Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети
Способы пуска асинхронного трехфазного двигателя от однофазной сети
Как запускать трехфазный асинхронный двигатель от однофазной сети?
Самый простой способ запуска трехфазного двигателя в качестве однофазного, основывается на подключении его третьей обмотки через фазосдвигающее устройство. В качестве такого устройство может выступать активное сопротивление, индуктивность или конденсатор.
Прежде, чем подключать трехфазный двигатель в однофазную сеть, необходимо убедиться, что номинальное напряжение его обмоток соответствуют номинальному напряжению сети. Асинхронный трехфазный двигатель имеет три статорных обмотки. Соответственно в клемной коробке должно быть выведено 6 клемм для подключения питания. Если открыть клеммную коробку, то мы увидим борно двигателя. На борно, выведены 3 обмотки двигателя. Их концы подключены к клеммам. На эти клеммы и подключается питание двигателя.
Каждая обмотка имеет начало и конец. Начала обмоток маркируют как С1, С2, С3. Концы обмоток промаркированы соответственно С4, С5, С6. На крышке клемной коробки мы увидим схему включения двигателя в сеть при разных напряжениях питания. Согласно этой схемы мы и должны подключить обмотки. Т..е. если двигатель допускает использование напряжений 380/220, то для его подключения к однофазной сети 220В, необходимо переключить обмотки в схему «треугольник».
Если же его схема подключения допускает 220/127 В, то к однофазной сети 220 В, его необходимо подключать по схеме «звезда», как показано на рисунке.
Схема с пусковым активным сопротивлением
На рисунке показана схемы однофазного включения трехфазного двигателя с пусковым активным сопротивлением. Такая схема используется только в двигателях малой мощности, так как в резисторе теряетя большое количество энергии в виде тепла.
Схемы конденсаторного пуска асинхронного двигателя
Наибольшее распространение получили схемы с конденсаторами. Для изменения направления вращения двигателя необходимо применять переключатель. В идеале для нормальной работы такого двигателя необходимо, чтобы емкость конденсатора изменялась в зависимости от числа оборотов. Но такое условие выполнить довольно трудно, поэтому обычно применяют схему двухступенчатого управления асинхронным электродвигателем. Для работы механизма, приводимого в движение таким двигателем, используют два конденсатора. Один подключается только при запуске, а после окончания пуска его отключают и оставляют только один конденсатор. При этом происходит заметное снижение его полезной мощности на валу до 50…60% от номинальной мощности при включении в трехфазную сеть. Такой пуск двигателя получил название конденсаторного пуска.
При применении пусковых конденсаторов имеется возможность увеличить пусковой момент до величины Мп/Мн=1,6-2. Однако, при этом значительно увеличивается емкость пускового конденсатора, из за чего вырастают его размеры и стоимость всего фазосдвигающего устройства. Для достижения максимального пускового момента, величину емкости необходимо выбирать из соотношения, Xc=Zk, т. е. емкостное сопротивление равно сопротивлению короткого замыкания одной фазы статора. По причине высокой стоимости и габаритов всего фазосдвигающего устройства конденсаторный пуск применяется лишь при необходимости большого пускового момента. В конце пускового периода пусковой обмотки необходимо отключить, в противном случае пусковая обмотка перегреется и сгорит. В качестве пускового устройства можно применять индуктивность— дроссель.
Пуск трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети, через частотный преобразователь
Для пуска и управления трехфазным асинхронным двигателем от однофазной сети, можно применять преобразователь частоты с питанием от однофазной сети. Структурная схема такого преобразователя представлена на рисунке. Пуск трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети с помощью преобразователя частоты является одним из самых перспективных. Поэтому именно он наиболее часто используется в новых разработках систем управления регулируемыми электроприводами. Принцип его лежит в том, что, меняя частоту и напряжение питания двигателя, можно в соответствии с формулой, изменять его частоту вращения.
Сам преобразователь состоит состоят из двух модулей, которые обычно заключены в один корпус:
— модуль управления, который управляет функционированием устройства;
— силовой модуль, который питает двигатель электроэнергией.
Применение преобразователя частоты для пуска трехфазного асинхронного двигателя. позволяет значительно снизить пусковой ток, так как электродвигатель имеет жесткую зависимость между током и вращающим моментом. Причем значения пускового тока и момента можно регулировать в достаточно больших пределах. Кроме того с помощью частотного преобразователя можно регулировать обороты двигателя и самого механизма, уменьшая при этом значительную часть потерь в механизме.
