Подключение двигателя 380 на 220 через конденсаторы. Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без потери мощности
Что такое трехфазный ток?
Большинство асинхронных двигателей работает от трехфазной сети, поэтому изначально рассмотрим понятие трехфазного тока. Трехфазный ток или трехфазная система электрических цепей – это система, состоящая из трех цепей, в которой действуют электродвижущие силы (ЭДС) одинаковой частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 1/3 периода(φ=2π/3) или 120°.
Большинство производственных генераторов построено на основе трехфазной генерации тока. По сути, в них используют три генератора переменного тока, которые располагаются относительно друг друга под углом 120°.
Схема с тремя генераторами предполагает, что из данного устройства будут выводиться 6 проводов (по два на каждый генератор переменного тока).
Однако на практике видно, что бытовые, да и промышленные сети приходят к потребителю в виде трех проводов. Это делается в целях экономии электропроводки.
Катушки генераторов соединяют таким образом, что на выходе получается 3 провода, а не 6. Также данная коммутация обмоток генерирует ток мощностью 380В, вместо привычных 220В. Именно такую трехфазную сеть привыкли видеть все пользователи.
ИНФОРМАЦИЯ: Первая система трехфазного тока на шести проводах была изобретена Николой Тесла. Позже ее усовершенствовал и развил М. О. Доливо-Добровольский, который впервые предложил четырех и трех проводную систему, а также провел череду экспериментов, где выявил ряд преимуществ данной коммутации.
Большинство асинхронных двигателей работают от трехфазной сети. Рассмотрим подробнее, как устроена работа данных агрегатов.
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.
Необходимые инструменты и комплектующие
Любой монтаж вышеперечисленных схем потребует минимальных знаний электротехники, а также навыков работы с радиоэлектроникой и пайкой мелких деталей.
Из инструментов потребуется:
- Набор отверток для сбора/разбора блока управления двигателя. Для старых двигателей лучше подбирать мощные плоские отвертки из хорошей стали. За длительное время работы двигателя болты в корпусе могут «прикипеть». Для их откручивания потребуется немало сил и хороший инструмент.
- Пассатижи для обжатия проводов и других манипуляций.
- Острый нож для снятия изоляции.
- Паяльник.
- Канифоль и припой.
- Индикаторная отвертка для поиска фазы, а также индикации разрыва на кабеле.
- Мультиметр. Один из основных диагностирующих устройств.
Также потребуются радиодетали:
- Конденсаторы.
- Кнопка пуска.
- Магнитный пускатель.
- Тумблер реверса.
- Контактная плата.
Перечисленных инструментов и радиокомпонентов хватит для сборки представленных выше схем.
ВАЖНО: Не подключайте двигатель в сеть, не проверив работу собранной схемы. Ее можно протестировать при помощи мультиметра. Это убережет технику от короткого замыкания.
Способы подключения
Теперь стоит рассмотреть способы подключения асинхронного двигателя к бытовой сети. Всего 4 и их можно комбинировать!
С конденсатором
При использовании мотора мощностью до 1500 Вт можно устанавливать только один конденсатор – рабочий. Чтобы вычислить его мощность, воспользуйтесь формулой:
Сраб=(2780*I)/U=66*P.
I – рабочий ток, U – напряжение, Р – мощность двигателя.
Чтобы упростить расчет, можно поступить иначе – на каждые 100 Вт мощности необходимо 7 мкФ емкости. Следовательно, для двигателя 750 Вт нужно 52-55 мкФ (нужно поэкспериментировать немного, чтобы добиться нужного смещения фазы).
В том случае, если нет в наличии конденсатора нужной емкости, нужно соединить параллельно те, которые имеются, при этом используется такая формула:
Собщ=C1+C2+C3+…+Cn.
Пусковой конденсатор необходим при использовании двигателей, мощность которых свыше 1,5 кВт. Пусковой конденсатор работает только в первые секунды включения, чтобы дать «толчок» ротору. Он включается через кнопку параллельно рабочему. Другими словами, с его помощью сильнее сдвигается фаза. Только таким образом можно подключить двигатель 380 на 220 через конденсаторы.
Суть использования рабочего конденсатора – это получение третьей фазы. В качестве первых двух используются ноль и фаза, которая уже есть в сети.
Проблем с подключением двигателя возникнуть не должно, самое главное – прячьте конденсаторы подальше, желательно в герметичный крепкий корпус. Если элемент выйдет из строя, он может взорваться и нанести вред окружающим. Напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 В.
Как выбрать конденсатор
Есть несколько нюансов, которые касаются количества подсоединяемых конденсаторов.
- Если мощность электромотора не превышает 1,5 кВт, то в схему можно устанавливать один рабочий конденсатор.
- Если же двигатель сразу при пуске работает под нагрузкой или его мощность превышает 1,5 кВт, тогда в схему придется установить два конденсатора: рабочий и пусковой. Оба элемента в схему вставляются параллельно. При этом последний будет работать только при запуске мотора, после чего он автоматически отключается.
По сути, схема подключения электродвигателя запитана на кнопку «Пуск» и на тумблер отключения питания. Чтобы запустить мотор, необходимо нажать на кнопку «Пуск» и удерживать ее до полного включения двигателя.
Это можно контролировать даже на слух.
Подключение трехфазного двигателя в сеть 220В через конденсатор
Иногда есть необходимость, чтобы электродвигатель работал то в ту, то в другую сторону. Это тоже несложная схема, в которую необходимо установить дополнительный тумблер переключения направления вращения ротора.
Один конец тумблера (основной) запитывается на конденсатор, второй на ноль, третий на фазу.
Если при такой схеме подключения мотор набирает слабо обороты, или его мощность снижается, то придется установить дополнительно пусковой конденсатор.
