Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор: схема, подбор

Вопросы и ответы

Общие правила

Перед подключением электродвигателя необходимо уточнить оценку. Если напряжение превысит расчетное значение, то обмотки будут перегреваться, если низкое, то его будет недостаточно для запуска.

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

Номинал должен соответствовать схеме, к которой подключены обмотки. Соединение звездой соединяет их концы в одной точке, а фазы подключаются к проводам катушки. Здесь используется более высокий класс напряжения, отмеченный в маркировке.

По схеме «треугольник» концы последовательно соединяются друг с другом. Образуется полностью замкнутый цикл. В этом случае уже используется более низкое значение напряжения. Подключаются агрегаты по-разному, также смешанно.

Как подключить трехфазный двигатель к 220: Как из 220 сделать 380 вольт

Решая, как подключить трехфазный двигатель на 220 вольт, помните, что нельзя просто взять и подключить его к обычной сети. Вал не будет вращаться, потому что на ротор не действует переменное поле.

Проблема решается изменением тока и напряжения в фазных обмотках. Для достижения нужного результата мотор подключается через конденсатор, из-за чего напряжение начинает зависать до минус 90 градусов.

В любом случае полностью изменить напряжение и сделать 380 вольт из 220 не получится, поэтому КПД будет от 30 до 50%, в зависимости от схемы подключения обмоток.

В таких режимах двигатель запускается только под нагрузкой, а периоды холостого хода сокращаются до минимума. Несоблюдение правил приведет к неисправности устройства.

Особенности трёхфазного двигателя

Асинхронные электродвигатели с тремя обмотками на статоре преобладают в различных отраслях сельского хозяйства. Они используются для работы вентиляционных устройств, очистки навоза, приготовления кормов, подачи воды. Популярность таких двигателей обусловлена ​​рядом преимуществ:

  • простота конструкции;
  • надежность в работе;
  • при подключении в обычном режиме не используются дорогие и дефицитные устройства;
  • объем обслуживания низкий.

Можно попробовать подключить трехфазный двигатель на 220, зная отличия схем подключения обмоток. Количество фаз, на которые рассчитан двигатель, можно определить по количеству клемм в распределительной коробке: у трехфазного в нем будет 6 проводов, а у однофазного — два или четыре.

Обмотки трехфазного двигателя соединяются по установленной схеме, называемой «звездой» или «треугольником». Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. При соединении в звезду концы обмоток соединяются. В клеммной коробке эта схема подключения будет отображаться с помощью двух перемычек между клеммами, помеченными «С6», «С4», «С5».

Если обмотки двигателя соединены треугольником, к каждому концу присоединяется начало координат. В распределительной коробке будут использоваться три перемычки, которые соединят клеммы «С1» и «С6», «С2» и «С4», «С3» и «С5».

Необходимость фазосдвигающих элементов

При подключении трехфазного электродвигателя к сети 220 В пусковой момент не возникает. Поэтому возникает необходимость в подключении пусковых устройств. Они создают сдвиг фаз, что позволяет двигателю запускаться и работать длительное время под нагрузкой.

В качестве фазоизменяющих элементов могут быть использованы:

  • сопротивление;
  • индуктивность;
  • емкость.

Из-за подключения трехфазного двигателя через конденсатор вал начинает вращаться при подаче напряжения. Соединение с контейнером гарантирует, что двигатель не только запустится, но и долго держит нагрузку.

Схемы с использованием конденсаторов

Подключать трехфазный электродвигатель к сети 220 В можно только после изучения схемы подключения обмоток и назначения устройства, с которым он будет работать.

Подключение конденсатора к обмоткам двигателя необходимо выполнять и соблюдать некоторые правила. Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети производится по одной из двух стандартных схем: «звезда» или «треугольник».

В двигателях средней и большой мощности требуется два бака — рабочий и пусковой. Рабочий конденсатор Ср необходим для возникновения кругового поля в номинальном режиме работы. Пусковой конденсатор Сп необходим для создания кругового поля при пуске с номинальной нагрузкой на валу.

Порядок подключения «звездой»:

  • Соедините концы обмоток звездой в распределительной коробке (установите перемычки между клеммами С6, С4, С5).
  • Подключите контейнер к началу двух катушек (C1, C2 или C2, C3 или C3, C1).
  • На начало свободной обмотки и ту, что подключена к конденсатору, необходимо подать напряжение 220 В. Поскольку в переменном токе нет полярности, не имеет значения, какая катушка двигателя находится под напряжением.