Недостатки применения частотного преобразователя для пуска трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети: достаточно высокая стоимость самого преобразователя и периферийных устройств к нему. Появление несинусоидальных помех в сети и снижение показателей качества сети.
Типовые схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети
Для подключения к однофазной сети используют:
1. Однофазные асинхронные двигатели. Такие электрические двигатели спроектированы для работы от однофазной сети, для создания вращающегося магнитного поля в их конструкцию заложен ряд особенностей (однофазная и вспомогательная обмотка на статоре, экранированные полюса и др.);
2. Асинхронные двигатели с трехфазной обмоткой на статоре. Для подключения к однофазной сети такого двигателя обычно используется дополнительное устройство, которое обеспечивает преобразование однофазного напряжения в трехфазное.
Энергетические показатели асинхронных двигателей с трехфазной обмоткой на статоре выше, чем у однофазных.
Однофазные двигатели изготавливаются серийно с номинальной мощностью менее 1 кВт, поэтому для устройств с большей мощностью используются трехфазные асинхронные двигатели с преобразователем количества фаз. В большинстве случаев мощность трехфазных двигателей бытовых устройств, подключаемых к однофазной сети, не превышает 3 кВт.
Из всех разработанных многочисленными исследователями методов подключения асинхронного электродвигателя на практике чаще всего применяется два, называемые способами:
Оба они используют конденсаторный запуск, отличающийся доступной элементной базой.
Название каждого метода дано по способу подключения обмоток статора в сеть. Их схема уже была показана здесь: Однофазное подключение трехфазного двигателя. Узнать же, как они собраны в конкретном двигателе, можно с помощью таблички, смонтированной на корпусе.
Обычно даже на старых моделях можно разобрать способ соединения обмоток и напряжение сети, на которые они созданы. Такой информации можно доверять, если двигатель уже опробован в работе и к нему нет претензий. Но, даже в этом случае необходимо провести электрические замеры.
Содержание статьи
Как проверить схему подключения обмоток электродвигателя
Начнем с плохого варианта выполнения монтажа статорных обмоток, когда их концы на заводе не обозначены, а сборка нуля для схемы звезды выполнена внутри корпуса и выведена одной общей жилой. Придется разбирать корпус, снимать крышки, демонтировать внутреннее соединение, разводить провода.
Определение фаз статора
После того. как концы проводов разъединены используется омметр. Один его щуп подсоединяют к произвольному проводу, а другим находят его окончание по показаниям омметра. Также поступают с остальными фазами. Не следует забывать их маркировать или помечать каким-то доступным способом.
Вместо омметра можно использовать самодельные прозвонки, состоящие из батарейки с лампочкой и проводами.
Определение полярности обмоток
Для нахождения одинакового расположенных концов рекомендуется воспользоваться одним из двух способов:
1. подачей импульса постоянного тока;
2. подключением источника переменного напряжения.
Оба этих варианта работают за счет подачи электрического напряжения на одну обмотку и трансформации его в остальные через магнитопровод сердечника.
Метод проверки с помощью батарейки и вольтметра постоянного тока
Принцип работы показан на картинке.
На клеммы одной из обмоток следует подключить чувствительный вольтметр постоянного тока, способный реагировать на появление импульса. К другой обмотке кратковременно прикладывают напряжение определённым полюсом, например, плюсом.
В момент подачи импульса наблюдают показание вольтметра: возможно отклонение стрелки в положительную или отрицательную сторону. Движение ее к плюсу означает совпадение полярностей обеих обмоток (размыкание контакта — стрелка к минусу). Процедуру повторяют для третьей обмотки.
Сменой обмотки для подключения батарейки осуществляют контрольную проверку правильности маркировки.
Метод проверки переменным напряжением
Две произвольных обмотки подключают параллельно соединенными концами к вольтметру, а на третью подают напряжение от трансформатора. Контролируют показания вольтметра: при совпадении полярностей обеих обмоток на вольтметре будет отображаться значение источника ЭДС, а при нарушении — ноль.
Сменой положения трансформатора на другую обмотку и переключением цепей вольтметра осуществляют проверку полярности третьей фазы, а затем выполняют контрольный замер.
О том, как определить неисправности в обмотке смотрите здесь: Как проверить состояние обмотки асинхронного двигателя
Схема запуска «звезда»
Она обеспечивается схемой подключения обмоток, использующей три разных цепи — фазы, объединенные общей точкой, нейтралью.
Схему собирают после проверки полярности подключения обмоток статора внутри двигателя. Двухфазное напряжение 220 вольт фазой через автоматический выключатель подают на начала двух разных обмоток. К одной из них в разрыв врезают конденсаторы: пусковые и рабочие.
