Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсатора

Содержание

Трехфазный двигатель в однофазной сети без конденсаторного запуска

Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсатора

Домашние умельцы часто используют трехфазный двигатель для включения самодельных станков, работающих от бытовой проводки напряжением 220 вольт внутри гаража или мастерской. Для их запуска чаще всего используется конденсаторная схема.

В статье собраны советы, как можно подключить такой электродвигатель в однофазную сеть без использования конденсаторной батареи или частотного преобразователя за счет импульса тока от электронного ключа. Они дополняются схемами и видеороликом.

Принцип работы электронного ключа

Если собрать обмотки асинхронного электродвигателя по схеме треугольника и подключить к напряжению однофазной сети 220 вольт, то через них станут протекать одинаковые токи, как показано на графике ниже.

Угловое смещение любой обмотки относительно других составляет 120 градусов. Поэтому магнитные поля от каждой из них будут складываться, устранять взаимное влияние.

Создаваемое результирующее магнитное поле статора не будет оказывать влияние на ротор: он останется в состоянии покоя.

Чтобы электродвигатель начал вращение необходимо через его обмотки пропустить сдвинутые на 120О токи, как это делается в нормальной трехфазной системе питания или за счет подключения частотного преобразователя. Тогда двигатель станет вырабатывать мощность с минимальными потерями, обладая наибольшим КПД.

Широко распространённые промышленные схемы запуска трехфазного двигателя в однофазной сети позволяет ему работать, но с меньшим КПД и большими потерями, что, чаще всего, вполне допустимо.

Оптимальными считаются схемы подключения обмоток в звезду или треугольник для пуска и работы с блоком конденсаторов.

Альтернативными методами являются:

  1. Механическая раскрутка ротора, например, за счет ручной намотки шнура на вал и резкого его прокручивания рывком при поданном напряжении;
  2. Подача фазосдвигающего импульса тока электронным ключом в одну или две обмотки электродвигателя.

Поскольку первый способ «намотал и дернул» не вызывает трудностей, то сразу анализируем второй.

На верхней схеме показан подключенный параллельно обмотке B электронный ключ «k». Это довольно условное обозначение принято для объяснения принципа работы электродвигателя за счет формирования токового импульса.

При достижении момента максимальной амплитуды напряжения на обмотке А происходит его включение и вброс фазосдвигающего импульса тока в обмотку фазы B.

За счет этого импульса происходит сдвиг тока по фазе внутри этой обмотки. Он разбалансирует магнитные моменты, действующие на ротор, создает его вращение.

Угол сдвига фаз φ, необходимый для запуска двигателя, достаточно выдержать в интервале 50÷70О, хотя идеальный вариант — 120.

Конструкция фазосдвигающего электронного ключа может собираться из разных деталей. Наиболее подходящие устройства для бытовых целей по мере их сложности представлены ниже.

Схема запуска электродвигателя до 2 кВт

Ее описание можно найти в №6 журнала Радио за 1996 год. Автор статьи В Голик предлагает конструкцию двунаправленного (положительной и отрицательной полугармоник) электронного ключа на двух диодах и тиристорах с управлением транзисторным блоком.

Описание технологии

Силовые диоды VD1 и VD2 совместно с тиристорами VS1, VS2 образуют мост, который управляется прямым и обратным биполярными транзисторами. Положение подстроечного резистора R7 влияет на напряжение открытия VT1, VT2.

При открытии транзисторного ключа на каждой полуволне напряжения происходит подача тока на управляющие электроды тиристоров и вброс одним из них соответствующего мощного токового импульса в подключенную обмотку трехфазного электродвигателя.

Благодаря приложенному моменту магнитных сил к ротору, последний начинает вращение. Его энергия постоянно пополняется на каждой полуволне очередным импульсом.

Особенности монтажа

Автор выполнил электронный ключ на стеклопластиковой плате и поместил его в изолированный корпус с возможностью подключения входных и выходных цепей через контактные выводы. Вариант исполнения схемы навесным монтажом тоже имеет право на реализацию.

Для работы электродвигателей небольших мощностей допустимо силовые диоды и тиристоры размещать без радиаторов. Но обеспечить хороший теплоотвод с них и надежную работу лучше заранее, включив эти элементы в конструкцию электронного ключа.

Номиналы электронных компонентов указаны прямо на схеме.

С целью обеспечения безопасности следует хорошо выполнить изоляцию корпуса электронного блока, исключить случайное прикосновение к его деталям во время работы: они все находятся под напряжением 220 вольт.

Принципы наладки

Ползунок резистора R7 «Режим» имеет два крайних положения:

  1. минимального;
  2. и максимального сопротивления.

В первом случае электронный ключ открыт и создает максимальный импульс сдвига тока в обмотке, а во втором — закрыт: вращение ротора исключено.

Запуск трехфазного двигателя осуществляют на максимально допустимом сдвиге фазы тока внутри обмотки. Затем положением R7 выставляют его рабочие обороты и мощность.

Проверенные модели

Автор опробовал схему на двигателях с:

  1. числом оборотов 1360 и мощностью 370 ватт (АААМ63В4СУ1);
  2. 1380 об/мин, 2 кВт.

Результаты экспериментов его устроили.

Вместо рекомендованных силовых диодов и тиристоров можно использовать любые другие полупроводниковые элементы. Но, следует обращать внимание на их рабочий ток не менее 10 ампер и обратное напряжение от 300 вольт.

Две схемы на симисторах

Следующие 2 конструкции электронного ключа описал В Бурлако в 1999 году. Они опубликованы в журнале Сигнал №4.

Запуск легкого электродвигателя

Устройство разработано для двигателей с мощностью до 2,2 кВт, имеет минимальный набор электронных деталей.