Емкость конденсатора
Есть несколько параметров устанавливаемых в электродвигатель конденсаторов, которые придется рассчитывать под необходимый номинал мощности мотора. И один из них – это емкость. Чтобы ее определить, можно воспользоваться несколькими формулами.
- Формула: C=2800x(I/U) – если схема подключения треугольник. И C=480x(I/U) – если звезда. При этом «I» — это сила тока, которую можно замерить электрическими клещами, «U» — это напряжение в сети переменного тока.
- Формула: C=66xP, где «P» – мощность движка.
Есть более простой вариант определения емкости, в нем присутствует соотношение – на каждые 1,0 кВт мощности необходимо присоединять 70 мкФ. Кстати, в данном случае приходится именно подбирать.
Поэтому рекомендуется использовать конденсаторы разной емкости. Подключая их в схему, производится запуск движка, который должен работать корректно. Если необходимо уменьшить или увеличить емкость, то добавляется или уменьшается один из конденсаторов.
Внимание! При сборке схемы, необходимо проверять силу тока в обмотках. Она должна быть меньше, чем номинал данного показателя.
Что касается емкости пускового конденсатора, то он должен быть в 2,5-3,0 раза больше, чем у рабочего.
Тип конденсаторов
Какие же конденсаторы используются при подключении электродвигателя 380 на 220 вольт? Чаще всего это марки КБП, МБГП, МПГО, МБГО, все они бумажного типа в герметичном металлическом корпусе.
У всех этих типов есть один недостаток – большие габаритные размеры при небольшой емкости. Поэтому связка из нескольких изделий – достаточно большая, что неудобно во всех отношениях.
Есть на рынке так называемые электролитические конденсаторы.
- Во-первых, у них другая схема подключения двигателя 380В в сеть переменного тока. Сюда добавляются диоды и резисторы, что усложняет схему.
- Во-вторых, вышедший из строя диод становится причиной того, что через конденсатор начинает перемещать ток большой силы. Конечный результат – взрыв последнего.
Полипропиленовые конденсаторы CBB.
И третий тип конденсаторов – это полипропиленовые элементы металлизированного типа, марка СВВ. Их форма может быть круглой или пластинчатой. Приборы высокого качества, небольших размеров и большой емкости. Их-то и рекомендуют сегодня устанавливать специалисты, когда стоит вопрос, как подключить электродвигатель 380 вольт на 220.
Напряжение конденсатора
Рабочее напряжение – один из основных параметров, на которые надо обязательно обращать внимание.
Здесь две позиции:
- Конденсатор с большим напряжением (от номинального) стоит дорого и имеет большие размеры. Установленный на электродвигатель он изменит размеры последнего, что не всегда удобно.
- С меньшим напряжением. Эта ситуация приведет к перегреву прибора, и даже к взрыву.
Поэтому совет: умножаете напряжение в сети на 1,15 – это и будет напряжение конденсатора.
С реверсом
Подключение двигателя с реверсом пригодится, если вы собираете, например, токарный станок по дереву. Сделать обратный ход не сложно, нужно лишь поменять местами пары «фаза-сеть» и «фаза-конденсатор».
Справится с этим переключатель-пакетник однополюсного типа.
Используя пускатель
Если изначально известно, что агрегат обладает значительными нагрузками – пусковой и рабочей – рекомендуется подключить электродвигатель с 380 на 220 вольт с использованием контактора или магнитного пускателя.
Использование пусковых устройств повышает надежность коммутации, а в ходе эксплуатации защищает устройство от возможных аварий.
Включение производится простым нажатием пусковой кнопки. В результате, наступает замыкание цепи, управляющей катушкой пускового устройства. Напряжение поступает к пусковому конденсатору Спуск.
Ток, протекающий по катушке К1, вызывает замыкание контактов К1.1 и К1.2. Контакты К1.1 замыкают линию, питающую двигатель, а контакты 1.2 осуществляют шунтирование пусковой кнопки, возвращая ее в отключенное положение. После этого, цепь, питающая пусковой конденсатор, оказывается разомкнутой. С помощью этого устройства очень просто сделать из 220 вольт 380, превратив трехфазное устройство в однофазный агрегат.
Без конденсатора
Если не планируется подключение конденсатора к двигателю или его нет, то можно обойтись и так. Для этого понадобится транзисторный ключ.
Схема без конденсатора для электродвигателя выглядит так как на фото выше, а работает следующим образом:
- Напряжение из сети подается на 2 входные точки.
- На третий вход напряжение идет из связки конденсатор-резистор (R-C), что задает время.
- Между 2 резисторами R устанавливается переключатель, чтобы регулировать сдвиг фазы.
- Транзистор VS1, при наполнении конденсатора, открывает ключ VS2. Получается, что ток двигается плавно и не происходит пульсаций.
При подключении электродвигателя 380 на 220 через ключи могут возникнуть проблемы с поиском этих самых транзисторов. Поэтому конденсатор все еще остается самым удобным вариантом.
Как правильно выбрать схему подключения
Трёхфазные электромоторы подключаются по двум основным схемам:
- схема типа «звезда»;
- схема типа «треугольник».
Обе имеют как недостатки, так и преимущества. Подключение по типу «звезда» позволяет добиться наиболее плавного пуска двигателя, но снижает его номинальную мощность на 30%.
В противоположность «звезде» тип «треугольник» позволяет мотору развить полную мощность, но нагружает его обмотку. Высокая токовая нагрузка обмотки вызывает её нагрев и может спровоцировать пробой изоляции, что приведёт мотор в негодность.
На выбор схемы подключения влияет также происхождение двигателя. Моторы иностранного производства предназначены для эксплуатации в электрических сетях с напряжением 400/690 вольт. Если такие двигатели запитать по схеме «звезда» это приведёт их в негодность.
В отечественных моторах схема «звезда» может быть предустановлена на заводе. Это легко определяется по количеству выводов обмоток в распаячной коробке: если их три – схема «звезда» реализована в двигателе заводским методом, а если шесть – двигатель может быть подключен по любой из типовых схем. В распаячных коробках последних может не быть указания на контакты, являющиеся началами и концами обмоток статора. Определить пары контактов каждой обмотки можно, прозвонив контакты с помощью мультиметра.
Применение автоматики позволяет реализовать комбинированную схему подключения, сочетающую в себе преимущества обеих типовых схем, обеспечивающую плавный и последующий автоматический переход на полную мощность через заданное время.
Для обеспечения работы по схеме «звезда-треугольник» используются три пускателя. При включении первого пускателя реле времени подключает третий пускатель. После выхода двигателя на полную мощность реле времени отключает подачу напряжения на третий пускатель, одновременно подключая второй.
Подключение по такой схеме не предусматривает возможности реверсивной работы двигателя.
Включаемся в однофазную сеть
Итак, осталось только глубинно рассмотреть, как подключить контактор по выше указанным схемам.
Начать стоит с треугольника. Вот самая простая схема подключения:
На ней видно, что один провод от сети идет на конденсатор. Его можно припаять прямо к выходу. От этого же контакта провод идет на средний вход коробки подключения мотора.
Второй провод от сети идет на крайний левый контакт. Обратите внимание, что разницы нет, какой провод вести на конденсатор, а какой на двигатель, ведь в розетках переменное напряжение.
Оставшийся выход на конденсаторе необходимо соединить с оставшимся входом на двигателе.
Теперь в электрической коробке необходимо замкнуть выходные и входные контакты. Делается это просто: шиной или проводом. На схеме их соединение закрашены черным цветом.
Со звездой ситуация обстоит еще проще. Строится схема вот так:
Перед тем, как подключить конденсатор к электродвигателю 220в, лучше поставить хороший пакетник. «звезда» может отключать электричество, если двигатель сильно нагрузить.
Для начала нужно найти фазу и ноль – здесь это важно. Понадобится мультиметр, который необходимо включить в положение «переменное напряжение 220». Теперь вставьте красный щуп в отверстие на розетке, а второй прислоните к стене или заземлительному контакту. Если показывает «220» – значит тот провод, которого касаются щуп, фазный. Если на экране «-220» — вы нащупали ноль.
Фаза идет в пакетник, где разделяется. Один проводок нужно пустить на Н1, а второй на блок конденсаторов.
Ноль сразу идет на Н3. Конденсаторы через переключатель соединяются последовательно.
Оставшийся контакт идет на Н2. На этом подключение двигателя 380 на 220 можно считать завершенным.
Как правильно провести подключение электродвигателя 380 на 220 вольт
В домашнем хозяйстве на участке нередко приходится пользоваться электродвигателями, которые работают от трехфазной сети на 380 вольт. И если три фазы к участку подведены, то проблем с подключением электрического мотора не возникает.
А что делать в том случае, если на участок заходят всего два провода (ноль и фаза), то есть на участок подается однофазное напряжение 220 вольт? Выход один – провести подключение электродвигателя 380 на 220 В, для чего можно воспользоваться разными схемами.
Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети
Сразу же оговоримся, что оптимальный вариант подключение электрического двигателя, работающего на 380В, к трехфазной сети.
Это обеспечит и номинальную мощность прибора, и номинал вращения, отсюда и эффективность работы агрегата. Поэтому любое вмешательство в параметры создает условия снижения качества эксплуатации.
Что учесть
Переделка с 380 на 220 имеет смысл, если речь идет об эл/двигателе сравнительно небольшой мощности – до 2,5, но не более (это максимум) 3 кВт. В принципе, ограничений по данной характеристике нет. Но при этом, скорее всего, понадобится провести ряд мероприятий и потратить некоторую сумму денег и время.
- Переложить вводной кабель эл/питания, к тому же придется заниматься согласованиями с поставщиком электроэнергии в плане повышения лимита. Не следует забывать, что для частных домовладений установлен предел эн/потребления; как правило, в 15 кВт. «Впишется» ли в него новая нагрузка в виде мощного электродвигателя? Выдержит ли ее изначально заложенный кабель?
- Для такого прибора нужно прокладывать отдельную линию от силового щита и ставить индивидуальный автомат, как минимум. Просто так подключить его через розетку вряд ли получится; лучше не экспериментировать.
Просто так подключить его через розетку вряд ли получится; лучше не экспериментировать.- Практика переделок показывает, что даже если все сделано грамотно, возникнет еще одна проблема, с запуском. «Старт» мощного электродвигателя будет тяжелым, с длительной раскачкой, бросками напряжения. Такая перспектива мало кого устроит, тем более, если что-то собирается не на загородном участке, а на территории, прилегающей к жилому строению. Пока будет функционировать самодельная установка на основе этого двигателя, начнутся сбои в работе бытовых приборов. Проверено, и не раз.
- Порядок работы по переделке зависит от внутренней схемы электродвигателя. В некоторых моделях в клеммную коробку выводится всего 3 провода, в других – 6.
В чем разница? В первом случае обмотки уже соединены по одной их традиционных схем – «звездой» или «треугольником», поэтому для маневра (в плане модификации) возможностей несколько меньше.
Вариантов немного – оставить изначальное включение или произвести разборку двигателя и перекоммутировать вторые концы.
Если же выведены все шесть, то можно их соединять по любой из схем, без ограничений.
Главное – грамотно выбрать ту, которая будет оптимальной для конкретной ситуации (мощность электродвигателя, специфика его применения).
Схема
Учитывая, что мощность электродвигателя небольшая (значит, не придется при пуске его «срывать»), а запитывать его планируется от сети 220, то оптимальной схемой является «треугольник». То есть, здесь не нужно ориентироваться на высокие пусковые токи (их не будет), а потеря мощности практически сводится к нулю (можно не учитывать). Все сказанное наглядно демонстрирует рисунок.
Если в электродвигателе схема изначально собрана по «треугольнику», то переделывать в нем вообще ничего не нужно.
Расчет рабочих емкостей
Так как вместо 3-х фаз теперь будет лишь одна, она и подается на каждую из обмоток, но с небольшим сдвигом синусоиды. По сути, включением конденсаторов производится имитация питания электродвигателя от источника 380/3ф.
Формулы для расчетов рабочих конденсаторов показаны на рисунках ниже.
Примечание:
- Емкости к обмоткам электродвигателя подбираются не только по номиналу, но и по рабочему напряжению. Раз речь идет о переделке с 380 на 220, то Uр должно быть не меньше 400 В.
- Немаловажен и такой фактор, как разновидность конденсаторов. Во-первых, они должны быть однотипными. Во-вторых, только не электролитическими. Оптимально, бумажные; например, устаревшей серии КГБ, МБГ (и их модификации) или ее современные аналоги. Они удобны в креплении (имеются проушины) и легко выдерживают скачки температуры, тока, напряжения.
Наглядно весь процесс в действии можно посмотреть на видео:
На практике инженерными расчетами мало кто из людей сведущих занимается. Есть определенные пропорции, позволяющие довольно точно подобрать рабочий конденсатор к конкретному электродвигателю.
Соотношение легко запомнить: на каждые 100 Вт мощности «движка» – 7 мкф рабочей емкости.
То есть, для изделия на 2 кВт понадобится в обмотки включить конденсаторы по 7 х 20 = 140 мкф.
В чем сложность? Найти емкость с таким номиналом вряд ли получится. Есть простое решение – взять несколько конденсаторов и соединить параллельно. В результате небольших вычислений несложно подобрать нужное их количество с суммарной емкостью требуемой величины. Тем, кто забыл школу, можно подсказать – при таком способе соединения конденсаторов их емкости складываются.
Пусковой
Эта емкость нужна не всегда. Она ставится в схему лишь в том случае, если при пуске на вал двигателя создается значительная нагрузка. Примеры – мощное вытяжное устройство, циркулярная пила. А вот для той же газонокосилки вполне хватит и рабочих конденсаторов.
Расчет простой – номинал Сп должен превышать Ср в 2,5 (плюс/минус). Здесь предельной точности не требуется; величина пусковой емкости определяется примерно. Дальнейший анализ работы электродвигателя на разных режимах подскажет, увеличить ее или уменьшить.
Кстати, это относится и к рабочим конденсаторам. Дело в том, что все расчеты априори предполагают, что электродвигатель новый, ни разу не бывший в эксплуатации. А так как переделываются в основном изделия б/у, то в процессе работы выяснится, что не устраивает пользователя. Вариантов много – плохой запуск, быстрый нагрев корпуса и так далее.
Как организовать реверс
Иногда необходимо изменять направление вращения вала без дополнительных переделок. Это вполне возможно и для электродвигателя на 380, переведенного на питание 220. Как видно из рисунка, ничего сложного в этом нет, понадобится лишь переключатель на 2 позиции.
Есть трехфазные электродвигатели, которые могут работать от 220 В. Их включение в домовую сеть имеет свою специфику – только «звездой». Дело в том, что каждая из обмоток рассчитана для 127, и при соединении «треугольником» они попросту сгорят.
Меры безопасности при подключении трехфазного двигателя напоминание
Существую общие правила, требующие соблюдения при решении задачи, как из 220 сделать 380 вольт для асинхронного двигателя на 380 В:
- Все подключения выполняются только с использованием отдельного автоматического выключателя.
- Решать задачу по двигателю 380 вольт, как подключить и опробовать его, должны люди, прошедшие специальное обучение. Всегда помнить о мерах электробезопасности.
- При наладочных работах под напряжением нужно пользоваться разделительным трансформатором.
Использование специального защищенного инструмента позволит не только быстро запустить двигатель, но и полностью обезопасить специалиста.
Полезные советы
- Конденсаторы всегда сохраняют на своих выводах высокое напряжение, поэтому эти приборы всегда надо огораживать.
- Работая с этими элементами, необходимо проводить их предварительную разрядку.
- Нельзя проводить подключение электродвигателя мощностью более 3,0 кВт к сети переменного тока. Сгорят автоматы и другие приборы, включенные в схему обвязки.
- Рабочее напряжение бумажных конденсаторов в два раза меньше от номинального, которое указано на их корпусе.
Видео
youtube.com/embed/4Itb4MQaN00?feature=oembed» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»> Источники
- https://remboo.ru/inzhenernye-seti/elektrika/podklyuchenie-trehfaznogo-dvigatelya.html
- https://electric-220.ru/kak-podkljuchit-trehfaznyj-dvigatel-na-220
- https://tokzamer.ru/elektromontazh/kak-podkljuchit-dvigatel-380-na-220-shemy-i-sposoby-podkljucheniya
- https://FB.ru/article/373816/dvigatel-na-podklyuchit-na-v-cherez-kondensatoryi-i-bez-kondensatorov
- https://orenburgelectro.ru/oborudovanie/dvigatel-380v-podklyuchenie-k-seti-220v-sovety-elektrika.html
- https://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/edvigateli/kak-pravilno-provesti-podklyuchenie-elektrodvigatelya-380-na-220-volt.html
- https://kelmochka.ru/kak-podklyuchit-trehfaznyj-dvigatel
- https://orenburgelectro.ru/podklyuchenie/podklyuchenie-3h-faznogo-dvigatelya-na-220-sovety-elektrika.html
- https://SamElectric.ru/promyshlennoe-2/podklyuchenie-dvigatelya-zvezdoj-i-treugolnikom-shemy-i-primery. html
html
Как вам статья?
Павел
Бакалавр «210400 Радиотехника» – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
Написать
Пишите свои рекомендации и задавайте вопросы
Как подключить электродвигатель с 380 на 220: способы и схемы
Многими практиками доказана эффективность трехфазных асинхронных электродвигателей. Однако для ее использования необходимо подключение трехфазного питания, которое, увы, присутствует далеко не у каждого в доме. Но если вы задаетесь вопросом, как подключить электродвигатель с 380 на 220 В, мы рассмотрим возможные варианты включения трехфазных электрических машин в домашних условиях.
Общие правила
Перед началом включения обязательно проверяется величина напряжения, на которое рассчитан электродвигатель – если подключить разность потенциалов больше указанной, обмотки перегреются, если низкое, он не запустится.
Как правило, на асинхронных машинах указывается сразу два параметра, реже только один:
- 660/380 В;
- 380/220 В;
- 220/127 В.
Номинал определяется совместно со схемой соединения обмоток – звезда или треугольник. В первом случае обмотки имеют общую точку, а фазные провода соединяются с остальными тремя выводами катушек. Во втором, конец одной обмотки присоединяется к началу следующей таким образом, что образуется замкнутый контур. Одни агрегаты включаются только звездой, другие, треугольником, а некоторые можно самостоятельно подключать любым из способов, обе характеристики указаны на шильде электродвигателя.
Для треугольника используется меньшее напряжение, а для звезды большее из двух указанных. Отличие в том, что трехфазные двигатели, соединенные звездой, будут иметь плавный пуск, а треугольник сможет выдать большую мощность.
Физически подключение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть не принесет никакого результата – вращение вала так и не произойдет. Причина этого в отсутствии переменного электрического поля, обеспечивающего попеременное воздействие на ротор. Поэтому проблему можно решить, обеспечив смещение электрического напряжения и тока в фазных обмотках.
Чтобы получить желаемый результат от одной фазы, можно дополнительно включить в цепь конденсатор, который обеспечит отставание напряжения до -90º.
Однако полноценного смещения напряжения в обмотках статора добиться не получится. Хоть на электродвигатель подается и номинальное напряжение, КПД составит всего 30 – 50%, что будет определяться схемой соединения обмоток асинхронного электродвигателя.
Не включайте электродвигатель без нагрузки. Так как он не предназначен для такого режима, электрическая машина быстро выйдет со строя. Минимизируйте холостой ход насколько это возможно.
Способы и схемы подключения
В зависимости от типа используемой нагрузки для электродвигателя, его конструктивных особенностей и характеристик, желаемого результата могут использоваться различные схемы подключения. Чаще всего, чтобы подключить трехфазный агрегат в качестве бытовой однофазной нагрузки используются конденсаторы, но их количество и способ введения в работу зависят от многих параметров.
Поэтому далее мы рассмотрим различные варианты схем подключения электродвигателей.
Без конденсаторов
Чтобы подключить асинхронный электродвигатель к сети 220В вовсе не обязательно использовать емкостной элемент. Благодаря развитию полупроводниковых ключей и схем с их использованием вы можете избежать ненужных потерь мощности. Для этого применяется транзисторный или динисторный ключ.
Схема бесконденсаторного пуска треугольникПриведенная выше схема предназначена для пуска электродвигателей с малыми оборотами до 1500 об/мин и относительно небольшой мощностью.
Работа схемы производится следующим образом:
- при подаче напряжения на ввод провода подключаются к двум точкам мотора;
- напряжение на третью точку треугольника подается через времязадающую R-C цепочку;
- магазин сопротивлений R1 и R2 регулирует интервал сдвига за счет перемещения бегунка;
- после насыщения конденсатора в цепочке динистор VS1 пропускает сигнал на открытие симистора VS2.
Если же подключение электрического агрегата предусматривает большую пусковую нагрузку и требует работы на высоких оборотах – до 3000об/мин, то необходимо применять аналогичную схему электронного ключа с двумя симисторами и отдельными времязадающими элементами для каждого из них. Но обмотки электрической машины будут подключаться по схеме разомкнутой звезды. Работа схемы аналогична предыдущей:
Схема бесконденсаторного пуска звездаС конденсаторами
Использование емкостных элементов, чтобы подключить электродвигатель, является наиболее распространенным способом. Для этого используются два конденсатора, один из которых пусковой, а второй рабочий. Пусковой вводится кратковременно, дополнительная емкость позволяет увеличить сдвиг напряжения в соответствующей обмотке и создать большее усилие.
Схема включения с конденсаторамиКак видите из рисунка выше, на электродвигатель подается однофазное напряжение между точками L и N. Асинхронный двигатель АД подключается к ним двумя обмотками, а к третей та же фаза подключается через контакты кнопочного переключателя SA1 и SA2, коммутирующие параллельно включенные конденсаторы C1 и C2.
Включение асинхронного электродвигателя происходит по такому принципу:
- Нажатием кнопки Пуск приводятся в движение две пары контактов — SA1 и SA2, после чего в обмотках начинает протекать электроток;
- После отпускания кнопки контакт SA2 остается замкнутым, подавая фазу со смещением через конденсатор C1, а SA1 размыкается, выводя из цепи пусковой конденсатор C2;
- Пусковые характеристики возвращаются к номинальным и двигатель работает в штатном режиме.
Но при таком подключении асинхронного двигателя в сеть 220В будет обеспечиваться вращение ротора лишь в одну сторону. Поэтому для выполнения реверсивных движений понадобится полностью перебирать точки подключения или использовать другой способ.
С реверсом
Для некоторых технологических операций требуется осуществлять прямое и обратное вращение вала электродвигателя, поэтому подключение должно менять последовательность чередования напряжения на обмотках. Разумеется, что вручную выполнять подобные операции нецелесообразно, особенно, когда смена направления производится по нескольку раз в час.
Поэтому осуществление реверса электродвигателя, гораздо эффективнее сделать через коммутатор с двумя парами контактов, имеющих противоположную логику. Это может быть тумблер или поворотный переключатель, включаемый в схему вместо обычной кнопки:
Включение трехфазного двигателя с реверсомКак видите на рисунке, принцип подключения ничем не отличается от рассмотренной схемы с конденсатором с той лишь разницей, что переключатель SA имеет два устойчивых положения. В одном случае он подает напряжение на конденсаторы с фазы, во втором с нулевого проводника. Поэтому чередование обмоток меняется на противоположное простым переключением тумблера.
Используя пускатель
Если в работе электродвигатель создает большую пусковую и рабочую нагрузку, то лучше подключить его через магнитный пускатель или контактор. Который обеспечит надежную коммутацию и последующую защиту электрической машины от аварийных ситуаций.
Схема включения через магнитный пускательКак видите на схеме, включение осуществляется за счет нажатия кнопки Пуск, которая замыкает цепь управления катушкой пускателя и подает напряжение на пусковой конденсатор Спуск.
При протекании тока по катушке пускателя К1 происходит замыкание ее контактов К1.1 и К1.2. Первые предназначены для замыкания питающей линии электродвигателя. Вторые шунтируют кнопку Пуск, которая возвращается в отключенное состояние и размыкает цепь питания пускового конденсатора.
Как подбирать конденсаторы?
Если вы собрались подключить электродвигатель, то выбор конденсатора осуществляется по таким принципам:
- Номинальное напряжение выбирается из соотношения 1,15 от подаваемого на мотор. Если брат больше, это увеличит стоимость установки и ее габариты. Если емкость рассчитать впритык, конденсатор перегреется и перегорит.
- Тип конденсатора – наиболее распространенные модели – бумажные, но они обладают большими габаритами. Поэтому выгоднее приобретать полипропиленовые. От электролитических лучше отказаться.
- Чтобы выбрать емкость пускового и рабочего конденсатора, необходимо воспользоваться таблицей соответствия по мощности электродвигателя:
Таблица: определение емкости конденсаторов
| Мощность трехфазного электродвигателя, кВт | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,1 | 1,5 | 2,2 |
| Минимальная емкость конденсатора Ср , мкф | 40 | 60 | 80 | 100 | 150 | 230 |
| Емкость пускового конденсатора (Сп), мкф | 80 | 120 | 160 | 200 | 250 | 300 |
Если нужной вам мощности в таблице нет, можно воспользоваться расчетными формулами:
Сраб = (2800*I)/U — для включения трехфазного двигателя звездой
Cраб = (4800*I)/U — для включения трехфазного двигателя треугольником
где I – величина ток, протекающего через обмотки электродвигателя, а U – напряжение сети.
Чтобы узнать емкость пускового конденсатора для подключения трехфазного агрегата, необходимо полученную величину рабочего умножить на два.
Видео в помощь
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор: схема, подбор
Многие любители и профессионалы используют электрооборудование различного назначения. И во многих случаях электрооборудование приводится в движение трехфазными двигателями. А вот трехфазная сеть часто отсутствует в гаражных боксах и индивидуальных домах. И тут на помощь приходят схемы подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть.
Содержимое
- 1 Зачем нужен конденсатор
- 2 Как правильно подобрать конденсаторы
- 3 Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором
- 4 Схема подключения электродвигателя без конденсаторов
- 5 Как подключить с реверсом
Что такое конденсатор для
Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором наиболее распространены и применяются в станкостроении.
Мы рассмотрим их подключение к однофазной сети. Когда двигатель включен в трехфазную сеть, по трем обмоткам в разные моменты времени протекает переменный ток. Этот ток создает вращающееся магнитное поле, которое начинает вращать ротор двигателя.
При подключении двигателя к однофазной сети ток по обмоткам течет, но вращающегося магнитного поля нет, ротор не вращается. Выход из этой ситуации был найден. Самый простой и эффективный способ оказался, это подключить конденсатор параллельно одной из обмоток двигателя. Конденсатор за счет пульсирующей энергии создает фазовый сдвиг, в обмотках двигателя создается вращающееся магнитное поле и двигатель работает. Конденсатор постоянно находится под напряжением и называется рабочим конденсатором.
ВАЖНО! Правильно рассчитайте и выберите емкость рабочего конденсатора и его тип.
Как правильно подобрать конденсаторы
Теоретически расчет необходимой емкости предполагается путем деления тока на напряжение и умножения полученного значения на коэффициент.
Для различных типов соединения обмоток коэффициент составляет:
- звезда — 2800;
- дельта — 4800.
Недостаток этого способа в том, что не всегда сохраняется заводская табличка на электродвигателе. Невозможно точно узнать коэффициент мощности и мощность двигателя и, следовательно, силу тока. Кроме того, на силу тока могут влиять такие факторы, как колебания сетевого напряжения и величина нагрузки на двигатель.
Поэтому следует применять упрощенный расчет емкости рабочих конденсаторов. Только учтите, что на каждые 100 ватт мощности нужно 7 мкФ емкости. Удобнее использовать несколько соединенных параллельно небольших конденсаторов, желательно одинаковой емкости, чем один большой конденсатор. Просто сложив емкости собранных конденсаторов, легко определить и подобрать оптимальное значение. Во-первых, общую мощность лучше занизить процентов на десять.
Если двигатель запускается легко и имеет достаточную мощность для его работы, значит, вы правы.
Если нет, вам нужно подключить больше конденсаторов, пока двигатель не достигнет оптимальной мощности.
СОВЕТ. При подключении трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором к однофазной сети теряется не менее трети его мощности.
Имейте в виду, что много — это не всегда хорошо, и при превышении оптимальной емкости рабочих конденсаторов двигатель будет перегреваться. Перегрев может привести к перегоранию обмоток и выходу двигателя из строя.
ВАЖНО! Конденсаторы должны быть соединены параллельно.
Конденсаторы желательно выбирать с рабочим напряжением не менее 450 вольт. Наиболее распространены так называемые бумажные конденсаторы, в названии которых есть буква Б. В настоящее время существуют также специализированные так называемые моторные конденсаторы, напр. К78-98.
ВНИМАНИЕ! Конденсаторы желательно выбирать на переменный ток.
Использование других конденсаторов также возможно, но связано с усложнением схемы и возможными нежелательными последствиями.Если двигатель запускается под большой нагрузкой, также необходим пусковой конденсатор. Его подключают параллельно рабочему конденсатору на короткое время пуска двигателя. Его емкость должна быть равна или не более чем удвоенной емкости рабочего конденсатора.
Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором
Подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть не сложно, и с этим справится даже электрик-любитель. Если возникают трудности, следует попросить друзей или знакомых. Рядом всегда есть грамотный электрик.
Обмотки трехфазных двигателей рабочим напряжением от 380 до 220 В для работы в сети триста восемьдесят вольт соединяют по схеме звезда. Это означает, что концы обмотки соединены друг с другом, а начала подключены к сети. Чтобы иметь возможность эксплуатировать электродвигатель в однофазной сети 220 вольт, необходимо для начала переключить его обмотки по схеме треугольник.
т.е. соедините конец первого с началом второго, конец второго с началом третьего и конец третьего с началом первого.
Эти соединения будут выводами двигателя для подключения к источнику питания. Два провода должны быть подключены к нулю и фазе 220 вольт через двухполюсный выключатель. Подключите третий вывод через рабочие конденсаторы к любому из первых двух выводов от двигателя. Можно попробовать начать.
Если запуск прошел успешно, двигатель работает с приемлемой мощностью и не перегревается, то можно ничего не менять. Вы получите работоспособную схему только с рабочими конденсаторами.
При пуске под нагрузкой или просто тяжелом пуске двигатель может долго раскручиваться и не достигать допустимой мощности. Тогда необходимо включить в цепь еще и пусковой конденсатор. Пусковые конденсаторы должны быть того же типа, что и рабочие конденсаторы. Столько же или в два раза больше рабочих. Они подключены параллельно им. Они используются только для запуска электродвигателя.
Для такого пуска очень удобно использовать своеобразный выключатель серии АП. Важно, чтобы он был в версии с блоком контактов. В нем при нажатии кнопки «Старт» пара контактов остается замкнутой до тех пор, пока не будет нажата кнопка «Стоп». К ним подключаются клеммы двигателя и сеть. Третий контакт замыкается только при удержании кнопки «Пуск», через него подключается пусковой конденсатор. Выключатели такого типа, только без предохранительных устройств, часто устанавливались на старые советские центробежные стиральные машины.
Схема подключения электродвигателя без конденсаторов
Реально работающих схем подключения трехфазного двигателя в бытовую сеть 220 вольт без конденсаторов нет. Некоторые изобретатели предлагают подключать двигатели через индукционные катушки или резисторы. Якобы это создает фазовый сдвиг на необходимый угол и двигатель вращается. Другие предлагают схемы подключения тиристоров. На практике это не работает, и не нужно изобретать велосипед.
Когда есть дешевый и проверенный способ запуска с помощью конденсаторов.
Реально рабочий вариант — подключение трехфазного асинхронного двигателя через преобразователь частоты. Инвертор подключается к бытовой сети и выдает трехфазный ток, с возможностью плавного пуска и регулирования скорости. Но стоит такое чудо примерно от 7000 рублей при подключаемой мощности всего 250 Вт. Мощные устройства стоят намного дороже. За такие деньги можно купить электрооборудование с возможностью подключения к однофазной цепи. Будь то мини-токарный станок, циркулярная пила, насос или компрессор.
Как подключить реверс
Обеспечить вращение ротора в обратном направлении не составляет труда. В схему подключения двигателя необходимо добавить двухпозиционный переключатель. Средний контакт переключателя соединен с одним из контактов конденсатора, а внешние контакты с выводами двигателя.
ВНИМАНИЕ! Сначала необходимо выбрать направление вращения с помощью переключателя и только потом запускать двигатель.
При работающем двигателе нельзя использовать переключатель направления вращения.Рассмотренные варианты подключения промышленных двигателей в бытовую сеть не очень сложны в своей реализации. Важно лишь обратить внимание на некоторые нюансы и техника, пусть и с небольшой потерей мощности, прослужит долго и будет полезной.
Статьи по теме:
Как читать паспортную табличку двигателя
Пол Росситер, 20 марта 2014 г.
- #Как направлять
- #Мотор
Ниже приведен образец заводской таблички. Вы можете щелкнуть ссылки на табличке, чтобы узнать больше.
| КТ: ВТ: | ||||
| НОМЕР МОДЕЛИ/СЕРИЙНЫЙ НОМЕР | Гц | НИЗКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ | ||
ЭФФ. | ТИП | С.Ф. | ДИЗАЙН | |
| HP | об/мин | ОБЯЗАННОСТЬ | ||
| ИНСЛ. | РАМА | ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ | ||
| ВОЛЬТ | АМПЕР | |||
| ФАЗА | ПОДШИПНИКИ | |||
| СБОРКА В США | ||||
Общая картина
Чтение паспортной таблички двигателя иногда может представлять собой уникальную проблему. Большинство производителей отображают информацию по-разному, и шильдики часто пачкаются, повреждаются, а иногда и удаляются. Это может сделать чтение паспортной таблички двигателя трудной или разочаровывающей задачей.
Информация с паспортной таблички двигателя потребуется в течение всего срока службы двигателя.
Если вам когда-либо понадобится определить размер частотно-регулируемого привода, отремонтировать двигатель, заменить двигатель, подключить двигатель, исправить коэффициент мощности, приобрести детали или сделать что-то еще с двигателем, вам понадобится информация на паспортной табличке двигателя.
| Лошадиная сила Лошадиная сила — это механическая мощность двигателя. Вы, вероятно, уже хорошо понимаете, что такое лошадиные силы, поэтому мы не будем вдаваться в подробности. Однако, вероятно, важно упомянуть, что за пределами Северной Америки выходная мощность обычно выражается в ваттах или киловаттах. Знаете ли вы? Термин « лошадиных сил» ввел Джеймс Уатт. Он использовал этот термин, чтобы помочь продать свой паровой двигатель. | Помните об осторожности. Использование недостаточно мощного двигателя или привода может повредить оборудование и привести к ненужным простоям и расходам. |
Напряжение
Двигатели рассчитаны на работу при напряжении, указанном на паспортной табличке.
Многие промышленные двигатели рассчитаны на работу при более чем одном (сетевом) напряжении. Например, многие двигатели имеют двойной номинал и рассчитаны на работу при напряжении 230 В и 460 В.
Как правило, двигатели имеют рабочий допуск 10% ± от номинального напряжения, указанного на паспортной табличке (см. руководство). Это означает, что двигатель, рассчитанный на 230 В, может работать и при 208 В (или 240 В). Двигатели не должны работать за пределами установленного диапазона напряжения, это может привести к повреждению двигателя и/или оборудования. При работе с двигателем, рассчитанным на двойное напряжение, не забудьте проверить соответствующую номинальную силу тока и подключение проводов.
Примечание:
Ваш рейтинг коэффициента эксплуатации снизится, если вы будете использовать допуск по напряжению вашего двигателя.
Номинальный ток полной нагрузки
Номинальный ток полной нагрузки — это скорость, с которой двигатель будет потреблять мощность при 100% номинальной нагрузке и при номинальном и сбалансированном напряжении.
Это число чрезвычайно важно, особенно при работе с электрическими компонентами. Проводка, стартер, автоматический выключатель и тепловые перегрузки рассчитаны на основе номинального тока полной нагрузки.
Когда дело доходит до выбора частотно-регулируемого привода, рейтинг FLA является очень важной информацией. Узнайте больше о размерах частотно-регулируемых приводов в нашем Руководстве по покупке частотно-регулируемых приводов.
Фаза
Если у вас нет уникального применения, ваш двигатель будет рассчитан на однофазную или трехфазную входную мощность.
Об/мин (скорость)
Число оборотов в минуту, указанное на паспортной табличке, представляет собой скорость вращения вала двигателя. Скорость двигателя напрямую связана с частотой сетевого напряжения и количеством полюсов в двигателе. При частоте 60 Гц 4-полюсный двигатель будет вращаться примерно со скоростью 1800 об/мин (7200/4 полюса). Однако, в зависимости от степени проскальзывания ротора, для которого был разработан двигатель, вы можете увидеть число оборотов в минуту, указанное как 1775 или 1750, и так далее.
Это число представляет собой расчетную мощность двигателя, при которой двигатель будет вращаться при полной нагрузке с установленной частотой, указанной на паспортной табличке.
Письмо о конструкции
Письмо о конструкции содержит информацию о пусковом моменте двигателя. Буквы конструкции B (нормальный пусковой момент), C (высокий пусковой момент) и D (очень высокий пусковой момент) являются наиболее распространенными. Пусковой крутящий момент двигателя отличается от крутящего момента при нормальной работе.
Например, два двигателя с одинаковым номинальным рабочим крутящим моментом могут иметь очень разные номинальные пусковые моменты. Двигатель, используемый для центробежного вентилятора, вероятно, будет иметь другие требования к пусковому крутящему моменту, чем конвейерная лента.
Service Factor
Двигатели часто разрабатываются с учетом временного увеличения спроса. Сервис-фактор представляет собой способность двигателя справляться с этим временным увеличением нагрузки.
Думайте о факторе обслуживания как о страховом полисе. Он рассчитан на температуру окружающей среды, высоту над уровнем моря, высокое и низкое линейное напряжение и несимметричное напряжение. Его не следует использовать в качестве метода увеличения мощности двигателя.
Коэффициент обслуживания выражается в виде десятичной дроби. Если вы не видите рейтинг эксплуатационного фактора на заводской табличке двигателя, сервисный коэффициент обычно равен 1,00. Кроме того, все двигатели, работающие от частотно-регулируемого привода (даже при частоте 60 Гц), теряют эксплуатационный коэффициент и имеют рейтинг 1,00. Пожалуйста, обратитесь к руководству для получения дополнительной информации.
Вы можете значительно сократить срок службы вашего двигателя, если будете постоянно работать с номинальным сервис-фактором.
Частота
Частота — это длительность синусоидального сигнала переменного тока (60 Гц = 60 циклов в секунду). Частота напрямую связана со скоростью двигателя.
(Для получения дополнительной информации см. Motor Theory 101: Adjusting Frequency)
В Северной Америке стандартная частота обычно составляет 60 Гц. За пределами Северной Америки 50 Гц часто является стандартом. Некоторые паспортные таблички будут иметь несколько значений частоты.
Код
Двигатели переменного тока, запускаемые при полном напряжении, будут потреблять больший ток (ампер), чем при нормальной работе. Это обычно называют пусковым током или пусковым током. Эти коды представляют диапазон пускового тока.
00-5.59
Обычно это отображается в виде десятичной дроби.
Таким образом, класс F лучше выдерживает температуру, чем класс B.
TEFC не является полностью воздухонепроницаемым или водонепроницаемым. Загрязняющие вещества извне могут попасть в двигатель, но обычно это не мешает нормальной работе.