т.е. он выдерживает кратковременные (пусковые) перегрузки примерно в 10 раз больше от номинала.

Вот что у него на боковой стенке:

Автомат защиты двигателя – характеристики на боковой стенке

Ток уставки (тепловой) – от 17 до 23 А, устанавливается вручную. Ток отсечки (срабатывание при КЗ) – 297 А.

В принципе, ручной пускатель и мотор-автомат – это одно и то же устройство. Но пускателем, показанным на фото, можно коммутировать питание двигателя. А мотор-автомат постоянно подает питание (три фазы) на контактор, который, в свою очередь, коммутирует питание двигателя. Короче, разница – в схеме подключения.

Плюс схемы – можно регулировать уставку теплового тока. Минус – тот же, что и в предыдущей схеме, нет дистанционного включения.

Схема подключения двигателя через магнитный пускатель

Этой схеме подключения трехфазного двигателя надо уделить самое пристальное внимание. Она наиболее распространена во всем промышленном оборудовании, выпускавшемся примерно до 2000-х годов. А в новых китайских простеньких станках используется и по сей день.

Электрик, который её не знает – как хирург, не умеющий отличить артерию от вены; как юрист, не знающий 1-ю статью Конституции РФ; так танцор, не отличающий вальс от тектоника.

Три фазы на двигатель идут в этой схеме не через автомат, а через пускатель. А включение/выключение пускателя осуществляется кнопками “Пуск ” и “Стоп ” , которые могут быть вынесены на пульт управления через 3 провода любой длины.

5. Схема подключения двигателя через пускатель с кнопками пуск стоп

Здесь питание цепи управления поступает с фазы L1 (провод 1 ) через нормально замкнутую (НЗ) кнопку “Стоп” (провод 2 ).

Если теперь нажать на кнопку “Пуск”, то цепь питания катушки электромагнитного пускателя КМ замкнется (провод 3 ), его контакты замкнутся, и три фазы поступят на двигатель. Но в таких схемах кроме трёх “силовых” контактов у пускателя есть ещё один дополнительный контакт. Его называют “блокировочным” или “контактом самоподхвата”.

Когда электромагнитный пускатель включается нажатием кнопки SB1 “Пуск”, замыкается и контакт самоподхвата. А если он замкнулся, то даже если кнопка “Пуск” будет отжата, цепь питания катушки пускателя всё равно останется замкнутой. И двигатель продолжит работать, пока не будет нажата кнопка “Стоп”.

Поскольку тема с магнитными пускателями очень обширная, она вынесена в отдельную статью . Статья существенно расширена и дополнена. Там рассмотрено всё – подключение различных нагрузок, защита (тепловая и от кз), реверсивные схемы, управление от разных точек, и т.д. Нумерация схем сохранена. Рекомендую.

Подключение трехфазного двигателя через электронные устройства

Все способы пуска двигателя, описанные выше, называются Пуск прямой подачей напряжения. Часто, в мощных приводах, такой пуск является тяжелым испытанием для оборудования – горят ремни, ломаются подшипники и крепления, и т.д.

Поэтому, статья была бы неполной, если бы я не упомянул современные тенденции. Теперь всё чаще для подключения трехфазного двигателя вместо электромагнитных пускателей применяют электронные силовые устройства. Под этим я подразумеваю:

  1. Твердотельные реле (solid state relay) – в них силовыми элементами являются тиристоры (симисторы), которые управляются входным сигналом с кнопки либо с контроллера. Бывают как однофазные, так и трехфазные. .
  2. Мягкие (плавные) пускатели (soft starter, устройства плавного пуска) – усовершенствованные твердотелки. Можно устанавливать ток защиты, время разгона/замедления, включать реверс, и др. И на эту тему . Практическое применение устройств плавного пуска – .

    Старый специфический способ подключения двухскоростных двигателей описан в статье . Ключевые слова – Раритет, Ретро, СССР.

    На этом заканчиваю, спасибо за внимание, всего охватить не удалось, пишите вопросы в комментариях!

    1.1. Выбор трехфазного двигателя для подключения 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. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, например, 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.

    1.2. Расчет параметров и элементов электродвигателя.

    Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380, 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:

    А в случае соединения обмоток двигателя в “звезду” определяется по формуле:

    Потребляемый электродвигателем ток в выше приведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из следующего выражения:

    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 (С1+С2)/2.

    На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя по табл. 1

    Таблица 1. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя в зависимости от его мощности при включении в сеть 220 В.

    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, то в этом случае емкость конденсатора С р 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 С п 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.

    1.3. Переносной универсальный блок для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В .

    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.

    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 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.

    Пусковое устройство смонтировано в металлическом корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4)

    Рис. 4 Внешний вид пускового устройства и чертеж панели поз.7.

    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)

    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.

    2. 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 эквивалентной замены обычного бумажного 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 однофазно 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.

    2.1. 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 добивается 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.

    3. 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 эликтрифицированного 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, с мощностью 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.

    3.1. 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.

    3.1.1. 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» и 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. Обо всем этом написано в статье Устройства запуска трехфазного электродвигателя с малыми потерями мощности

    При написании статьи использовалась часть материалов из книги Пестрикова В.М. “Домашний электрик и не только…”

    Всего хорошего, пишите to © 2005

Как подключить 3х фазный двигатель к сети 220в

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 120С. 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.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Большинство электрооборудования оснащается 3-х фазными двигателями асинхронного типа. При минимальном техническом обслуживании они надежно работают в течение длительного времени. Для нормального функционирования им не требуется совместное использование дорогих и сложных приборов. Эти двигатели нашли широкое применение среди населения, особенно в частном секторе. Однако, большинство домовладений питается от обычной сети на 220 вольт. Поэтому многим хозяевам приходится решать проблему, как выполнить подключение трехфазного двигателя к однофазной сети.

Технически это вполне возможно, достаточно лишь базовых знаний электротехники. Кроме того, нужно знать все о самом двигателе, прежде чем приступать к решению задачи, как подключить 380 вольт к сети на 220.

Общие правила

Прежде чем подключить электродвигатель, нужно обязательно уточнить его номинал. Если напряжение превысит расчетное – наступит перегрев обмоток, если оно будет низким – его не хватит для запуска.

Данное значение присутствует в маркировке, чаще всего в двух показателях верхнего и нижнего пределов: 660/380, 380/220 и 220/127 вольт.

Номинал должен совпадать со схемой, по которой выполнено соединение обмоток. Подключение «звезда» объединяет их концы в одной точке, а фазы соединяются с выводами катушек. Здесь используется больший номинал напряжения, отмеченный в маркировке. По схеме «треугольник» выполняется последовательное соединение концов между собой. Образуется полностью замкнутый контур. В данном случае уже используется меньшее значение напряжения. Подключение агрегатов выполняется разными способами, в том числе и смешанным.

Решая, как подключить трехфазный двигатель на 220 вольт, следует помнить, что его нельзя просто взять и подключить к обычной сети. Вал не будет вращаться поскольку отсутствует переменное поле, поочередно воздействующее на ротор. Проблема разрешается путем смещения тока и напряжения в обмотках фаз. Для получения желаемого результата, выполняется подключение двигателя через конденсатор, из-за которого напряжение начинает отставать до минус 90 градусов.

В любом случае полноценно сместить напряжение и сделать 380 вольт из 220 не удастся, поэтому его КПД составит от 30 до 50% в зависимости от схемы подключения обмоток.

В таких режимах двигатель включается только под нагрузкой, а периоды холостого хода сокращаются до минимума. Несоблюдение правил приведет агрегат к выходу из строя.

Трёхфазный двигатель – в однофазную сеть

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

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 Сп, который используется кратковременно (только для запуска) и рабочий конденсатор Ср.

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 Сп автоматом после того как электродвигатель наберёт обороты.

Таким образом, в схеме реализована возможность двухступенчатого управления электродвигателем, уменьшая общую ёмкость конденсаторов при “разгоне” двигателя.



Как устроен трехфазный асинхронный двигатель

В свою конструкцию электродвигатель на 380 вольт включает короткозамкнутый ротор. В этом случае какие-либо электрические контакты между статором и ротором полностью исключаются. Они не требую щеток и коллекторов, которые в обычных двигателях изнашиваются с высокой интенсивностью. Этим деталям нужны регулярное техническое обслуживание и периодическая замена.

Все детали устройства собраны в литом корпусе (7). Основные элементы состоят из неподвижного статора и подвижного ротора. Основой статора служит сердечник (3). Для его изготовления применяется высококачественная электротехническая сталь, в состав которой входят железо и кремний. Именно они придают материалу необходимые магнитные свойства.

Листовая конструкция статора позволяет избежать появления вихревых токов Фуко, создаваемых переменным магнитным полем. Дополнительную изоляцию листов создает специальный лак, нанесенный с обеих сторон. Таким образом, проводимость в сердечнике полностью исключается, остаются лишь его магнитные свойства.

В пазы сердечника укладываются три медные обмотки (2), с проводниками, защищенными эмалью. Между собой они расположены под углами 120 градусов. Концы обмоток выводятся и размещаются в клеммной коробке, расположенной внизу двигателя.

Ротор закрепляется на валу (1) и свободно вращается внутри статора. Между ними остается минимальный зазор – от 0,5 до 3 мм, чтобы повысить КПД. В сердечнике ротора (5) также использована электротехническая сталь. Однако в его пазах установлены не обмотки, а короткозамкнутые проводники, расположенные в виде беличьего колеса. Поэтому данный элемент именно так и называется.

В состав беличьего колеса входят продольные проводники, имеющие электрическую и механическую связь с кольцами, расположенными в торцах конструкции. В мощных двигателях все элементы изготавливаются из меди.

Как подобрать конденсаторы для трехфазного двигателя, используя его в сети 220в.

Первое, что нужно знать ― конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Лучше всего использовать емкости марки ― МБГО. Их с успехом использовали в СССР и в наше время. Они прекрасно выдерживают напряжение, скачки тока и разрушающее воздействие окружающей среды.

Также они имеют проушины для крепления, помогающие без проблем расположить их в любой точке корпуса аппарата. К сожалению, достать их сейчас проблематично, но существует множество других современных конденсаторов ничем не хуже первых. Главное, чтобы, как уже говорилось выше, рабочее напряжение их не было меньше 400в.

Расчет конденсаторов. Емкость рабочего конденсатора.

Чтобы не обращаться к длинным формулам и мучить свой мозг, есть простой способ расчета конденсатора для двигателя на 380в. На каждые 100 Вт (0,1 кВт) берется — 7 мкФ. Например, если двигатель 1 кВт, то рассчитываем так: 7 * 10 = 70 мкФ. Такую емкость в одной банке найти крайне трудно, да и дорого. Поэтому чаще всего емкости соединяют в параллель, набирая нужную емкость.

Емкость пускового конденсатора.

Это значение берется из расчета в 2-3 раза больше, чем емкость рабочего конденсатора. Следует учитывать, что эта емкость берется в сумме с рабочей, то есть для двигателя 1 кВт рабочая равна 70 мкФ, умножаем ее на 2 или 3, и получаем необходимое значение. Это 70-140 мкФ дополнительной емкости — пусковой. В момент включения она соединяется с рабочей и в сумме получается — 140-210 мкФ.

Особенности подбора конденсаторов.

Конденсаторы как рабочие, так и пусковые 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.

Кроме указанного выше типа конденсатора — МБГО, можно использовать тип — МБГЧ, МБГП, КГБ и тому подобные.

Трехфазный асинхронный двигатель – на что обратить внимание до его подключения

Новые агрегаты стоят довольно дорого, поэтому многие предпочитают покупать их с рук, после того, как они побывали в эксплуатации. Чаще всего, документы отсутствуют, поэтому, перед тем как подключить электродвигатель с 380 В на 1 фазу, нужно проверить его состояние. Такая проверка поможет избежать дальнейших проблем, сократит время наладочных работ, предотвратит возможные аварии и травматизм.

Механическое состояние статора и ротора, что может мешать работе двигателя

В состав неподвижного статора входят три компонента: основной корпус и две боковые крышки, соединенные между собой шпильками. До того, как подключить асинхронный двигатель, следует проверить зазоры между деталями и затяжку гаек на шпильках.

Все детали статора должны как можно плотнее прилегать друг к другу. Внутри него установлены подшипники, в которых вращается вал ротора. Его следует покрутить вручную, проверить, чтобы не было биений в посадочных местах. Проверить наличие посторонних шумов, не задевает ли ротор за статор. Точно так же определяется явное заклинивание, не вызывающее сомнений.

Такую же проверку нужно сделать на холостом ходу после того как двигатель в однофазную сеть уже включен. Чтобы получить максимально полную картину внутреннего состояния, рекомендуется сделать полную разборку статора, выполнить промывку и смазку роторных подшипников.

Электрические характеристики статорных обмоток, как проверять схему сборки

Все показатели и основные значения указываются производителем в табличке, закрепленной на корпусе агрегата. Прежде чем включить двигатель в однофазной сети, нужно проверить, по какой схеме подключены обмотки. Иногда случается, что предыдущий владелец ее изменил, и она не совпадает с табличными данными.

В некоторых случаях отсутствует и сама табличка. В этом случае рекомендуется заглянуть в клеммник, и посмотреть, по какой схеме выполнено подключение движка. В нем сосредоточены шесть концов, подключенные к клеммам так, как изображено на рисунке. Ручное переключение со звезды на треугольник и обратно выполняется путем перестановки перемычек.

Электрические методики проверки схемы и сборки обмоток

Нередко встречаются движки, собранные не по комбинированной схеме, а либо «звездой» или «треугольником». Поэтому в клеммной коробке расположено не 6 концов, а лишь 4 – 3 фазы и 0. Перед тем, как переделать электродвигатель, нужно проверить фактическую схему подключения.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без потери мощности

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, ВтIC1=IL1, AC1, мкФL1, Гн
1000.263.82.66
2000.537.61.33
3000.7911.40.89
4001.0515.20.67
5001.3219.00.53
6001.5822.90.44
7001.8426.70.38
8002.1130.50.33
9002.3734.30.30
10002.6338.10.27
11002.8941.90.24
12003.1645.70.22
13003.4249.50.20
14003.6853.30.19
15003.9557.10.18

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, ВтIC1, AIL1, AC1, мкФL1, Гн
1000.350.185.13.99
2000.700.3510.22.00
3001.050.5315.21.33
4001.400.7020.31.00
5001.750.8825.40.80
6002.111.0530.50.67
7002.461.2335.60.57
8002.811.4040.60.50
9003.161.5845.70.44
10003.511.7550.80.40
11003.861.9355.90.36
12004.212.1161.00.33
13004.562.2866.00.31
14004.912.4671.10.29
15005.262.6376.20.27

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, ммТок в сетевой обмотке, A, при соединении выводов на напряжение, В
220237254
0.20.630.540.46
0.51.261.060.93
12.051.75

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
ТрансформаторНоминальный ток, AМощность двигателя, Вт
ТС-360М1.8600…1500
ТС-330К-11.6500…1350
СТ-3201.6500…1350
СТ-3101.5470…1250
ТСА-270-1, ТСА-270-2, ТСА-270-31.25400…1250
ТС-250, ТС-250-1, ТС-250-2, ТС-250-2М, ТС-250-2П1.1350…900
ТС-200К1330…850
ТС-200-20.95300…800
ТС-180, ТС-180-2, ТС-180-4, ТС-180-2В0.87275…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.

Можете ли вы запустить трехфазный двигатель на однофазном питании? – Решение проблем

Согласно его профилю, ОП находится в Новой Зеландии. Система электроснабжения там, насколько мне известно, похожа на большую часть Европы и несколько отличается от США.

Однофазное домашнее электроснабжение обычно представляет собой одну фазу 3-фазного источника питания 415 В, находящуюся под напряжением, вместе с нейтралью, взятой из точки звезды (звезда), при потенциале земли (земли), что дает 240 В под напряжением / нейтраль. .

Фазовый преобразователь, обеспечивающий 3-фазное напряжение 415 В, может быть построен, но для этого потребуется повышающий трансформатор на 240–415 В в качестве первой части.Это добавляет затрат и сложности. Это все еще может быть жизнеспособным самодельным проектом, но он может стать хобби само по себе, а не чем-то сложным на выходных, чтобы вы могли продолжить свое настоящее хобби.

ЧРП с входом 240 В обычно дают трехфазный выход 240 В. Есть редкие примеры, которые включают повышающий каскад до 400 В и дают свой выходной сигнал при 400 В фаза-фаза. Их бывает трудно найти и они очень дороги.

Большинство небольших 3-фазных современных двигателей (примерно до 3 кВт) имеют 6 клемм в соединительной коробке и могут быть подключены звездой (звездой) для 380–440 В или треугольником для 220–240 В.При мощности выше 4 кВт они, как правило, подключаются примерно к 400 В в треугольнике и 700 В в звездочке. Это позволяет запускать по схеме «звезда-треугольник», что значительно снижает потребление тока при первоначальном запуске по сравнению с запуском напрямую от сети (через линию). Это то, что обычно можно увидеть на больших промышленных двигателях, и, похоже, это вряд ли заинтересует многих из нас. Если вы покупаете 3-фазный двигатель для использования с частотно-регулируемым приводом на 230 В, стоит отметить, что переход с 230/400 В на 400/700 В не относится к стандартным размерам двигателя; это требует проверки для конкретного двигателя.

Многие старые двигатели имеют только три клеммы в соединительной коробке, поэтому могут работать только при исходном проектном напряжении. Немного читая между строк, у меня сложилось впечатление, что OP, вероятно, имеет старый двигатель 415V на таком же старом Power Hammer.

Наиболее практичным решением кажется то, что было принято: купить однофазный двигатель и установить его.

Я обсуждал VFD с кем-то, кто немного разбирается в PH.Похоже, он думал, что VFD на некоторых типах PH будет полезен для деликатных дел. Насколько я понимаю, энергия удара изменяется пропорционально квадрату скорости, так что, похоже, это могло бы работать очень хорошо. Я недостаточно знаю о PH, чтобы составить мнение.

Очевидный способ узнать это – запустить PH от VFD. Однако это не обязательно хорошая идея, так как большинство старых PH имеют старые двигатели. Хотя на новом все должно быть хорошо.

Форма волны от ЧРП очень жесткая для старых двигателей, и изоляция обмотки может очень быстро выйти из строя.Обычно это не проблема, если двигатель перематывался в течение последних 30-40 лет, поскольку изоляция будет такой же, как и во время перемотки. Моторы, начиная примерно с 1970 года, не кажутся проблемой, по крайней мере, исходя из моего ограниченного опыта.

Что касается работы 3-фазной сварки MIG, стоит проверить, действительно ли она 3-фазная или просто использует 2 фазы 3-фазного источника питания для получения одной фазы при 415 В. В последнем случае он будет работать от повышающего трансформатора.

В качестве альтернативы, есть несколько хороших однофазных сварочных аппаратов MIG.У меня только что работает Oxford S-MIG 410-1, и, похоже, это очень способная машина. http://www.weldingsuppliesdirect.co.uk/welding/Oxford-S-MIG-410-1-SMIG4101.html

▷ Работа Трехфазных электродвигателей от однофазной сети

Электродвигатели можно классифицировать по количеству фаз питания. Их можно разделить на однофазные, двухфазные и трехфазные.

Давайте узнаем больше об этом благодаря новой статье Удо, которую он любезно прислал нам несколько дней назад.

Двухфазные двигатели больше не используются. Однофазный двигатель имеет два типа проводки; живой и нейтральный. Эти двигатели работают от однофазного источника питания и имеют одно переменное напряжение. Поскольку они генерируют только переменное, а не вращающееся магнитное поле, для запуска им требуется конденсатор. Однофазные двигатели обычно используются для малых мощностей.

Трехфазные двигатели, с другой стороны, для работы требуют трехфазного источника питания. Эти двигатели приводятся в действие тремя отдельными переменными токами одинаковой частоты, которые достигают пика в разные моменты времени.Трехфазный двигатель имеет три провода под напряжением, а иногда и нейтраль.

Рис. 1: Детали трехфазного двигателя | изображение: electricalengineeringtoolbox

Трехфазные двигатели обычно имеют мощность на 150% больше, чем их однофазные аналоги. Они самозапускаются, поскольку создают вращающееся магнитное поле. Эти двигатели не создают вибрации и менее шумны, чем однофазные двигатели. К сожалению, большинство конструкций подключено к однофазному питанию.

Хотя в здании часто используется более одной фазы, единовременно может использоваться только одна фаза. Это создает проблемы, когда приложение требует трехфазного двигателя или когда доступен только трехфазный двигатель. К счастью, есть способы, которыми трехфазный двигатель можно «настроить» для работы от однофазного источника питания.

Преобразователь частоты

Самый простой способ – использовать частотно-регулируемый привод (VFD). ЧРП – это электрическое устройство, которое управляет двигателями, которые работают с регулируемой скоростью.Он состоит из выпрямителя, конденсатора промежуточного контура и инвертора. ЧРП выполняет преобразование мощности трехфазного двигателя в однофазное, выпрямляя каждую пару фаз в постоянный ток, а затем инвертируя постоянный ток в трехфазную выходную мощность. Это не только устраняет пиковый ток во время пуска двигателя, но также позволяет двигателю плавно переходить от нулевой скорости к максимальной.

Рис. 2: Преобразователь частоты | изображение: indiamart

ПЧ

доступны с разной номинальной мощностью для разных двигателей.Все, что вам нужно сделать, это подключить источник питания ко входу частотно-регулируемого привода и подключить трехфазный двигатель к его выходу.

Поворотный фазовый преобразователь

Другой метод работы трехфазного двигателя от однофазной сети – это использование вращающегося фазового преобразователя (RPC). Вращающийся фазовый преобразователь – это электрическая машина, которая переводит энергию из одной многофазной системы в другую.

Рис. 4. Подключение схемы преобразования вращающегося фазового преобразователя | изображение: plantengineering

Эти преобразователи генерируют чистые трехфазные сигналы от однофазной сети посредством вращательного движения.RPC намного дороже, чем частотно-регулируемые приводы, поэтому их редко можно использовать для преобразования фазы двигателя.

Рис. 5: Поворотный фазовый преобразователь | изображение: scosarg.com

Перемотка мотора

Последний способ заставить трехфазный двигатель работать от однофазной сети – это перемотка двигателя. Этот метод также известен как однофазное. Он предполагает перемотку электродвигателя с помощью конденсаторов. Трехфазная мощность поступает через три симметричные синусоидальные волны.Эти волны не совпадают по фазе друг с другом на 120 электрических градусов.

Для преобразования трехфазного двигателя две его фазы подключаются к однофазному источнику питания. Фантомная ветвь создается для третьей фазы с помощью конденсаторов. Конденсаторы вызывают смещение на 90 электрических градусов между вспомогательной и основной обмотками. Чтобы ток был сбалансированным, используемые конденсаторы должны быть подходящей емкости для нагрузки. На рисунке ниже показана принципиальная схема преобразования трехфазного в двухфазный режим с использованием однофазного метода.

Вы когда-нибудь запускали трехфазный двигатель? Как все прошло и есть ли у вас советы для нас?

Подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть. Трехфазный двигатель в однофазной сети без конденсаторов. Магнитный пускатель

В работе электриков общая задача – подключить двигатель, рассчитанный на три фазы, в однофазную сеть.Выполнить эту, на первый взгляд, непростую задачу без помощи дополнительных устройств сложно. Устройства, позволяющие двигателю с тремя фазами работать в сетях 220 В, являются различными фазосдвигающими элементами. Из их коллекторов чаще всего для этих целей выбирают емкость. Правильно подобрать конденсатор для трехфазного двигателя по схемам и простым формулам.

Асинхронные электродвигатели с тремя обмотками на статоре преобладают в различных отраслях сельского хозяйства.Применяются для привода вентиляционных устройств, уборки навоза, приготовления пищи, водоснабжения. Популярность таких моторов обусловлена ​​рядом преимуществ:

Подключить трехфазный двигатель к 220В можно попробовать, зная отличия в схемах подключения обмоток. Количество фаз, на которые рассчитан двигатель, можно определить по количеству клемм в его клеммной коробке: трехфазный в нем будет 6 выводов, а в однофазном два или четыре.

Обмотки двигателя с тремя фазами соединяются по заданной схеме, называемой «звезда» или «треугольник».У каждого из них есть свои достоинства и недостатки. При подключении в звезду обмотки подключаются. В клеммной коробке эта составная схема будет отображаться с помощью двух перемычек между зажимами с обозначениями «C6», «C4», «C5». Если обмотка двигателя соединена с треугольником, то начало соединяется с каждым концом. В клеммной коробке будут использоваться три перемычки, которые будут соединять зажимы «C1» и «C6», «C2» и «C4», «C3» и «C5».

Необходимость в элементах фазовращателя

При подключении трехфазного электродвигателя к сети 220 В пускового момента не возникает.Следовательно, возникает необходимость подключения пусковых устройств. Они создают фазовый сдвиг, позволяющий двигателю долго работать и работать под нагрузкой.

В качестве фазовращающих элементов можно использовать:

  • сопротивление;
  • индуктивность;
  • Вместимость
  • .

Из-за подключения трехфазного двигателя через конденсатор вала он начинает вращаться при подаче напряжения. Присоединение контейнера гарантирует не только запуск мотора, но и долгое удержание нагрузки.

Подключить трехфазный электродвигатель к сети 220 В. Можно только после изучения схемы подключения обмотки и назначения устройства, которое она будет активировать.

Присоединение конденсатора к обмоткам двигателя необходимо выполнять, соблюдая некоторые правила. Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети выполняется по одной из двух стандартных схем: «Звезда» или «Треугольник».

В двигателях средней и большой мощности необходимо два бака – рабочий и пусковой.Рабочий конденсатор КП 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 у «Звезды»:

Порядок подключения по схеме треугольник:

  • Подключите выводы обмоток двигателя в клеммной коробке, установив три перемычки между зажимами C1 и C6, C2 и C4, C6 и C5.
  • Присоедините конденсаторы к началу и концу одной и той же фазы (C1, C4 или C2, C5 или C3, C6).
  • Подвести ноль к клемме перемычки, свободной от емкости, а фазу – к любому другому зажиму.

