Запуск 3 фазного двигателя от однофазной сети
Многие любители мастерить нередко пытаются приспособить трехфазные электродвигатели для различных самодельных станков: заточных, сверлильных, деревообрабатывающих и других. Но вот беда - не каждый знает, как подключить 3-х фазный двигатель к 220 однофазной сети. Среди различных способов наиболее простой и эффективный - с подключением третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность, развиваемся при этом электромотором, составляет 50-60 % его мощности в трехфазном режиме. Однако не все трехфазные электродвигатели хорошо работают от однофазной сети. К ним относятся, например, электромоторы с двойкой клеткой короткозамкнутого ротора серии МА. Поэтому предпочтение следует отдать трехфазным электродвигателям серий А, АО, АО2, АОЛ, АПН, УАД и др.
Электрические сети генерируют трехфазную мощность для распределения электроэнергии, но обеспечивают только однофазную электроэнергию для домов, ферм и малого бизнеса. Однофазный ток не будет приводить в действие трехфазные двигатели, которые доступны в больших номиналах мощности, чем однофазные двигатели. Фермы, небольшие производственные компании и даже приложения для домашнего магазина иногда требуют двигателей с номинальной мощностью более 10 лошадиных сил - самый высокомодный одномоторный двигатель с одномоторной мощностью.
Преобразователи фаз меняют однофазный ток на трехфазный ток для запуска трехфазных двигателей. Для работы преобразователя фазы через розетку или разъединитель требуется 240-вольтовый однофазный источник питания. Установите преобразователь поворотной фазы в положение, доступное для питания от 220 до 240 вольт. Питание от 220 до 240 вольт должно соответствовать Национальному электрическому коду, который требует разъединителя в поле зрения электромотора, который он подает, - в этом случае преобразователь поворотной фазы.
Чтобы электромотор с конденсаторным пуском работал нормально, емкость конденсатора должна меняться в зависимости от числа оборотов. Поскольку на практике это условие выполнить трудно, двигателем обычно управляют двухступенчато - сначала включают с пусковым конденсатором, а после разгона его отсоединяют, оставляя только рабочий.
Разъединение представляет собой переключатель, предназначенный для обеспечения требуемой нагрузки и отключения ее для обслуживания или в чрезвычайной ситуации. Выключите питание разъединителя. Выверните винты, удерживающие крышку распределительного шкафа, и снимите крышку. Четвертый терминал, помеченный, помечен как земля.
Если он не помечен, он, вероятно, использует зеленый винт. Слейте 6-дюймовую изоляцию от конца обшитого кабеля с помощью съемника кабеля. Удалите 1-дюймовую изоляцию с концов двух изолированных проводов. Если один из проводов белый, окрасьте изоляционный черный с постоянным маркером по крайней мере на два дюйма в конце провода.
Если в паспорте электродвигателя указано напряжение 220/380 В, то включить мотор в однофазную сеть с напряжением 220 В можно по схеме, приведенной на рисунке 1. При нажатии ка кнопку 5В1 электродвигатель М1 начинает разгоняться, а когда он наберет обороты, кнопку отпускают - SВ1.2 размыкается, а SВ1.1 и SВ1.3 остаются замкнутыми. Их размыкают для остановки электродвигателя.
Вставьте кабель в распределительную коробку через втулку и зажим и затяните зажим. Вставьте конец провода заземления в клемму заземления и затяните винт. Замените крышку распределительного устройства и переведите рычаг в положение выключения. Снимите крышку монтажной коробки на преобразователе поворотной фазы. Существует два набора терминалов. У одного есть два контакта для входного тока, а у другого есть три вывода для выходного тока. Также предусмотрен один или два заземляющих контакта.
Снимите 6 дюймов оболочки с концов кабеля и 1 дюйм изоляции от проводов. Вставьте кабель в распределительную коробку через разгрузочное приспособление или зажим и затяните его. Ослабьте винты для двух входных клемм и клеммы заземления. Вставьте провод заземления в клемму заземления и два других провода во входные клеммы. Затяните все винты клемм. Оставьте крышку для тестирования.
При соединении обмоток электродвигателя в «треугольник» емкость рабочего конденсатора определяют по формуле:
Ср = 4800*I/U ,
где Ср - емкость конденсатора, мкФ; I - потребляемый электродвигателем ток, А; и - напряжение сети, В.