Ноль сети питания подводится на третий вывод звезды.
Емкость рабочих конденсаторов подбирают по эмпирической формуле:
С раб = (2800 · I)/U.
Для схемы пуска эту величину увеличивают в 2÷3 раза. В процессе работы двигателя под нагрузкой следует проверить соотношения токов в обмотках замерами и провести корректировку рабочих конденсаторов применительно к усредненным нагрузкам привода. Иначе будет происходить перегрев оборудования, ведущий к старению изоляции.
Подключение электродвигателя в работу удобно выполнять через конструкцию специального выключателя, который раньше производился для стиральных машин с центрифугой типа «Рига».
Здесь уже встроена пара замыкающих контактов, которые одновременно подают напряжение на две параллельно подключенные схемы нажатием на кнопку Пуск. Причем при отпускании этой кнопки одна цепочка разрывается. Этот контакт и используют для пусковой цепочки.
Общее отключение напряжения производят нажатием на кнопку Стоп.
Схема запуска «треугольник»
Она повторяет алгоритм предыдущей схемы в части запуска, но отличается способом подключения обмоток статора.
Токи, протекающие в них, превышают значения для цепей звезды. Рабочие конденсаторы требуют больших номиналов. Их рассчитывают по следующему выражению:
С раб = (4800 · I)/U.
Правильность подбора конденсаторов тоже определяют по соотношению токов в обмотках статора контрольными замерами под нагрузкой.
Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть и его реверс
Проблема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети возникает достаточно часто, потому имеет смысл рассмотреть этот вопрос. Оказывается запустить такой двигатель от обычной розетки совсем несложно — достаточно лишь дополнить схему фазосдвигающим конденсатором:
На рисунках выше показано подключение трехфазных двигателей с обмотками, соединенными звездой и треугольником.
Правда в этой схеме есть один существенный недостаток: для получения максимального КПД емкость фазосдвигающего конденсатора (Сраб.) должна меняться в зависимости от числа оборотов якоря мотора. Простейший выход из этой ситуации — использование дополнительного конденсатора (Спуск.):
Он подключается только на время пуска двигателя, после чего сразу же отключается вручную.
Какой емкости конденсаторы нужно использовать? Расчет достаточно прост. Для схемы «Звезда» формула будет выглядеть так:
Где Сраб. в микрофарадах, I — ток потребления двигателем в амперах, U — напряжение питания в вольтах.
А для схемы «Треугольник» так:
Где Сраб. в микрофарадах, I — ток потребления двигателем в амперах, U — напряжение питания в вольтах.
Если вам известна мощность электродвигателя, то ток потребления несложно рассчитать, воспользовавшись формулой:
I = P/1.73 U η cosφ
Где I — ток потребления в амперах, Р — паспортная мощность двигателя в ваттах (указана на шильдике), U — напряжение сети в вольтах, η — КПД, cosφ — коэффициент мощности.
Пусковой конденсатор должен иметь в 1.5-2 большую емкость чем рабочий. Оба конденсатора должны быть обязательно бумажными (МБГО, МБГП) и рассчитаны на рабочее напряжение как минимум в 1.5 раза превышающее напряжение питания электродвигателя.
Как осуществить реверс двигателя при таком подключении? Схема реверсирования предельно проста — достаточно добавить схему переключатель В1:
И последний вопрос: если схема подключения трехфазного двигателя к одной фазе так проста, зачем вообще классическая схема с тремя фазами? Дело в том, что при использовании обычной сети для таких двигателей, мощности их составляет 50% от номинальной, но тут уже ничего не поделаешь.
Как включить трехфазный электродвигатель в однофазную сеть без перемотки
Трехфазный асинхронный двигатель может работать от однофазной сети как однофазный с пусковым элементом или как однофазный конденсаторный с постоянно включенной рабочей емкостью. Применение двигателя в качестве конденсаторного предпочтительнее.
В этом случае при пуске двигателя в ход для образования вращающегося магнитного поля (в общем случае эллиптического) используются обмотки всех трех фаз, в которых с помощью активного сопротивления R, индуктивности L или емкости С создается трехфазная несимметричная система токов.
По окончании пуска в большинстве случаев одна из фаз вместе со вспомогательным сопротивлением (R, L или С) отключается и двигатель переводится в однофазный режим, при котором обмотки статора создают не вращающееся, а пульсирующее магнитное поле.
Использование трехфазных двигателей для работы от однофазной сети
На рисунках 1 и 2 представлены различные схемы пуска в ход трехфазных асинхронных двигателей при их работе от однофазной сети.
Если принять за 100 % мощность трехфазного двигателя, обозначенную на его щитке, то при однофазном включении двигатель может развить 50-70 % этой мощности, а при использовании в качестве конденсаторного — 70-85 % и более. Еще одно преимущество конденсаторного двигателя заключается в том, что отсутствует специальное пусковое устройство, которое необходимо при однофазной схеме для отключения пусковой обмотки после разгона двигателя.
Схему включения на рисунках надо выбирать с учетом напряжения сети и номинального напряжения двигателя. Например, при трех выведенных концах обмотки статора (рис. 1) двигатель может быть использован в сети, напряжение которой равно номинальному напряжению двигателя.
При шести выводных концах обмотки двигатель имеет два номинальных напряжения: 127/220 В, 220/380 В. Если напряжение сети равно большему номинальному напряжению двигателя, т.е. Uc = 220 В при номинальном напряжении 127/220 В или UC = 380 В при номинальном напряжении 220/380 В и т.д., то надо пользоваться схемами, приведенными на рис. 1, а, б. При напряжении сети, равном меньшему номинальному напряжению двигателя, следует применять схему, показанную на рис. 1, в. В этом случае при однофазном включении значительно уменьшается мощность двигателя, поэтому целесообразно применять схемы с рабочей емкостью.
Подбор конденсаторов при подключении трехфазных двигателей к сети
Расчет пусковых элементов при использовании трехфазных двигателей в качестве однофазных требует знания параметров схемы замещения двигателя, причем, будучи сложным, он в то же время не позволяет для большинства схем достаточно точно определить искомые величины, поэтому для двигателей малой мощности на практике чаще всего величину пусковых элементов определяют экспериментально. Критерием правильности подбора пусковых элементов служат величины пусковых момента и тока.
Рабочая емкость СР(мкФ) для каждой схемы должна иметь определенное значение и может быть подсчитана, исходя из напряжения однофазной сети Uc и номинального тока Iф в фазе трехфазного двигателя: Ср=kIф/Uc где k — коэффициент, зависящий от схемы включения. При частоте 50 Гц для схем по рис. 1, б и 2, б можно принять k=2800; для схемы по рис. 1, в — k=4800; для схемы по рис. 2, в — k=1600.
Напряжение на конденсаторе Uk также зависит от схемы включения и напряжения сети. Для схем по рис. 1, б, в оно может быть принято равным напряжению сети; для схемы по рис. 2, б — Uk = 1,15Uc; для схемы по рис. 2, e-Uk=2Uc.
Номинальное напряжение конденсатора должно быть равно или несколько больше расчетного значения.
Необходимо помнить, что конденсаторы после отключения длительное время сохраняют напряжение на своих зажимах и создают при прикосновении к ним опасность поражения человека электрическим током. Опасность поражения тем выше, чем больше емкость и выше напряжение на включенном в схему конденсаторе. При ремонте или отладке двигателя необходимо после каждого отключения конденсатор разрядить. Для защиты от случайного прикосновения в процессе эксплуатации двигателя конденсаторы должны быть жестко закреплены и ограждены.
Пусковое сопротивление Rn определяют опытным путем, используя регулируемое сопротивление (реостат).
Если необходимо получить увеличенный момент при пуске двигателя, то параллельно рабочему конденсатору включают пусковой. Его емкость обычно подсчитывают по формуле Сп=(от 2,5 до 3)Ср, где Ср — емкость рабочего конденсатора. Пусковой момент при этом получается близким к номинальному моменту трехфазного двигателя.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети
Современный рынок предлагает однофазные и трехфазные электродвигатели. Но, как известно, бытовая сеть – однофазная, отсюда закономерный вопрос: осуществимо ли подключение трехфазного двигателя к однофазной сети?
Приведем несколько вариантов решения обозначенной задачи. Чаще предпочтение отдается методу подключение трехфазного двигателя через конденсатор – один из элементов является рабочим, другой – пусковым. Обозначения Ср и Сп. На схеме рассмотрены варианты включения «звезда» (а) и «треугольник» (б).
За счет действия элемента схемы Сп достигается увеличение пускового момента. После того, как двигатель запущен, Сп отключают. В ситуациях, когда пуск электродвигателя выполняется без нагрузки, необходимость включать в цепь конденсатор Сп отпадает.
Для успешной реализации задачи важно правильно определить емкость рабочего конденсатора. Используется закономерность:
Ср=К(1ном/U), где
Ср – рабочая емкость (мкФ), 1ном – сила тока по номиналу (А), U – напряжение в однофазной цепи (В), К – коэффициент, который зависит от того, какая схема подключения трехфазного двигателя выбрана. Показатель «К» для «звезды» — 2800, «треугольника» — 4800.
Показатели номинального тока и напряжения можно найти в технической документации (паспорте) к каждому виду электрических двигателей.
Подключение трехфазного двигателя через конденсатор чаще предусматривает применение недорогого электролитического конденсатора ЭП. После каждого включения такой конденсатор крайне важно разряжать.
Как показывает практика, подключение трехфазного двигателя к однофазной сети с помощью конденсаторов оправдано. Такая схема дает мощность в 65-85% от приведенных в паспорте данных. Проблемы могут возникнуть только с подбором нужного типа конденсатора. Чтобы не решать подобных задач, большое распространение получила схема подключения трехфазного двигателя с применением активных сопротивлений.
Но необходимо учесть, что при помощи метода сопротивления часто не получается получить мощность силовой установки больше, чем половина ее номинала.
Выполняя подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть через конденсатор важно понимать, что номинал конденсаторов модификаций КБГ-МН и БГТ приводится на постоянном токе. При работе в условиях переменного тока, величины допустимых напряжений не должны превышать приведенных в таблице ниже показателей.
Определить величину пусковых активных сопротивлений можно, опираясь на величины, приведенные в таблице ниже. За основу принимаются мощности электрического двигателя в трехфазном режиме.
Схемы подключения трехфазного двигателя. К 3-х и 1-о фазной сети
Схемы подключения трехфазного двигателя — двигатели, рассчитанные на работу от трехфазной сети, имеют производительность гораздо выше, чем однофазные моторы на 220 вольт. Поэтому, если в рабочем помещении проведены три фазы переменного тока, то оборудование необходимо монтировать с учетом подключения к трем фазам. В итоге, трехфазный двигатель, подключенный к сети, дает экономию энергии, стабильную эксплуатацию устройства. Не нужно подключать дополнительные элементы для запуска. Единственным условием хорошей работы устройства является безошибочное подключение и монтаж схемы, с соблюдением правил.
Схемы подключения трехфазного двигателя
Из множества созданных схем специалистами для монтажа асинхронного двигателя практически используют два метода:
- Схема звезды.
- Схема треугольника.
Названия схем даны по методу подключения обмоток в питающую сеть. Чтобы на электродвигателе определить, по какой схеме он подключен, необходимо посмотреть указанные данные на металлической табличке, которая установлена на корпусе двигателя.
Даже на старых образцах моторов можно определить метод соединения статорных обмоток, а также напряжение сети. Эта информация будет верна, если двигатель уже был в эксплуатации, и никаких проблем в работе нет. Но иногда нужно произвести электрические измерения.
Схемы подключения трехфазного двигателя звездой дают возможность плавного запуска мотора, но мощность оказывается меньше номинального значения на 30%. Поэтому по мощности схема треугольника остается в выигрыше. Существует особенность по нагрузке тока. Сила тока резко увеличивается при запуске, это отрицательно сказывается на обмотке статора. Возрастает выделяемое тепло, которое губительно воздействует на изоляцию обмотки. Это приводит к нарушению изоляции, и поломке электродвигателя.
Много европейских устройств, поставленных на отечественный рынок, имеют в комплекте европейские электродвигатели, действующие с напряжением от 400 до 690 В. Такие 3-фазные моторы необходимо монтировать в сеть 380 вольт отечественного напряжения только по треугольной схеме обмоток статора. В противном случае моторы сразу будут выходить из строя. Российские моторы на три фазы подключаются по звезде. Изредка производится монтаж схемы треугольника для получения от двигателя наибольшей мощности, применяемой в специальных видах промышленного оборудования.
Изготовители сегодня дают возможность подключать трехфазные электромоторы по любой схеме. Если в монтажной коробке три конца, то произведена заводская схема звезды. А если есть шесть выводов, то мотор можно подключать по любой схеме. При монтаже по звезде нужно три вывода начал обмоток объединить в один узел. Остальные три вывода подать на фазное питание напряжением 380 вольт. В схеме треугольника концы обмоток соединяют последовательно по порядку между собой. Фазное питание подсоединяется к точкам узлов концов обмоток.
Проверка схемы подключения мотора
Представим худший вариант выполненного подключения обмоток, когда на заводе не обозначены выводы проводов, сборка схемы проведена во внутренней части корпуса мотора, и наружу выведен один кабель. В этом случае необходимо разобрать электродвигатель, снять крышки, разобрать внутреннюю часть, разобраться с проводами.
Метод определения фаз статора
После разъединения выводных концов проводов применяют мультиметр для измерения сопротивления. Один щуп подключают к любому проводу, другой подносят по очереди ко всем выводам проводов, пока не найдется вывод, принадлежащий к обмотке первого провода. Аналогично поступают на остальных выводах. Нужно помнить, что обязательна маркировка проводов, любым способом.
Если в наличии нет мультиметра или другого прибора, то используют самодельные пробники, сделанные из лампочки, проводов и батарейки.
Полярность обмоток
Чтобы найти и определить полярность обмоток, необходимо применить некоторые приемы:
- Подключить импульсный постоянный ток.
- Подключить переменный источник тока.
Оба способа действуют по принципу подачи напряжения на одну катушку и его трансформации по магнитопроводу сердечника.
Как проверить полярность обмоток батарейкой и тестером
На контакты одной обмотки подключают вольтметр с повышенной чувствительностью, который может отреагировать на импульс. К другой катушке быстро присоединяют напряжение одним полюсом. В момент подключения контролируют отклонение стрелки вольтметра. Если стрелка двигается к плюсу, то полярность совпала с другой обмоткой. При размыкании контакта стрелка пойдет к минусу. Для 3-й обмотки опыт повторяют.
Путем изменения выводов на другую обмотку при включении батарейки определяют, насколько правильно сделана маркировка концов обмоток статора.
Проверка переменным током
Две любые обмотки включают параллельно концами к мультиметру. На третью обмотку включают напряжение. Смотрят, что показывает вольтметр: если полярность обеих обмоток совпадает, то вольтметр покажет величину напряжения, если полярности разные, то покажет ноль.
Полярность 3-й фазы определяют путем переключения вольтметра, изменения положения трансформатора на другую обмотку. Далее, производят контрольные измерения.
Схема звезды
Этот тип схемы подключения трехфазного двигателя образуется путем соединения обмоток в разные цепи, объединенные нейтралью и общей точкой фазы.
Такую схему создают после того, как проверена полярность обмоток статора в электромоторе. Однофазное напряжение на 220В через автомат подают фазу на начала 2-х обмоток. К одной врезают в разрыв конденсаторы: рабочие и пусковые. На третий конец звезды подводят нулевой провод питания.
Величину емкости конденсаторов (рабочих) определяют по эмпирической формуле:
С = (2800 · I) / U
Для схемы запуска емкость повышают в 3 раза. В работе мотора при нагрузке нужно контролировать величину токов обмоток измерениями, корректировать емкость конденсаторов по средней нагрузке привода механизма. В противном случае произойдет, перегрев устройства, пробой изоляции.
Подключение мотора в работу хорошо делать через выключатель ПНВС, как показано на рисунке.
В нем уже сделана пара контактов замыкания, которые вместе подают напряжение на 2 схемы путем кнопки «Пуск». Во время отпускания кнопки цепь разрывается. Такой контакт применяют для запуска цепи. Полное отключение питания делают, нажав на «Стоп».
Схема треугольника
Схемы подключения трехфазного двигателя треугольником является повтором прошлого варианта в запуске, но имеет отличие методом включения обмоток статора.
Токи, проходящие в них, больше значений цепи звезды. Рабочие емкости конденсаторов нуждаются в повышенных номинальных емкостях. Они рассчитываются по формуле:
С = (4800 · I) / U
Правильность выбора емкостей также вычисляют по отношению токов в катушках статора путем измерения с нагрузкой.
Двигатель с магнитным пускателем
Трехфазный электродвигатель работает через магнитный пускатель по аналогичной схеме с автоматическим выключателем. Такая схема имеет дополнительно блок включения и выключения, с кнопками Пуск и Стоп.
Одна фаза, нормально замкнутая, соединенная с мотором, подключается к кнопке Пуск. При ее нажатии контакты замыкаются, ток идет к электромотору. Необходимо учитывать, что при отпускании кнопки Пуск, клеммы разомкнутся, питание отключится. Чтобы такой ситуации не произошло, магнитный пускатель дополнительно оборудуют вспомогательными контактами, которые называют самоподхватом. Они блокируют цепь, не дают ей разорваться при отпущенной кнопке Пуск. Выключить питание можно кнопкой Стоп.
В результате, 3-фазный электромотор можно подключать к сети трехфазного напряжения совершенно разными методами, которые выбираются по модели и типу устройства, условиям эксплуатации.
Подключение мотора от автомата
Общий вариант такой схемы подключения выглядит как на рисунке:
Здесь показан автомат защиты, который выключает напряжение питания электромотора при чрезмерной нагрузке по току, и по короткому замыканию. Автоматический защитный выключатель – это простой 3-полюсный выключатель с тепловой автоматической характеристикой нагруженности.
Для примерного расчета и оценки нужного тока тепловой защиты, необходимо мощность по номиналу двигателя, рассчитанного на работу от трех фаз, увеличить в два раза. Номинальная мощность указывается на металлической табличке на корпусе мотора.
Такие схемы подключения трехфазного двигателя вполне могут работать, если нет других вариантов подключения. Длительность работы нельзя прогнозировать. Это тоже самое, если скрутить алюминиевый провод с медным. Никогда не знаешь, через какое время скрутка сгорит.
При применении схемы подключения трехфазного двигателя нужно аккуратно выбрать ток для автомата, который должен быть на 20% больше тока работы мотора. Свойства тепловой защиты выбрать с запасом, чтобы при запуске не сработала блокировка.
Если для примера, двигатель на 1,5 киловатта, наибольший ток 3 ампера, то автомат нужен минимум на 4 ампера. Преимуществом этой схемы соединения мотора является низкая стоимость, простое исполнение и техобслуживание.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети
- Ремонт электродвигателей
- Ремонт насосов
- ПРАЙС-ЛИСТЫ
- Смазывающие покрытия Nanoprotech
- СПРАВОЧНИК
- 1. Подключение асинхронного двигателя в однофазную сеть
- 2. Допустимые значения тока холостого хода двигателей
- 3. Инструкция по эксплуатации трёхфазных электродвигателей
- Сертификаты
- Отзывы клиентов
- Карта сайта
Друзья! ГРАНАТ-ЭнергоСервис официальный Сервисный Партнер XYLEM- насосного оборудования LOWARA и VOGEL PUMPEN.
Дорогие друзья и коллеги! Сообщаем, что мы являемся официальным сервисным партнером насосного оборудования DAB!
Уважаемые друзья и коллеги! Рады сообщить, что ГРАНАТ-ЭнергоСервис является авторизованным СервисЦентром и Дилером PEDROLLO!
Будем Вам рады помочь!
У нашей компании с 15 ноября 2016 года сменился юридический адрес.
Применение конденсаторов в асинхронных двигателях
рабочий
пусковой
применение
В схемах асинхронных электродвигателей
В схемах асинхронных электродвигателей
тип подключения
Последовательно со вспомогательной обмоткой электродвигателя
Параллельно рабочему конденсатору
в качестве
Является фазосмещающим элементом
Является фазосмещающим элементом
назначение
Позволяет получить круговое вращающееся магнитное поле, необходимое для работы электродвигателя
Позволяет получить магнитное поле, необходимое для повышения пускового момента электродвигателя
время включения
В процессе работы электродвигателя
В момент пуска электродвигателя
Существуют две основные области применения конденсаторов для асинхронных электродвигателей.
1) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть
В случае, когда трехфазный электродвигатель необходимо подключить к однофазной сети, существует два возможных варианта подключения: «звезда» или «треугольник», причем наиболее предпочтительным во многих случаях является вариант «треугольник».
Приблизительный расчет для данного типа соединения производится по следующей формуле:
Сраб.=k*Iф/Uсети
k – коэффициент, зависящий от соединения обмоток.
Для схемы соединения «Звезда» — k=2800
Для схемы соединения «Треугольник» — k=4800
Iф – номинальный фазный ток электродвигателя, А.
Uсети – напряжение однофазной сети, В.
Для определения пусковой емкости Сп. исходят из пускового момента. В случае если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковая емкость не требуется.
Для получения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп.=(2.5-3) Ср.
Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети.
Схема подключения
Рис 1. Схема включения в однофазную сеть трехфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединенными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б):
2) Асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая — последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске конденсаторного асинхронного двигателя оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают. Это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске.
Схема подключения
Рис 2. Схема (а) и векторная диаграмма конденсаторного асинхронного двигателя:
Конденсаторный асинхронный электродвигатель по пусковым и рабочим характеристикам близок к трехфазному асинхронному двигателю.
Трехфазный двигатель в однофазной сети.
Обычная схема с конденсатором обеспечивает крутящий момент 35% от номинального. Приведены схемы повышения крутящего момента до 41% и даже до 58%. Рассказано, как выбрать схему подключения, определить емкость конденсатора или использовать вместо конденсатора симисторный регулятор мощности (обычный диммер).
