Для автоматизации запуска электродвигателя можно использовать реле тока. Для двигателей мощностью до 500 Вт подходит токовое реле от стиральной машины или холодильника с небольшой модификацией. Поскольку конденсатор остается заряженным, при повторном запуске двигателя между контактами возникает довольно сильная дуга, и серебряные контакты свариваются, не отключая пусковой конденсатор при запуске двигателя. Чтобы предотвратить это, контактная пластина пускового реле должна быть выполнена из графитовых или угольных щеток (но не медно-графитовых, так как они также прилипают). Кроме того, тепловая защита этого реле должна быть отключена, если мощность двигателя превышает номинал реле.
Как подключить трехфазный двигатель к сети 220 или 380 В?
Среди электрических машин, предназначенных для механической работы, трехфазные агрегаты являются одними из самых эффективных. Ротор вращается под одновременным действием магнитного потока от фазных обмоток. Это обеспечивает пропорциональное одновременное взаимодействие трех крутящих моментов. В зависимости от конструкции и параметров сети трехфазного двигателя, в следующем разделе мы рассмотрим способы его подключения.
Подключение трехфазных двигателей – относительно сложная операция, требующая понимания процессов, происходящих в электрической системе. Для этого необходимо рассмотреть как компоненты, так и их назначение.
Конструктивно трехфазные двигатели состоят из:
- Статор с магнитопроводом;
- Ротор с валом;
- обмотки.
В зависимости от типа двигателя выпускаются модели с короткозамкнутым ротором или с фазированным ротором. В некоторых двигателях ротор вращается исключительно за счет электромагнитного поля, индуцируемого обмотками статора, в то время как в других вращение вала принуждается полем ротора через ток в обмотках. Для трехфазных двигателей необходимо понимать, как фазы обмотки соединены друг с другом.
Схемы соединения обмоток двигателя
В трехфазных асинхронных двигателях используются два варианта соединений – звезда и треугольник. В трехфазных асинхронных машинах, в зависимости от модели, может быть реализована схема соединения звезда:
- Звезда;
- треугольник;
- звезда и треугольник.
Самый простой способ определить возможности конкретного асинхронного электродвигателя – посмотреть на заводскую табличку (металлическая пластина с техническими параметрами). На ней, помимо прочего, указано рабочее напряжение для конкретного соединения. Это может быть только звезда, только треугольник или оба варианта, пример которых показан на следующей иллюстрации:
Если заводская табличка отсутствует или информация на ней удалена, схему подключения можно найти, открыв блок распределения обмоток (BRNO). Если видны 6 клемм с клеммными соединениями, можно определить тип подключения обмотки. Гораздо хуже, если BRNO имеет только три клеммы, а подключение производится внутри корпуса. В этом случае для проверки способа подключения необходимо разобрать трехфазный электродвигатель.
Звезда
Схема соединения трехфазного электродвигателя звездой означает, что начало каждой обмотки подключается в одной точке, а фазы от силовой линии подключаются к их концам. Этот тип обеспечивает гораздо более плавный запуск и относительно ровную работу. Однако мощность, с которой вращается ротор, в полтора раза меньше, чем при соединении треугольником. Схематически это соединение выглядит следующим образом:
Как видно на рисунке, концы клемм A2, B2, C2 обмотки трехфазного двигателя соединены, образуя один электрический блок. А к клеммам A1, B1, C1 – подключаются фазные провода, обычно 220 или 380 вольт.
Особенности конструкции
Перед началом работы важно ознакомиться с конструкцией АД (асинхронного двигателя).
Устройство состоит из двух компонентов – ротора (подвижная часть) и статора (неподвижная часть).
Статор имеет специальные пазы (углубления), в которые помещаются обмотки, расположенные таким образом, что угловое расстояние составляет 120 градусов.
Обмотки блока образуют одну или несколько пар полюсов, количество которых определяет частоту, с которой может вращаться ротор, а также другие параметры электродвигателя – КПД, мощность и прочие показатели.
Когда асинхронный двигатель подключен к трехфазной сети, ток проходит через обмотки с разными интервалами.
Создается магнитное поле, которое воздействует на обмотку ротора и заставляет ее вращаться.
Другими словами, создается сила, которая вращает ротор с различными интервалами.
Если АД подключен к сети с одной фазой (без каких-либо подготовительных работ), то под напряжением окажется только одна обмотка.
Создаваемого крутящего момента будет недостаточно для перемещения ротора и поддержания его в движении.
Поэтому в большинстве случаев для обеспечения работы трехфазного двигателя необходимо использовать пусковые и рабочие конденсаторы. Однако существуют и другие варианты.
Как подключить электродвигатель 380В к 220В без конденсатора?
Как уже упоминалось выше, конденсатор чаще всего используется для запуска короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети.
Это обеспечивает запуск устройства в первый момент при подключении однофазного питания. Емкость пускателя должна быть в три раза больше рабочей емкости.
Для АД мощностью до 3 кВт, используемых в бытовых целях, цена пусковых конденсаторов высока и иногда соизмерима со стоимостью самого двигателя.
В результате многие люди все чаще избегают конденсаторов, которые используются только во время запуска.
Иначе обстоит дело с конденсаторами запуска, которые позволяют использовать 80-85% выходной мощности двигателя. Если они не используются, выходная мощность может упасть на 50%.
Тем не менее, бесконденсаторный запуск трехфазного двигателя от однофазной сети возможен благодаря использованию двунаправленных переключателей, которые активируются через короткие промежутки времени.
Необходимый крутящий момент обеспечивается за счет смещения фазных токов в обмотках двигателя.
В настоящее время популярны две схемы, подходящие для двигателей мощностью до 2,2 кВт.
Интересно, что время запуска однофазных двигателей несколько короче, чем в обычном режиме.
Основными компонентами схемы являются симисторы и симметричные диодные драйверы. Первые управляются многополюсными импульсами, а вторые – сигналами от полупериодических питающих напряжений.
Она подходит для двигателей 380 В со скоростью вращения до 1 500 об/мин с обмотками, соединенными в треугольник.
RC-цепочка действует как фазосдвигающее устройство. Изменяя сопротивление R2, можно добиться сдвига напряжения (по отношению к напряжению сети) на конденсаторе.
Основную задачу берет на себя симметричный диод VS2, который в определенный момент соединяет заряженную емкость с симистором и активирует выключатель.
Как правильно выбрать конденсаторы
Теоретически, требуемая емкость должна рассчитываться путем деления тока на напряжение и умножения полученного значения на коэффициент. Для различных типов соединения обмоток этот коэффициент составляет:
- звезда – 2800;
- треугольник – 4800.
Недостатком этого метода является то, что не всегда удается сохранить заводскую табличку на двигателе. Невозможно узнать коэффициент мощности и мощность двигателя и, следовательно, ток. Кроме того, на ток могут влиять такие факторы, как колебания напряжения в сети и величина нагрузки двигателя.
| Мощность двигателя, кВт | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,1 | 1,5 | 2,2 |
| Емкость конденсатора C2 в номинальном режиме работы, мкФ | 40 | 60 | 80 | 100 | 150 | 230 |
| Емкость конденсатора C2 в режиме холостого хода, мкФ | 25 | 40 | 60 | 80 | 130 | 200 |
| Емкость пускового конденсатора C1 в номинальном режиме, мкФ | 80 | 120 | 160 | 200 | 250 | 300 |
| Емкость конденсатора С1 в режиме холостого хода, мкФ | 20 | 35 | 45 | 60 | 80 | 100 |
Читайте также: Принцип действия и электрическая схема теплового реле
Поэтому следует использовать упрощенный расчет емкости рабочих конденсаторов. Просто учтите, что на каждые 100 ватт мощности требуется 7 микрофарад емкости. Удобнее использовать несколько параллельно соединенных небольших конденсаторов, желательно одинаковой емкости, чем один большой конденсатор. Просто сложив емкости собранных конденсаторов, легко определить и найти оптимальное значение. Для начала лучше занизить общую емкость на десять процентов.
Если двигатель легко запускается и имеет достаточную мощность для работы, значит, все в порядке. Если нет, подключите больше конденсаторов, пока двигатель не достигнет оптимальной емкости.
Схема подключения двигателя 380-220 В с конденсатором
Трехфазный двигатель можно легко подключить к однофазной сети, и с этим справится даже электрик-любитель. Если у вас возникли трудности, обратитесь к друзьям или знакомым. Поблизости всегда найдется компетентный электрик.
Читайте также: Какой тип стабилизатора напряжения нужен для холодильника?
Обмотки трехфазных двигателей с рабочим напряжением 380 – 220 на триста восемьдесят вольт соединяются в звезду. Это означает, что концы обмоток соединены друг с другом, а начала – с сетью. Для того чтобы электродвигатель работал от однофазной сети 220 В, обмотка двигателя должна быть переключена на схему треугольника для первой обмотки. Это означает, что конец первой обмотки должен быть соединен с началом второй обмотки, конец второй обмотки – с началом третьей обмотки, а конец третьей обмотки – с началом первой обмотки.
Эти соединения будут проводами двигателя для подключения к источнику питания. Два провода должны быть подключены к фазе ноль и 220 В с помощью двухполюсного выключателя. Третий провод должен быть подключен к одному из первых двух проводов двигателя через рабочие конденсаторы. Возможен тест на запуск.
Если запуск прошел успешно, двигатель работает с приемлемой мощностью и не перегревается, то ничего менять не нужно. Схема работает только с рабочими конденсаторами.
Если двигатель запускается под нагрузкой или просто тяжелый, его запуск может занять много времени и он может не достичь приемлемой мощности. В этом случае пусковой конденсатор также должен быть включен в цепь. Пусковые конденсаторы должны быть того же типа, что и рабочие конденсаторы. Они должны иметь такую же или вдвое большую емкость, чем рабочие конденсаторы. Они подключаются параллельно с ними. Они используются только для запуска электродвигателя.
Переключение и преобразование трехфазного асинхронного двигателя (380/220) в однофазную систему с помощью одного выключателя
Многие схемы реверсирования в интернете неоправданно сложны и имеют неоправданно большое количество переключателей.
Была предложена простая схема коммутации и реверсирования с одним переключателем.
Практически любой переключатель с 3 фиксированными положениями подойдет, в соответствии с мощностью двигателя.
При необходимости эта схема облегчает автоматизацию включения/выключения и изменения направления вращения двигателя.
Если требуется пусковой конденсатор (запуск нагруженного или высокоскоростного двигателя), его можно подключить через пусковую кнопку или токовое реле.
Изменение скорости трехфазного асинхронного двигателя (380/220), подключенного к однофазной сети
Чтобы избежать использования дорогостоящего и сложного коллекторного двигателя в оборудовании, требующем изменения скорости, можно использовать трехфазный асинхронный двигатель, подключив к нему реостат или простое силовое реле.
Для трехфазного асинхронного двигателя можно найти реостат или простое силовое реле.
Прочная перемычка изготавливается из магнитомягкой низкоуглеродистой стали или серого чугуна (чугун работает лучше).
Вал можно выпрессовать из старого якоря и установить массивный якорь.