Конденсатор С, обладая емкостным сопротивлением, под действием приложенного к его пластинам напряжения, сдвигает вектор тока вперед на 90 градусов, направляя его на управление динистором VS2.

Разность потенциалов на конденсаторе регулируется суммарным сопротивлением R1, R2. Импульс динистора поступает на управляющий электрод симистора VS1, который вбрасывает ток в обмотку электродвигателя.

Схема пуска двигателя под нагрузкой

Для станков и механизмов, создающих большое противодействие раскрутке ротора, можно порекомендовать переключить обмотки на схему разомкнутой звезды с созданием двух раскручивающих моментов.

Полярность обмоток двигателя указана точками на схеме. Фазосдвигающие цепочки импульсов тока работают по той же технологи, что и в предыдущих случаях. Номиналы электрических деталей проставлены рядом с их графическими обозначениями.

Особенности наладки

Автор Бурлако подавал напряжение на двигатель трехфазным пускателем SG1 марки ПНВС-10, которым комплектовались старые активаторные стиральные машины.

Все три контакта этого пускателя при нажатии на кнопку «Пуск» замыкаются одновременно, а при отпускании:

  • два крайних остаются в замкнутом состоянии;
  • средний — разрывается, отключая цепь пусковой обмотки.

Через этот средний контакт в обеих схемах подается импульс тока от фазосдвигающей цепочки. Она работает только на время, необходимое для раскрутки двигателя, после чего выводится из работы, отключается от питающего напряжения.

Момент запуска двигателя в каждой схеме подбирают после подачи напряжения изменением сопротивления R2. При этом в треугольнике до момента раскрутки ротора проходят большие токи, вызывающие сильные вибрации конструкции. Для их уменьшения рекомендуется подбирать фазосдвигающий импульс ступенями, а не плавно.

При оптимальном положении R2 двигатель запускается без вибраций.

Для двигателей небольшой мощности можно осуществлять монтаж симисторов без радиаторов охлаждения, но последние все же повышают надежность схемы.

Мое мнение о методе

Рекомендую обратить внимание на следующий вывод.

В трех рассмотренных схемах ток рабочего режима протекает по всем подключенным обмоткам. Полное расходование приложенной энергии тратится не рентабельно. Только около 30% ее мощности создает вращение ротора. Остальная часть порядка 70% — безвозвратные потери.

Если кого-то устраивает запуск трехфазного двигателя в однофазной сети по этой схеме, то это ваш выбор. Я же сделал обзор этих схем, чтобы показать их положительные и отрицательные стороны, не навязывая собственное мнение.

Этой темой стали массово пользоваться создатели видеороликов на Ютубе, набирая количество просмотров и подписчиков, как ЮКА ЛАХТ, в своем видео «Без конденсаторный запуск трехфазного двигателя».

Источник: https://HouseDiz.ru/trexfaznyj-dvigatel-v-odnofaznoj-seti-bez-kondensatornogo-zapuska/

Трехфазный двигатель в однофазной сети без конденсаторов

Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсатора
Подключение трехфазного двигателя в однофазную цепь – вопрос актуальный. Такое включение пригодится при обеспечении работы оборудования в домашних условиях. Например, циркулярной пилы, сверлильного станка или зернодробилки.

Самым прогрессивным методом такого включения является частотный преобразователь. С его помощью получают наиболее значимые факторы в процессе эксплуатации асинхронного электродвигателя – плавность пуска и мягкость торможения.

Это исключает многократное превышение номинального пускового напряжения, чем увеличивает долговечность двигателя. Кроме того, частотный преобразователь практически в два раза снижает энергопотребление.

Принцип его работы основан на двукратномном преобразовании напряжения. Но стоимость инвертора определено, велика, поэтому немного отпугивает.

Пошаговая инструкция сборки частотного преобразователя своими руками

В целях экономии можно собрать частотный преобразователь своими руками. Представляем пошаговую инструкцию сборки инвертора в домашних условиях.

Шаг № 1. Схема инвертора

Начинают сборку любого электронного прибора нужно со схемы. На просторах интернета таких схем большое множество. Поэтому прежде чем начать работу, нелишним будет покопаться и выяснить рабочая выбранная модель или нет. В нашем случае это многократно тестированная и использованная схема.

Выглядит она так. Схема рассчитана она для двигателей мощностью до 4 кВт, в процессе эксплуатации работает защита от перегрузки, нагрева и кз. Случился неприятный момент, короткое замыкание в брно двигателя, но защита отработала четко, ни двигатель, ни частотник не сгорели.

Шаг № 2. Корпус преобразователя

В качестве корпуса был выбран корпус от системного блока компьютера. Можно применить что-нибудь компактнее, но в этот момент именно такой блок-корпус показался приемлемым. Не нужно тратиться на приобретение или изготовление чего-то нового.

Шаг № 3. Блок питания

Можно изготовить нехитрый блок питания своими руками по предлагаемой схеме.

Но в нашем случае он был приобретен в готовом исполнении на 24 В.

Шаг № 4. Установка силовой части

Далее, установлен набор конденсаторов, реле,

диодный мост с обратными диодами G4PH50UD вынесен , применены полевые транзисторы IGBT.

Шаг № 5. Устройство охлаждения

А также смонтированы кулеры охлаждения для предотвращения нагрева радиатора.

При тестировании схемы на двигателе 4кВт, возможно, появится нагрев. Проверка преобразователя на электрических машинах до 3,0 кВт нагрева не выявила.

Поэтому чтобы не набивалась пыль во время работы кулеров, преобразователь планируется использовать в мастерской, установлено термореле, которое включит охлаждение только в случае перегрева радиатора до 36º С и более. Причем после падения температуры до заданных показателей, кулера опять отключатся.

Шаг № 6. Установка шунта

Устанавливаем шунт для 4кВт, как показано на фото.

Шаг № 7. Монтаж основной платы преобразователя, установка и прошивка контролера

Внизу корпуса смонтирована непосредственно плата частотника,

она идет на микроконтроллер pic 16F628А.

Шаг № 8. Модернизация преобразователя для регулировки частоты вращения двигателя

Такой конструкции частотного преобразователя достаточно для плавного пуска трехфазного электродвигателя и его эксплуатации в однофазной сети.

Если будет стоять задача регулировки оборотов двигателя, тогда его необходимо слегка усложнить, установив другой микроконтролер pic 16F648A,

кварц 20МГц,

два конденсатора для его обвязки 30PF,

монитор

и ручку для регулировки оборотов двигателя.

Стоить отметить, что стоимость деталей для частотного преобразователя выливается примерно в сумму 2 700 гривен или 6 700 рублей, если же приобрести прибор с такими же параметрами, но заводского изготовления, цена будет равняться порядка 7 000 гривен или 17 400 рублей.

Главное преимущество наличия частотного преобразователя в возможности подключения всех трехфазных электродвигателей до 4кВт, имеющихся в хозяйстве.

Трехфазный двигатель в однофазной сети: конденсаторы

Другим наиболее приемлемым способом подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть являются конденсаторы. Если у вас нет средств на приобретение дорогостоящего оборудования или вопрос упирается в единоразовое подключение одного электродвигателя, то целесообразно применить конденсаторы. Это совершенно просто сделать, воспользовавшись пошаговой инструкцией из нашей статьи.

Шаг № 1. Расчет необходимой емкости конденсаторов

Начинать подключение электродвигателя нужно с подбора емкости конденсаторов. Рабочая емкость конденсаторов при соединении треугольником равняется отношению произведения величины силы тока и скалярного коэффициента 4 800 к номинальному напряжению.

Cр=4800*I/U

В случае соединения звездой скалярный показатель равен 2 800.

Cр=2800*I/U

Величина силы тока определяется как отношение мощности электродвигателя к произведению скалярного коэффициента 1,73, номинального напряжения U, коэффициента мощности cosφ и кпд η.

I=P/1,73Uηcosφ

Данные для вычисления силы тока указаны на шильдике каждого конкретного электродвигателя.

Емкость пускового конденсатора принимается в два — три раза большей рабочего конденсатора.

Шаг № 2. Схема подключения

Схема подключения трехфазных двигателей а однофазную сеть выглядит так.

Шаг№ 3. Соединение выводов

Сначала определяем количество выводов в брно электрической машины. Для соединения треугольником необходимо, чтобы их было шесть. Если выводов всего три. Нужно снять крышки электродвигателя и найти концы обмоток. После чего припаять к ним провода и вывести в брно. Воспользовавшись схемой соединить обмотки треугольником.

Шаг № 4. Применение пускового конденсатора

Если число оборотов электродвигателя превышает 1500 об/мин, то для пуска следует применить отдельный специальный конденсатор.

Простейшее включение в сеть пускового конденсатора производится при помощи нефиксирующейся кнопки. При автоматизации процесса применяют реле тока.

Электродвигатели мощностью до 0,5 кВт  можно включать с помощью реле из холодильника, предварительно  заменив контактную пластину и отключив защиту от нагрева. Чтобы избежать залипания ее можно сделать из графитовой щетки. Для двигателей от 0,5 до 1,1 кВт обычно перематывают реле проволокой большего диаметра, а если мощность двигателя выше указанной величины,

то можно сделать реле тока самостоятельно.

Шаг № 5. Соединение батареи конденсаторов необходимой емкости

Для двигателя мощностью 1,1 кВт достаточно конденсатора емкостью 80 мкф. В нашем случае применяем 4 штуки по 20 мкф. Соединям их в одно целое, спаяв перемычки. Они будут выполнять функцию запуска и дальнейшей работы.

Шаг № 6. Подключение питания

Подключаем питание, см фото. Обязательно следует тщательно подготовить конца проводов. Тогда при возникновении проблем, некачественное соединение, как причину, можно будет сразу исключить.

Шаг № 7. Подключение батареи конденсаторов

Подключаем непосредственно конденсаторы Двигатель готов к работе.

Еще одним способом подключения является включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть без конденсаторов, при помощи двустронних ключей коммутации, активирование которых выполняется в определенно конкретный отрезок времени.

Принципиальная схема устройства

Столкнувшись с этой схемой на просторах интернета, человек очень обрадуется. Кстати, это решение впервые было опубликовано в далеком 1967 году.

Расходы небольшие, почему бы не попробовать и не создать прибор, обеспечивающий беспроблемное подключение асинхронного трехфазного двигателя в однофазную сеть. Но прежде чем вооружиться паяльником следует прочесть отзывы и комментарии.

Эта схема теоретически имеет право на жизнь, но на практике, в основном, не работает. Возможно, нужна более тщательная настройка. Сказать однозначно или дать гарантии нельзя. Большинство форумчан считает сборку такого прибора напрасной тратой времени, хотя некоторые утверждают обратное.

Из этого спора можно сделать следующие выводы:

  • схема может работать  на двигателе до 2,2 кВт и частотой вращения 1 500 об/мин;
  • большая потеря мощности на валу электродвигателя;
  • схема требует тщательной опции задающей цепи C1R7, которую нужно подстраивать таким образом, чтобы напряжение на конденсаторе открывало и закрывало ключ, по всей вероятности транзисторы ключа попали внерабочий режим, для этого необходимо заменить резистор R6 или один из R3R4;
  • более надежными способами подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть являются конденсаторы или частотный преобразователь.

Схема была осовременнена в 1999 году. Для запуска трехфазного двигателя в однофазной сети без конденсаторов были отлажены две простейшие схемы.

Обе опробованы на электродвигателях мощностями от 0.5 до 2.2 кВт и показали довольно таки хорошие результаты (время запуска не многим больше, чем в трехфазном режиме).

В целях финансовой экономии можно подключить трехфазный двигатель по работающим современным схемам.

В данных схемах используются симисторы, которые управляются импульсами разной полярности, а также симметричный динистор, который образует управляющие сигналы в поток каждого полупериода питающего напряжения.

Схема №1 для низкооборотистых электродвигателей

Она предназначена для запуска электродвигателя с номинальной частотой оборотов, которая равна или меньше 1500 оборотов в минуту. Обмотки данных двигателей соединены в треугольник. Фазосдвигающим устройством в данной схеме является специальная цепочка.

Изменяя сопротивление, получаем на конденсаторе напряжение, которое сдвинуто относительно основного питающего напряжения на определенный угол.

Ключевым элементом в данной схеме является симметричный динистор. В момент достижения напряжения на конденсаторе уровня, при котором динистор совершит переключение, подключится заряженный конденсатор к выводу управления симистора.

В этом момент активируется силовой двунаправленный ключ.

Схема № 2 для высокооборотистых электрических машин

Она нужна для запуска электродвигателей с номинальной частотой вращения 3000 оборотов в минуту, а также для двигателей, которые работают на механизмы с немалым моментом сопротивления при запуске.

В данных случаях необходим больший пусковой момент. Именно поэтому была заменена схема соединения обмоток двигателя, которая создает максимальный пусковой момент. В данной схеме конденсаторы, сдвигающие фазы, заменены парой электронных ключей.

Первый ключ включен в систему последовательно с обмоткой фазы и образует в ней индуктивный сдвиг тока. Второй — присоединен параллельно обмотке фазы, и образует в ней опережающий емкостной сдвиг тока.

При данной схеме учитываются обмотки электродвигателей, которые смещены в пространстве на 120 электрических градусов относительно друг друга.

Наладка заключается в определении оптимального угла сдвига тока в фазных обмотках, при котором производится надежный запуск двигателя.

Данное действие можно произвести без использования специальных приборов.

Выполнение данного процесса производится следующим образом. Подача напряжения на двигатель производится пускателем ручного нажимного типа ПНВС-10, через центральный полюс которого присоединяется фазосдвигающая цепочка.

Контакты среднего полюса находятся в замыкании только лишь при зажатой кнопке пуска.

Нажав данную кнопку, путем вращения двигателя подстроечного сопротивления, подбирают нужный пусковой момент. Также поступают и при наладке других схем.

Источник: http://stroysvoy-dom.ru/trexfaznyj-dvigatel-v-odnofaznoj-seti-bez-kondensatorov/

Подключение трёхфазного двигателя на 220 В: пошаговая инструкция

Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсатора

Иногда наши читатели освещают довольно нестандартные подходы к той или иной работе. Сегодня вашему вниманию предлагается один из таких обзоров. Эту статью прислал наш постоянный читатель Перминов Андрей Алексеевич из города Бирск, который находится в республике Башкортостан.

Здравствуйте. Недавно озаботился вопросом установки в гараже заточного станка. Лишние деньги тратить не хотелось. Посему, начал разбирать то, что было в наличии. Двигатель был найден очень быстро, причём практически новый и не один.

Дело в том, что гараж приобретался вместе с участком, и от прежнего владельца осталось много нужных вещей. Проблема заключалась только в том, что электродвигатель оказался трёхфазным. К участку же подведено лишь напряжение 220 В.

Собрав в сети и различных учебниках по электротехнике необходимую информацию, я понял, что подключение возможно и принялся за дело.

По причине того, что изначально я не был уверен в положительном результате, поэтапные фото не делались. Позже я отдельно собрал подобную схему специально, чтобы объяснить суть.

Именно на примере этой работы я и расскажу, как всё происходило

Что необходимо для подключения трёхфазного двигателя на 220 В

Интересно, что при наличии множества различных магнитных пускателей, найденных мною в гараже, обнаружилась неожиданная проблема. Она заключалась в отсутствии нормальных пусковых кнопок – под рукой оказались лишь довольно старые образцы. Но, обо всём по порядку.

Для работы потребуется:

  1. Непосредственно сам электромотор.
  2. Два конденсатора (пусковой и рабочий).
  3. Магнитный пускатель соответствующего номинала.
  4. Второй пускатель для подачи питания на один из конденсаторов (при наличии кнопочного поста более нового образца с двумя постоянно разомкнутыми контактами он был бы не нужен).
  5. Провода соответствующего сечения.
  6. Кнопочный пост на 2 точки управления.
  7. Плоскогубцы, отвёртки, ключи.

Подготовив всё необходимое, приступаем к работе.

Двигатель, особенности размещения перемычек катушек, первые шаги подключения

Первое, на что нужно обратить внимание – это шильдик двигателя. На нём прописана возможность однофазного подключения, мощность агрегата и другая необходимая для работы информация.

Шильдик электродвигателя – на нём указаны все параметры

Было решено начинать сборку схемы подключения с контактной группы двигателя. На ней находится 6 контактов – по паре на обмотку.

Изначально, перемычки на них были установлены в ряд по одной стороне, соединяя в одной точке все 3 обмотки – в «звезду».

Подобная коммутация подходит лишь для трёхфазного подключения, поэтому они были переустановлены для подключения в «треугольник», который нам необходим для напряжения 220 В. Это расположение можно увидеть на фото.

Перемычки установлены в контактной группе для подключения «треугольником»

Несколько слов о магнитном пускателе

Это устройство, выдерживающее высокие пусковые токи, позволяет подавать питание на электродвигатели и прочее оборудование.

К примеру, обычный выключатель, хотя и способен работать в подобной цепи, однако не сможет выдержать именно момент включения. Внешне пускатели могут быть довольно разнообразны, иметь различный номинал рабочей мощности.

В нашем случае были выбраны два совершенно разных по виду и по мощности устройства.

Электромагнитный пускатель ПМЕ-211 – выбран в качестве рабочегоЭлектромагнитный пускатель ПМЕ-111 – для подачи напряжения на пусковой конденсатор

Подключение электродвигателя: с чего следует начать

Этот этап не составит никаких сложностей. К клеммам «С1» и «С2» при помощи провода (в моём случае использовались жилы, сечением 4 мм²) подключаются первые два контакта электромотора. Однако, если первый контакт двигателя затягивается сразу плотно, то вторую гайку пока накручивать не следует.

Начало подключения – первые два провода на месте

Из-за того, что для работы данного электродвигателя требуется напряжение 380 В, нам нужно обеспечить сдвиг фаз. Это достигается путём подключения рабочего конденсатора.

В моём случае, его ёмкость составляет 20 мкФ, чего вполне достаточно. Он подключается на второй и третий контакт электродвигателя. Таким образом, напряжение на третью обмотку будет проходить через конденсатор, который и создаст необходимый сдвиг фаз.

Также, к третьему контакту (фаза С) подключается один из проводов пускового конденсатора.

Контакты обмоток двигателя фаз В и С. Больше здесь подключений производиться не будет

Второй провод от пускового конденсатора, ёмкость которого составляет 50 мкФ, пока не подключаем – его коммутация будет производиться через другой магнитный пускатель меньшей мощности.

Меры предосторожности при работе с конденсаторами

При выполнении подобных работ следует быть внимательным. Дело в том, что конденсаторы могут быть заряжены. Это приведёт к пусть неопасному, но весьма неприятному удару током.

В нашем случае используются элементы с напряжением 400 В – именно такой кратковременный разряд можно получить. Во избежание подобных неприятностей нужно соединить между собой контакты конденсаторов.

Если в них осталось напряжение, проскочит искра, раздастся щелчок, после чего с элементом можно работать, не опасаясь удара тока.

Дальнейшая коммутация: работаем с рабочим магнитным пускателем

Здесь же производим подключение питающих проводов – они идут от вводного автомата. При этом фазный провод подключается на контакт «L1» рабочего пускателя, а нулевой (нейтраль) на «L2». «L3» задействоваться не будет по причине отсутствия трёхфазной системы.

Подключение питающих проводов к магнитному пускателю

Сразу подключим одну из сторон катушки электромагнита, без которой невозможна работа пускателя.

При выборе оборудования, следует обратить особое внимание на её рабочее напряжение. Оно может составлять 220 или 380 В. В последнем случае пускатель срабатывать не будет.

Здесь подключение производится путём установки перемычки с контакта нулевого провода на клемму катушки.

Установка перемычки с клеммы подачи на катушку

Приступаем к коммутации второго магнитного пускателя

Здесь стоит объяснить, для чего он нужен. Дело в том, что более мощный конденсатор ёмкостью 50 мкФ необходим только в момент запуска электродвигателя, после чего он должен отключиться. Если же оба конденсатора будут работать постоянно, это приведёт к неизбежному нагреву двигателя и его быстрому выходу из строя.

Однако он нужен лишь при условии, что сам электромотор достаточно мощный – более 1 кВт. Именно такой и был установлен у меня в гараже (1,5 кВт). Здесь же мощность 0,25 кВт. Подобный двигатель можно запустить без второго конденсатора.

Однако, моей целью было показать подключение электромотора большой мощности, а значит, схему коммутации пускового конденсатора показать необходимо.

Пусковой конденсатор ёмкостью 50 мкФ был найден в гараже совершенно новым, как и рабочий – на 20 мкФ

Этапы подключения пускателя для второго конденсатора

Для начала были произвольно выбраны 2 контакта, которые были соединены между собой перемычкой. Здесь клеммы можно протягивать сразу – больше никаких дополнительных проводов к ним коммутироваться не будет.

Устанавливаем перемычку между контактами второго пускателя

Здесь дело вот в чём. Конечно, монтаж второго магнитного пускателя – это дополнительные проблемы, однако, в моём случае, была поставлена цель вообще ничего не приобретать в магазине.

Как уже говорилось, кнопочные посты, оказавшиеся в наличии, были старого образца – на пусковой кнопке присутствовал лишь один постоянно разомкнутый контакт. Если же их два, то необходимость в монтаже второго пускателя сразу отпадает, что значительно облегчает работу.

В описываемом мною варианте работы больше, зато она учитывает все возможные нюансы, которые могут возникнуть в процессе коммутации.

От перемкнутых контактов второго пускателя отводим провод – он нужен для подачи питания и присоединяется к клемме подачи фазы на первое устройство, а именно на «L1».

Подключение провода для подачи питания на второй пускатель

Катушка второго магнитного пускателя

Понятно, что второй магнитный пускатель не сможет обойтись без стабильной подачи напряжения на катушку. Для обеспечения стабильности, соединяем контакт «L2» первого устройства с её клеммой при помощи отдельного провода. В моём случае, для наглядности, выбрана тёмно-коричневая жила.

Подключение коричневого провода на контакт «L2» рабочего пускателяКоммутация другого конца жилы с одной из клемм катушки второго пускателя

У некоторых может возникнуть вопрос, почему вся коммутация производится на клеммах магнитного пускателя? Ведь, если большую её часть перенести на вводной автомат, обслуживание и ремонт впоследствии будет проводить значительно проще.

Изначально и я так подумал, однако столкнулся с проблемой малого размера контактора – несколько проводов в него просто не помещались. Что же касается клеммы пускателя, то она значительно больше, что упрощает сам процесс коммутации.

После её окончания, для удобства, можно объединить несколько жил, подходящих к одной клемме, при помощи небольшого хомутика или просто смотать их изолентой.

Подключаем пусковой конденсатор: второй провод

Здесь всё достаточно просто. Оставшийся свободным провод от конденсатора (50 мкФ) нужно подключить к любому из нижних контактов второго пускателя, который окажется под напряжением в момент включения. Из фото ниже легко понять, как это сделать.

Подключение свободного провода пускового конденсатора

Продвигаемся к кнопочному посту

На кнопочном посту, в моём случае, две кнопки – «СТОП» (её контакты постоянно замкнуты) и «ПУСК» (контакт постоянно разомкнут, и замыкается только в момент нажатия). Первое, что необходимо сделать – это соединить перемычкой фазную клемму рабочего пускателя и контакт кнопки «СТОП», подав на неё питание.

Присоединяем один конец перемычки к фазной клемме («L1») и протягиваем контактВторой конец идёт на клемму кнопки «СТОП»

Также следует отметить, что если кнопочный пост уже был ранее где-либо установлен, то перемычка  между контактами «ПУСК» и «СТОП» может отсутствовать. В этом случае её нужно установить. Сделать это очень просто – из фото ниже чётко видно, как выполнить подобную работу.

Перемычка между пусковой и стоповой кнопкой необходима

Продолжаем подключение кнопочного поста

Далее необходимо собрать схему таким образом, чтобы пусковая кнопка взаимодействовала с катушками обоих пускателей. Для этого монтируется перемычка между ней и одним из постоянно разомкнутых контактов катушки рабочего магнитного пускателя. В нашем случае, я выбрал зелёный провод. Один его конец фиксируем на контакте кнопки «ПУСК», к которому подходит перемычка от стоповой.

Соединение на пусковой кнопке — работа с постом практически завершена

Второй конец соединяем с катушкой рабочего пускателя и тоже сразу затягиваем – здесь больше соединений не будет.

Коммутация с постоянно разомкнутым контактом катушки рабочего пускателя

Осталось завершить подключение кнопочного поста. Монтируем перемычку со свободного контакта пусковой кнопки на питание катушки дополнительного пускателя.

Таким образом, получится, что при нажатии на кнопку «ПУСК» питание будет подаваться на конденсатор 50 мкФ, но только в то время, пока она удерживается.

Если кнопку отпустить (двигатель запущен), цепь разрывается, подача питания на катушку прекращается, и контакты дополнительного пускателя размыкаются.

Присоединяем один конец перемычки к свободному контакту кнопки «ПУСК»Второй конец этого провода коммутируется с клеммой катушки дополнительного пускателя

Окончательные этапы сборки схемы подключения электродвигателя

Теперь остаётся дело за малым. Стоит снова вернуться к рабочему электромагнитному пускателю. Сбоку, в его нижней части, есть блокировочные контакты. При помощи перемычки соединяем их между собой.

Это делается для того, чтобы после того, как кнопка «ПУСК» отпущена и цепь разомкнулась, питание на катушку продолжало подаваться. В противном случае двигатель будет работать только при нажатой кнопке.

Перемычка блокировочного контакта позволяет цепи оставаться замкнутой после того, как отпущена кнопка «ПУСК»

Теперь остаётся лишь соединить отдельной перемычкой оставшийся свободным основной контакт дополнительного пускателя и блокировочный контакт рабочего. Выглядит это так.

Один конец перемычки подключается к основному контакту второстепенного пускателяВторой – к блокировочному контакту рабочего электромагнитного пускателя

Остаётся тщательно протянуть все клеммы, для удобства и аккуратности скомпоновать и объединить в жгуты провода, после чего можно подать питание и проверить работоспособность собранной схемы.

Почему всё так сложно

Этот вопрос и мне изначально не давал покоя, однако всё сложно лишь на первый взгляд. Если выполнять всю работу пошагово, в соответствии с инструкциями, он отпадёт сам собой. Как уже упоминалось, основные сложности были созданы, можно сказать, намеренно.

Ведь стоило лишь приобрести в любом магазине электротехники более совершенный кнопочный пост, и большая часть работы просто потеряла свою актуальность. Но в том, что я пошёл столь проблематичным путём есть и свои плюсы – были рассмотрены все варианты при нулевых затратах. Всё, что мне было необходимо, нашлось в гараже.

Зато сейчас я имею возможность пользоваться низкобюджетным заточным станком. Из затрат – лишь покупка наждачного заточного круга и оплата счетов за электроэнергию, которые нельзя назвать крупными.

Подведём итог проделанной работе

При наличии необходимых составляющих для сборки подобной схемы, такой вариант подключения достоин внимания. Это касается даже тех, кто будет использовать станок лишь для заточки или правки ножей 2-3 раза в год. Ведь затрат он не требует, а иногда может оказаться просто необходим. Я очень надеюсь, что рассказанное мною сегодня, пригодится кому-либо из читателей этого ресурса.

Источник: https://homius.ru/podklyuchenie-tryohfaznogo-dvigatelya-na-220-v.html

Трехфазные двигатели в однофазной сети: схемы включения и выбор конденсаторов

Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсатора

> Советы электрика > Трехфазные двигатели в однофазной сети: схемы включения и выбор конденсаторов

В электротехнике часто бывают варианты, когда подключается электрический мотор, собранный для пуска от сети 380 вольт к бытовой сети. Применяются накопители емкости для пуска электрических моторов.

Конденсаторы могут отличаться по виду исполнения и назначению, не каждый накопитель емкости применяется в стартовом пуске электрического мотора в сети 220.

По этим причинам надо понимать, как сделать расчет пускового конденсатора, какой вид стартового накопителя надо выбрать, чем они отличаются в работе электрического мотора с сетью 220 вольт.

Рассмотрим, что собой представляет емкостной накопитель.

Назначение конденсатора

Когда ставится вопрос, что такое пусковой конденсатор, рекомендуется рассмотреть принцип работы накопителя емкости, зачем нужны конденсаторы для запуска электродвигателя.

В его конструкции применяется свойство проводников − поляризация, когда расположенные близко один от другого проводника заряжаются.

Для снятия заряда в конструкции конденсатора применяются пластины, располагаются они напротив друг друга, между ними устанавливается диэлектрик.

Конструкция конденсатора

Современные производители емкостных накопителей предлагают «condenser» разных модификаций, с разными значениями, для разного применения. Покупателю остается только выбрать накопитель для схемы.

В электрических моторах применяются конденсаторы пусковые для электродвигателей, которые работают от 220 вольт. Пусковой конденсатор нужен, чтобы раскрутить вал электрического двигателя, часто он находится под нагрузкой.

Конденсаторы в своей конструкции имеют особенности, это:

  • в качестве диэлектрика выступает разный материал, в электролитических изделиях марки СВВ – оксидная пленка, которая наносится на один из встроенных электродов;
  • полярные емкости – это небольшие размеры, но способны накапливать большую емкость;
  • неполярный condenser (элемент схемы), обладает большими габаритами, но включается в цепь без учета полярности, характеризуется высокой стоимостью.

В системе пуска электрического мотора в сети на 220 применяется рабочий накопитель емкости и пусковой конденсатор, пусковой накопитель работает только в момент старта электродвигателя, пока ротор не наберет необходимых для работы оборотов. Пусковой элемент в цепи определяет следующие факторы:

  1. Пусковой накопитель электрического заряда приближает электрическое поле в момент старта к круговому полю электромотора;
  2. Дает возможность значительно повысить параметры магнитного потока;
  3. Увеличивает пусковой момент, улучшает работу электродвигателя.

Емкостной накопитель марки СВВ60

Когда в штатном порядке предусматриваются пуск трехфазного двигателя от бытовой электросети и дальнейшая его эксплуатация, наличие емкости в цепи пуска продлевает длительность эффективного использования мотора, так как часто на валу находится рассчитанная нагрузка. Неполярные конденсаторы имеют большее рабочее напряжение.

Электромотор на 3 фазы в электросети 220в

Переделка шуруповерта на питание от розеточной сети

Есть разные виды старта электромоторов промышленного применения в электросети 220 вольт, но чаще применяются пусковые конденсаторы для старта электродвигателя. Этот способ основывается на включении третьей статорной обмотки в цепь питания через condenser, сдвигающий фазу.

Важно! При использовании электромотора 3-х фазного исполнения в однофазной сети его мощность от номинальных параметров работы в сети 380 вольт понижается до 60%.

Кроме этого не каждая марка электродвигателя удовлетворительно работает от 220 вольт – это движки марки МА.

Рекомендуется для переключения работы электромоторов с сети 380 на 220 вольт использовать марки электромоторов: АПН, А, УАД и другие движки.

Мотор электрический 3-х фазный для сети 220В

Для пуска двигателя с конденсаторным стартом необходимо, чтобы емкость накопителя могла меняться от оборотов двигателя, что реализовать практически невозможно.

По этой причине специалисты рекомендуют управлять электрическим двигателем в две ступени: когда проводится старт электромотора, в работе используются два накопителя емкости, достигнув рабочих оборотов двигателя, пусковой накопитель отключается, остается только рабочий конденсатор.

Как сделать расчет конденсаторов

Правильное применение включения указывается в паспортных данных электромотора. Если там показано, что двигатель может работать от сети питания 380/220в, тогда для 220 надо применить конденсатор для электродвигателя и подключить его по следующей схеме.

Схема электромотора в сети 220В

Работает схема следующим образом: включая выключатель П1, замыкаем его контакты П1.1, а также П1.2. В этот момент надо сразу нажать на кнопку «Разгон», когда электромотор наберет нужные обороты, ее отпускают. Реверс, или обратное вращение электродвигателя, в этом подключении можно реализовать при помощи переключателя SA1, но после полной остановки двигателя.

Различают подбор накопителя емкости Ср, когда обмотки электромотора соединены по схеме ∆ – треугольник, вычисляется формулой:

где:

  • накопитель (capacitors) рабочий (Ср), измеряется (мкФ);
  • ток, электромотора (I), измеряется (А);
  • напряжение сети (U), измеряется (В).

Расчет накопителя емкости Ср, когда обмотки электромотора соединены по схеме Y – звезда, вычисляется формулой:

где:

  • накопитель (capacitors) рабочий (Ср), измеряется (мкФ);
  • ток, электромотора (I), измеряется (А);
  • напряжение сети (U), измеряется (В).

Потребляемый ток электромотором вычисляется формулой:

По формуле:

  • мощность двигателя можно посмотреть в паспортных данных или на шильдике, закрепленном на корпусе электромотора (Р), измеряется в ваттах (Вт);
  • КПД (коэффициент полезного действия) – h;
  • коэффициент мощности электромотора – cos j;
  • сетевое напряжение (U), измеряется в вольтах (B).

Обратите внимание! Пусковой конденсатор надо подбирать в два или 2,5 раза выше по емкости накопителя рабочего, так как они рассчитываются не по напряжению сети, а в 1,5 раза выше него.

Так для однофазной сети 220 вольт рекомендуется использовать емкостные накопители марки: МБГЧ или МБГО, у которых рабочим напряжением является 500 вольт.

Ощутимой разницы, какой из этих конденсаторов выберете, не будет, они оба хорошо себя зарекомендовали.

Для кратковременного применения можно в качестве пусковых конденсаторов применять накопители электролитические, марки К50-3 или КЭ, напряжение рабочее больше 450 вольт.

Необходимо отметить, когда применяются электролитические накопители емкости, их рекомендуют соединять последовательно для надежности и использовать диодный шунт.

Рассчитать параметр общей емкости можно по формуле:

(С общ.)=С1+С2/2.

В действительности проще использовать таблицы выбора конденсаторов по мощности электродвигателя.

Таблица выбора конденсаторов по мощности электрического двигателя

Важно! Выбирая «capacitors» электромотору, необходимо учесть, что при холостом ходе, накопитель емкости, включенный в обмотку, пропускает электрический ток до 30% выше номинального.

Это надо учитывать, исходя из режима эксплуатации электродвигателя.

Когда он часто работает без нагрузки или с неполной нагрузкой, емкость (Ср) подбирают с более низким номиналом, а когда происходит перегрузка и остановка двигателя, надо снова произвести пуск.

Переносной блок

На практике часто применяется переносной блок для старта трехфазных электромоторов небольшой мощности в пределах 500 ватт, без условий реверса.

Схема переносного блока

Работа переносного блока происходит следующим образом:

  • нажимая кнопку (SB1), подаем питание на пускатель магнитный (КМ1), переключатель (SA1) в положении «замкнут»;
  • группа контактов магнитного пускателя (КМ1.1 и КМ1.2) подключает в этот момент электромотор (М1) к электрической сети напряжением 220 вольт;
  • одновременно следующая контактная группа магнитного пускателя (КМ3.1) проводит замыкание кнопки (SB1);
  • когда электромотор набрал нужное количество оборотов кнопкой (SA1) отключают стартовый capacitors (С1);
  • электродвигатель останавливается нажатием на кнопку (SB2).

Реализовывается переносной блок и с автоматическим отключением пускового накопителя емкости, для этого надо в схему ввести дополнительное устройство, реле, которое заменит работу тумблера (SA1). Отличия в применении блока и схемы подключения одного двигателя в том, что с блоком легко работать с несколькими двигателями.

Конденсаторный пуск

Необходимо отметить, что и для запуска однофазного двигателя применяется конденсаторный пуск. Отличие этого вида двигателей от трехфазных электромоторов в том, что они не теряют мощности, но так как пусковой момент низкий, нужен пусковой накопитель емкости.

Последовательное соединение конденсаторов

Электродвигатели такого вида имеют в своей конструкции две статорные обмотки, для работы их применяется такая же схема запуска с использованием конденсатора для однофазного двигателя. В этом случае общий накопитель емкости можно рассчитать из простой пропорции. Если не знаете, как подобрать конденсатор, каждые 0,1 киловатта мощности двигателя – 1 микрофарада емкости.

Важно! В данном расчете, упрощенном расчете емкости старта однофазного электродвигателя, полученный результат надо принимать за общую емкость, которая складывается из пусковой и рабочей емкости накопителей.

Особенности конденсаторов, рекомендации

Специалисты проанализировали много вариантов подключения асинхронных электродвигателей, имеющих штатное питание от сети 380 В и переключаемых в работу от сети 220 В, и сделали следующие выводы:

  1. Когда для двигателя делается подключение к сети 220 вольт, он теряет 50% своей мощности. Рекомендация – для уменьшения потери мощности сделать переключение обмоток со Y на соединение ∆. Такое переключение также понизит мощность, но не на 50%, а на 30% от номинальной мощности электромотора;
  2. Подбирая конденсаторы в основную цепь (рабочий или пусковой), надо учитывать их рабочее напряжение, которое должно быть выше сетевого напряжения в полтора раза, желательно от 400 вольт;
  3. Отличается схема электродвигателя питающегося от 220/127 вольт, обязательно надо включать схему Y «звезда», другой вид подключения ∆ «треугольник» сожжет электромотор;
  4. Когда нет возможности найти пусковой и рабочий конденсатор для работы и старта двигателя, можно собрать цепочку из параллельно соединенных накопителей емкости. В этом случае: С общ.= сумме всех емкостей конденсаторов (С1+С2+С3…);
  5. Если греется мотор в работе, можно занизить параметры рабочего condenser, включенного в обмотку электромотора. В том случае, если движку недостаточно мощи, надо экспериментально поднять параметры рабочего condenser, емкости.

В домашних целях можно использовать трёхфазный электродвигатель, который применяется в промышленности, но учитывайте тот фактор, что будут потери в мощности. Среди любителей переделок популярностью пользуются следующие марки конденсаторов:

  • СВВ-60 – это металлизированный полипропиленовый накопитель емкости, его стоимость – 300 руб.;
  • марка конденсаторов НТС – пленочные, которые стоят немного дешевле, 200 руб.;
  • емкостные накопители Э92 стоимостью до 150 руб.;
  • широко распространено применение металлобумажных накопителей емкости марки МБГО.

Встречаются случаи, когда не требуется пусковой конденсатор. Это возможно при запуске электромотора без нагрузки. Но если электромотор имеет большую мощность 3 квт и больше, конденсатор для старта движка необходим.

Источник: https://elquanta.ru/sovety/trekhfaznye-dvigateli-odnofaznojj-seti.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.