Распространенные схемы подключения трехфазного электродвигателя к однофазной сети выглядят так:
Ток (I) для выражений, представленных в таблице, берется из шильдика на электродвигателе или определяется по формуле:
Р – мощность в Вт;
I – ток в Амперах;
U – напряжение в Вольтах;
ɳ — КПД в относительных единицах (на шильдике двигателя);
cosϕ – угол сдвига фаз (на шильдике двигателя)
Пример данных электродвигателя указанных на шильдике:
Приблизительно емкость конденсатора в микрофарадах можно определить, разделив мощность двигателя в Ватах на 10:
С — емкость в мкФ;
Р — мощность в ВТ;
Или выбрать ближайшую большую по таблице:
В журнале «Радио» №2 за 2002 год автор В. Клейменов опубликовал результаты своих интересных опытов по подключению трехфазных двигателей к однофазной сети. При обычном подключении двигателя через конденсатор (вариант А, на рисунке ниже), крутящий момент не превышает 35% номинального даже при правильном подборе конденсатора.
Если просто отключить обмотку 3 (вариант В, на рисунке выше), то крутящий момент увеличится до 41%.
Наиболее эффективным, как утверждает автор, будет подключение обмотки III, встречно с обмоткой I через отдельный конденсатор С2 (вариант С), или через увеличенную в 2 раза емкость (С1+С2), как показано в варианте С пунктиром.
Емкости конденсаторов должны быть одинаковы и рассчитаны по формуле:
Ср — емкость конденсатора, мкФ;
I – номинальный фазовый ток, А;
U – напряжение питающей сети, 230 В.
Как правило, для сдвига фазы применяют неполярные конденсаторы типа МБГО, МБГП, МБГТ, К42-4 на рабочее напряжение 600В. Возможно применение конденсаторов МБГЧ, К42-19 на переменное напряжение 250В и выше.
В качестве Спуск вместо неполярных конденсаторов можно применять электролитические. Но, поскольку на электролитические конденсаторы нельзя подавать напряжение обратной полярности, то их нужно ставить по 2 через диоды.
Схема на электролитах:
Для запуска трехфазного электродвигателя в однофазной сети можно вместо конденсатора применить обычный симисторный регулятор мощности (диммер). Цена на диммеры невысокая и они очень распространены. Схема и подробная инструкция для самостоятельного изготовления регулятора мощности (диммера) показаны здесь. Схема подключения электродвигателя через симисторный регулятор мощности показана ниже. При запуске регулятором нужно выбрать положение, при котором двигатель уверенно запускается (обычно около 80% от максимума). После запуска регулятором можно выбрать положение, при котором двигатель работает оптимально (отсутствуют посторонние шумы и скорость вращения максимальна). В регуляторе мощности допустимый ток симистора должен превышать ток двигателя. При больших мощностях симистор нужно устанавливать на радиатор.
Есть программы онлайн расчета конденсаторов. Например, здесь.
Для примера рассчитаем разными способами емкость конденсаторов для электродвигателя шильдик которого был показан выше:
Расчет по программе при соединении обмоток треугольником:
Расчет емкости конденсатора при соединении обмоток треугольником для того же двигателя по приведенным выше формулам:
Как видим, полученные результаты отличаются. Они отличаются и при расчетах по разным программам. Поэтому, проверить правильность подбора емкости конденсатора можно измерив напряжение на каждой обмотке электродвигателя. Их отличие должно быть минимальным.
Конечно, наилучшим вариантом подключения трехфазного электродвигателя является его подключение к трехфазной сети.
Максимальный крутящий момент трехфазного двигателя можно получить с использованием преобразователя одной фазы в три, например, такого:
Модель: ZW-AT1
Режим регулирования напряжения на выходе: контроль ШИМ
Мощность входная: Однофазнае
Номинальное напряжение: AC 220В
Мощность двигателя: 1,5 кВт
Ток на выходе: 3-фазы 220v для Дельта-соединение мотора
3-фазы 380v для звезда-соединение мотора
Выход Частотный диапазон: 0,1-400 Гц
Такой преобразователь позволяет плавно регулировать частоту вращения двигателя, что очень полезно в различных станках. Приобрести можно здесь.
Преобразователь одной фазы в три можно изготовить самостоятельно на микросхемах К176ЛЕ5 и К176 ИР2 а также шести тиристорах КУ202М. Схема автора В. Соломыкова и подробное описание приведены во второй половине статьи здесь.
