Чем включать трехфазный двигатель

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.

Как включить трехфазный электродвигатель в однофазную сеть?

Наиболее распространенные схемы включения с использованием конденсаторов показаны на рис. 6.

Напряжение сети подводят к началам двух фаз. К началу третьей фазы и одному из сетевых зажимов присоединяют рабочий конденсатор Ср и отключаемый (пусковой) Сп, применяемый для увеличения пускового момента.

Если пуск двигателя происходит без нагрузки, то конденсатор Сп не используется. После пуска двигателя пусковой конденсатор отключают.

Изменяют направление вращения (реверсирование) путем переключения сетевого провода с одного зажима конденсатора на другой.

Рабочая емкость пропорциональна мощности двигателя (номинальному току) и обратно пропорциональна напряжению.

Для схемы рис. 6, а

Для схемы рис. 6, б

где Ср — рабочая емкость для номинальной нагрузки, мкФ;

Iном — номинальный ток, А;

U — напряжение однофазной сети, В.

за номинальные ток и напряжение принимают

Рис. 6. Схемы включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть: а — при помощи конденсаторов при включении электродвигателя в звезду; б — при помощи конденсаторов при включении электродвигателя в треугольник; в — при помощи активного сопротивления при включении электродвигателя в треугольник; г — при помощи активного сопротивления при включении электродвигателя в звезду; QS — включающее устройство (рубильник); FU — предохранители; SB — пусковая кнопка; Ср, Сп — соответственно рабочий и пусковой конденсаторы

фазные значения величин, указанных в паспорте электродвигателей.

В качестве рабочих могут применяться конденсаторы типов КБГ-МН (конденсатор бумажный, герметический, в металлическом корпусе, нормальный), БГТ (бумажный, герметический, термостойкий), МБГЧ (металлобумажный, герметический, частотный).

Читать еще:  Асинхронный двигатель 220в характеристики

При определении пусковой емкости исходят из пускового момента. Если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковой емкости не требуется. Чтобы получить пусковой момент, близкий к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп = (2, 5 — 3) Ср.

Отключаемые (пусковые) конденсаторы работают несколько секунд при включении, поэтому используют более дешевые электролитические конденсаторы типа ЭП.

Напряжение конденсатора для приведенных схем

где Uк — напряжение на конденсаторе при номинальной нагрузке, В; Uc — напряжение сети, В.

При работе двигателя с недогрузкой Uк= 1, 15 Uc.

Номинальное напряжение конденсаторов типов КБГ-МН и БГТ дается для работы на постоянном токе. При работе их на переменном токе величина допустимого напряжения не должна превышать значений, указанных в таблице 3.

При ремонте и после каждого отключения конденсатор разряжают с помощью какого-либо сопротивления. Разрядным сопротивлением могут служить несколько ламп накаливания, соединенных последовательно.

Для включения и защиты от перегрузок конден саторного двигателя используют магнитные пускатели с тепловыми реле.

Таблица 3. Величины допустимых напряжений

Номинальное напряжение постоянного тока, В

Допустимое напряжение переменного тока В, при частоте 50 Гц и емкости конденсатора, мкФ

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.

Читать еще:  109 лошадиных сил это какой объем двигателя

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.

Как подключить трёхфазный электродвигатель к однофазной сети 220 вольт.

При развитии любой гаражной мастерской, может возникнуть необходимость подключить трёхфазный электродвигатель в однофазную сеть на 220 вольт. Это не удивительно, так как промышленные трёхфазные двигатели на 380 в более распространены, чем однофазные (на 220 в), особенно больших габаритов и мощности. И изготовив какой нибудь станочек, или купив готовый (например токарный) любой гаражный мастер сталкивается с проблемой подключения трёхфазного электромотора к обычной гаражной розетке на 220 вольт. В этой статье мы и рассмотрим варианты подключения, а так же что для этого понадобится.

Для начала следует внимательно изучить шильдик (табличку) электродвигателя, чтобы узнать его мощность, так как от этой мощности будет зависеть ёмкость или количество конденсаторов, которые нужно будет купить. И прежде чем отправляться на поиски и покупку конденсаторов, для начала следует вычислить, какая ёмкость потребуется именно для вашего двигателя.

Расчёт ёмкости.

Ёмкость нужного конденсатора напрямую зависит от мощности вашего электродвигателя и высчитывается по простой формуле:

Буква С означает ёмкость конденсатора в мкФ (микрофарад), а буква Р означает номинальную мощность электродвигателя в кВт (киловатт). Из этой простой формулы видно, что на каждые 100 ватт мощности трёхфазного двигателя, потребуется чуть менее 7 мкФ (если быть точным, то 6,6 мкФ) электрической ёмкости конденсатора. Например для эл. двигателя мощностью 1000 ватт (1 Квт) потребуется конденсатор ёмкостью 66 мкФ, а для эл. двигателя на 600 ватт нужен будет конденсатор ёмкостью примерно 42 мкФ.