Если мощность электродвигателя известна, потребляемый им ток определяют по формуле:
Тестирование выхода фазового преобразователя
Включите питание преобразователя фазы и переведите выключатель в положение «Вкл.». Запустите преобразователь фазы и дайте ему приблизиться к скорости. Некоторые мультиметры являются автоматическими и не требуют выбора диапазона напряжения. Поместите черный тестовый провод в общую клемму мультиметра и красный провод в клемму напряжения.
Проверьте выход фазового преобразователя между парами выходных клемм, прикоснувшись одним проводом метра к одному выводу, а другой - к другому терминалу. В идеале, выход не будет изменяться более чем на пять процентов между любыми двумя терминалами, но качество меняется. Вы можете разумно ожидать, что выход упадет в пределах от 5 до 10 процентов входного напряжения, измеренного между двумя входными клеммами фазового преобразователя. Если вы намерены использовать свое трехфазное оборудование вдали от фазового преобразователя, вы должны включить отдельный разъединитель и контроллер двигателя для оборудования.
Емкость пускового конденсатора выбирают в 2-2,5 раза больше рабочего, а их допустимые напряжения должны не менее чем в 1,5 раза превышать напряжение сети. Для сети 220 В лучше применить конденсаторы марки МБГО, МБГП, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. В качестве пусковых можно использовать и электролитические конденсаторы К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В (при условии кратковременного включения). Для большей надежности их включают по схеме, показанной на рисунке 2. Общая емкость при этом равна с/2. Пусковые конденсаторы зашунтируйте резистором сопротивлением 2С0-500 кОм, через который будет «стекать» оставшийся электрический заряд.
Каждый двигатель должен иметь разъединение в пределах видимости двигателя. Всегда выключайте питание для работы в цепи. Выключите фазовый преобразователь и подайте питание на разъединитель, чтобы подключить к выходу преобразователя фазы. Мне нужно было управлять 5-сильным 3-фазным электродвигателем, но у меня был доступ к однофазной жилой мощности.
Большинство тяжелых промышленных промышленных инструментов и оборудования изготавливаются с 3-фазными электродвигателями, потому что в дополнение к менее сложным, чем однофазные двигатели, они более эффективны, мощны и надежны, чем однофазные двигатели. Электродвигатели на инструментах, которые поступают из моря, часто имеют 3-фазные электродвигатели. Используемые машины с 3-фазными двигателями обычно продаются намного меньше из-за трехфазных двигателей. Однако 3-фазные двигатели намного более желательны, чем однофазные двигатели, особенно в тех случаях, когда речь идет о более крупных станках, таких как мельницы, токарные станки и пилы.
Эксплуатация электродвигателя с конденсаторным пуском имеет некоторые особенности. При работе в режиме холостого хода по питаемой через конденсатор обмотке протекает ток, ка 20-40 % превышающий номинальный. Поэтому, если электромотор будет часто использоваться в недогруженном режиме или вхолостую, емкость конденсатора Ср следует уменьшить.
Таким образом, с помощью простого фазового преобразователя эти трехфазные двигатели могут быть хорошо использованы. Кроме того, несколько трехфазных машин могут быть снабжены трехфазным питанием одним преобразователем. Существует несколько вариантов получения трехфазного электродвигателя для работы на однофазном питании. Первым и наиболее очевидным вариантом является замена двигателя машины однофазным двигателем, но это может быть невозможно на большинстве машин по множеству причин. Стоимость двигателя, диаметр вала, мощность и установка ограничивают эту альтернативу почти каждый время.
При перегрузке электродвигатель может остановиться, тогда для его запуска снова подключите пусковой конденсатор (сняв или снизив до минимума нагрузку на валу).
На практике значения емкостей рабочих и пусковых конденсаторов в зависимости от мощности электродвигателя определяют из таблицы.
Лучшими альтернативами является использование одного из нескольких однофазных и трехфазных преобразователей, которые позволят трехфазному электродвигателю работать на однофазной мощности. Существует три основных типа преобразователей: статические, ротационные и электронные.
Из трех фазовый преобразователь статического типа является наименее дорогостоящим. Статический преобразователь фазы не имеет движущихся частей и должен быть рассчитан на работу двигателя. К сожалению, статический фазовый преобразователь снижает примерно допустимую мощность двигателя примерно на треть и имеет трудности с запуском воздушных компрессоров и других машин с тяжелым пуском Пониженная мощность часто не является проблемой и может быть компенсирована за счет снижения скорости подачи или путем более легкого среза.
Для запуска электродвигателя на холостом ходу или с небольшой нагрузкой емкость конденсатора Сп можно уменьшить. Например, для включения электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать в качестве рабочего конденсатор емкостью 230 мкФ, пускового - 150 мкФ, При этом электродзигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на папу.
Но перегрузка или остановка двигателя, подключенного к преобразователю статической фазы, вызовет разрушительный перегрев как двигателя, так и фазового преобразователя. Машина с жестким запуском может запускаться при первом запуске другой слегка загруженной машины, «холостого хода», которая служит в качестве электрического маховика для запуска второй машины. Излишний трехфазный двигатель может использоваться в качестве специализированного холостого хода, который работает непрерывно, чтобы улучшить как запуск, так и запуск других двигателей, подключенных к статическому преобразователю.
Реверсирование электромотора осуществляют путем переключения фазы на его обмотке тумблером SА1 (рис. 1).
Преобразователь поворотной фазы функционирует как двигатель и генератор. Поскольку преобразователь с вращающейся фазой вращается однофазным питанием, он генерирует трехфазную мощность для запуска других машин. Электронный преобразователь фазы технически называется инвертором, и большинство каталогов будут перечислять это устройство под этим именем. Электронный преобразователь преобразует однофазную мощность в постоянный ток, а затем использует управляемые микрочипами элементы управления для имитации трехфазного переменного тока.
Рис. 1. Электрическая схема включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть.
В устройстве применены магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В; SB1, SB2 - спаренные кнопки ПКЕ612, SA1-тумблер Т2-1; резисторы: R1 - проволочный ПЭ-20, R2 - МЛТ-2, С1, С2 - конденсаторы МБГЧ на напряжение 400 В (С2 составлен из ДЕух параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ х 400 В); HL1 - лампа КМ-24 (24 В, 100 мА). М1 - электродвигатель 4А71А4 (А02-21-4) на 0,55 кВт, 1420 об/мин.
Электроника в инверторе позволяет управлять скоростью, крутящим моментом и направлением вращения двигателя и часто допускать плавный пуск, чтобы машина постепенно повышалась. Большая часть добавленного управления, предлагаемого инвертором, будет потрачена впустую на настольная пила, но это было бы большим преимуществом на токарном станке. Поскольку он должен быть запрограммирован, инвертор обычно предназначен для работы только одного фазового двигателя машины 3, но с компромиссом он может использоваться для запуска нескольких трехфазных двигателей. инверторов неуклонно снижается в течение последних нескольких лет, но они по-прежнему дороги.
Пусковое устройство смонтировано в жестяном корпусе размером 170X140X70 мм (рис. 4). На верхней панели расположены кнопки «Пуск» и «Стоп», сигнальная лампа и тумблер отключения пускового конденсатора. На передней боковой стенке установлен самодельный трехконтактный разъем, изготовленный из трех отрезков медной трубки к круглой электровилки, в которой добавлен третий штифт.
Если вы можете позволить себе такую стоимость, на мой взгляд, это лучший способ преобразования однофазной мощности в трехфазную мощность. Выбор правильного типа и размера фазового преобразователя и его правильное подключение могут быть сложными. Вы должны сделать некоторые исследования и получить больше советов, прежде чем инвестировать в конвертер или инвертор. Производители преобразователей и инверторов предлагают обширную литературу и телефонные консультации. Если вы решите попытаться построить его самостоятельно, вы должны проконсультироваться с квалифицированным электриком или человеком, имеющим опыт работы с электричеством и электродвигателями, прежде чем двигаться вперед.
Пользоваться тумблером SA1 (рис. 3) не совсем удобно. Поэтому лучше, если пусковой конденсатор будет отключаться автоматически с помощью дополнительного реле Kt (рис. 5) типа МКУ-48. При нажатии на кнопку S81 оно срабатывает и своей контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 - пусковой конденсатор Сп. В свою очередь, магнитный пускатель КМ1 самоблокируется с помощью своей контактной системы КМ1.1, а КМ1.2 и КМ1.3 подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку 5В1 держат нажатой до полного разгона электромотора, а затем отпускают - реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор 1}2. В то же время магнитный пускатель КМ1 остается включенным, обеспечивая питание электродвигателя в рабочем режиме. Останавливают электромотор нажатием на кнопку SВ2 «Стоп».
Потребовалось некоторое усилие, чтобы заставить эту работу работать правильно
У вас есть вся информация, необходимая для принятия разумного решения о том, какой фазовый преобразователь может соответствовать вашему конкретному приложению. Вы можете приобрести эту информацию, выбрав эту кнопку. Когда эта информация будет отправлена и одобрена, вы получите электронное письмо с указанием ссылки. Вы скопируете и вставьте эту ссылку в любой веб-браузер, чтобы получить дополнительную информацию. Как узнать, есть ли у вас однофазная мощность 220 В в первую очередь? Что такое 220В однофазное изображение. Вам понадобится один из этих сосудов где-нибудь в вашем доме или гараже.
И свет стал. Во всяком случае, так говорится в Ветхом Завете. На деле же снабдить электричеством дачный домик далеко не просто. Когда еще подведут к участку линию электропередач! Вот и приходится как-то выходить из положения: одни обзаводятся свечами да керосиновыми лампами, другие покупают японские бензогенераторы с приводом от двигателя внутреннего...
Трехфазное напряжение из 220V. Трехфазные электродвигатели в быту и любительской практике приводят в действие самые различные механизмы - циркулярную пилу, электрорубанок, вентилятор, сверлильный станок, насос. Для питания таких двигателей от однофазной сети применяют различные емкостные или индуктивно-емкостные...
Основа сварочного аппарата первой конструкции-лабораторный трансформатор ЛАТР на 9 А (рис.1). С него снимают кожух и всю арматуру, на сердечнике остается лишь обмотка. В трансформаторе сварочного аппарата она будет первичной (сетевой). Эту обмотку изолируют двумя слоями изоленты или лакоткани. Поверх изоляции наматывают вторичную обмотку — 65 витков провода или набора...
Изменение оборотов трёхфазного асинхронного двигателя (380/220) включённого в однофазную сеть. Чтобы не применять дорогой и сложный коллекторный двигатель в механизмах требующих изменения оборотов двигателя, можно обойтись асинхронным трёхфазным двигателем, введя в фазовый провод реостат или простейший регулятор мощности. Переделка двигателя заключается в изменении якоря двигателя. По образцу якоря, установленного в...
Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, наиболее простой базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность развиваемая двигателем в этом случае составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, например, с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.
Однако у меня было однофазное питание на 220 В в моем доме и магазине. Он запускается легко и имеет полную мощность. Подключение однофазных двигателей. Однофазные двигатели вспомогательной фазы могут быть сконструированы с двумя, четырьмя или шестью выходными клеммами. Двухполюсные двигатели работают при напряжении и в направлении вращения. Четырехпроводные клеммы сконструированы для напряжения и в двух направлениях вращения, которые определяются соединением между основной и вспомогательной обмотками.
В общем случае клеммы основной обмотки обозначены цифрами 1 и 2, а клеммы вспомогательной обмотки - 3 и 4. Чтобы изменить направление вращения, необходимо изменить направление тока вспомогательной обмотки, на 4. Шестиконечные двигатели построены для двух напряжений и для двух направлений вращения. Чтобы изменить направление вращения, измените направление тока во вспомогательной обмотке. Чтобы изменить направление вращения, измените клемму 5 на 6.
Для нормальной работы электродвигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость используемого конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить довольно сложно, поэтому используют двухступенчатое управление двигателем. При пуске двигателя подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.
Расчет параметров и элементов электродвигателя.
Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1
Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В
С р – рабочий конденсатор;
С п – пусковой конденсатор;
П1 – пакетный выключатель
После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после этого необходимо сразу же нажать кнопку "Разгон”. После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1.
Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток двигателя в "треугольник” определяется по формуле:
, где
U -напряжение в сети, В
А в случае соединения обмоток двигателя в "звезду” определяется по формуле:
, где
Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;
I – потребляемый электродвигателем ток в А;
U -напряжение в сети, В
Потребляемый электродвигателем ток в выше приведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из следующего выражения:
, где
Р – мощность двигателя в Вт, указанная в его паспорте;
cos j – коэффициент мощности;
U -напряжение в сети, В
Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2..2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В. Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя между собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)
Принципиальная схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.
Общая емкость соединенных конденсаторов составит (С1+С2)/2.
На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя по табл. 1
Таблица 1. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя в зависимости от его мощности при включении в сеть 220 В.
Мощность трехфазного двигателя, кВт
Минимальная емкость рабочего конденсатора Ср, мкФ
Минимальная емкость пускового конденсатора Ср, мкФ
Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20…30 % превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или вхолостую, то в этом случае емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель остановился, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.
Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.
Переносной универсальный блок для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В.
Для запуска электродвигателей различных серий, мощностью около 0,5 кВт, от однофазной сети без реверсирования, можно собрать переносной универсальный пусковой блок (рис. 3)
Принципиальная схема переносного универсального блока для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В без реверса.
При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (тумблер SA1 замкнут) и своей контактной системой КМ 1.1, КМ 1.2 подключает электродвигатель М1 к сети 220 В. Одновременно с этим третья контактная группа КМ 1.3 замыкает кнопку SB1. После полного разгона двигателя тумблером SA1 отключают пусковой конденсатор С1. Остановка двигателя осуществляется нажатием на кнопку SB2.
В устройстве используется электродвигатель А471А4 (АО2-21-4) мощностью 0,55 кВт на 1420 об/мин и магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В. Кнопки SB1 и SB2 – спаренные типа ПКЕ612. В качестве переключателя SA1 используется тумблер Т2-1. В устройстве постоянный резистор R1 – проволочный, типа ПЭ-20, а резистор R2 типа МЛТ-2. Конденсаторы С1 и С2 типа МБГЧ на напряжение 400 В. Конденсатор С2 составлен из параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ 400 В. Лампа HL1 типа КМ-24 и 100 мА.
Пусковое устройство смонтировано в металлическом корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4)
2 – ручка для переноски
3 – сигнальная лампа
4 – тумблер отключения
пускового конденсатора
5 -кнопки "Пуск” и "Стоп”
6 – доработанная электровилка
7- панель с гнездами разъема
На верхней панели корпуса расположены кнопки "Пуск” и "Стоп” – сигнальная лампа и тумблер для отключения пускового конденсатора. На передней панели корпуса устройства находится разъем для подключения электродвигателя.
Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматически (рис.5)
Принципиальная схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора.
При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 – пусковой конденсатор Сп. Магнитный пускатель КМ1 само блокируется с помощью своей контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку "Пуск” держат нажатой до полного разгона двигателя, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это же время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме. Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку "Стоп”. В усовершенствованном пусковом устройстве по схеме рис.5, можно использовать реле типа МКУ-48 или ему подобное.
2. Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей.
При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, используют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что вместо громоздких бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют меньшие габариты и более доступны в плане покупки. Схема эквивалентной замены обычного бумажного дана на рис. 6
Принципиальная схема замены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в).
Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением в два раза меньшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости. Например, если в схеме для однофазно сети напряжением 220 В используется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене, по вышеприведенной схеме, можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.
2.1. Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов.
Схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов приведена на рис.7.
Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов.
В приведенной схеме, SA1 – переключатель направления вращения двигателя, SB1 – кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для пуска двигателя, С2 и С4 – во время работы.
Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добивается равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А. При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током, или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.
Следует обратить ВНИМАНИЕ на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.
3. Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть.
Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя не более 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5…2 кВт. Проблема в данном случае может быть решена использованием электродвигателя большей мощности, например, с мощностью 3…4 кВт. Такого типа двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой» и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода. Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в 3 раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.
3.1. Доработка трехфазного двигателя.
Наиболее просто можно осуществить перевод мощного трехфазного двигателя в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.
Схема коммутации электродвигателя в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 8.
Принципиальная схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазную сеть.
Во время разгона двигателя используется соединение обмоток «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об/мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке и показала свою эффективность.
3.1.1. Детали.
В схеме коммутации обмоток электродвигателя, в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный переключатель на рабочий ток не менее 16 А, например, переключатель типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Переключатель SA2 может быть любого типа, но на ток не менее 16 А. Если реверс двигателя не требуется, то этот переключатель SA2 можно исключить из схемы.
Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность двигателя к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности двигателя, то может произойти снижение скорости вращения вала вплоть до полной его остановки. В этом случае снимается нагрузка с вала двигателя. Переключатель переводится сначала в положение «Разгон», а потом в положение «Работа» и продолжают дальнейшую работу.
Для того, чтобы улучшить пусковые характеристики двигателей кроме пускового и рабочего конденсатора можно использовать еще и индуктивность, что улучшает равномерность загрузки фаз. Обо всем этом написано в статье Устройства запуска трехфазного электродвигателя с малыми потерями мощности.