Порядок подключения по схеме «треугольник»:

  • Подсоедините клеммы к обмоткам двигателя в распределительной коробке, установив три перемычки между клеммами C1 и C6, C2 и C4, C3 и C5.
  • Подключите конденсаторы к началу и концу фазы (C1, C4 или C2, C5 или C3, C6).
  • Подведите нейтраль к свободной от емкости клемме перемычки, а фазу к любой другой клемме.

Для изменения направления вращения вала необходимо подключить либо напряжение, либо конденсаторы к другой фазе двигателя.

Расчёт необходимой ёмкости

При выборе конденсатора необходимо не допустить ситуации, когда фазный ток будет превышать его номинальное значение. Поэтому к расчетам нужно подходить очень внимательно — неверные результаты могут привести не только к пробою конденсатора, но и к перегоранию обмоток двигателя.

На практике для пуска маломощных двигателей применяют упрощенный подбор, исходя из соображений, что на каждые 100 Вт мощности двигателя необходимо 7 мкФ емкости при соединении треугольником.

При соединении обмотки в звезду это значение уменьшается вдвое. Если трехфазный двигатель мощностью 1 кВт подключен к однофазной сети, то потребуется конденсатор с зарядом 70-72 мкФ при соединении обмоток треугольником, и 36 мкФ в случае однофазного соединения звездная связь.

Расчет необходимого значения работоспособности проводят по формулам.

Со схемой соединения звездой:

Выкл.=2800 вводов/выводов

Если обмотки образуют треугольник:

Среднее значение = 4800 операций ввода/вывода

I — номинальный ток двигателя. Если значение по каким-либо причинам неизвестно, необходимо использовать формулу для расчета:

Я = П/(3 У)

При этом U=220В при соединении в звезду, U=380в — в треугольник.

P — мощность, измеряемая в ваттах.

При запуске двигателя со значительной нагрузкой на ось необходимо включать стартер параллельно с рабочим баком.

Значение рассчитывается по формуле:

Q=(2,5÷3,0) ср

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

Правильный выбор значения напряжения для конденсатора очень важен. Этот параметр, как и емкость, влияет на цену и габариты устройства. Если напряжение сети больше номинального значения конденсатора, пускатель выйдет из строя.

Но и использовать оборудование с высоким напряжением тоже не стоит. Ведь это приведет к неэффективному увеличению габаритов конденсаторной батареи.

Оптимальное значение напряжения конденсатора в 1,15 раза превышает значение напряжения сети: Uк ​​= 1,15 U·с.

Очень часто при подключении двигателя с тремя обмотками к однофазной сети применяют конденсаторы типа КГБ-МН или БГТ (термостойкие). Они сделаны из бумаги. Металлический корпус полностью герметичен.

Он имеет прямоугольную форму. Обратите внимание, что допустимые значения напряжения и емкости, указанные на приборе, относятся к постоянному току. Поэтому при работе на переменном токе необходимо уменьшить показатели напряжения конденсатора в 2 раза.

Выбор схемы подключения

Обмотки одного и того же двигателя могут быть соединены как в звезду, так и в треугольник. Схему подключения необходимо выбирать в зависимости от нагрузки. Если трехфазный двигатель в однофазной сети будет приводить в движение любой маломощный механизм, можно выбрать схему соединения звездой.

В этом случае рабочий ток будет небольшим, но габариты и цена конденсаторной батареи значительно снизятся.

При большой нагрузке во время работы или при пуске обмотки двигателя необходимо соединить по схеме «треугольник». Этого будет достаточно для непрерывной работы. К недостаткам можно отнести значительную цену и габариты конденсаторов.

Неисправности при включении

Если мотор гудит, но не заводится после подключения конденсаторов и подачи напряжения, причины могут быть разные:

  • недостаточная емкость конденсатора (амперметр зафиксирует ток, превышающий допустимое значение);
  • повреждение перемычки или шнура питания;
  • неправильное подключение;
  • добавление напряжения к неправильной обмотке.

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

Приятно будет работать с трехфазным двигателем в однофазной сети. Единственным недостатком будет развиваемая им мощность — не 100%, а 60-80% от номинальной. Если бак используется только для запуска, полезная мощность двигателя не превысит 60% его номинальной мощности.