Так же следует учесть, что потребуются конденсаторы, рабочее напряжение которых в 1,5 — 2 раза больше, чем напряжение в обычной однофазной сети. Обычно на базаре попадаются конденсаторы небольших ёмкостей (8 или 10 мкФ), но необходимую ёмкость легко собрать из нескольких параллельно соединённых конденсаторов маленькой ёмкости. То есть например 70 мкФ можно легко получить из семи параллельно спаянных конденсаторов по 10 мкФ.

Но всё же всегда следует стараться найти по возможности один конденсатор ёмкостью 100 мкФ, чем 10 конденсаторов по 10 мкФ, так надёжнее. Ну и рабочее напряжение, как я уже говорил, должно быть как минимум в 1,5 — 2 раза больше рабочего, а лучше в 3 — 4 раза больше (чем больше напряжение, на которое рассчитан конденсатор, тем надёжнее и долговечнее). Рабочее напряжение всегда пишется на корпусе конденсатора (как и мкФ).

Правильно вы подобрали (рассчитали) ёмкость конденсатора или нет, можно и на слух. При вращении мотора, должен быть слышен только шум от подшипников, ну и шум вентилятора воздушного охлаждения. Если же к этим шумам прибавляется и вой двигателя, нужно чуть уменьшить ёмкость (Ср) рабочего конденсатора. Если же звук нормальный, то можно наоборот немного увеличить ёмкость (так будет мощнее мотор), но только чтобы мотор работал тихо (до появления воя).

Проще говоря, нужно поймать момент, меняя ёмкость, когда к нормальному шуму от подшипников и крыльчатки, начнёт прибавляться еле слышимый посторонний вой. Это и будет необходимая ёмкость рабочего конденсатора. Это важно, так как если рабочая ёмкость конденсатора окажется больше необходимой, то мотор будет перегреваться, а если ёмкость будет меньше нужной, то мотор потеряет свою мощность.

Покупать лучше конденсаторы типа МБГЧ, БГТ, КБГ, ну а если не найдёте таких в продаже, можно применить и электролитические конденсаторы. Но при подключении электролитических конденсаторов, их корпуса нужно хорошо соединить между собой и изолировать от корпуса станка или ящика (если он металлический, но лучше использовать ящик для конденсаторов из диэлектрика — пластик, текстолит и т.п.).

При подключении трёхфазного двигателя к сети 220 вольт, частота вращения его вала (ротора) почти не изменится, а вот мощность его всё же немного уменьшится. И если подключить электродвигатель по схеме треугольник (рис 1), то мощность его уменьшится примерно процентов на 30 и будет составлять 70 — 75 % от его номинальной мощности (при звезде чуть меньше). Но можно подключить и по схеме звезда (рис 2), и при подсоединении звездой, мотор легче и быстрее запускается.

Чтобы подключить трёхфазный электродвигатель по схеме звезда, нужно его две фазные обмотки подключить в однофазную сеть, а третью фазную обмотку двигателя, подключить через рабочий конденсатор Ср к любому из проводов сети 220 в.

Чтобы подключить трёхфазный электромотор мощностью до полтора киловатта (1500 ватт), хватает только рабочего конденсатора необходимой ёмкости. Но при включении больших моторов (более 1500 ватт), движок либо очень медленно набирает обороты, либо вообще не запускается. В таком случае необходим пусковой конденсатор (Сп на схеме), ёмкость которого в два с половиной раза (лучше в 3 раза) больше ёмкости рабочего конденсатора. Лучше всего подходят в качестве пусковых конденсаторов электролитические (типа ЭП), но можно использовать и такого же типа как и рабочие конденсаторы.

Схема подсоединения трёхфазного мотора с пусковым конденсатором показана на рисунке 3 (а так же пунктирной линией на рисунках 1 и 2). Пусковой конденсатор включают только во время пуска двигателя, и когда он запустится и наберёт рабочие обороты (обычно хватает 2 секунд), пусковой конденсатор отключают и разряжают. В такой схеме используются кнопка и тумблер. При пуске аключается тумблер и кнопка одновременно и после запуска двигателя, кнопка просто отпускается и пусковой конденсатор отключается. Чтобы разрядить пусковой конденсатор, достаточно выключить двигатель (после окончания работы) и затем на короткое время нажать кнопку пускового конденсатора, и он разрядится через обмотки электродвигателя.

Читать еще:  Hyundai accent 2014 какое масло в двигатель

Определение фазных обмоток и их выводов.

При подключении необходимо знать, где какая обмотка электродвигателя. Как правило выводы обмоток статора электромоторов маркируют различными бирками с обозначением начала или конца обмоток, или помечают буквами на корпусе распределительной коробочки двигателя (или клеммной колодки). Ну а если же маркировка стёрлась или её вообще нет, то нужно прозвонить обмотки с помощью тестера (мультиметра), установив его переключатель на прозвонку, или с помощью обычной лампочки и батарейки.

Для начала следует узнать принадлежность каждого из шести проводов к отдельным фазам обмотки статора. Для этого следует взять любой из проводов (в клеммной коробочке) и подсоединить его к батарейке, например к её плюсу. Минус батарейки подсоедините к контрольной лампе, а второй вывод (провод) от лампочки, по очереди подсоединяйте к оставшимся пяти проводам двигателя, пока контрольная лампочка не загорится. Когда на каком то проводе лампочка загорится, это будет означать, что оба провода (тот что от батарейки и тот к которому подсоединили провод от лампы и лампа загорелась) принадлежат одной фазе (одной обмотке).

Теперь эти два провода пометьте картонными бирками (или малярным скотчем) п напишите на них маркероа начало первого провода С1, а второй провод обмотки С4. С помощью лампы и батарейки (или тестера) аналогично находим и помечаем начало и конец оставшиеся четырёх проводов (двух оставшихся фазных обмоток).Начало и конец второй фазной обмотки помечаем как С2 и С5, и начало и конец третьей фазной обмотки С3 и С6.

Далее следует точно определить, где начало и конец статорных обмоток. Я опишу далее способ, который поможет определить начало и конец статорных обмоток для двигателей до 5 киловатт. Да больше и не надо, так как однофазная сеть (проводка) гаража рассчитана на мощность 4 киловата, а если мощнее, то штатные провода не выдерживают. И вообще то редко кто использует двигатели в гараже, мощнее 5 киловатт.

Для начала соединим все начала фазных обмоток (С1, С2 и С3)в одну точку (согдасно помеченным бирками выводам), по схеме «звезда». И затем включим двигатель в сеть 220 в с использованием конденсаторов. Если при таком подключении, электродвигатель без гудения сразу раскрутится до рабочих оборотов, это значит, что вы попали в одну точку всеми началами или всеми концами фазных обмоток.

Ну а если же при включении в сеть, электродвигатель загудит и не сможет раскрутиться до рабочих оборотов, то в первой фазной обмотке нужно поменять местами выводы С1 и С4 (поменять местами начало и конец). Если это не поможет, то верните выводы С1 и С4 в первонаальное положение и попробуйте теперь поменять местами выводы С2 и С5. Если двигатель опять не набирает обороты и гудит, то верните назад выводы С2 и С5 поменяйте местами выводы третьей пары С3 и С6.

При всех вышеописанных манипуляциях с проводами, строго соблюдате правила техники безопасности. Провода держите только за изоляцию, лучше плоскогубцами с ручками из диэлектрика. Ведь электромотор имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах остальных обмоток, может возникнуть довольно большое напряжение, опасное для жизни.

Изменение вращения вала электродвигателя (ротора).

Часто бывает, что вы например сделали шлифовальный станочек, с лепестковым кругом на валу. И лепестки из наждачной бумаги расположены под определённым углом, против которого вращается вал, а нужно в другую сторону. Да и опилки летят не на пол а наоборот вверх. Значит необходимо поменять вращение вала двигателя в другую сторону. Как это сделать?

Чтобы изменить вращение трёхфазного двигателя, включенного в однофазную сеть на 220 вольт по схеме «треугольник», нужно третью фазную обмотку W (см. рисунок 1,б) подключить через конденсатор к резьбовой клемме второй фазной обмотки статора V.

Ну а чтобы изменить вращение вала трёхфазного двигателя, подключенного по схеме «звезда», необходимо третью фазную обмотку статора W (см. рисунок 2,б) подключить через конденсатор к резьбовой клемме второй обмотки V.

Ну и напоследок хочу сказать, что шум двигателя от длительной его работы (несколько лет) может возникнуть со временем, и не следует путать его с гулом от неправильного подключения. Так же со временем может возникнуть и вибрация мотора. А бывает даже ротор трудно вращать вручную. Причиной этого как правило является выработка подшипников — их дорожки и шарики износились, да и сепаратор тоже. От этого возникают повышенные зазоры между деталями подшипников и они начинают шуметь, и со временем могут даже заклинить.

Этого допускать нельзя, и дело даже не только в том, что вал труднее будет вращаться и мощность двигателя упадёт, а ещё и в том, что между статором и ротором довольно маленький зазор, и при сильном износе подшипников, ротор может начать цеплять за статор, а это уже куда серьёзнее. Детали двигателя могут испортиться и восстановить их не всегда удаётся. Поэтому намного проще заменить зашумевшие подшипники новыми, от какой то авторитетной фирмы (как выбрать подшипник читаем вот тут), и электродвигатель снова будет работать долгие годы.

Надеюсь данная статья поможет гаражным мастерам, без проблем подключить трёхфазный двигатель какого то станка к однофазной гаражной сети на 220 вольт, ведь с применением различных станочков (шлифовальных, полировальных, сверлильных, токарных, гриндера и т.д.) намного упрощается процесс доводки деталей при тюнинге или ремонте.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector