Способы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети с конденсаторами и без конденсаторов

Почти все электроприборы оснащены трехфазными асинхронными двигателями.

У такого типа двигателей есть очень важное и несомненное достоинство – они надежны, не требуют сложного технического обслуживания, способны работать длительное время и без сложных и дорогостоящих дополнительных приборов.

Владельцы частной собственности применяют такие двигатели очень широко: для подключения сверлильного, наждачного, деревообрабатывающего станков, бетономешалки и других самодельных механизмов, призванных облегчить труд домашнего мастера.

Сведения о трехфазном двигателе

Только вот незадача – в жилых домах напряжение электрической сети — 220 вольт. Перед умельцем встает задача – как же подключить трехфазный двигатель к однофазной сети?

Чтобы не разочароваться, потерпев в этом неудачу, нужно вспомнить, как трехфазный двигатель устроен и как работает.

Конструкция

Трехфазный двигатель имеет две части:

— статор (неподвижная деталь)

— ротор (вращающаяся деталь)

Их соединяют подшипники, между которыми существует небольшой зазор.

Внимание! Для переделки двигателя на однофазное питание просто изменяют схему подключения статора, а ротор не трогают.

Принцип работы

Протекая по обмоткам, токи фазных или линейных напряжений сети в 380 вольт, создают три симметричных магнитных потока.

Заводская обмотка осуществляется по двум схемам:

— звезда;

— треугольник.

Способы и схемы подключения

Подключить трехфазный двигатель

к однофазной сети возможно разными способами.

Но нужно в обязательном порядке учитывать:

— характеристики и особенности конкретного двигателя,

— тип нагрузки,

— ожидаемый результат и некоторые другие факторы.

Подключение электродвигателя через конденсатор считается основным и самым распространенным в домашних условиях способом. При этом параметры конденсатора должны быть точно подобраны.

особенности конкретного двигателя

Запуск осуществляется при помощи пускового и рабочего конденсаторов. Пусковой нужен на очень короткое время: он увеличивает напряжение в нужной обмотке за счет дополнительной емкости сдвига. Так создается нужное усилие, запускающее электродвигатель.

Трехфазный двигатель к обычной сети в 220 вольт так просто не подключить. Вал просто не будет вращаться, так как переменное поле отсутствует.

Необходимо сместить ток и напряжение в обмотках фаз. Именно для этого и нужен конденсатор.

Внимание! Полноценно сместить напряжение и сделать 380 вольт из 220 без потери мощности не получится. Она составит от 30 до 50%. Схема подключения обмоток на это тоже влияет.

Подключение по схеме звезда

Внимание! Давать напряжение на собранную схему нужно только через автоматический выключатель с правильно подобранной нагрузкой. Это позволит уберечь здоровье, а возможно и жизнь.

Итак, концы обмоток собираются в клеммной коробке при помощи горизонтальных перемычек в одну точку. Внешние провода не подключаются.

Фаза и ноль подаются на две разные клеммы. При этом фаза – через автоматический выключатель. К свободной клемме подключена параллельная цепочка из рабочего и пускового конденсаторов.

Рабочий конденсатор жестко соединен с фазным проводом, а соединение пускового конденсатора осуществляется через дополнительный выключатель.

Для того, чтобы запустить электродвигатель, нужно раскрутить ротор. Он преодолевает трение подшипников, противодействие среды, и тут, через дополнительную цепочку пускового конденсатора, за счет увеличения тока нужно повысить величину магнитного потока статора. Как только ротор войдет в рабочий режим, его нужно отключить, иначе пусковой ток перегреет обмотку двигателя.

Простой переключатель не подходит для отключения цепочки пуска. Автоматизирует этот процесс использование схемы с реле или пускателями, работающими по времени.

Домашние умельцы используют для этих целей кнопку пуска от советских стиральных машин активаторного типа. Это кнопка с двумя встроенными контактами, один из которых после включения отключается автоматически с задержкой. Это именно то, что нам нужно.

Внимание! Подключение по схеме звезда повышает потерю энергии от трехфазной системы электропитания до 50% и используется для маломощных устройств.

Подключение по схеме треугольник

Используется та же внешняя цепочка, что и у звезды. Фаза, ноль и средняя точка нижних обкладок конденсаторов последовательно монтируются на три перемычки клеммной коробки.

По схеме треугольника напряжение 220 создает больший ток в каждой обмотке, чем у звезды за счет переключения выводов обмоток. Поэтому энергопотери меньше, КПД выше, используется до 80 % потребляемой мощности.

Фазосдвигающая цепочка в схеме треугольник формируется с использованием меньшей емкости конденсаторов, как рабочих, так и пусковых.

Внимание! Если при включении двигатель вращается не в ту сторону, которая требуется, нужно сделать реверс: поменять местами приходящие от сети провода на клеммной колодке. Ток потечет по обмотке в противоположную сторону. Ротор изменит направление вращения. Применять и при схеме звезда, и при схеме треугольник.

Чтобы 220 вольт преобразовать в 380 без конденсатора, применяются другие схемы:

Через индуктивно-емкостной преобразователь

Специальная схема подключения способствует сдвиганию токов в трех обмотках:

  1. на 90 градусов вперед (конденсаторы включаются в одной);
  2. на 90 градусов назад (индуктивное сопротивление дросселя во второй);
  3. не изменяется (подключается активный резистор в третьей).

Плюсы:

  • хорошее преобразование приложенной мощности,
  • высокий КПД двигателя.

Минусы:

  • потребляет много энергии (преобразователь по энергоемкости почти равен самому двигателю),
  • сложный в монтаже

Через самодельный генератор

ожидаемый результат и некоторые другие факторы

Берут мощный трехфазный двигатель, подключают по одной из самых простых схем и собирают электрогенератор, от которого питают трехфазной системой другие двигатели.

Но нужно понимать, что раскручивается и выводится на номинальную мощность такой генератор другим двигателем, однофазным и на него также тратится энергия. Затем она расходуется и в других будет преобразованиях, снижая КПД.

Через частотный преобразователь

Технология частотного преобразования позволяет формировать синусоиды тока внутри каждой обмотки.

Плюсы:

  • Повышенный КПД, хорошо подходит для включения трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Минусы:

  • собрать преобразователь в домашних условиях практически невозможно, его монтируют в заводских условиях из сложных электронных компонентов.

Расчет конденсатора

Для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети применяются только бумажные или пусковые конденсаторы.

Номинальное напряжение должно быть равно сетевому напряжению или превышать его.

Перед подключением конденсатора, нужно очень точно подобрать его емкость. Совпадение фактических и расчетных показателей оптимизирует сдвиг векторов напряжения и тока относительно друг друга. В результате, улучшается пусковой момент и возрастает КПД.

Если нет элемента с расчетной емкостью, то используется сборный конденсаторный блок — параллельное соединение нескольких конденсаторов, сумма емкости которых составит нужное значение.

Все конденсаторы подбираются одного типа, с одинаковой частотой и номинальным напряжением.

Формулы для определения параметров:

  • При подключении 3-х фазных устройств звездой – Ср = (2800 х I)/U
  • При подключении двигателя в сеть 220 В треугольником – Ср = (4800 х I)/U

I –сила тока, проходящего через обмотки, U – напряжением сети.

Умножаем полученную цифру на два, полученный результат и есть емкость конденсатора.

Помните о электробезопасности!

1 – Обязательно используйте для подключения отдельный автоматический выключатель.

2 – Все работы под напряжением должен выполнять специалист, знающий технику безопасности.

3 — При любых работах под напряжением пользуйтесь разделительным трансформатором.

4 – Обязательно используйте только инструмент с диэлектрическими рукоятками.

 

Оцените статью
Ielectrica.ru- Портал про электрику
Добавить комментарий