Читайте также: Климатический класс холодильника

Для чего нужен конденсатор

Наиболее распространенными и наиболее применяемыми в станкостроении являются трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Мы рассмотрим их подключение к однофазной сети.

При подключении двигателя к трехфазной сети переменный ток протекает по трем обмоткам в разное время. Этот ток создает вращающееся магнитное поле, которое начинает вращать ротор двигателя.

При подключении двигателя к однофазной сети по обмоткам течет ток, но вращающегося магнитного поля нет, ротор не крутится. Выход из этой ситуации был найден. Самым простым и эффективным способом было подключение конденсатора параллельно одной из обмоток двигателя.

Конденсатор, принимающий и отдающий энергию импульсивно, создает фазовый сдвиг, в обмотках двигателя получается вращающееся магнитное поле и он работает. Емкость постоянно находится под напряжением и называется рабочим конденсатором.

Правильно рассчитать и выбрать емкость рабочего конденсатора и его тип.

Виды соединения обмоток

Трехфазный двигатель содержит статор — неподвижную часть с неподвижными витками проволоки. Они смещены относительно друг друга по окружности на 120 угловых градусов. Переменный ток, проходя по обмоткам, создает изменяющееся магнитное поле, которое толкает подвижную часть двигателя — ротор, или, как его раньше называли, якорь.

Существует два способа соединения обмоток друг с другом:

  • Звезда — первые концы обмоток соединены между собой, а ко вторым выводам катушек подключены фазные проводники сети.
  • Треугольник — катушки соединены последовательно друг за другом, конец третьей обмотки соединен с началом первой. Схематично они образуют треугольник, к вершинам которого подсоединены фазы.

Как правильно подобрать конденсаторы

Теоретически расчет необходимой емкости предполагается путем деления тока на напряжение и умножения полученного значения на коэффициент. Для разных типов соединений обмоток коэффициент равен:

  • звезда — 2800;
  • треугольник — 4800.

Недостаток этого способа в том, что на электродвигателе не всегда сохраняется заводская табличка. Невозможно точно знать коэффициент мощности и мощность двигателя, а значит и силу тока. Кроме того, на силу тока могут влиять такие факторы, как отклонения напряжения в сети и величина нагрузки на двигатель.

Мощность электродвигателя, кВт 0,4 0,6 0,8 1.1 1,5 2.2
Емкость конденсатора С2 в номинальном режиме, мкФ 40 60 80 100 150 230
Емкость конденсатора С2 в недогруженном режиме, мкФ 25 40 60 80 130 200
Емкость пускового конденсатора С1 в номинальном режиме, мкФ 80 120 160 200 250 300
Емкость конденсатора С1 в недогруженном режиме, мкФ 20 35 45 60 80 100

 

Поэтому следует использовать упрощенный расчет емкости рабочих конденсаторов. Только учтите, что на каждые 100 Вт мощности нужно 7 мкФ емкости. Практичнее использовать несколько соединенных параллельно небольших конденсаторов, желательно одинаковой емкости, чем один большой.

Просто просуммировав емкости собранных конденсаторов, можно легко определить и подобрать оптимальное значение. Для начала лучше занизить общую емкость процентов на десять.

Если двигатель запускается легко и имеет достаточную мощность для работы, все подобрано правильно. Если нет, вам все равно нужно подключить конденсаторы, пока двигатель не достигнет оптимальной мощности.

При включении трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в однофазную сеть теряется не менее трети мощности.

Следует помнить, что много не всегда хорошо, и при превышении оптимальной емкости рабочих конденсаторов двигатель будет перегреваться. Перегрев может привести к сгоранию обмоток и выходу электродвигателя из строя.

 Конденсаторы должны быть соединены параллельно.

Конденсаторы рекомендуется выбирать с рабочим напряжением не ниже 450 вольт. Наиболее распространены так называемые бумажные конденсаторы, с буквой В в названии. В настоящее время выпускаются и специализированные, так называемые моторные конденсаторы, например К78-98.

Конденсаторы желательно выбирать для переменного тока. Использование других также возможно, но связано со сложностью схемы и возможными нежелательными последствиями.

Если двигатель запускается под нагрузкой и затруднен, также необходим пусковой конденсатор. Включается параллельно с рабочим на короткое время для запуска электродвигателя. Его вместимость должна быть равна или не более чем в два раза больше мощности рабочего.

Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором

Подключить трехфазный двигатель к однофазной сети несложно, и с этим справится даже электрик-любитель. При возникновении проблем следует обратиться к друзьям или знакомым. Рядом всегда есть грамотный электрик.

Обмотки трехфазных двигателей с рабочим напряжением от 380 до 220 для работы в сети триста восемьдесят вольт соединяют по схеме звезда. Это значит, что концы обмоток соединены между собой, а начало подключено к сети.

Для работы электродвигателя в однофазной сети 220 вольт необходимо для запуска обмотки переключиться на схему треугольник. Они соединяют конец первого с началом второго, конец второго с началом третьего и конец третьего с началом первого.

Эти разъемы будут выходами двигателя для подключения к источнику питания. Два выхода необходимо подключить через двухполюсный выключатель к нулю и фазе сети 220 вольт. Подключить третий вывод через рабочие конденсаторы к одному из первых двух выводов с двигателя. Можешь попробовать побегать.

Если запуск прошел успешно, двигатель работает с приемлемой мощностью и не сильно греется, то ничего менять нельзя. Оказалось, что это пригодная для использования схема только с исправными конденсаторами.

При пуске под нагрузкой или просто жестком запуске двигателя он может долго раскручиваться и не достигать приемлемой мощности. Затем необходимо включить в цепь еще и пусковую емкость. Пусковые конденсаторы выбирают того же типа, что и рабочие. Такая же или вдвое большая вместимость для рабочих. И подключены параллельно. Используется только для запуска двигателя.

Очень удобно для такого запуска использовать какой-нибудь переключатель серии АР. Важно, чтобы он был выполнен с блочными контактами. В нем при нажатии кнопки «Старт» пара контактов остается замкнутой до тех пор, пока не будет нажата кнопка «Стоп». Они подключаются к кабелям двигателя и сети.

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 к бытовой сети 220 вольт без конденсаторов не существует. Некоторые изобретатели предлагают подключать двигатели через индукционные катушки или резисторы.

По-видимому, таким образом создается фазовый сдвиг на необходимый угол и двигатель вращается. Другие предлагают схемы подключения тиристоров. На практике это не работает и не стоит изобретать велосипед. Когда есть дешевый и проверенный способ начать использовать конденсаторы.

Реально рабочий вариант — подключение трехфазного асинхронного двигателя через преобразователь частоты. Инвертор подключается к бытовой сети и выдает трехфазный ток, также 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 однофазной цепи. Будь то мини токарный станок, циркулярный, насос или компрессор.

Трехфазный асинхронный двигатель — на что обратить внимание до его подключения

Новые устройства стоят достаточно дорого, поэтому многие предпочитают покупать их с рук после того, как они поработают. Чаще всего отсутствуют документы, поэтому перед подключением электродвигателя с напряжением 380 В в 1 фазу необходимо проверить состояние.

Такая проверка поможет избежать дальнейших проблем, сократить время на переоборудование и предотвратить возможные аварии и травмы.

Механическое состояние статора и ротора, что может мешать работе двигателя

Неподвижный статор состоит из трех компонентов: основной части и двух боковых крышек, соединенных болтами. Перед подключением асинхронного двигателя проверьте зазоры между деталями и затяжку гаек на шпильках.

Все части статора должны максимально плотно прилегать друг к другу. Внутри него установлены подшипники, где вращается вал ротора. Его нужно провернуть вручную, проверить, чтобы в посадочных местах не было стуков. Проверить нет ли посторонних шумов, не касается ли ротор статора. Таким же образом определяется явное заклинивание, в чем не приходится сомневаться.

Такую же проверку необходимо произвести на холостом ходу после того, как двигатель уже подключен к однофазной сети. Для получения наиболее полной картины внутреннего состояния рекомендуется произвести полную разборку статора, промыть и смазать подшипники ротора.

Электрические характеристики статорных обмоток, как проверять схему сборки

Все показатели и основные значения указаны производителем на табличке, прикрепленной к корпусу прибора. Перед включением двигателя в однофазную сеть нужно проверить, по какой схеме подключены обмотки. Иногда бывает, что предыдущий владелец изменил его и он не соответствует данным таблицы.

В некоторых случаях отсутствует сама табличка. В этом случае рекомендуется заглянуть в клеммную колодку и посмотреть, по какой схеме был подключен двигатель. Он содержит шесть концов, подключенных к клеммам, как показано на рисунке. Ручное переключение со звезды на треугольник и наоборот осуществляется сменой перемычек.

Как подключить трехфазный двигатель к 220: Как из 220 сделать 380 вольт

Электрические методики проверки схемы и сборки обмоток

Часто встречаются двигатели, собранные не по комбинированной схеме, а либо «звезда», либо «треугольник». Поэтому в распределительной коробке расположено не 6 концов, а только 4 — 3 фазы и 0. Прежде чем перебирать двигатель, проверьте реальную схему подключения.

Иногда встречаются корпуса, не имеющие заводской маркировки и провода не подключаются к клеммам и просто вынимаются. Поэтому еще до запуска электродвигателя 380 В нужно прозвонить каждый провод, определить его принадлежность и промаркировать. Для этого используйте мультиметр или тестер, установленный в положение омметра.

Первый щуп устанавливается на любой вывод, а второй — на один из 5 оставшихся концов. Если устройство показывает короткое замыкание, значит оба конца от одной обмотки. Аналогично проверяются остальные выводы.

Еще до подключения к сети следует установить, где конец и начало каждой обмотки. Эта процедура осуществляется с помощью вольтметра и батарейки. Минус этой батареи подключается к каждому концу, а другой вывод должен касаться плюса. В цепи появляется импульс тока, который наводит ЭДС в двух других обмотках.

Наведенное напряжение проверяют вольтметром на полярность. Начало обмотки соответствует положительным показаниям. При закрытии стрелка движется вправо, а после открытия – влево. После маркировки рекомендуется провести контрольную проверку — подать импульс на следующие обмотки по очереди.

Другой метод проверки: концы двух произвольных обмоток замыкаются параллельно. Затем к ним подключаем вольтметр. На оставшуюся обмотку подается переменное напряжение.

Если прибор показывает соответствие между напряжением и ЭДС индукции, то концы имеют одинаковую полярность и относятся к одной обмотке. В случае нулевого измерения меняются концы и выполняется новое измерение.

Перед подключением 380 вольт к 220 проверьте изоляцию обмоток. Для этого используется мегомметр с выходным напряжением 1000 В. Для получения точного результата измерения проводят на всех трех обмотках, а также между корпусом и каждой обмоткой. Если показания больше 0,5 МОм, статор считается исправным.

В противном случае может потребоваться ремонт или профилактическая сушка теплым сухим воздухом. Следует отметить, что этот метод не подходит для определения межвитковых замыканий обмоток. Для этого вам понадобится мультиметр в режиме омметра, чтобы проанализировать и сравнить номинал активных резисторов во всех цепях.

Меры безопасности при подключении трехфазного двигателя напоминание

Существуют общие правила, которые необходимо соблюдать при решении задачи, как из 220 сделать 380 вольт для асинхронного двигателя на 380 В:

  • Все соединения должны выполняться с помощью отдельного автоматического выключателя.
  • Решать проблему на двигателе 380 вольт, как его подключить и проверить должны люди, прошедшие специальное обучение. Всегда помните о мерах предосторожности при работе с электричеством.
  • Для ввода в эксплуатацию под напряжением необходимо использовать разделительный трансформатор.

Использование специально защищенного инструмента позволит не только быстро запустить двигатель, но и полностью обезопасить специалиста.

Как подключить с реверсом

Нетрудно обеспечить вращение ротора в обратную сторону. В электрическую схему двигателя необходимо добавить двухпозиционный переключатель. Средний контакт выключателя подключается к одному из контактов конденсаторов, а крайние — к клеммам двигателя.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ НА СЛЕДУЮЩЕЕ! Сначала необходимо выбрать направление вращения с помощью переключателя, и только потом запускать мотор. Переключатель направления вращения нельзя использовать при работающем двигателе.

Рассмотренные варианты подключения промышленных двигателей к бытовой сети не представляют больших проблем при их реализации. Важно лишь внимательно учесть некоторые нюансы, и техника, пусть и с небольшой потерей мощности, прослужит долго и принесет пользу.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector