Бывают в жизни ситуации, когда нужно включить какое-то промышленное оборудование в обычную домашнюю сеть электропитания. Тут же возникает проблема с числом проводов. У машин, предназначенных для эксплуатации на предприятиях, выводов, как правило, три, а бывает и четыре. Что с ними делать, куда их подключать? Те, кто пытался испробовать различные варианты, убедились, что моторы просто так крутиться не хотят. Возможно ли вообще однофазное подключение трехфазного двигателя? Да, добиться вращения можно. К сожалению, в этом случае неизбежно падение мощности почти вдвое, но в некоторых ситуациях это – единственный выход.
Для того чтобы понять, как подключить трехфазный двигатель к обычной розетке, следует разобраться, как соотносятся напряжения в промышленной сети. Общеизвестны величины напряжений – 220 и 380 Вольт. Раньше еще было 127 В, но в пятидесятые годы от этого параметра отказались в пользу более высокого. Откуда взялись эти «волшебные цифры»? Почему не 100, или 200, или 300? Вроде бы круглые цифры считать легче.
Большая часть промышленного электрооборудования рассчитана на подключение к трехфазной сети переменного тока. Напряжение каждой из фаз по отношению к нейтральному проводу составляет 220 Вольт, совсем как в домашней розетке. Откуда же берутся 380 В? Это очень просто, достаточно рассмотреть равнобедренный треугольник с углами в 60, 30 и 30 градусов, который представляет собой векторная диаграмма напряжений. Длина самой длинной стороны будет равна длине бедра, умноженной на cos 30°. После нехитрых подсчетов можно убедиться, что 220 х cos 30°= 380.
Не все типы промышленных двигателей могут работать от одной фазы. Самые распространенные из них – «рабочие лошадки», составляющие большинство электромашин на любом предприятии – асинхронные машины мощностью в 1 – 1,5 кВА. Как работает такой трехфазный двигатель в трехфазной сети, для которой он предназначен?
Изобретателем этого революционного устройства стал русский ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Этот выдающийся электротехник был сторонником теории трехфазной питающей сети, которая в наше время стала главенствующей. Асинхронный двигатель трехфазный работает по принципу индукции токов от обмоток статора на замкнутые проводники ротора. В результате их протекания по короткозамкнутым обмоткам в каждой из них возникает магнитное поле, вступающее во взаимодействие с силовыми линиями статора. Так получается вращающий момент, приводящий к круговому движению оси двигателя.
Обмотки расположены под углом 120°, таким образом, вращающееся поле, создаваемое каждой из фаз, последовательно толкает каждую намагничиваемую сторону ротора.
Трехфазный двигатель в трехфазной сети может включаться двумя способами – с участием нейтрального провода или без него. Первый способ называется «звезда», в этом случае каждая из обмоток находится под фазным напряжением (между фазой и нулем), равным в наших условиях 220 В. Схема подключения трехфазного двигателя «треугольником» предполагает последовательное соединение трех обмоток и подачу линейного (380 В) напряжения на узлы коммутации. Во втором случае двигатель будет выдавать большую примерно в полтора раза мощность.
Управление трехфазным двигателем может предполагать необходимость изменения направления вращения на противоположное, то есть реверс. Чтобы этого добиться, нужно просто поменять местами два провода из трех.
Для удобства изменения схемы в клеммной коробке двигателя предусмотрены перемычки, выполненные, как правило, из меди. Для включения «звездой» нежно соединить три выходных провода обмоток вместе. «Треугольник» получается немного сложнее, но и с ним справится любой электрик средней квалификации.
Итак, порой возникает вопрос о том, как подключить трехфазный двигатель в обычную домашнюю розетку. Если просто попробовать подсоединить к вилке два провода, он вращаться не станет. Для того чтобы дело пошло, нужно сымитировать фазу, сдвинув подаваемое напряжение на какой-то угол (желательно 120°). Добиться этого эффекта можно, если применить фазосдвигающий элемент. Теоретически это может быть и индуктивность, и даже сопротивление, но чаще всего трехфазный двигатель в однофазной сети включается с использованием электрических емкостей (конденсаторов), обозначаемых на схемах латинской буквой С.
Что касается применений дросселей, то оно затруднено по причине сложности определения их значения (если оно не указано на корпусе прибора). Для замера величины L требуется специальный прибор или собранная для этого схема. К тому же выбор доступных дросселей, как правило, ограничен. Впрочем, экспериментально любой фазосдвигающий элемент подобрать можно, но это дело хлопотное.
Что происходит при включении двигателя? На одну из точек соединения подается ноль, на другую – фаза, а на третью - некое напряжение, сдвинутое на некоторый угол относительно фазы. Понятно и неспециалисту, что работа двигателя не будет полноценной в отношении механической мощности на валу, но в некоторых случаях достаточно самого факта вращения. Однако уже при запуске могут возникать некоторые проблемы, например, отсутствие начального момента, способного сдвинуть ротор с места. Что делать в этом случае?
В момент пуска валу требуются дополнительные усилия для преодоления сил инерции и трения покоя. Чтобы увеличить момент вращения, следует установить дополнительный конденсатор, подключаемый к схеме только в момент старта, а затем отключающийся. Для этих целей лучшим вариантом является применение замыкающей кнопки без фиксации положения. Схема подключения трехфазного двигателя со стартовым конденсатором приведена ниже, она проста и понятна. В момент подачи напряжения следует нажать на кнопку «Пуск», и пусковой конденсатор создаст дополнительной сдвиг фазы. После того как двигатель раскрутится до нужных оборотов, кнопку можно (и даже нужно) отпустить, и в схеме останется только рабочая емкость.
Итак, мы выяснили, что для того, чтобы включить трехфазный двигатель в однофазной сети, требуется дополнительная схема подключения, в которую, помимо пусковой кнопки, входят два конденсатора. Их величину нужно знать, иначе работать система не будет. Для начала определим величину электрической емкости, необходимую для того, чтобы заставить ротор тронуться с места. При параллельном включении она представляет собой сумму:
С = С ст + Ср, где:
С ст – стартовая дополнительная отключаемая после разбега емкость;
С р – рабочий конденсатор, обеспечивающий вращение.
Еще нам потребуется величина номинального тока I н (она указана на табличке, прикрепленной к двигателю на заводе-изготовителе). Этот параметр также можно определить с помощью нехитрой формулы:
I н = P / (3 х U), где:
U – напряжение, при подключении «звездой» - 220 В, а если «треугольник», то 380 В;
P – мощность трехфазного двигателя, ее иногда в случае утери таблички определяют на глаз.
Итак, зависимости требуемой рабочей мощности вычисляются по формулам:
С р = Ср = 2800 I н / U – для «звезды»;
С р = 4800 I н / U – для «треугольника»;
Пусковой конденсатор должен быть больше рабочего в 2-3 раза. Единица измерения – микрофарады.
Есть и совсем уж простой способ вычисления емкости: C = P /10, но эта формула скорее дает порядок цифры, чем ее значение. Впрочем, повозиться в любом случае придется.
Метод расчета, приведенный выше, является приблизительным. Во-первых, номинальное значение, указанное на корпусе электрической емкости, может существенно отличаться от фактического. Во-вторых, бумажные конденсаторы (вообще говоря, вещь недешевая) часто используются бывшие в употреблении, и они, как всякие прочие предметы, подвержены старению, что приводит к еще большему отклонению от указанного параметра. В-третьих, ток, который будет потребляться двигателем, зависит от величины механической нагрузки на валу, а потому оценить его можно только экспериментально. Как это сделать?
Здесь потребуется немного терпения. В результате может получиться довольно объемный набор конденсаторов, соединенных параллельно и последовательно. Главное – после окончания работы все хорошенько закрепить, чтобы не отваливались припаянные концы от вибраций, исходящих от мотора. А потом не лишним будет еще раз проанализировать результат и, возможно, упростить конструкцию.
Если в распоряжении у мастера нет специальных электролитических клещей, позволяющий замерять ток без размыкания цепей, то следует подключить амперметр последовательно к каждому проводу, который входит в трехфазный двигатель. В однофазной сети будет протекать суммарное значение, а подбором конденсаторов следует стремиться к наиболее равномерной загрузке обмоток. При этом следует помнить о том, что при последовательном подключении общая емкость уменьшается по закону:
1/С = 1/С1 + 1/С2… и так далее, а при параллельном – наоборот, складывается.
Также необходимо не забывать и о таком важном параметре, как напряжение, на которое рассчитан конденсатор. Оно должно быть не менее номинального значения сети, а лучше с запасом.
Схема трехфазного двигателя, включенного между одной фазой и нейтральным проводом, иногда дополняется сопротивлением. Оно служит для того, чтобы на стартовом конденсаторе не накапливался заряд, остающийся после того, как машина уже выключена. Эта энергия может вызвать электрический удар, не опасный, но крайне неприятный. Для того чтобы обезопасить себя, следует параллельно с пусковой емкостью соединить резистор (у электриков это называется «зашунтировать»). Величина его сопротивления большая – от половины мегома до мегома, а по размерам он невелик, поэтому довольно и полуваттной мощности. Впрочем, если пользователь не боится быть «ущипнутым», то без этой детали вполне можно и обойтись.
Как уже отмечалось, пленочные или бумажные электрические емкости дорогие, и прибрести их не так просто, как хотелось бы. Можно произвести однофазное подключение трехфазного двигателя с использованием недорогих и доступных электролитических конденсаторов. При этом совсем уж дешевыми они тоже не будут, так как должны выдерживать 300 Вольт постоянного тока. Для безопасности их следует зашунтировать полупроводниковыми диодами (Д 245 или Д 248, например), но нелишним будет помнить о том, что при пробитии этих приборов переменное напряжение попадет на электролит, и он сперва сильно нагреется, а потом взорвется, громко и эффектно. Поэтому без крайней необходимости лучше все же использовать конденсаторы бумажного типа, работающие под напряжением хоть постоянным, хоть переменным. Некоторые мастера вполне допускают применение электролитов в пусковых цепях. В силу кратковременного воздействия на них переменного напряжения, они могут и не успеть взорваться. Лучше не экспериментировать.
Где обычные граждане, не имеющие доступа к пользующимся спросом электрическим и электронным деталям, их приобретают? На барахолках и «блошиных рынках». Там они лежат, заботливо выпаянные чьими-то (обычно пожилыми) руками из старых стиральных машин, телевизоров и прочей вышедшей из обихода и строя бытовой и промышленной техники. Просят за эти изделия советского производства немало: продавцы знают, что если деталь нужна, то ее купят, а если нет – и даром не возьмут. Бывает, что как раз самого необходимого (в данном случае конденсатора) как раз и нет. И что же делать? Не беда! Сойдут и резисторы, только нужны мощные, желательно керамические и остеклованные. Конечно, идеальное сопротивление (активное) фазу не сдвигает, но в этом мире ничего нет идеального, и в нашем случае это хорошо. Каждое физическое тело обладает собственной индуктивностью, электрической мощностью и резистивностью, будь оно крошечной пылинкой или огромной горой. Включение трехфазного двигателя в розетку становится возможным, если на вышеприведенных схемах заменить конденсатор сопротивлением, номинал которого вычисляется по формуле:
R = (0,86 x U) / kI, где:
kI - величина тока при трехфазном подключении, А;
U – наши верные 220 Вольт.
Перед тем как приобретать за немалые деньги мотор, который рачительный хозяин собирается использовать в качестве привода для точильного круга, циркулярной пилы, сверлильного станка или другого какого-либо полезного домашнего устройства, не помешает подумать о его применимости для этих целей. Не каждый трехфазный двигатель в однофазной сети вообще сможет работать. Например, серию МА (у него короткозамкнутый ротор с двойной клеткой) следует исключить, дабы не пришлось тащить домой немалый и бесполезный вес. Вообще, лучше всего сначала поэкспериментировать или пригласить опытного человека, электромеханика, например, и посоветоваться с ним перед покупкой. Вполне подойдет асинхронный двигатель трехфазный серии УАД, АПН, АО2, АО и, конечно же, А. Эти индексы указаны на заводских табличках.
fb.ru
Чтобы привести ротор асинхронного электродвигателя в движение необходимо правильно подключить концы обмоток статора к трехфазной сети, где рабочее напряжение может быть:
Асинхронные электродвигатели АИР предполагают два способа подключения к трехфазной промышленной сети – «треугольник» и «звезда». Восновном трехфазные асинхронные электродвигатели АИР расчитаны на 2 номинальных напряжения 220/380 В либо 380/660 В и имеюти два способа подключения к трехфазной промышленной сети: «звезда» и «треугольник»
220/380 220 В – «треугольник» 380 В – «звезда» | 380/660 380 В — «треугольник» 660 В — «звезда» |
Как правило трехфазные двигатели имеют шесть выводов для возможности выбора схемы подключения: «звезда» либо «треугольник». Но встречаются и три вывода — уже соединенных внутри двигателя по схеме «звезда».
При подключении обмоток звездой начала обмоток подключаются к фазам, а концы обмоток собираются общую точку (0 точку).
Таким образом напряжение фазной обмотки составит 220В, а линейное напряжение между фазными обмотками 380В. Основным преимуществом подключения электродвигателя по схеме звезда является:
При этом данная схема подключения обеспечит более низкую мощность от заявленной.
При подключении треугольником последовательно конец одной обмотки соединяется с началом следующей обмотки.
Главными преимуществами такого подключения являются:
1. Максимальная мощность
2. Повышенный вращающий момент
3. Увеличенные тяговые способности
Однако, электродвигатели подключенные по схеме звезда больше нагреваются.
Как уже было отмечено, подключение «звездой» обеспечивает более плавный пуск, но пр этом не достигается максимальная заявленная мощность электромотора. При подключении «треугольником» достигается полная мощность, но пусковой ток может повредить изоляцию. Поэтому для мощных двигателей (начиная от АИР100L2), часто применяют комбинированную схему подключения «звезда-треугольник», когда запуск двигателя происходит по схеме «звезда», в рабочем состоянии он переключается на схему «треугольник». Переключение обеспечивается магнитным пускателем или пакетным переключателем.
Купить надежный АИР в Украине у «Систем качества»
xn--80aqy.com.ua
Многие хозяева, особенно владельцы частных домов или дач, используют оборудование с двигателями на 380 В, работающими от трехфазной сети. Если к участку подведена соответствующая схема питания, то никаких сложностей с их подключением не возникает. Однако довольно часто возникает ситуация, когда питание участка осуществляется только одной фазой, то есть подведено лишь два провода – фазный и нулевой. В таких случаях приходится решать вопрос, как подключить трехфазный двигатель к сети 220 вольт. Это можно сделать различными способами, однако следует помнить, что подобное вмешательство и попытки изменить параметры, приведет к падению мощности и снижению общей эффективности работы электродвигателя.
Как правило, схемы без конденсаторов применяются для запуска в однофазной сети трехфазных двигателей малой мощности – от 0,5 до 2,2 киловатта. Времени на запуск тратится примерно столько же, как и при работе в трехфазном режиме.
В этих схемах применяются симисторы, под управлением импульсов с различной полярностью. Здесь же присутствуют симметричные динисторы, подающие сигналы управления в поток всех полупериодов, имеющихся в питающем напряжении.
Существует два варианта подключения и запуска. Первый вариант используется для электродвигателей, с частотой оборотов менее чем 1500 в минуту. Соединение обмоток выполнено треугольником. В качестве фазосдвигающего устройства используется специальная цепочка. Путем изменения сопротивления, на конденсаторе образуется напряжение, сдвинутое на определенный угол относительно основного напряжения. При достижении в конденсаторе уровня напряжения необходимого для переключения, происходит срабатывание динистора и симистора, вызывающее активацию силового двунаправленного ключа.
Второй вариант используется при запуске двигателей, частота вращения которых составляет 3000 об/мин. В эту же категорию входят устройства, установленные на механизмах, требующих большого момента сопротивления во время запуска. В этом случае необходимо обеспечение большого пускового момента. С этой целью в предыдущую схему были внесены изменения, и конденсаторы, необходимые для сдвига фаз, были заменены двумя электронными ключами. Первый ключ последовательно соединяется с фазной обмоткой, приводя к индуктивному сдвигу тока в ней. Подключение второго ключа – параллельное фазной обмотке, что способствует образованию в ней опережающего емкостного сдвига тока.
Данная схема подключения учитывает обмотки двигателя, смещенные в пространстве между собой на 1200С. При настройке определяется оптимальный угол сдвига тока в обмотках фаз, обеспечивающий надежный пуск устройства. При выполнении этого действия вполне возможно обойтись без каких-либо специальных приборов.
Для нормального подключения следует знать принцип действия трехфазного двигателя. При включении в трехфазную сеть, по его обмоткам в разные моменты времени поочередно начинает идти ток. То есть в определенный отрезок времени ток проходит через полюса каждой фазы, создавая так же поочередно магнитное поле вращения. Он оказывает влияние на обмотку ротора, вызывая вращение путем подталкивания в разных плоскостях в определенные моменты времени.
При включении такого двигателя в однофазную сеть, в создании вращающегося момента будет участвовать только одна обмотка и воздействие на ротор в этом случае происходит только в одной плоскости. Такого усилия совершенно недостаточно для сдвига и вращения ротора. Поэтому для того чтобы сдвинуть фазу полюсного тока, необходимо воспользоваться фазосдвигающими конденсаторами. Нормальная работа трехфазного электродвигателя во многом зависит от правильного выбора конденсатора.
Расчет конденсатора для трехфазного двигателя в однофазной сети:
В случае необходимости обеспечить вращение в разные стороны, выполняется установка дополнительного тумблера, переключающего направление вращения ротора. Первый основной выход тумблера подключается к конденсатору, второй – к нулевому, а третий – к фазному проводу. Если подобная схема способствует падению мощности или слабому набору оборотов, в этом случае может потребоваться установка дополнительного пускового конденсатора.
Наиболее простым и эффективным способом считается подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть путем подключения третьего контакта, соединенного с фазосдвигающим конденсатором.
Наибольшая выходная мощность, которую возможно получить в бытовых условиях, составляет до 70% от номинальной. Такие результаты получаются в случае использования схемы «треугольник». Два контакта в распределительной коробке напрямую соединяются с проводами однофазной сети. Соединение третьего контакта выполняется через рабочий конденсатор с любым из первых двух контактов или проводов сети.
При отсутствии нагрузок, трехфазный двигатель возможно запускать с помощью только рабочего конденсатора. Однако при наличии даже небольшой нагрузки, обороты будут набираться очень медленно, или двигатель вообще не запустится. В этом случае потребуется дополнительное подключение пускового конденсатора. Он включается буквально на 2-3 секунды, чтобы обороты двигателя могли достигнуть 70% от номинальных. После этого конденсатор сразу же отключается и разряжается.
Таким образом, при решении вопроса как подключить трехфазный двигатель к сети 220 вольт, необходимо учитывать все факторы. Особое внимание следует уделить конденсаторам, поскольку от их действия зависит работа всей системы.
electric-220.ru
Кстати при установке новых двигателей ничего и считать не надо, как правило номинальный ток для обоих режимов (звезда 380 и треугольник 220) указан на шильдике, вместе со всеми остальными параметрами.
Так какже, правильно расчитать, грубо или поточнее мощность асинхронного двигателя в стандартной ситуации?Для начала определимся с это самой "стандартной ситуацией" и с чем ее едят.Стандартной я называю ситуацию, когда двигатель расчитанный на 380\220 звезда\треугольник, подключается на стандартные 380 звездой, на все три фазы. В промышленности это встречается наиболее часто, и также часто вызывает вопросы по поводу того, какого номинала автоматы ставить, ибо многие, знают стандартную формулу мощности I=P\U и почемуто, видимо от большой грамотности или большого ума, от которого горе по Грибоедову, начинают для трехфазной нагрузки применять ее.
А теперь раскрываю секрет, страааашный секрет....Для расчета защиты маломощных двигателей на 380В, мощностью до 30 квт вполне достаточно умножить мощность ровно на 2, то есть P*2=~In , автомат все равно выбирается ближайший по номиналу в большую сторону, то есть 63А для 30 квт двигателя, имеющего на валу нагрузкой ну скажем турбину вентилятора типа Циклон. Это страаашный, нигде в учебниках не озвученный секретный экспресс-метод грубого расчета силы тока двигателей на 380В...Почему так? Очень просто при U=380В на один КВТ мощности приходится примерно сила тока в 2 Ампера. (Да меня щас побьют теоретики, которые помнят про КПД и Косинус ФИ...Помолчите Господа, пока помолчите, я же сказал, для МАЛОМОЩНЫХ двигателей до 30 квт, а для низких мощностей, зная модельный ряд наших автоматов, эти 2 значения можно и не учитывать, особенно если нагрузка на вал минимальная)
А теперь представим типовой двигатель* со следующими параметрами:P=30 квтU=380 Всила тока на шильдике стерлась...cos φ = 0,85КПД=0,9
Как найти его силу тока? Если считать так, как советуют и сами считают упрямые "очень умные" горе-инженера, особенно любящие озадачивать этим вопросом на собеседованиях, то получаем цифру в 78,9А, после чего горе-инженера начинают лихорадочно вспоминать про пусковые токи, задумчиво хмурить брови и морщить лбы, а затем не стесняясь требуют поставить автомат минимум на 100А, так как ближайший по номиналу 80А будет выбивать при малейшей попытке запуска офигенными пусковыми токами...И переспорить их очень тяжело, так как все нижеследующее вызывает у умных дяденек бурю эмоций, недержание мочи и кала, разрыв шаблона, и погружение в глубокий транс с причитаниями и маханием корочками тех универов где они учились считать и жить..
если считать грубо, то 30*2=60А
Более полная формула, рекомендованная к применению выглядит несколько иначе.Мощность в квт переводится в ватты, для чего 30*1000=30000 втЗатем ватты делим на напряжение, затем делим на корень квадратный из 3(1,73), (у нас же ТРИ ФАЗЫ) и получаем примерную силу тока, которую нужно уточнить, поделив дополнительно на cos φ(коэффициент мощности, ибо всякая индуктивная нагрузка имеет и реактивную мощность Q) и затем, уточнить еще раз, поделив при желании на КПД, итак:
30000вт\380в\1,73=45,63 А\0,85=53,6А
Уточняем расчет: 53,6А\0,9 = 59,65А (Кстати программа электрик, считающая по похожей формуле, выдает более точные данные 59,584 А, то есть немного меньше чем мой проверенный временем расчет...то есть расчет довольно точен, а расхождения в десятые и сотые доли ампера в нашем случае никого особо не волнуют, почему - написано ниже)
59,65 Ампер, - почти полное совпадение с первым грубым расчетом, расхождение составляет всего лишь -0,35А, что для выбора автомата защиты не играет никакой роли в данном случае. Ну и какой же автомат выбрать??При условии что нагрузка на валу не велика, скажем какая нибудь турбина вентилятора, можно смело ставить ВА 47-29 на 63А фирмы ИЭК, категории С..наиболее часто встречающиеся.На вопли о пусковых токах могу смело ответить, что 63А пакетник категории В,С,D выдерживает по току превышение 1,13 раза дольше часа и 1,45 раза меньше часа, то есть если на автомате написано 63А, то это не значит, что при броске до 70А его сразу выбьет...Нифига подобного, нагрузку в 113% (сила тока равна 71,19А) он будет держать минимум час, особенно это касается дорогих автоматов фирм Легранд\АВВ, и даже при силе тока в 145% номинала = 91,35А он гарантированно продержит несколько минут, а для раскрута асинхронника и выхода на номинальный режим достаточно нескольких секунд, как правило от 5 до 20 секунд. За это время тепловой расцепитель автомата тупо не успеет разогрется и отключить нагрузку.Конечно, умные дяди мне сейчас напомнят, что у автомата есть еще электромагнитный расцепитель, и уж он то, ну уж он то точно отрубит при превышении 63А несчастный двигатель...Хахаха, хрен вам и горе умное...
Буковки B,C,D, и некоторые другие в наименовании автомата как раз характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя, и равна она
В - 3...5С - 5...10D - по ГОСТ Р - 10...50, большинство производителей заявляет диапазон 10...20.
Есть более редко встречающиеся G - 6,4...9,6 (КЭАЗ ВМ40)K - 8...14L - 3,2...4,8 (КЭАЗ ВМ40)Z - 2...3
То есть автомат категории С на 63А гарантированно отключится электромагнитным расцепителем только в диапазоне 315-630А и выше, чего при запуске исправного асинхронника на 30 квт никогда все равно не будет.Второй законный вопрос- какой провод положить на наш двигатель. Ответ- кабель 4х16 миллиметров квадратных, с лихвой хватит, при длине до 50 метров, при большей длине лучше 25мм выбирать, ибо потери.
Все цифры проверены многократно, лично мной, и экспериментально. Проверены и по выбранным автоматам и по многократным замерам реальной силы тока токовыми клещами.
*-Единственное примечание и уточнение: У старых двигателей советского производства, вновь вводимых в эксплуатацию могут быть меньшие значения косинуса фи и КПД, тогда сила тока может быть чуть выше чем значение грубого расчета. Просто выбирается следующий по номиналу автомат на 80А. Не ошибётесь!
Второе примечание:Для грубого расчета силы тока двигателя подключенного треугольником к сети 220 через конденсатор, можно взять мощность двигателя в Киловаттах, ну например теже 30 КВТ и умножить примерно на 3,9 и так: 30*3,9=117АА для расчета конденсатора можно воспользоваться сайтом http://www.skrutka.ru/sk/tekst.php?id=13
и посмотреть что приведенный расчет тока не сильно грешит
antno.livejournal.com
Существует множество разновидностей электрических двигателей, но у всех основной характеристикой считается напряжение сети, от которой они работают и их мощность. Предлагаем рассмотреть, как подключить электродвигатель с 380 на 220 В способом звезда треугольник.
Существует несколько типов подсоединения электродвигателя с 380 на 220:
Каждый из способов имеет свои особенности, достоинства и недостатки.
Во многих отечественных электрических двигателях уже собрана схема звезда, нужно только реализовать треугольник. По сути, Вам необходимо произвести подключение трех фаз и собрать звезду из оставшихся шести концов обмотки. Для лучшего понимания ниже просмотрите чертеж звезды и треугольника электродвигателя. Здесь концы нумеруются с левой стороны на правую, номера 6, 4 и 5 присоединяются три фазы, как на схеме:
Фото — Звезда и треугольник электродвигателяВ соединении звезда с тремя выводами или как его еще называют звезда треугольник, самым главным достоинством является то, что вырабатывается максимальная мощность электрического двигателя. Но вместе с тем, это соединение довольно редко используется на производстве, гораздо чаще его можно встретить у мастеров-любителей. Главным образом это потому, что схема очень сложная, и на мощных предприятиях просто нет смысла организовывать такое трудоемкое соединение.
Фото — подключение звездаДля того чтобы схема работала, Вам понадобится три пускателя. Схема изображена на чертеже ниже.
Фото — схема подключения звезда треугольникК первому пускателю, который обозначен К1, с одной стороны подключается электрический ток, а к другому присоединяется обмотка статора. Свободные концы статора присоединяются к пускателям К2 и К3. После этого обмотки с пускателя К2 также подсоединяются к остальным фазам, для образования треугольника. Когда в фазу включается пускатель К3, то остальные концы немного укорачиваются и у Вас получается схема звезда.
Заметьте, что третий и второй пускатели на магнитах нельзя включать одновременно. Это может привести к короткому замыканию и аварийному отключению автомата электродвигателя. Для того, чтобы этого избежать, реализовывается своеобразная электроблокировка. Принцип её работы прост – когда включается один пускатель, то выключается другой, т.е. блокировка размыкает цепь его контактов.
Принцип работы схемы относительно прост. Когда в сеть включается первый пускатель, обозначенный К1, реле времени электродвигателя включает также третий пускатель К3. После двигатель заводится по схеме звезда и начинает работу с большей мощностью, чем обычно. Спустя определенный временной отрезок, реле времени отключает контакты третьего пускателя и включает в сеть второй. Теперь двигатель работает по схеме треугольника, немного снижая мощность. Когда нужно отключить питание, включается цепь первый пускатель, во время очередного цикла схема повторяется.
Нужно отметить, что мы не рекомендуем реализовывать такое соединение без определенного опыта и навыков. В любом случае при самостоятельной работе лучше проконсультироваться с профессионалами.
Видео: двигатель 380 в 220
Помимо соединения звезда-треугольник, также есть еще несколько вариантов, которые применяются более часто:
Фото — схема подключения двигателя с конденсаторами
Дополняя пункт про конденсаторы, нужно отметить, что подбирать эту комплектующую необходимо исходя из минимально допустимой емкости, постепенно пробными методами увеличивая её до оптимальной, необходимой двигателю. Если электродвигатель очень долго стоит без нагрузки, то он может просто сгореть при подключении к сети. Также помните, что даже после того, как Вы выключили из сети электродвигатели, конденсаторы хранят напряжение на своих контактах.
Ни в коем случае не трогайте их, а желательно оградите специальным изолирующим слоем, который поможет избежать несчастных случаев. Также перед работой с ними нужно делать разрядку.
www.asutpp.ru
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.
В целях экономии можно собрать частотный преобразователь своими руками. Представляем пошаговую инструкцию сборки инвертора в домашних условиях.
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.
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.
Можно изготовить нехитрый блок питания своими руками по предлагаемой схеме.
Но в нашем случае он был приобретен в готовом исполнении на 24 В.
Далее, установлен набор конденсаторов, реле,
диодный мост с обратными диодами G4PH50UD вынесен , применены полевые транзисторы IGBT.
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.
Устанавливаем шунт для 4кВт, как показано на фото.
Внизу корпуса смонтирована непосредственно плата частотника,
она идет на микроконтроллер pic 16F628А.
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.
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.
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.
Схема подключения трехфазных двигателей а однофазную сеть выглядит так.
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.
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.
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.
Подключаем питание, см фото. Обязательно следует тщательно подготовить конца проводов. Тогда при возникновении проблем, некачественное соединение, как причину, можно будет сразу исключить.
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.
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 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.
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.
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.
stroysvoy-dom.ru
Трёхфазный асинхронный электродвигатель при необходимости можно подключить и к однофазной электросети. Вал движка будет вращаться, но при этом, конечно же, не будет на нём той силы, которая существует при его трёхфазном подключении. Помимо вращающегося магнитного поля в статоре получается наложение электромагнитных полей трёх обмоток. Они и определяют силу и крутящий момент на валу. Но при однофазном включении трёхфазный асинхронный двигатель можно рассматривать и как крупногабаритную разновидность однофазного двигателя. Ведь в нем, по сути, присутствуют одна рабочая и две пусковые обмотки.
Штатное подключение к трёхфазной электросети предусматривает одну из схем соединения обмоток – либо «треугольник», либо «звезда». Поэтому электрические режимы обмоток при соединении их по схеме «треугольник» допускают напряжение 380 В как номинальное. При однофазном напряжении его величина равна 220 В. Это меньше чем при включении по схеме «треугольник» и поэтому безопасно для электрических режимов обмотки относительно надёжности изоляции и насыщения сердечников обмоток. Но уменьшение напряжение приводит к снижению уровня, как электрической мощности, так и мощности на вале движка.
Поэтому одну из обмоток надо присоединить в однофазной электросети напрямую. Чтобы остальные обмотки также давали максимальную отдачу их используют совместно при соединении через конденсатор, которым создаётся фазовый сдвиг напряжения на них. В результате получается такое же соединение обмоток по схеме «треугольник», но уже для однофазной электрической цепи с конденсатором. Но поскольку необходимое для вращения ротора пространственное перемещение магнитного поля создаётся конденсатором, имеет значение величина его ёмкости. Трёхфазный движок сконструирован для перемещения максимума магнитного поля в пределах 120 градусов. А при использовании конденсатора можно получить перемещение максимума магнитного поля только в пределах 90 градусов.
Поэтому при запуске двигателя ёмкости конденсатора может оказаться недостаточно. Чтобы увеличить пусковой момент потребуется увеличение ёмкости конденсатора. Однако после разгона ротора движка может получиться так, что добавленная ёмкость слишком велика для этого режима работы двигателя и при меньшей величине он работает лучше. Поэтому чтобы оптимизировать режим запуска и режим номинальных оборотов двигателя конденсаторов используется два. Один из них постоянно присоединён к электрической цепи, а другой присоединяется с использованием кнопки только при запуске электродвигателя.
Ещё одной особенностью конденсатора в электрической цепи с трёхфазным асинхронным двигателем является его присоединение относительно обмоток, фазного и нулевого проводов. Он подключается либо к обмоткам и фазному проводу, либо к обмоткам и нулевому проводу. В зависимости от этих подключений получается то или иное направление вращения ротора электродвигателя. Поэтому, добавив в электрическую цепь всего лишь один переключатель, можно управлять направлением вращения вала движка.
Как известно, ёмкость это не единственный параметр электрической цепи, который влияет на фазовый сдвиг напряжения и тока в ней. Индуктивность так же создаёт фазовый сдвиг в электрической цепи, но при ином соотношении угла между напряжением и током. Но если вместо конденсатора в электрическую цепь включить дроссель он существенно уменьшит силу тока в пусковых обмотках и в результате движок не запустится из-за слабого магнитного поля, которое эти обмотки создают. Поэтому конденсатор это единственный элемент, который пригоден для получения эффективного перемещающегося магнитного поля в статоре электродвигателя в однофазной электросети.
Чтобы получить надёжную работу трёхфазного асинхронного двигателя в однофазной электросети конденсаторы надо правильно выбрать. При этом надо помнить о том, что величина 220 В напряжения однофазной электрической сети это величина условная, поскольку реально напряжение изменяется от нуля и до амплитудного значения, которое больше чем 220 В и равно примерно 310 В, то есть больше в 1,42 раза. Но реальные величины напряжения могут быть ещё больше. А поскольку для конденсатора существует номинальное напряжение, его величина при работе от электросети должна быть выбрана с небольшим запасом. Желательно использовать конденсаторы с номинальным напряжением 350 В.
Если нашёлся асинхронный движок предназначенный для трёхфазной электросети в которой величина фазного напряжения меньше 220 В вместо схемы «треугольник» надо применить схему «звезда». Конденсаторы также будут для такого варианта с иными величинами ёмкости применительно к мощности движка. Она является паспортной величиной и всегда указывается в сопроводительной документации к электродвигателю и обычно есть на его металлическом ярлыке, расположенном на корпусе (на шильдике). По величине мощности легко определить силу тока в номинально нагруженном движке. Для этого делится его мощность в Ваттах на 220.
Полученное значение умножается на коэффициент 12,73 для схемы «звезда» и на коэффициент 24 для схемы «треугольник». В результате получается ёмкость в микрофарадах. Ёмкость конденсаторов при запуске двигателя суммируется из двух конденсаторов. Дополнительный конденсатор подбирается опытным путём по запуску нагруженного движка. При опытах надо быть предельно аккуратным в обращении с заряженными конденсаторами. Поскольку рекомендуется применять различные модели металло- бумажных конденсаторов, они долго удерживают заряд. Поэтому рекомендуется припаять к клеммам конденсаторов резисторы с сопротивлением 3 – 5 кОм для ускорения их разряда.
Важно запомнить, что подключение двигателя 380 на 220 Вольт это всегда нестандартные решения. Всегда приходится идти на эксперимент. Его надо выполнять при строгом соблюдении мер безопасности.
podvi.ru