Чтобы изменить направление вращения вала, вам потребуется напряжение или конденсаторы, которые будут подключены к другой фазе двигателя.

При выборе конденсатора необходимо предотвратить ситуацию, при которой фазный ток превышает номинальное значение.Поэтому подходить к расчетам нужно очень внимательно – неверные результаты могут привести не только к поломке конденсатора, но и обмотки обмоток двигателя.

На практике для запуска двигателей малой мощности мы используем упрощенный выбор, исходя из соображений, что на каждые 100 Вт мощности двигателя требуется 7 мкФ бака при подключении к треугольнику. Когда обмотка соединена в звезду, это значение удваивается. Если однофазная сеть присоединена к однофазной сети мощностью 1 кВт, то конденсатор заряжается зарядом 70-72 мкФ при соединении обмоток треугольником, и 36 мкФ в случае соединения звездой.

Расчет необходимого значения трудоспособности производится по формулам.

При соединении звездой:

Если обмотки образуют треугольник:

I – номинальный ток двигателя. Если по каким-то причинам его значение неизвестно, необходимо использовать формулу для расчета:

В данном случае подключено U = 220 В звездой, U = 380 В – треугольник.

P – мощность, измеренная в ваттах.

При запуске двигателя, при значительной нагрузке на вал, параллельно с рабочим объемом необходимо разрешить запуск.

Его значение рассчитывается по формуле:

СП = (2,5 ÷ 3,0) ср

Пусковая установка должна превышать значение рабочего в 2,5 – 3 раза.

Очень важен правильный выбор значений напряжения для конденсатора. Этот параметр, как и емкость, влияет на цену и габариты устройства. Если сетевое напряжение больше номинала конденсатора, пусковое устройство выйдет из строя.

Но и пользоваться аппаратурой с завышенным напряжением тоже не стоит.Ведь это приведет к неэффективному увеличению габаритов конденсаторной батареи.

Оптимальным считается значение напряжения конденсатора в 1,15 раза превышающее значение напряжения сети: UK = 1,15 U s.

Очень часто при включении двигателя с тремя обмотками в однофазную сеть используются конденсаторы КГБ-МН или БГТ (термостойкие). Они сделаны из бумаги. Металлический корпус полностью герметичен. Имеет прямоугольный вид. Необходимо учитывать, что допустимые значения напряжения и емкости, указанные на приборе, указаны для постоянного тока.Поэтому при работе на переменном токе необходимо в 2 раза снизить показатели напряжения конденсатора.

Выбрать схему подключения

Обмотки одного двигателя могут быть соединены звездой или треугольником. Вам нужно выбрать схему подключения по нагрузке. Если трехфазный двигатель в однофазной сети будет приводить в движение какой-либо маломощный механизм, то можно выбрать схему подключения «звезда». При этом рабочий ток будет небольшим, но значительно уменьшатся габариты и цена конденсаторной батареи.

В случае большой нагрузки при работе или в момент запуска обмотка двигателя должна быть включена по схеме «Треугольник». Это обеспечит ток, достаточный для длительной эксплуатации. К недостаткам можно отнести значительную цену и габариты конденсаторов.

Если после подключения конденсаторов и источника питания двигатель гудит, но не запускается, причины могут быть разными:

Громкий неприятный шум при включении двигателя и вращении вала свидетельствует о превышении емкости конденсатора.

Неплохо будет работать трехфазный двигатель в однофазной сети. Недостатком будет только развивающая мощность – не 100%, а 60-80% от номинала. Если мощность используется только для запуска, полезная мощность двигателя не будет превышать 60% от его номинальной мощности.


В различных любительских электромеханических машинах и устройствах в большинстве случаев используются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Увы, использование трехфазных в быту – явление очень редкое, ведь для своего питания от обычной электросети любители используют фазосдвигающий конденсатор, что позволяет в полной мере воплотить силовые и пусковые свойства мотора. .

Асинхронные трехфазные электродвигатели, а именно их, в результате широкого распространения, которое часто приходится применять, состоят из неподвижного статора и подвижного ротора. В пазах статора с угловым расстоянием 120 электрических градусов в распределительной коробке убираются проводники обмоток, начало и концы которых уложены (С1, С2, С3, С4, С5 и С6).

Подключение “Треугольник” (на 220 вольт)

Коннект «Звезда» (на 380 вольт)

Распределительная коробка трехфазного двигателя с положением перемычки для подключения звездообразной схемы

Когда трехфазный двигатель включается в трехфазную сеть по его обмоткам в разное время, в свою очередь, начинает течь ток, создавая вращающееся магнитное поле, которое приводит к ротору, заставляя его вращать его. .Когда двигатель подключен к однофазной сети, крутящий момент, который может перемещать ротор, не создается.

Если можно подключить двигатель сбоку к трехфазной сети, то мощность не тяжелая. В разрыв одной из фаз ставим амперметр. Бег. Показания амперметра Умножьте на фазное напряжение.

В хорошей сети это 380. Получаем мощность P = I * U. Взято% 10-12 по КПД. Получите действительно верный результат.

Для измерения оборотов есть меховые приборы.Хотя по слухам тоже можно определить.

Среди различных способов включения трехфазных электродвигателей в однофазную сеть наиболее распространенным является включение третьего контакта через фазосдвигающий конденсатор.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Скорость вращения трехфазного двигателя, работающего от однофазной сети, остается почти такой же, как при подключении к трехфазной сети.Увы, заявить мощность, потери которой достигают значительных значений, невозможно. Четкие значения потери силы зависят от схемы включения, условий работы двигателя, величины емкости фазирующего конденсатора. Примерно трехфазный двигатель в однофазной сети теряет до 30-50% собственной мощности.

Не многие трехфазные электродвигатели готовы хорошо работать в однофазных сетях, но большинство из них справились с этой задачей вполне удовлетворительно – если не считать потерь мощности.В основном для работы в однофазных сетях используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (А, АО2, АОЛ, АПН и др.).

Асинхронные трехфазные двигатели рассчитаны на 2 номинальных напряжения сети – 220/127, 380/220 и т. Д., Электродвигатели с рабочим напряжением обмоток 380 / 220В (380В – для «Звезд», 220 – для «треугольник»). Наибольшее напряжение для «звезды», наименьшее – для «треугольника». В паспорте и на знаке двигателей, не считая других характеристик, указывают рабочее напряжение обмоток, схему их подключения и вероятность его изменения.

Таблетки трехфазных электродвигателей

Обозначение на табличке А говорит о том, что обмотки двигателя могут быть соединены как «треугольником» (на 220В), так и «звездой» (на 380В). При подключении трехфазного двигателя в одноименную сеть лучше использовать схему «треугольник», так как в этом случае двигатель имеет меньшую мощность, чем при включении «звезды».

Название B информирует, что обмотки двигателя соединены по схеме «звезда», и вероятность их переключения на «треугольник» не учитывается (выходов не более 3-х) в разветвительной коробке.В этом случае остается либо посоревноваться с большой потерей мощности, подключив двигатель по схеме «Звезда», либо, заложив в обмотку электродвигателя, попытаться вывести недостающие концы, чтобы соединить обмотки по схеме схема треугольника.

В том случае, если рабочее напряжение двигателя 220 / 127В, то подключать к однофазной сети к двигателю 220В можно только по схеме «Звезда». При включении 220В по схеме «Треугольник» двигатель горит.

Пусков и концов обмоток (разные варианты)

Вероятно, основная сложность включения трехфазного двигателя в однофазную сеть состоит в том, чтобы понять электрические трубопроводы, выходящие на распределительную коробку или, если последняя, ​​скорее, просто производные от двигателя, выходящего наружу.

Самый распространенный вариант, когда обмотка уже подключена по «треугольнику» в имеющемся двигателе на 380 / 220В. В этом случае необходимо просто подключить токовые электрические трубки и рабочий и пусковой конденсаторы к клеммам двигателя согласно схеме подключения.

Если заводной двигатель подключен «звездой», и есть шанс поменять его на «треугольник», то такой случай тоже можно отнести к трудоемким. Необходимо просто поменять схему поворота обмоток на «треугольник», используя для этого перемычку.

Определение начала и конца обмоток. Ситуация усложняется, если в распределительной коробке выводится 6 проводов без указания их принадлежности к конкретной обмотке и обозначения начала и окончания.В данном случае дело сводится к решению 2-х задач (хотя надо попробовать поискать какую-то документацию на электродвигатель в сети. Можно описать, к чему относятся электрические трубы разных цветов :):

определение пары проводов, относящихся к одной обмотке;

нахождение начала и конца обмоток.

1-я задача решается по “прозвищу” всех проводов тестером (измерение сопротивления). Когда устройства нет, можно решить это лампочкой от фонарика и батареек, подключив имеющиеся электрические трубы в цепь поочередно с лампочкой.Если последний загорается, это означает, что два проверенных конца принадлежат одной обмотке. Этот метод определяет 3 пары проводов (A, B и C на рисунке ниже) с соотношением 3 обмоток.

Определение пары проводов, относящейся к одной обмотке

Задача вторая, нужно определить начало и конец обмоток, она будет несколько сложнее и потребуется наличие батарейки и стрелочного вольтметра. Цифровой для этой задачи не подходит по инерции.Порядок определения концов и начала обмоток приведен на схемах 1И 2.

.

Нахождение начала и конца обмоток

К концам одной обмотки (например, а) подключается аккумулятор, к концам других (например, б) – стрелочный вольтметр. Теперь при обрыве контакта проводов и с аккумулятором стрелка вольтметра поплыла в какую-то сторону. Затем нужно подключить вольтметр к обмотке С и произвести такую ​​же операцию с разрывом контактов аккумулятора.При необходимости, изменяя полярность обмотки с (меняя концы С1 и С2), необходимо обеспечить, чтобы стрелка стрелы качнулась в том же направлении, что и в случае обмотки В. Таким же образом, обмотка А – с аккумулятором, подключенным к обмотке С или В.

В конечном итоге из всех манипуляций должно получиться следующее: при размыкании контактов АКБ хотя бы с некоторыми обмотками на 2-х других должен появиться электрический потенциал той же полярности (стрелка прибора качается в одну сторону).Выводы 1-й балки как начало (A1, B1, C1) осталось пометить (A1, B1, C1), а выводы другой – как концы (A2, B2, C2) и соединить их по Желаемая схема – «треугольник» либо «звезда» (при напряжении двигателя 220 / 127В).

Удаление отсутствия заканчивается. Наверное, самый сложный вариант – когда у двигателя сращивание обмоток по схеме «Звезда», и нет возможности переключить его на «треугольник» (в распределительной коробке выводится не более 3-х трубок – начало обмоток С1, С2, С3).

В этом случае для включения двигателя по схеме «Треугольник» необходимо вывести недостающие концы обмоток С4, С5, С6.

Цепи включения трехфазного двигателя в однофазной сети

Включить по схеме «Треугольник». В случае домашней сети, исходя из убеждений о получении большей выходной мощности, более целесообразным считается однофазное включение трехфазных двигателей по схеме «Треугольник». При этом их мощность имеет возможность достигать 70% от номинальной.2 контакта в разветвительной коробке подключены напрямую к электропроводкам однофазной сети (220В), а 3-тоесть – через рабочий конденсатор СР хотя бы к некоторым из 2-х контактов или электрических проводов сети.

Обеспечить запуск. Работа трехфазного двигателя без нагрузки может осуществляться от рабочего конденсатора (подробнее ниже), но если электронное письмо имеет некоторую нагрузку, оно либо не запускается, либо становится очень медленным. Тогда для быстрого пуска понадобится вспомогательный рабочий конденсатор СП (расчет емкостной емкости описан ниже).Пусковые конденсаторы работают только во время пуска двигателя (2-3 секунды, оборот не выполняется примерно на 70% от номинала), затем пусковой конденсатор необходимо выключить и разрядить.

Трехфазный двигатель удобно запускать специальным выключателем, одна пара которого замыкается при нажатии кнопки. При отпускании одни контакты блокируются, остальные остаются включенными – кнопка «Стоп» не нажимается.

Выключатель для пуска электродвигателей

Реверс.Направление вращения двигателя зависит от того, к какому контакту подключена третья фазная обмотка («фаза»).

Направление вращения можно контролировать, подключив последний через конденсатор к двухпозиционному переключателю, соединенному двумя контактами с первой и второй обмотками. В зависимости от положения переключателя двигатель повернется в ту или иную сторону.

На рисунке ниже представлена ​​схема с пусковым и рабочим конденсатором и ключом реверса, позволяющим комфортно управлять трехфазным двигателем.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети, с реверсом и кнопкой подключения пускового конденсатора

Подключение по схеме «Звезда». Такая схема подключения трехфазного двигателя к сети напряжением 220В применяется для электродвигателей, у которых обмотки рассчитаны на напряжение 220 / 127В.


Конденсаторы. Требуемая емкость рабочих конденсаторов для работы трехфазного двигателя в однофазной сети зависит от схемы включения на обмотках двигателя и других характеристик.Для подключения «звезды» емкость рассчитывается по формуле:

CP = 2800 I / U

Для соединения треугольником:

CP = 4800 I / U

Где CP – емкость рабочего конденсатора в МКФ, I – ток в А, U – напряжение сети в В. Ток рассчитывается по формуле:

I = p / (1,73 un cosf)

где P – мощность электрического двигатель кВт; n – КПД двигателя; COSF – коэффициент мощности, 1,73 – коэффициент, определяющий соответствие между линейным и фазным токами.КПД и коэффициент мощности указаны в паспорте и на табличке двигателя. Традиционно их значение находится в диапазоне 0,8-0,9.

На практике значение емкости рабочего конденсатора при подключении «треугольника» можно рассматривать по упрощенной формуле C = 70 PN, где PN – номинальная мощность электродвигателя в кВт. Согласно этой формуле на каждые 100 Вт необходимо около 7 мкФ рабочей емкости конденсатора.

Правильность подбора емкости конденсатора проверяется по результатам работы двигателя.В том случае, если его значение больше чем, это будет необходимо в этих условиях эксплуатации, двигатель будет иметь перевес. Если емкость требуется меньше, выходная мощность электродвигателя станет очень низкой. Есть повод искать конденсатор для трехфазного двигателя, начиная с небольшой мощности и постепенно увеличивая его значение до рационального. Если это возможно, гораздо лучше выбрать емкость для измерения тока в электрических трубопроводах, подключенных к сети и к рабочему конденсатору, например, с помощью токоизмерительных клещей.Текущее значение должно быть ближе. Измерения следует проводить в том режиме, в котором будет работать двигатель.

При определении пусковой мощности в первую очередь исходят из требований создания желаемой стартовой точки. Не путайте стартовую емкость с емкостью контейнера. На приведенных схемах пусковая емкость равна сумме емкостей рабочего (СР) и пускового (СП) конденсаторов.

В том случае, если в рабочих условиях пуск электродвигателя происходит без нагрузки, пусковая мощность традиционно принимается такой же рабочей, то есть пусковой конденсатор не нужен.В этом случае схема подключения упрощается и сокращается. Для такого упрощения и основного сокращения схемы можно организовать вероятность отключения нагрузки, например, дав возможность быстро и комфортно изменить положение мотора для опускания ременной передачи, или сделав снятие прижимного ролика, например, как у ременной муфты мотоблока.

Запуск под нагрузкой требует наличия достаточной мощности (SP) подключенного временного запуска двигателя.Увеличение отключенного контейнера приводит к увеличению начальной точки, и при определенном конкретном значении его значение достигает своего наибольшего значения. Дальнейшее увеличение емкости приводит к обратному эффекту: начальная точка начинает уменьшаться.

Зачистка из условия запуска двигателя при нагрузке, наиболее близкой к номинальной, пусковая емкость обязана быть в 2-3 раза больше рабочей, то есть если емкость рабочего конденсатора 80 мкФ, то емкость пускового конденсатора требуется 80-160 мкФ, что обеспечит пусковую емкость (сумма емкостей рабочего и пускового конденсаторов) 160-240 мкФ.Хотя, если двигатель при запуске имеет небольшую нагрузку, емкость пускового конденсатора может быть для него меньше или вообще необходима.

Пусковые конденсаторы работают кратковременно (всего несколько секунд на весь период подключения). Это дает возможность использовать при запуске двигателя более дешевые ключевые электролитические конденсаторы, специально созданные для этой цели.

Обратите внимание, что двигатель, подключенный к однофазной сети через конденсатор, работающий при отсутствии нагрузки, на обмотке, питаемой через конденсатор, имеет на 20-30% больше номинала.Следовательно, в случае использования двигателя в режиме короткого замыкания емкость рабочего конденсатора должна быть минимизирована. Но тогда, если двигатель запустился без пускового конденсатора, последний может потребоваться.

Намного лучше применить не 1 большой конденсатор, а несколько гораздо меньшего размера, частично из-за возможности выбора хорошей мощности, подключения добавленных или отключения неадекватных, последние используются как пусковая. Требуемое количество микрофарад набирается параллельно соединению нескольких конденсаторов, отталкиваясь от того, что общая емкость при параллельном включении рассчитывается по формуле:

Определение начала и конца фазных обмоток асинхронного электродвигателя









Асинхронные трехфазные двигатели распространены в производстве и быту.Особенность в том, что их можно подключать как к трехфазной, так и к однофазной сети. В случае с однофазными моторами это невозможно: они работают только при питании от 220В. А какие есть способы подключения двигателя 380 вольт? Рассмотрим, как соединить обмотки статора в зависимости от количества фаз в электросети, с помощью иллюстраций и обучающего видео.

Базовых схем две (видео и схемы в следующем разделе статьи):

Преимущество подключения треугольник – работа на максимальной мощности.Но при включении электродвигателя в обмотках возникают большие пусковые токи, опасные для техники. Когда звезда подключена, двигатель запускается плавно, так как токи низкие. Но добиться максимальной мощности не получается.

В связи с вышесказанным двигатели при питании от 380 вольт подключаются только звездой. В противном случае высокое напряжение при включении треугольника способно развить такие пусковые установки, что блок выйдет из строя. Но при высокой нагрузке выходной мощности может не хватить.Тогда прибегайте к хитростям: запустите звезду звезды, чтобы она благополучно включилась, а затем переключитесь с этой схемы на треугольник для набора большой мощности.

Треугольник и звезда

Прежде чем рассматривать эти схемы, договариваемся:

  • Статор имеет 3 обмотки, каждая из которых по 1 в начале и 1 в конце. Они выводятся в виде контактов. Поэтому для каждой обмотки их 2. Обозначим: обмотку – о, конец – к, начало – N. На схеме ниже 6 контактов пронумерованы от 1 до 6.Для первой обмотки начало – 1, конец – 4. Согласно принятым обозначениям это NO1 и K4. Для второй обмотки – NO2 и KO5, для третьей – but3 и CO6.
  • В электросети 380 вольт 3 фазы: A, B и C. Их условное обозначение оставим прежним.

При соединении обмоток электродвигателя звездой сначала подключаются все пуски: бут1, бут2 и н3. Затем K4, KO5 и CO6 соответственно получают питание от A, B и C.

При соединении асинхронного электродвигателя треугольником каждое начало соединяется с концом обмотки.Выбирайте порядковый номер обмоток произвольно. Может получиться: no1-ko5-n2-ko6-n3-ko2.

Соединения звезды и треугольника выглядят так:

Бывают в жизни ситуации, когда нужно включить какое-то промышленное оборудование в обычную домашнюю сеть электроснабжения. Сразу возникает проблема с количеством проводов. В машинах, предназначенных для эксплуатации на предприятиях, выводов, как правило, три, а иногда и четыре. Что с ними делать, где их подключать? Те, кто пробовал опробовать разные варианты, убедились, что моторы просто не хотят крутиться.Возможно ли вообще однофазное подключение трехфазного двигателя? Да, можно добиться вращения. К сожалению, в этом случае падение мощности неизбежно почти в два раза, но в некоторых ситуациях это единственный выход.

Напряжение и их соотношение

Чтобы понять, как подключить трехфазный двигатель к обычной розетке, следует разобраться, как соотносятся напряжения в промышленной сети. Напряжения хорошо известны – 220 и 380 вольт. Раньше еще было 127 В, но в пятидесятые по этому параметру больше отказались.Откуда взялись эти «магические числа»? Почему не 100, 200 или 300? Кажется, что круглые числа считаются проще.

Большая часть промышленного электрооборудования рассчитана на подключение к трехфазной сети, напряжение каждой фазы относительно нулевого провода составляет 220 вольт, как и в домашней розетке. Откуда берется 380 В? Это очень просто, достаточно рассмотреть равносторонний треугольник с углом 60, 30 и 30 градусов, который представляет собой векторную диаграмму напряжений. Длина самой длинной стороны будет равна длине бедра, умноженной на 30 ° COS.После нескоростных подсчетов можно убедиться, что 220 х Cos 30 ° = 380.

Устройство трехфазного двигателя

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

Изобретателем этого революционного устройства был русский ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский.Эта выдающаяся электротехника была сторонником теории трехфазного электроснабжения, которая в наше время стала доминирующей. Трехфазный работает по принципу индукции токов от обмоток статора по замкнутым проводам ротора. В результате их протекания на короткозамкнутых обмотках в каждой из них возникает магнитное поле, которое стыкуется, взаимодействуя с силовыми линиями статора. Таким образом получается крутящий момент, приводящий к круговому движению оси двигателя.

Обмотки расположены под углом 120 °, таким образом, вращающееся поле, создаваемое каждой фазой, последовательно толкает каждую намагниченную сторону ротора.

Треугольник или звезда?

Трехфазный двигатель в трехфазную сеть может быть включен двумя способами – с участием нулевого провода или без него. Первый способ называется «Звезда», в этом случае каждая из обмоток находится под (между фазой и нулем), равным 220 В. Схема подключения трехфазного двигателя «Треугольник» предполагает последовательное соединение трех обмоток и подавать линейные (380 В) напряжения на коммутационные узлы. Во втором случае двигатель выдаст большую примерно в полтора раза мощность.

Как включить мотор в обратном направлении?

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

Для удобства изменения схемы в клеммной коробке двигателя предусмотрены перемычки, выполненные, как правило, из меди. Для включения «звезды» аккуратно соедините три обмотки выходного провода вместе. «Треугольник» получается немного сложнее, но с ним справятся любые электротехники.

Фазос-сдвижные контейнеры

Итак, иногда возникает вопрос, как подключить трехфазный двигатель к обычной домашней розетке. Если вы просто попытаетесь подключить к вилке два провода, она не будет вращаться. Для того, чтобы дело пошло, нужно смоделировать фазу, сдвинув подаваемое напряжение на какой-то угол (желательно 120 °). Добиться этого эффекта можно, если использовать элемент фазового сдвига. Теоретически это может быть и индуктивность, и даже сопротивление, но чаще всего трехфазный двигатель в однофазную сеть включают с помощью латинской электрической буквы S.

Что касается применения дросселей, то это затруднительно из-за сложности определения их значения (если оно не указано на корпусе прибора). Для измерения величины L требуется специальный прибор или собранная по этой схеме. Кроме того, выбор доступных дросселей обычно ограничен. Однако экспериментально подобрать любой элемент фазосдвига можно, но это хлопотно.

Что происходит при запуске двигателя? В одну из точек соединения подается ноль, в другую – фазу, а на третью – некоторое напряжение, смещенное на некоторый угол относительно фазы.Понятно и неспециалисту, что работа двигателя будет полной не из-за механической мощности на валу, а в некоторых случаях самого факта вращения. Однако при запуске могут возникнуть некоторые проблемы, например, отсутствие начального момента, способного сдвинуть ротор с места. Что делать в этом случае?

Пусковой конденсатор

Во время пуска вала требуются дополнительные усилия для преодоления сил инерции и трения. Для увеличения момента вращения необходимо установить дополнительный конденсатор, подключенный к схеме только на время пуска, а затем выключения.Для этих целей лучше всего использовать кнопку закрытия без фиксации положения. Подключение трехфазного двигателя с пусковым конденсатором показано ниже, это просто и понятно. В момент подачи напряжения нажмите кнопку «Пуск», и будет создан дополнительный фазовый сдвиг. После того, как двигатель наберет нужные обороты, кнопку можно (и даже нужно) отпустить, и на диаграмме останется только работоспособность.

Расчет величины резервуаров

Итак, мы выяснили, что для включения трехфазного двигателя в однофазную сеть требуется дополнительная схема подключения, в которой помимо кнопки пуска , два конденсатора включены.Вам нужно знать их величину, иначе система не сработает. Для начала определим величину электрического контейнера, необходимую для того, чтобы заставить ротор сдвинуться с места. При параллельном включении представляет собой сумму:

С = от Арт + Ср, где:

С СТ – пуск дополнительного отключается после работоспособности;

С П – рабочий конденсатор, обеспечивающий вращение.

Нам еще нужно значение номинального тока I n (оно указано на табличке, прикрепленной к двигателю на заводе).Этот параметр также можно определить по простой формуле:

IH = p / (3 x U), где:

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

P – мощность трехфазного двигателя, иногда при пропадании тарелки определяются на глаз.

Итак, зависимости требуемой рабочей мощности рассчитываются по формулам:

С p = cp = 2800 i n / u – для «звезды»;

С p = 4800 i n / u – для «треугольника»;

Пусковой конденсатор должен работать в 2-3 раза больше.Единица измерения – микрофрейс.

Есть очень простой способ рассчитать емкость: C = P / 10, но эта формула дает скорее порядковые номера, чем его значение. Однако верить ему придется в любом случае.

Почему подходит

Приведенный выше метод расчета является приблизительным. Во-первых, номинал, указанный на корпусе электроконтейнера, может существенно отличаться от фактического. Во-вторых, в обиходе часто используются бумажные конденсаторы (вообще говоря, вещь не годная), и они, как и всякие другие предметы, подвержены старению, что приводит к еще большему отклонению от заданного параметра.В-третьих, ток, который будет потреблять двигатель, зависит от величины механической нагрузки на вал, поэтому оценить ее можно только экспериментально. Как это сделать?

Требуется немного терпения. В итоге получается довольно громоздкий набор конденсаторов, главное – после окончания работ все беременеет, чтобы припаянные концы от исходящих от мотора колебаний не отваливались. И тогда не лишним будет проанализировать результат и, возможно, упростить конструкцию.

Аккумуляторная сборка баков

Если в мастере нет специальных электролитических клещей, позволяющих измерять ток без размыкания цепей, то амперметр следует подключать последовательно к каждому проводу, который входит в трехфазный двигатель. В однофазной сети общее значение будет протекать, и при выборе конденсаторов следует стремиться к наиболее равномерной нагрузке обмоток. Следует помнить, что при последовательном подключении общая емкость уменьшается по закону:

Также нельзя забывать о таком важном параметре, как напряжение, на которое рассчитывается конденсатор.Он должен быть не меньше номинала сети, а лучше с запасом.

Разрядный резистор

Цепь трехфазного двигателя, включенная между той же фазой и нулевым проводом, иногда дополняется сопротивлением. Он служит для того, чтобы заряд оставался на пусковом конденсаторе, оставаясь после того, как машина уже выключена. Эта энергия может вызвать электрический удар, не опасный, но крайне неприятный. Чтобы обезопасить себя, необходимо подключить резистор с пусковой емкостью (электрики называют «оглушающими»).Величина его сопротивления велика – от половины мега до мега, а по размерам она мала, поэтому симпатична и наполовину насыщает мощность. Однако, если пользователь не боится быть «точным», то без этой детали вполне можно и обойтись.

Использование электролита

Как уже было сказано, пленочные или бумажные электрокары дорогие, и их не так просто привезти столько, сколько хотелось бы. Сделать однофазное подключение трехфазного двигателя можно с помощью недорогих и доступных электролитических конденсаторов.При этом совсем дешевыми они не будут, так как должны выдерживать 300 вольт постоянного тока. Для безопасности их стоит оглушить полупроводниковыми диодами (например, Д 245 или Д 248), но при этом стоит помнить, что при пробое этих устройств на электролит падает переменное напряжение, и он очень сильно нагревается. , а затем он взорвется, громко и эффективно. Поэтому без особой надобности лучше использовать конденсаторы бумажного типа, работающие от напряжения хотя бы постоянного, а то и переменного.Некоторые мастера полностью разрешают использование электролитов в пусковых цепях. Из-за кратковременного воздействия на них переменного напряжения они могут не успеть взорваться. Лучше не экспериментировать.

Если нет конденсаторов

Где обычные граждане, не имеющие доступа к использованию электрических и электронных деталей, их приобретают? На барахолках и «барахолках». Вот они лежат, осторожно сброшенные кем-то (обычно пожилым) руками из старых стиральных машин, телевизоров и прочего строительного бытового и промышленного оборудования.Они очень много просят эту продукцию советского производства: продавцы знают, что если товар нужен, то купят, а если нет – и ничего не возьмут. Бывает, что как раз самого необходимого (в данном случае конденсатора) просто нет. И что делать? Без проблем! Придут резисторы и нужны только мощные, желательно керамические и глазурованные. Конечно, фаза идеального сопротивления (активная) не сдвигается, но в этом мире нет ничего идеального, и в нашем случае это хорошо. Каждое физическое тело имеет свою индуктивность, электрическую мощность и сопротивление, будь то крошечная пыль или огромная гора.Включение трехфазного двигателя в розетку становится возможным при замене его конденсатором с сопротивлением, номинал которого рассчитывается по формуле:

R = (0,86 х U) / ки, где:

ки – величина тока при трехфазном подключении, а;

У – наш верный 220 вольт.

Какие моторы подойдут?

Перед покупкой за немалые деньги мотор, который предполагается использовать в качестве привода круга для заточки, циркулярной пилы, сверлильного станка или другого полезного бытового устройства, не помешает задуматься о его применимости для этих целей.Не каждый трехфазный двигатель в однофазной сети вообще может работать. Например, серию МА (у него короткозамкнутый ротор с двойной ячейкой) следует исключить, чтобы не тащить значительный и бесполезный груз. В общем, лучше сначала поэкспериментировать или пригласить опытного человека, например электрика, и посоветоваться с ним перед покупкой. Асинхронный двигатель трехфазного ряда отходов, АПН, АО2, АО и, конечно же, А. Эти индексы указаны на заводских шильдиках.

В трехфазной сети обычно 4 провода (3 фазы и ноль). Может быть еще один отдельный провод «Земля». Но нулевого провода нет.

Как определить напряжение в вашей сети?
Очень просто.Для этого измерьте напряжение между фазами и между нулем и фазой.

В сетях 220/380 напряжение между фазами (U1, U2 и U3) будет 380 В, а напряжение между шумом и фазой (U4, U5 и U6) будет 220 В.
В сетях 380 / 660 В, напряжение между любыми фазами (U1, U2 и U3) будет равно 660 В, а напряжение между нулем и фазой (U4, U5 и U6) будет 380 В.

Возможные схемы обмоток двигателя

Асинхронные электродвигатели имеют три обмотки, каждая из которых имеет начало и конец и соответствует своей фазе.Системы обозначения обмоток могут быть разными. В современных электродвигателях принята система обозначения обмоток U, V и W, а их выводы обозначаются цифрой 1 начало обмотки и цифрой 2 – ее конец, то есть обмотка U имеет два вывода: U1 и U2, обмотка V – V1 и V2, а обмотка W – W1 и W2.

Однако старые асинхронные двигатели, произведенные в СССР и имеющие старую советскую маркировку, все еще находятся в эксплуатации. В них старты начинались С1, С2, С3, а концы – С4, С5, С6.Значит, первая обмотка имеет выводы С1 и С4, вторая – С2 и С5, а третья – С3 и С6.

Трехфазные электродвигатели могут подключаться по двум разным схемам: звезда (y) или треугольник (δ).

Подключение электродвигателя по схеме звезды

Название схемы подключения связано с тем, что при подключении обмоток по этой схеме (см. Рисунок справа) она визуально напоминает трехстороннюю звезду .

Как видно из схемы подключения электродвигателя, все три обмотки соединены между собой одним своим концом.При таком подключении (сеть 220/380 В) для каждой обмотки отдельно подходит напряжение 220 В, а для двух последовательно соединенных обмоток – напряжение 380 В.

Главное преимущество подключения электродвигателя по схеме звезды малые пусковые токи, так как напряжение питания 380 В (межфазное) потребляет сразу 2 обмотки, в отличие от схемы «Треугольник». Но при таком подключении мощность поставляемого электродвигателя ограничена (в основном из экономических соображений): обычно в звезду входят относительно слабые электродвигатели.

Подключение электродвигателя по схеме треугольника

Название этой схемы также происходит от графического изображения (см. Рисунок справа):

Как видно из схемы подключения электродвигателя – «Треугольник», обмотки соединены последовательно между собой: конец первой обмотки соединен с началом второй и так далее.

То есть на каждую обмотку будет напряжение 380 В (при использовании сети 220/380 В).В этом случае по обмоткам протекают большие токи, в треугольник обычно включаются двигатели большей мощности, чем при соединении звездой (от 7,5 кВт и выше).

Подключение электродвигателя к трехфазной сети на 380 В

Последовательность действий следующая:

1. Для начала выясняем, как рассчитывается наша сеть.
2. Позже мы посмотрим на пластину, которая находится на электродвигателе, она может выглядеть так (звезда Y / треугольник Δ):

(~ 1, 220 В)


220 В / 380 В (220/380, Δ / Y)

(~ 3, y, 380 В)

Двигатель для трехфазной сети
(380 В / 660 В (Δ / Y, 380 В / 660 В)

3. После определения параметров сети и параметров электрического подключения электродвигателя (звезда y / треугольник δ) перейдите к физическому электрическому подключению электродвигателя.
4. Для включения трехфазного электродвигателя необходимо одновременно подать напряжение на все 3 фазы.
Довольно частая причина выхода из строя электродвигателя – работа на двух фазах. Это может произойти из-за неисправного стартера или при перегрузке фазы (когда напряжение в одной из фаз намного меньше, чем в двух других).
Существует 2 метода подключения электродвигателя:
– Использование автоматического выключателя или устройства защиты двигателя

Эти устройства при включении подавали напряжение сразу на все 3 фазы. Мы рекомендуем вам поставить автомат защиты двигателя серии MS, так как он может быть настроен точно на рабочий ток электродвигателя, и он будет чувствительно отслеживать его в случае перегрузки. Это устройство на время пуска позволяет некоторое время работать на повышенном (пусковом) токе, не выключая двигатель.
Обычную защиту автоматику требуется ставить при превышении номинального тока электродвигателя с учетом пускового тока (в 2-3 раза выше номинального).
Такой автомат может заглушить двигатель только в случае с КЗ или раскрутить его, что зачастую не обеспечивает желаемой защиты.

Использование стартера

Стартер – это электромеханический контактор, замыкающий каждую фазу с соответствующей обмоткой электродвигателя.
Привод контакторного механизма осуществляется с помощью электромагнита (соленоида).

Устройство электромагнитного пуска:

Магнитный пускатель прост и состоит из следующих частей:

(1) катушка электромагнита
(2) Пружина
(3) Мобильная рама с контактами (4) для подключения питания сети (или обмотки)
(5) Контакты еще для подключения обмоток двигателя (питание).

При питании катушки, рамка (3) с контактами (4), она опускается и замыкает свои контакты на соответствующие неподвижные контакты (5).

Типовая схема подключения электродвигателя с помощью стартера:


При выборе стартера следует обратить внимание на напряжение питания катушки магнитного пускателя и купить его в соответствии с возможностью подключения к конкретной сети (например, если у вас всего 3 провода и сеть 380 В, то катушку нужно брать на 380 В, если у вас Сеть 220/380 В, то катушка может быть 220 В).

5. Контроль, в правильном направлении вал вращается.
Если вы хотите изменить направление вращения вала электродвигателя, то вам просто нужно поменять местами любые 2 фазы. Это особенно важно при питании от центробежных электронасосов со строго определенным направлением вращения рабочего колеса

Как подключить поплавковый выключатель к трехфазному насосу

Из вышеописанного становится понятно, что для управления трехфазным электродвигателем насоса в автоматическом режиме с помощью поплавкового выключателя невозможно просто разорвать одну и ту же фазу, как это делается с однофазными двигателями в однофазном режиме. фазовая сеть.

Проще всего использовать магнитный пускатель для автоматизации.
В данном случае поплавковый выключатель должен последовательно интегрироваться в цепь питания катушки стартера. При замыкании цепи цепь катушки стартера будет замкнута, а электродвигатель включен, при размыкании – питание электродвигателя будет отключено.

Подключение электродвигателя к однофазной сети 220 В

Обычно используются специальные двигатели для подключения к однофазной сети 220В, которая используется для подключения к такой сети, и их питание не происходит.Для этого достаточно просто вставить вилку (большинство бытовых насосов оснащено стандартной вилкой Шукука) в розетку

Иногда требуется подключить трехфазный электродвигатель к сети 220 В (если, например нельзя провести трехфазную сеть).

Максимально возможная мощность электродвигателя, который может быть включен в однофазную сеть 220 В, составляет 2,2 кВт.

Самый простой способ – подключить электродвигатель через преобразователь частоты, рассчитанный на питание от сети 220 В.

Следует помнить, что преобразователь частоты на 220 В, он дает на выходе 3 фазы 220 В. То есть в трехфазную сеть можно подключить только электродвигатель, имеющий напряжение питания 220 В ( обычно двигатели с шестью контактами в распиленной коробке, обмотки которых можно соединять как звездой, так и треугольником). В этом случае нужно соединить обмотки треугольника.

Возможно, еще проще подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220 В с помощью конденсатора, но такое подключение приведет к выходу электродвигателя из строя примерно на 30%.Третья обмотка запитана через конденсатор от любой другой.

Мы не будем рассматривать этот тип подключения, так как это нормально для насосов, этот способ не работает (либо при стартере двигатель не запускается, либо электродвигатель перегревается из-за снижения мощности).

Использование преобразователя частоты

В настоящее время преобразователи частоты достаточно активно используются для регулирования частоты вращения (оборотов) электродвигателя.

Это позволяет не только экономить электроэнергию (например, при использовании частотного регулирования насосов для водоснабжения), но и управлять подачей объемных насосных насосов, переводя их в дозирующие (любые насосы объемного принципа работы).

Но очень часто при использовании преобразователей частоты не обращают внимания на некоторые нюансы их применения:

Регулировка частоты, без доработки электродвигателя, возможна в пределах регулировки частоты +/- 30% от рабочей. (50 Гц),
– при увеличении частоты вращения более 65 Гц требуется замена подшипников на усиленные (теперь с помощью ПЭ можно поднять частоту тока до 400 Гц, обычные подшипники при таких скоростей),
– При уменьшении скорости вращения встроенный электродвигатель вентилятора начинает работать неэффективно, что приводит к перегреву обмоток.

Из-за того, что не обращают внимания на конструкцию установок на такие «мелочи», очень часто выходят из строя электродвигатели.

Для работы на низкой частоте необходимо установить дополнительный вентилятор принудительного охлаждения электродвигателя.

Вместо кожуха вентилятора установлен вентилятор принудительного охлаждения (см. Фото). В этом случае даже при уменьшении основного вала двигателя
дополнительный вентилятор обеспечит надежное охлаждение электродвигателя.

Имеем большой опыт модернизации электродвигателей для работы на низкой частоте.
На фото винтовые насосы с дополнительными вентиляторами на электродвигателях.

Эти насосы используются в качестве дозирующих насосов в пищевом производстве.

Надеемся, что данная статья поможет вам самостоятельно правильно подключить электродвигатель к сети (ну или хотя бы понять, что вы не электрик, а «специалист широкого профиля»).

Технический директор
ООО «Насосы ампика»
Моисей Юрий Васильевич.


Приведение в действие трехфазных станков в однофазном цехе

Вопрос:

Большая часть тяжелого оборудования рассчитана на работу от трехфазного источника питания, но существует ряд опций, позволяющих запустить инструменты в вашем однофазном домашнем магазине.

Я подумываю купить бывшее в употреблении промышленное оборудование у местного краснодеревщика, но все машины оснащены трехфазными двигателями. Это для моего домашнего магазина, где у меня только однофазное питание. Могу ли я что-нибудь сделать, чтобы преобразовать эти машины для работы от однофазной сети?

Franklin Maeve, Сан-Диего, CA

А:

Большая часть тяжелого машинного оборудования рассчитана на работу от трехфазной электроэнергии, поскольку трехфазные двигатели проще, эффективнее и надежнее, чем однофазные двигатели.К сожалению, трехфазное питание обычно недоступно в жилых районах, но, возможно, стоит проконсультироваться с вашей энергетической компанией. Даже если он доступен, стоимость подключения может быть непомерно высокой.

Если не считать работающего трехфазного источника питания, существует ряд опций, позволяющих получить трехфазный инструмент, работающий от однофазного источника питания. Первый и наиболее очевидный вариант – замена двигателя машины на однофазный. Но это может быть невозможно на некоторых машинах, потому что оригинальный двигатель имеет специальные монтажные кронштейны или приводной вал имеет нестандартную резьбу или шлицы.К сожалению, на настольных пилах довольно часто встречаются специализированные моторы. Если производитель инструмента все еще работает, вы можете получить у него однофазный двигатель.

Подробнее об оборудовании
Модернизируйте свой фуговальный станок с помощью сегментированной режущей головки
Винтажное оборудование: новая жизнь для старого железа
Интеллектуальный сбор пыли для вашей ленточной пилы

Другой вариант – использовать преобразователь, который позволит вам запускать трехфазную машину на однофазном питании. Преобразователи бывают трех основных типов: статические, поворотные и электронные.

Из трех наименований статический тип является наименее дорогим. Статический преобразователь не имеет движущихся частей и должен быть рассчитан на двигатель, на котором он работает. К сожалению, статический преобразователь снижает доступную мощность двигателя примерно на треть и затрудняет запуск воздушных компрессоров, пылеуловителей, больших ленточных пил и других машин с большими пусковыми нагрузками. Снижение мощности часто не является проблемой и может быть компенсировано снижением скорости подачи или более легким срезом.Но перегрузка или остановка двигателя, подключенного к статическому преобразователю, вызовет разрушительный перегрев как двигателя, так и преобразователя. Трудно запускаемую машину можно запустить, запустив сначала другую слегка нагруженную машину, «холостой ход», который служит электрическим маховиком для запуска второй машины. Избыточный трехфазный двигатель можно использовать в качестве выделенного холостого хода, который работает непрерывно, чтобы улучшить как запуск, так и работу других двигателей, подключенных к статическому преобразователю.

Роторный преобразователь, который выглядит как сверхмощный электродвигатель с прикрепленной сверхразмерной распределительной коробкой, работает как двигатель, так и как генератор.Поскольку роторный преобразователь вращается от однофазной энергии, он вырабатывает трехфазную энергию для работы других машин. Более дорогой, чем статический преобразователь, роторный преобразователь стоит около 600 долларов за блок мощностью 3 л.с., но не имеет проблем с запуском и снижением мощности, которые возникают со статическим преобразователем. Если вы планируете иметь несколько трехфазных машин, купите роторный преобразователь хорошего размера, который в долгосрочной перспективе будет более экономичным.

Электронный преобразователь правильнее называть инвертором по техническим причинам, и в большинстве каталогов это устройство указано под этим именем.Электронный инвертор преобразует однофазную мощность в постоянный ток, а затем использует микрочиповые элементы управления для имитации трехфазного переменного тока. Электроника в инверторе позволяет вам управлять скоростью, крутящим моментом и направлением вращения двигателя и часто позволяет плавный пуск для постепенного набора скорости машины. Большая часть дополнительного управления, предлагаемого инвертором, будет потрачена впустую на пилу, но будет большим преимуществом на токарном станке или, возможно, ленточной пиле. Поскольку он должен быть запрограммирован, инвертор обычно предназначен для работы только одной машины, но с некоторыми компромиссами его можно использовать для запуска нескольких инструментов.Цена на инверторы неуклонно снижается в течение последних нескольких лет.

Выбор преобразователя правильного типа и размера и его правильное подключение могут быть сложными. Прежде чем вкладывать деньги в преобразователь или инвертор, вам следует провести небольшое исследование и получить дополнительные советы. Производители преобразователей и инверторов предлагают обширную литературу и консультации по телефону.

Производители преобразователей и инверторов
Все перечисленные ниже компании продают статические или вращающиеся преобразователи или и то, и другое.Только Grainger продает инверторы.

Амери-Фаз Корпорейшн
800-920-1926

Cedarberg Industries
800-328-2279

Grizzly Industrial
800-523-4777
www.grizzly.com

Корпорация GWM
800-437-4273

Kay Industries
800-348-5257
www.kayind.com

MSC Industrial Supply Co.
800-645-7270
www.mscdirect.com

Из Fine Woodworking # 158,
pp. 90-92

Подпишитесь на избиратели сегодня и получите новейшие технологии и практические рекомендации от Fine Woodworking, а также специальные предложения.

Получайте советы по деревообработке, советы экспертов и специальные предложения на почту

×

Как преобразовать трехфазный в однофазный

Если у вас есть электрическая конструкция, есть способ изменить возможную нагрузку. Это изменение может быть выполнено, если вы переключите электрическую структуру с трехфазной системы на однофазную.

Что такое однофазное питание?

Термины «трехфазный» и «однофазный» обозначают количество проводов под напряжением в цепи, что означает, что однофазная система имеет один провод под напряжением, а трехфазная – три.

Однофазное питание, которое обычно встречается в домах по всей территории Соединенных Штатов, использует двухпроводную цепь переменного тока. Один из этих проводов находится под напряжением, а другой – нейтраль. Электричество течет туда и обратно между ними. Трехфазное питание, которое чаще встречается в коммерческих зданиях, также использует цепь переменного тока, но вместо этого использует три-четыре провода.

Однофазные и трехфазные решения для электроснабжения используют разные напряжения. Однофазное питание обычно требует 120 вольт. Трехфазный кабель также может использовать 120-вольтовые провода для маломощных нагрузок, но для более высоких нагрузок он рассчитан примерно на 208 вольт.

Удобно преобразовывать трехфазное питание в однофразовое, когда вам не нужен более мощный источник питания. Например, однофазный используется для маломощных агрегатов и тепловых и осветительных нагрузок в жилых домах.

Как преобразовать трехфазное питание в однофазное

Существуют различные методы преобразования трехфазной мощности в однофазную.Перед тем как начать, обязательно учтите текущие потребности в балансе, а также несколько мер предосторожности. Помните, что вы имеете дело с электричеством, поэтому независимо от того, какой метод вы используете, вам нужно отключить главный выключатель, использовать инструменты с резиновыми рукоятками и надеть высоковольтные резиновые перчатки.

Чтобы преобразовать вашу систему в однофазную, вы можете:

  • Используйте нейтральный провод: Хотя это может быть не так точно, как некоторые другие методы, использование нейтрального провода и игнорирование двух других фаз в трехфазной линии питания может преобразовать систему.Этот вариант лучше всего работает, когда источник питания нечувствителен и не требует высокого уровня точности.
  • Используйте фазовый преобразователь: Фазовый преобразователь можно подключить напрямую к любому двигателю, который вы пытаетесь преобразовать. Сначала вы проложите два провода от двигателя к преобразователю, а затем от преобразователя к источнику питания. Затем, используя провода с зачищенными концами, вы захотите присоединить входы к выходам, чтобы преобразовать систему.
  • Используйте трансформатор разомкнутого треугольника: Если у вас более мощная система, применение передачи разомкнутого треугольника позволит вам легко преобразовать ее.Это решение работает лучше всего, когда мощность преобразуемой системы превышает 5 кВА.
  • Используйте трансформаторы Le-Blanc: Другой метод для более мощных систем – это переход Le-Blanc. Эта система надежно справится с преобразованиями выше 5 кВА и 400 вольт.

Подпишитесь на наш глобальный блог электронных услуг, чтобы получить дополнительные советы и решения по электричеству

В зависимости от потребностей вашей электрической структуры и требований к нагрузке ваша компания может счесть целесообразным выполнить следующие действия, чтобы преобразовать вашу систему из трехфазной в однофазную.Чтобы узнать больше полезных советов и решений, связанных с электроникой, загляните в наш блог и обязательно подпишитесь!

Трехфазная электроэнергия

Трехфазная электроэнергия – распространенный метод передачи электроэнергии. Это тип многофазной системы, которая в основном используется для питания двигателей и многих других устройств. Трехфазная система использует меньше проводящего материала для передачи электроэнергии, чем эквивалентные однофазные, двухфазные системы или системы постоянного тока при том же напряжении.

В трехфазной системе три проводника цепи несут три переменных тока (одинаковой частоты), которые достигают своих мгновенных пиковых значений в разное время. Если взять за основу один проводник, то два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между «фазами» обеспечивает постоянную передачу мощности в течение каждого цикла тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.

Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, поддерживая при этом однофазные приборы с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не бывает нейтрального провода, поскольку нагрузки можно просто подключить между фазами (соединение фаза-фаза).

Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в электроэнергетических системах. Во-первых, фазные токи имеют тенденцию нейтрализовать друг друга, суммируясь до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки.Это позволяет исключить нейтральный провод на некоторых линиях; все фазные проводники проходят одинаковый ток и поэтому могут иметь одинаковый размер для сбалансированной нагрузки. Во-вторых, передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает снизить вибрации генератора и двигателя. Наконец, трехфазные системы могут создавать магнитное поле, которое вращается в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей. Три – это самый низкий фазовый порядок, демонстрирующий все эти свойства.

Большинство бытовых нагрузок однофазные. Обычно трехфазное питание либо вообще не поступает в жилые дома, либо там, где оно поступает, оно распределяется на главном распределительном щите.

На электростанции электрический генератор преобразует механическую энергию в набор переменных электрических токов, по одному от каждой электромагнитной катушки или обмотки генератора. Токи являются синусоидальными функциями времени, все с одинаковой частотой, но смещены во времени, чтобы получить разные фазы.В трехфазной системе фазы распределены равномерно, что дает разделение фаз на одну треть цикла. Частота сети обычно составляет 50 Гц в Азии, Европе, Южной Америке и Австралии и 60 Гц в США и Канаде (но для получения более подробной информации см. «Системы электроснабжения»).

Генераторы выдают напряжение в диапазоне от сотен вольт до 30 000 вольт. На электростанции трансформаторы «повышают» это напряжение до другого, пригодного для передачи.

После многочисленных дополнительных преобразований в передающей и распределительной сети мощность окончательно преобразуется в стандартное сетевое напряжение ( i.е. «бытовое» напряжение). Электропитание может быть уже разделено на одну фазу на этом этапе или все еще может быть трехфазным. При трехфазном понижении выход этого трансформатора обычно соединяется звездой со стандартным напряжением сети (120 В в Северной Америке и 230 В в Европе и Австралии), являющимся фазным напряжением. Другая система, обычно встречающаяся в Северной Америке, – это соединение вторичной обмотки треугольником с центральным ответвлением на одной из обмоток, питающих землю и нейтраль.Это позволяет использовать трехфазное напряжение 240 В, а также три различных однофазных напряжения (120 В между двумя фазами и нейтралью, 208 В между третьей фазой (известной как верхняя ветвь) и нейтралью и 240 В между любыми двумя фазами). быть доступным из того же источника.

Однофазные нагрузки могут быть подключены к трехфазной системе либо путем подключения через два токоведущих провода (соединение между фазами), либо путем подключения между фазным проводом и нейтралью системы, которая либо подключен к центру вторичной обмотки Y (звезда) питающего трансформатора или подключен к центру одной обмотки дельта-трансформатора (система Highleg Delta).Однофазные нагрузки должны быть равномерно распределены между фазами трехфазной системы для эффективного использования питающего трансформатора и питающих проводов.

Линейное напряжение трехфазной системы в v3 раз превышает линейное напряжение. Если напряжение между фазой и нейтралью является стандартным напряжением использования (например, в системе 240 В / 415 В), отдельные однофазные потребители или нагрузки могут быть подключены к разным фазам источника питания. Если линейное напряжение не является общепринятым напряжением использования, например, в системе 347/600 В, однофазные нагрузки должны питаться от отдельных понижающих трансформаторов.В многоквартирных жилых домах в Северной Америке осветительные и удобные розетки могут быть подключены по линии к нейтрали для обеспечения распределительного напряжения 120 В (напряжение использования 115 В) и мощных нагрузок, таких как кухонное оборудование, отопление помещений, водонагреватели. , или кондиционер можно подключить через две фазы, чтобы получить 208 В. Эта практика достаточно распространена, чтобы однофазное оборудование на 208 В было легко доступно в Северной Америке. Попытки использовать более распространенное оборудование на 120/240 В, предназначенное для трехпроводного однофазного распределения, могут привести к плохой работе, поскольку нагревательное оборудование на 240 В будет производить только 75% своего номинала при работе при 208 В.

Если в противном случае используются три фазы низкого напряжения, они могут быть разделены на однофазные служебные кабели через соединения в сети питания или могут быть доставлены к главному распределительному щиту (панели выключателя) в помещении потребителя. Подключение электрической цепи от одной фазы к нейтрали обычно обеспечивает стандартное для страны однофазное напряжение (120 В переменного тока или 230 В переменного тока) в цепь.

Сеть передачи электроэнергии организована таким образом, что каждая фаза пропускает ток одинаковой величины из основных частей системы передачи.Все токи, возвращающиеся из помещения потребителей к последнему трансформатору питания, делятся на нейтральный провод, но трехфазная система гарантирует, что сумма возвратных токов будет приблизительно равна нулю. Соединение треугольником первичной стороны этого питающего трансформатора означает, что нейтраль на стороне высокого напряжения сети не требуется.

Если нейтраль питания трехфазной системы с подключенными нагрузками между фазой нейтрали нарушена, обычно баланс напряжений на нагрузках больше не поддерживается.Слабонагруженные фазы могут получать до sqrt (3) номинального напряжения, вызывая перегрев и выход из строя многих типов нагрузок. Например, если несколько домов подключены к общему трансформатору на улице, каждый дом может быть подключен к одной из трех фаз. Если соединение нейтрали на трансформаторе нарушено, все оборудование в доме может быть повреждено из-за перенапряжения. Такие события трудно отследить, если не осознавать такую ​​возможность. При индуктивных и / или емкостных нагрузках все фазы могут быть повреждены, особенно из-за возможности возникновения резонансов.Консервативный дизайн распределения будет учитывать эту проблему, чтобы гарантировать, что нейтральные соединения будут такими же надежными, как и любые из фазных соединений.


Вращающееся магнитное поле трехфазного двигателя

Электродвигатель является наиболее важным классом трехфазной нагрузки. Трехфазный асинхронный двигатель имеет простую конструкцию, изначально высокий пусковой момент и высокий КПД. Такие двигатели применяются в промышленности для насосов, вентиляторов, нагнетателей, компрессоров, конвейерных приводов и многих других видов моторного оборудования.Трехфазный двигатель будет более компактным и менее дорогостоящим, чем однофазный двигатель того же класса напряжения и номинала; однофазные двигатели переменного тока мощностью более 10 л.с. (7,5 кВт) – редкость. Трехфазные двигатели также будут меньше вибрировать и, следовательно, прослужат дольше, чем однофазные двигатели той же мощности, используемые при тех же условиях.

В большом оборудовании для кондиционирования воздуха и т. Д. Используются трехфазные двигатели из соображений эффективности, экономии и долговечности.

Нагревательные нагрузки сопротивления, такие как электрические котлы или отопление помещений, могут быть подключены к трехфазным системам.Аналогичным образом может быть подключено электрическое освещение. Эти типы нагрузок не требуют наличия вращающегося магнитного поля, характерного для трехфазных двигателей, но используют более высокий уровень напряжения и мощности, обычно связанный с трехфазным распределением. Системы люминесцентного освещения также выигрывают от уменьшения мерцания, если соседние светильники получают питание от разных фаз.

Большие выпрямительные системы могут иметь трехфазные входы; Результирующий постоянный ток легче фильтровать (сглаживать), чем выходной сигнал однофазного выпрямителя.Такие выпрямители могут использоваться для зарядки аккумуляторов, процессов электролиза, таких как производство алюминия, или для работы двигателей постоянного тока.

Интересным примером трехфазной нагрузки является электродуговая печь, используемая в сталеплавильном производстве и при переработке руд.

Во многих странах Европы печи рассчитаны на трехфазное питание. Обычно отдельные нагревательные элементы подключаются между фазой и нейтралью, чтобы обеспечить подключение к однофазной сети. Во многих регионах Европы единственным доступным источником является однофазное питание.

Иногда преимущества трехфазных двигателей делают целесообразным преобразование однофазной мощности в трехфазную. Мелкие клиенты, такие как жилые или фермерские хозяйства, могут не иметь доступа к трехфазному питанию или могут не захотеть оплачивать дополнительную стоимость трехфазного обслуживания, но все же могут пожелать использовать трехфазное оборудование. Такие преобразователи также могут позволять изменять частоту, позволяя регулировать скорость. Некоторые локомотивы переходят на многофазные двигатели, приводимые в действие такими системами, даже несмотря на то, что поступающее питание на локомотив почти всегда либо постоянное, либо однофазное переменное.

Поскольку однофазная мощность стремится к нулю в каждый момент, когда напряжение пересекает ноль, а трехфазная подает мощность непрерывно, любой такой преобразователь должен иметь способ накапливать энергию в течение необходимой доли секунды.

Один из методов использования трехфазного оборудования в однофазной сети – это вращающийся фазовый преобразователь, по сути, трехфазный двигатель со специальными пусковыми устройствами и коррекцией коэффициента мощности, которые создают сбалансированные трехфазные напряжения. При правильной конструкции эти вращающиеся преобразователи могут обеспечить удовлетворительную работу трехфазного оборудования, такого как станки, от однофазного источника питания.В таком устройстве накопление энергии осуществляется за счет механической инерции (эффект маховика) вращающихся компонентов. Внешний маховик иногда находится на одном или обоих концах вала.

Вторым методом, который был популярен в 1940-х и 50-х годах, был метод, который назывался «методом трансформатора». В то время конденсаторы были дороже трансформаторов. Таким образом, автотрансформатор использовался для подачи большей мощности через меньшее количество конденсаторов. Этот метод работает хорошо и имеет сторонников даже сегодня.Использование метода преобразования имени отделяет его от другого распространенного метода, статического преобразователя, поскольку оба метода не имеют движущихся частей, что отделяет их от вращающихся преобразователей.

Другой часто применяемый метод – использование устройства, называемого статическим преобразователем фазы. Этот метод работы трехфазного оборудования обычно используется с нагрузками двигателя, хотя он обеспечивает только 2/3 мощности и может привести к перегреву нагрузок двигателя, а в некоторых случаях и к перегреву. Этот метод не будет работать, когда задействованы чувствительные схемы, такие как устройства ЧПУ, или в нагрузках индукционного или выпрямительного типа.

Производятся некоторые устройства, имитирующие трехфазное питание от однофазного трехпроводного источника питания. Это достигается за счет создания третьей «субфазы» между двумя токоведущими проводниками, в результате чего разделение фаз составляет 180 ° – 90 ° = 90 °. Многие трехфазные устройства будут работать в этой конфигурации, но с меньшей эффективностью.

Преобразователи частоты (также известные как твердотельные инверторы) используются для точного управления скоростью и крутящим моментом трехфазных двигателей. Некоторые модели могут питаться от однофазной сети.Преобразователи частоты работают путем преобразования напряжения питания в постоянный ток, а затем преобразования постоянного тока в подходящий трехфазный источник для двигателя.

Цифровые фазовые преобразователи – это новейшая разработка в технологии фазовых преобразователей, которая использует программное обеспечение в мощном микропроцессоре для управления твердотельными компонентами переключения питания. Этот микропроцессор, называемый процессором цифровых сигналов (DSP), контролирует процесс преобразования фазы, непрерывно регулируя модули ввода и вывода преобразователя для поддержания сбалансированной трехфазной мощности при любых условиях нагрузки.

  • Трехпроводное однофазное распределение полезно, когда трехфазное питание недоступно, и позволяет удвоить нормальное рабочее напряжение для мощных нагрузок.
  • Двухфазное питание, как и трехфазное, обеспечивает постоянную передачу мощности линейной нагрузке. Для нагрузок, которые соединяют каждую фазу с нейтралью, при условии, что нагрузка имеет одинаковую потребляемую мощность, двухпроводная система имеет ток нейтрали, который превышает ток нейтрали в трехфазной системе. Кроме того, двигатели не являются полностью линейными, что означает, что, несмотря на теорию, двигатели, работающие на трех фазах, имеют тенденцию работать более плавно, чем на двухфазных.Генераторы на Ниагарском водопаде, установленные в 1895 году, были крупнейшими генераторами в мире в то время и были двухфазными машинами. Истинное двухфазное распределение энергии по существу устарело. В системах специального назначения для управления может использоваться двухфазная система. Двухфазная мощность может быть получена от трехфазной системы с использованием трансформаторов, называемых трансформатором Скотта-Т.
  • Моноциклический источник питания – это название асимметричной модифицированной двухфазной системы питания, используемой General Electric около 1897 года (отстаивавшей Чарльз Протеус Стейнмец и Элиху Томсон; это использование, как сообщается, было предпринято, чтобы избежать нарушения патентных прав).В этой системе генератор был намотан с однофазной обмоткой полного напряжения, предназначенной для освещения нагрузок, и с небольшой (обычно линейного напряжения) обмоткой, которая вырабатывала напряжение в квадратуре с основными обмотками. Намерение состояло в том, чтобы использовать эту дополнительную обмотку «силового провода» для обеспечения пускового момента для асинхронных двигателей, при этом основная обмотка обеспечивает питание осветительных нагрузок. После истечения срока действия патентов Westinghouse на симметричные двухфазные и трехфазные системы распределения электроэнергии моноциклическая система вышла из употребления; его было трудно анализировать, и его хватило на недостаточное время для разработки удовлетворительного учета энергии.
  • Системы высокого порядка фаз для передачи энергии были построены и испытаны. Такие линии передачи используют 6 или 12 фаз и конструктивные решения, характерные для линий передачи сверхвысокого напряжения. Линии передачи высокого порядка могут позволить передачу большей мощности через данную линию передачи на полосе отчуждения без затрат на преобразователь HVDC на каждом конце линии.

Многофазная система – это средство распределения электроэнергии переменного тока.Многофазные системы имеют три или более электрических проводника, находящихся под напряжением, по которым проходят переменные токи с определенным временным сдвигом между волнами напряжения в каждом проводнике. Полифазные системы особенно полезны для передачи энергии электродвигателям. Самый распространенный пример – трехфазная система питания, используемая в большинстве промышленных приложений.

Один цикл напряжения трехфазной системы

На заре коммерческой электроэнергетики на некоторых установках для двигателей использовались двухфазные четырехпроводные системы.Основным преимуществом этого было то, что конфигурация обмоток была такой же, как у однофазного двигателя с конденсаторным пуском, а при использовании четырехпроводной системы концептуально фазы были независимыми и легко анализировались с помощью математических инструментов, доступных в то время. . Двухфазные системы заменены трехфазными. Двухфазное питание с углом между фазами 90 градусов может быть получено из трехфазной системы с использованием трансформатора, подключенного по Скотту.

Многофазная система должна обеспечивать определенное направление вращения фаз, поэтому напряжения зеркального отображения не учитываются при определении порядка фаз.Трехпроводная система с двумя фазными проводниками, разнесенными на 180 градусов, по-прежнему остается только однофазной. Такие системы иногда называют расщепленной фазой.

Полифазное питание особенно полезно в двигателях переменного тока, таких как асинхронный двигатель, где оно генерирует вращающееся магнитное поле. Когда трехфазный источник питания завершает один полный цикл, магнитное поле двухполюсного двигателя вращается на 360 ° в физическом пространстве; Двигатели с большим количеством пар полюсов требуют большего количества циклов питания, чтобы совершить один физический оборот магнитного поля, поэтому эти двигатели работают медленнее.Никола Тесла и Михаил Доливо-Добровольский изобрели первые практические асинхронные двигатели, использующие вращающееся магнитное поле – ранее все коммерческие двигатели были постоянного тока, с дорогими коммутаторами, щетками, требующими большого технического обслуживания, и характеристиками, непригодными для работы в сети переменного тока. Многофазные двигатели просты в сборке, они самозапускаются и мало вибрируют.

Были использованы более высокие номера фаз, чем три. Обычной практикой для выпрямительных установок и преобразователей HVDC является обеспечение шести фаз с шагом между фазами 60 градусов, чтобы уменьшить генерацию гармоник в системе питания переменного тока и обеспечить более плавный постоянный ток.Построены экспериментальные линии передачи высокого фазового порядка, содержащие до 12 фаз. Это позволяет применять правила проектирования сверхвысокого напряжения (СВН) при более низких напряжениях и позволит увеличить передачу мощности в коридоре той же ширины линии электропередачи.

Жилые дома и малые предприятия обычно снабжаются одной фазой, взятой из одной из трех фаз коммунального обслуживания. Индивидуальные клиенты распределяются по трем фазам, чтобы сбалансировать нагрузки. Однофазные нагрузки, такие как освещение, могут быть подключены от фазы под напряжением к нейтрали цепи, что позволяет сбалансировать нагрузку в большом здании по трем фазам питания.Сдвиг фаз линейных напряжений составляет 120 градусов; Напряжение между любыми двумя живыми проводами всегда в 3 раза больше между живым и нулевым проводом. См. Статью Системы электроснабжения для получения списка однофазных распределительных напряжений по всему миру; трехфазное линейное напряжение будет в 3 раза больше этих значений.

В Северной Америке в многоквартирных домах может быть распределено напряжение 120 В (линия на нейтраль) и 208 В (линия на линию). Основные однофазные приборы, такие как духовки или варочные панели, предназначенные для системы с разделением фаз на 240 В, обычно используемой в односемейных домах, могут не работать должным образом при подключении к 208 В; нагревательные приборы будут развивать только 3/4 своей номинальной мощности, а электродвигатели не будут правильно работать при подаче напряжения на 13% ниже.

Конструкция и работа трехфазного асинхронного двигателя на судне

Популярность трехфазных асинхронных двигателей на борту судов объясняется их простой, прочной конструкцией и высокой надежностью в морской среде. Асинхронный двигатель может использоваться в различных приложениях с различными требованиями к скорости и нагрузке.

Источник питания трехфазного переменного тока судового генератора может быть подключен к асинхронному двигателю переменного тока через стартер или любое другое устройство, например автотрансформатор, для улучшения характеристик крутящего момента и тока.

Связанное чтение: Почему на кораблях номинальные значения трансформаторов и генераторов указаны в кВА?

Асинхронные двигатели используются почти во всех системах машинного оборудования судна, таких как двигатель крана, гребной двигатель, двигатель нагнетателя, двигатель насоса забортной воды и даже небольшой синхронный двигатель.

Что такое асинхронный двигатель?

Асинхронный двигатель или асинхронный двигатель – это двигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе, необходимый для создания крутящего момента, получается за счет электромагнитной индукции из магнитного поля обмотки статора.

Асинхронные двигатели бывают двух основных типов:

1 . Однофазный асинхронный двигатель :

Однофазный асинхронный двигатель: Как следует из названия, этот тип двигателя поставляется с однофазным источником питания. Переменный ток проходит по основной обмотке двигателя. Тип используемого однофазного асинхронного двигателя зависит от схемы пуска, которую они используют в качестве вспомогательной, поскольку они не запускаются автоматически.

Однофазные асинхронные двигатели в основном используются в системах с низким энергопотреблением, некоторые из них упомянуты ниже:

2 . Трехфазный асинхронный двигатель:

Эти трехфазные двигатели снабжены трехфазным питанием переменного тока и широко используются на судах для более тяжелых нагрузок. Трехфазные асинхронные двигатели бывают двух типов: двигатели с короткозамкнутым ротором и с контактным кольцом.

Двигатели

с короткозамкнутым ротором широко используются на судах из-за их прочной конструкции и простой конструкции, например, некоторые из них. их заявок:

  • Подъемники
  • Краны
  • Вытяжные вентиляторы большой мощности
  • Двигатель Вспомогательные насосы
  • Двигатель вентилятора вентилятора двигателя
  • Насосы для тяжелых нагрузок в машинном отделении – балластные, противопожарные, пресноводные, морские и т. Д.
  • Мотор лебедки
  • Мотор брашпиля

Дополнительная литература: Общий обзор центральной системы охлаждения на кораблях

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Основной корпус асинхронного двигателя состоит из двух основных частей:

Статор

Статор состоит из ряда штамповок, в которых прорезаны различные пазы для размещения трехфазной цепи обмотки, подключенной к трехфазному источнику переменного тока.

Трехфазные обмотки расположены в пазах таким образом, что они создают вращающееся магнитное поле после подачи на них переменного тока.

Дополнительная литература: Как отремонтировать двигатели на кораблях?

Обычно обмотки держат на разных участках делительной окружности с 30% перекрытием друг друга.

Обмотки намотаны на определенное количество полюсов в зависимости от требуемой скорости, поскольку скорость обратно пропорциональна количеству полюсов, определяемому формулой:

N с = 120f / p

Где N с = синхронная скорость

f = частота

p = нет.полюсов

Ротор

Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника с параллельными прорезями, на которых установлены токопроводящие шины.

Проводники представляют собой тяжелые медные или алюминиевые шины, которые подходят к каждому гнезду. Эти жилы припаяны к замыкающим концевым кольцам.

Ротор трехфазного асинхронного двигателя

Прорези не совсем параллельны оси вала, но они немного перекошены по следующим причинам:

  • Они уменьшают магнитный гул или шум
  • Они предотвращают остановку двигателя

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Когда на двигатель подается трехфазное питание, результирующий ток создает магнитный поток «Ø».

Из-за последовательности переключения трехфазного тока в R, Y и B, генерируемый магнитный поток вращается вокруг проводника ротора.

Согласно закону Фарадея, который гласит: «ЭДС, индуцированная в любой замкнутой цепи, обусловлена ​​скоростью изменения магнитного потока в цепи», ЭДС индуцируется в медном стержне, и благодаря этому ток течет в роторе. .

Направление ротора может быть задано законом Ленца, который гласит: «Направление индуцированного тока будет противоположным движению, вызывающему его.”

Здесь относительная скорость между вращающимся потоком и неподвижным проводником ротора является причиной генерации тока; следовательно, ротор будет вращаться в том же направлении, чтобы уменьшить причину, то есть относительную скорость, таким образом вращая ротор асинхронного двигателя.

Преимущества асинхронного двигателя

Конструкция двигателя и способ подачи электроэнергии дают асинхронному двигателю ряд преимуществ, таких как:

– Они прочные и простые по конструкции с очень небольшим количеством движущихся частей

– Они могут эффективно работать в суровых и суровых условиях, например, на морских судах

– Стоимость обслуживания трехфазного асинхронного двигателя меньше, и, в отличие от двигателя постоянного тока или синхронного двигателя, у них нет таких деталей, как щетки, контактные кольца или контактные кольца и т. Д.

– Асинхронный двигатель может работать во внутренней среде, поскольку у него нет щеток, которые могут вызвать искру и могут быть опасны для такой атмосферы

Ссылки по теме: 20 опасностей нефтяных танкеров, которые должен знать каждый моряк

– 3-фазный асинхронный двигатель не нуждается в каком-либо дополнительном пусковом механизме или устройстве, поскольку они могут генерировать самозапускающийся крутящий момент, когда к ним подается трехфазный переменный ток, в отличие от синхронных двигателей. Однако однофазный асинхронный двигатель нуждается в некотором вспомогательном устройстве для пускового момента

.

– Конечная мощность трехфазного двигателя почти равна 1.В 5 раз больше номинальной мощности (мощности) однофазного двигателя того же типоразмера.

Недостатки трехфазного асинхронного двигателя:

– Во время пуска он потребляет высокий начальный пусковой ток при подключении к тяжелой нагрузке. Это вызывает падение напряжения во время запуска машины. Чтобы избежать этой проблемы, к трехфазному электродвигателю подключаются методы плавного пуска.

Дополнительная литература: Панель пускателя двигателя на кораблях: техническое обслуживание и процедуры

– Асинхронный двигатель работает с запаздывающим коэффициентом мощности, что приводит к увеличению потерь I2R и снижению эффективности, особенно при низкой нагрузке.Для корректировки и улучшения коэффициента мощности с этим типом двигателя переменного тока можно использовать батареи статических конденсаторов.

– Регулирование скорости трехфазного асинхронного двигателя затруднено по сравнению с двигателями постоянного тока. Частотно-регулируемый привод может быть интегрирован с асинхронным двигателем для регулирования скорости.

Проблемы в трехфазном асинхронном двигателе:

Как и любое другое оборудование, трехфазный асинхронный двигатель может сталкиваться с различными типами проблем, которые можно в целом классифицировать как:

A) Неисправности, связанные с окружающей средой: Суровые морские условия могут сказаться на оборудовании судна на ранней стадии, если оно не обслуживается должным образом.Температура окружающей среды и влажность воздуха в море влияют на рабочие характеристики асинхронного двигателя.

Двигатели устанавливаются на другое крупное оборудование (главный двигатель), имеющее собственную частоту вибрации, которая влияет на детали двигателя.

Неправильная установка или неплотное основание двигателя или нагрузки, к которой он подключен, также может привести к снижению КПД двигателя и, при более длительной работе, к выходу двигателя из строя.

B) Неисправности, связанные с электричеством: Проблема возникает в двигателе из-за сбоев электропитания, таких как несбалансированная подача тока или линейного напряжения, замыкание на землю в системе, проблема однофазности, короткое замыкание и т. Д.Различные типы электрических неисправностей:

Неисправность обмотки: Обмотка статора может выйти из строя из-за проблемы с изоляцией, вызвавшей короткое замыкание.

Дополнительная литература: Важность сопротивления изоляции в морских электрических системах

Однофазный отказ: Когда одна или более чем одна фаза трехфазного источника питания потеряна, работающий трехфазный двигатель будет продолжать работать, но с повышенными параметрами температуры и потерь.Это состояние известно как однофазное.

Медленное движение: Это сочетание электрической и механической неисправности, при которой асинхронный двигатель работает на более низкой скорости (почти 1/7 своей синхронной скорости) даже при полной нагрузке. Это результат аномальной магнитодвижущей силы или высокого содержания гармоник в источнике питания двигателя.

C) Неисправности, связанные с механикой: Двигатель состоит из нескольких механических частей, и их совмещение друг с другом и с нагрузкой играет важную роль в эффективности двигателя.Вот некоторые из наиболее заметных механических неисправностей двигателя:

  1. Дисбаланс ротора: Ротор – единственная подвижная часть в трехфазном асинхронном двигателе. Если есть дисбаланс между осью вращения вала и осью распределения веса ротора, это приведет к вибрации, дополнительному нагреву и потере эффективности в системе.

Дисбаланс может быть вызван дефектом ротора, внутренним перекосом, изгибом вала, неравномерной нагрузкой и проблемами в двигателе и силовой муфте.

Дополнительная литература: 10 вещей, которые следует учитывать при сборке судового оборудования после технического обслуживания

  1. Усталостный отказ: Если график технического обслуживания не соответствует требованиям или детали, используемые в двигателе, имеют низкое качество, ослабление материала может привести к усталостному разрушению, которое обычно вызывается многократно прикладываемыми нагрузками.
  2. Неисправность подшипника: Двигатель оснащен двумя подшипниками на каждом конце ротора для поддержки и свободного вращения вала.Подшипник может выйти из строя, если не проводить своевременное техническое обслуживание или из-за перегрузки, неправильной установки, загрязненного смазочного масла и работы при чрезмерной температуре.

Дополнительная литература: Как проверить смазочное масло на борту судов?

  1. Коррозия: Мотор, установленный на судне, находится в очень агрессивной среде. Поскольку двигатель состоит из нескольких механических частей, таких как ротор, подшипник и т. Д., Влага, присутствующая в атмосфере, или вода, содержащаяся в смазке (консистентной смазке), разъедают подшипники, вал двигателя и роторы.Изоляция также может пострадать от коррозии и привести к короткому замыканию между обмотками
  2. Проблема со смазкой: Отсутствие смазки или загрязнение смазочного материала может привести к увеличению трения между деталями, а подшипники могут быстро изнашиваться.

Дополнительная литература: 8 способов оптимизации использования смазочного масла на судах

Защита для трехфазного асинхронного двигателя

Однофазная защита: Для решения этой проблемы используются защитные устройства для трехфазного асинхронного двигателя.Все двигатели мощностью более 500 кВт должны быть оснащены защитными устройствами или оборудованием для предотвращения любого повреждения из-за однофазного включения. Подробную информацию об этих устройствах можно найти здесь.

Перегрев: Обмотка двигателя может нагреваться из-за таких проблем, как перегрузка или однофазное переключение. Предохранители, реле и т. Д. Используются для защиты двигателя от перегрева

Дополнительная литература: Техническое обслуживание электрического реле в судовой электросистеме

Плавный запуск: Как описано выше, одним из недостатков трехфазного асинхронного двигателя является большой ток, который он потребляет во время периода пуска.Чтобы защитить его от этой проблемы, используются различные методы пуска, объединяющие двигатель с устройством плавного пуска, DOL, пускателем со звезды на треугольник, автотрансформатором и т. Д.

Дополнительная литература: 10 способов достижения энергоэффективности в судовой электрической системе

Использование устройства плавного пуска для асинхронного двигателя снижает механические и электрические нагрузки, защищая двигатель во время пуска.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *