электроника для дома
Как известно, для запуска трехфазного электродвигателя (ЭД) с короткозамкнутым ротором от однофазной сети наиболее часто в качестве фазосдвигающего элемента применяют конденсатор. При этом емкость пускового конденсатора должна быть в несколько раз больше емкости рабочей конденсатора. Для ЭД чаще всего применяемых в домашнем хозяйства (0,5...3 кВт), стоимость пусковых конденсаторов соизмерима со стоимость к электродвигателя. Поэтому желательно избежать применения дорогостоящих пусковых конденсаторов, работающих лишь кратковременно. В тожe время применение рабочих, постоянно включенных фазосдвигающих конденсоторов можно считать целесообразным, так как они позволяют загрузить двигатель на75...85% его мощности при 3-фазном включении (безконденсаторов его мощность снижается примерно на 50%).
Вращающий момент, вполне достаточный для запуска указанных ЭД от однофазной сети 220 В/50 Гц, можно получить за счет сдвига токов по фазе в фазных обмотках ЭД, применив для этого двунаправленные электронные ключи, включение которых осуществляется в определенное время.
Исходя из этого, для пуска 3-фазных ЭД от однофазной сети автором были разработаны и отлажены две простые схемы. Обе схемы опробованы на ЭД мощностью 0,5...2,2 кВт и показали очень хорошие результаты (время пуска не намного больше, чем в трехфазном режиме). В схемах применяются симисторы, управляемые импульсами разной полярности, и симметричный динистор, который формирует управляющие сигналы в течение каждого полупериода питающего напряжения.
Первая схема (рис.1) предназначена для пуска ЭД с номинальной частотой вращения, равной или меньше 1500 об/мин, обмотки которых соединены в треугольник. За основу этой схемы была взята схема [1], которая упрощена до предела. В этой схеме электронный ключ (симистор VS1) обеспечивает сдвиг тока в обмотке «С» на некоторый угол (50...70°), что обеспечивает достаточный вращающий момент.
Фазосдвигающим устройством является RC-цепочка. Изменяя сопротивление R2, получают на конденсаторе С напряжение, сдвинутое относительно питающего напряжения на некоторый угол. В качестве ключевого элемента в схеме применен симметричный динистор VS2. В момент, когда напряжение на конденсаторе достигнет напряжения переключения динистора, он подключит заряженный конденсатор к управляющему выводу симистора VS1 i включит этот двунаправленный силовой ключ.
Вторая схема (рис.2) предназначена для пускс ЭД с номинальной частотой вращения равной 3000 об/мин, а также для электродвигателей, работающих на механизмы с большим моментом сопротивле ния при пуске. В этих случаях требуется значительно больший пусковой момент. Поэтому была применена схема соединения обмоток ЭД «разомкнутая звезда ([2], рис. 14,в), которая обеспечивает максимальный пусковой момент. В указанной схеме фазосдвигающие конденсаторы заменены двумя электронными ключами Один ключ включен последовательно с обмоткой фазы «А» и создает в ней «индуктивный» (отстающий)
сдвиг тока, второй - включен параллельно обмотке фазы «В» и создает в ней «емкостной» (опережающий) сдвиг тока. Здесь учитывается то, что сами обмотки ЭД смещены в пространстве на 120 электрических градусов одна относительно другой.
Наладка заключается в подборе оптимального угла сдвига токов в фазных обмотках, при котором происходит надежный запуск ЭД. Это можно сделать без применения специальных приборов. Выполняется она следующим образом.
Подача напряжения на ЭД осуществляется пускателем нажимного «ручного» типа ПНВС-10, через средний полюс которого подключается фазосдвигающая цепочка. Контакты среднего полюса замкнуты только при нажатой кнопке «Пуск».
Нажав кнопку «Пуск», путем вращения движка подстроечного сопротивления R2 подбирают необходимый пусковой момент. Так поступают при наладке схемы, показанной на рис.2.
Автор производил отладку схемы, показанной на рис.1, на ЭД 0,75 кВт 1500 об/мин и 2,2 кВт 1500 об/мин, а схемы, показанной на рис.2, на ЭД 2,2 кВт 3000 об/мин.
При этом опытным путем установлено, что подобрать значения R и С фазовращающей цепочки, соответствующие оптимальному углу, можно предварительно. Для этого нужно последовательно с ключом (симистором) соединить лампу накаливания 60 Вт и включить их в сеть ~220 В. Изменяя величину R, надо установить напряжение на лампе 170 В (для схемы рис.1) и 100 В (для схемы рис.2). Эти напряжения замерялись стрелочным прибором магнитоэлектрической системы, хотя форма напряжения на нагрузке не синусоидальная.
Необходимо отметить, что добиться оптимальных углов сдвига токов можно при различных сочетаниях значений R и С фазосдвигающей цепочки, т.е. изменив номинал емкости конденсатора, придется подобрать и соответствующее ему значение сопротивления.
Детали
Эксперименты проводились с симисторами ТС-2-10 и ТС-2-25 без радиаторов. В этой схеме они работали очень хорошо. Можно применить и другие симисторы с двухполярным управлением на соответствующие рабочие токи и класса напряжения не ниже 7. При использовании импортных симисторов в пластмассовом корпусе их следует установить на радиаторы.
Симметричный динистор DB3 можно заменить отечественным КР1125. У него немного меньше напряжение переключения. Возможно, это и лучше, но этот динистор очень сложно найти в продаже.
Конденсаторы С любые неполярные, рассчитанные на рабочее напряжение не менее 50 В (лучше - 100 В). Можно применить также два полярных конденсатора, включенных последовательно-встречно (в схеме рис.2 их номинал должен быть 3,3 мкФ каждый).
Внешний вид электропривода измельчителя травы с описанной схемой запуска и ЭД 2,2 кВт 3000 об/мин показан на фото 1.
В. В. Бурлоко, г. Мориуполь
Литература
1. // Сигнал. - 1999. - №4.
2. С.П. Фурсов Использование трехфазных
электродвигателей в быту. — Кишинев: Картя
молдовенскэ, 1976.
radiopolyus.ru
Данный двигатель похож на трехфазный двигатель, за исключением того, что он имеет только две обмотки (a-a' и b-b') на своем статоре, смещенные на 90 ° относительно друг от друга. Обмотка a-a напрямую связана с однофазным питанием. Во время запуска обмотка b-b' (обычно называемая вспомогательной обмоткой) подключается через конденсатор (устройство, которое запасает электрический заряд) к тому же источнику питания. Эффект конденсатора заключается в том, чтобы ток обмотки b-b' был смещен на 90 ° относительно тока в обмотке a-a' или на четверть цикла при неподвижном роторе. Таким образом, обеспечивается вращающееся поле и пусковой момент.
Когда скорость двигателя приближается к его номинальному значению, больше нет необходимости возбуждать вспомогательную обмотку для поддержания вращающегося поля. Токи, возникающие в полосах с короткозамкнутым ротором при прохождении обмотки a-a', сохраняются с незначительным изменением, когда они вращаются мимо обмотки b-b'. Ротор может продолжать генерировать вращающееся поле только с обмоткой a-a'. Обмотка b-b' обычно отключается центробежным переключателем, который размыкается, когда скорость составляет около 80% от номинального значения.
Номинальные мощности для этих асинхронных электродвигателей с конденсатором обычно ограничены примерно 2 кВт для питающего напряжения 120 В и 10 кВт для 230 В из-за ограничений максимального падения напряжения в линиях питания, которые возникают при запуске. Типичные значения синхронной скорости при подаче 60 герц составляют 1800 или 1200 оборотов в минуту для 4-х полюсных и 6-ти полюсных двигателей, соответственно. Двигатели с более низкой скоростью могут быть сконструированы с большим количеством полюсов, но менее распространены.
Эффективность двигателя может быть несколько увеличена, а линейный ток уменьшен за счет использования двух конденсаторов, один из которых отключается с помощью центробежного переключателя, когда достигается скорость близкая к номинальной. Оставшийся конденсатор продолжает обеспечивать ведущий ток к фазе b-b', приближающий двухфазное питание. Эта схема известна как конденсаторный запуск асинхронного двигателя.
Асинхронные двигатели с конденсаторным пуском широко используются при тяжелых условиях эксплуатации, требующих большого пускового момента. Примерами являются холодильные компрессоры, насосы и конвейеры.
arve.ru
Асинхронные двигатели получили широкое применение, потому что они малошумны и легки в эксплуатации. Особенно это касается трехфазных короткозамкнутых асинхронников с их прочной конструкцией и неприхотливостью.
Основным условием для преобразования электрической энергии в механическую является факт наличия вращающегося магнитного поля. Для формирования такого поля требуется трехфазная сеть, при этом электрообмотки должны быть смещенными между собой на 1200. Благодаря вращающемуся полю система начнёт работать. Однако бытовая техника, как правило, используется в домах, имеющих лишь однофазную сеть 220 В.
Для начала определимся с терминологией. Конденсатор (лат. condensatio — «накопление») – это электронный компонент, хранящий электрический заряд и состоящий из двух близкорасположенных проводников (обычно пластин), разделенных диэлектрическим материалом. Пластины накапливают электрический заряд от источника питания. Одна из них накапливает положительный заряд, а другая – отрицательный.
Емкость – это количество электрического заряда, которое хранится в электролите при напряжении 1 Вольт. Емкость измеряется в единицах Фарад (Ф).
Метод подключения двигателя через конденсатор – этот способ применяют для достижения мягкого пуска агрегата. На статоре однофазного движка с короткозамкнутым ротором размещают дополнительно к основной электрообмотке ещё одну. Две обмотки соотнесены между собой на угол 900. Одна из них является рабочей, её предназначение заставить работать мотор от сети 220 В, другая – вспомогательная, нужна для запуска.
Рассмотрим схемы подключения конденсаторов:
К обмотке асинхронника подсоединяется фазосдвигающий конденсатор. Подключение осуществляется в однофазную сеть 220 В по специальной схеме.
Здесь видно, что электрообмотка прямо подключена к линии питания 220 В, вспомогательная соединена последовательно с конденсатором и выключателем. Последний предназначен для отключения дополнительной обмотки от источника питания после запуска.
Коммутационный аппарат настроен так, чтобы оставаться закрытым и поддерживать вспомогательную обмотку в эксплуатации до тех пор, пока мотор запускается и разгоняется примерно до 80% от полной нагрузки. На такой скорости, выключатель размыкается, отключая цепь вспомогательной обмотки от источника питания. Затем мотор работает как асинхронный двигатель на основной обмотке.
Схема идентична конденсаторному мотору, но без выключателя. Пусковой момент составляет только 20–30% от полной нагрузки крутящего момента.
Применение этого типа однофазных двигателей, как правило, ограничивается прямым приводом таких нагрузок, как вентиляторы, воздуходувки или насосы, которые не требуют высокого пускового крутящего момента. Возможны различные модификации схем с предварительным расчетом необходимой емкости конденсатора для подсоединения к двигателю 220 В.
Стоит отметить, что обеспечение лучших характеристик нужно при изменении нагрузки мотора. Увеличение емкости ведёт к уменьшению сопротивления в цепи переменного тока. Правда замена емкости электролита несколько усложняет схему.
Схема подключения двух электролитов, подсоединенных параллельно к мотору, приведена ниже. При параллельном соединении общая ёмкость равна сумме емкостей всех подключенных электролитов.
Cs – это пусковой конденсатор. Величина емкостного реактивного сопротивления Х тем меньше, чем больше ёмкость электролита. Она рассчитывается по формуле:
хс = 1/2nfCs.
При этом следует учитывать, что на 1 кВт приходится 0,8 мкФ рабочей емкости, а для пусковой емкости потребуется больше в 2,5 раза. Перед подключением к движку следует «прогнать» конденсатор через мультиметр. Подбирая детали нужно помнить, что пусковой кондер должен быть на напряжение 380 В.
Для управления пусковыми токами (контролем и ограничением их величины) используют преобразователь частоты. Такая схема подключения обеспечивает тихий и плавный ход электродвигателя. Принцип действия используется в насосном оборудовании, холодильных установках, воздушных компрессорах и т. д. Машины такого типа имеют более высокий КПД и производительность, чем их аналоги, работающие лишь на основной электрообмотке.
Попытка приспособить некоторое оборудование встречает определённые трудности, так как трёхфазные асинхронники большей частью подключаться должны к 380 В. А в доме у всех сеть на 220 В. Но подключить трёхфазный движок к однофазной сети – это вполне выполнимая задача.
Асинхронники на 220 В широко применяются в быту. Исходя из требуемой задачи, существуют различные методы подключения однофазного и трёхфазного мотора через конденсатор: для обеспечения плавного пуска либо улучшения рабочих характеристик. Всегда можно самому легко добиться нужного эффекта.
electricdoma.ru
Читать все новости ➔
В статье приведено описание устройства для бесконтактного отключения пусковой обмотки однофазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором с конденсаторным пуском, обеспечивающего электродинамическое торможение двигателя при отключении его от сети.
Устройство осуществляет автоматическое отключение упомянутой обмотки по окончании процесса пуска с помощью динамического фазовращателя и предназначено для пуска и торможения однофазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и с пусковым конденсатором (ОАД).
В известных устройствах [1 и 2] дано описание устройства для пуска ОАД с бесконтактным отключением пусковой обмотки асинхронного двигателя. Устройство содержит в цепи пускового конденсатора диодно-тиристорный элемент, цепь управления тиристором, однополюсный переключатель. Недостатком устройства [2] является ограниченность его функциональных возможностей.
Целью предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей устройства путём использования его не только для пуска, но и для торможения электродвигателя.
Указанная цель достигается тем, что в устройство [2] дополнительно введены резистор, тиристор, шунтирующий контакты переключателя в цепи питания рабочей обмотки электродвигателя, и две группы контактов переключателя.
Описание устройства
На рис.1 показана принципиальная схема управления однофазным асинхронным двигателем с конденсаторным пуском и режимом электродинамического торможения (авторское свидетельство автора статьи [3]).
Рис. 1
Устройство содержит трёхполюсный переключатель SA1 на два положения, с помощью которого подключаются к питающей сети рабочая «Р» и пусковая «П» обмотки электродвигателя, пусковой конденсатор С1 и диодно-тиристорный элемент, состоящий из диода VD1 и тиристора VS1, включённых встречно-параллельно. При этом управляющий электрод тиристора VS1 подключён к питающей сети через последовательную цепочку из резистора R1, выпрямительного диода VD2, электролитического конденсатора С2, шунтированного резистором R2, и контакты переключателя SA1. Контакты переключателя SA1 в цепи рабочей обмотки «Р» шунтированы тиристором VS2, управляющий электрод которого через резистор R3 и контакты переключателя SA1 соединён с положительным выводом конденсатора С2.
Отрицательный вывод конденсатора С2 соединён с выводом рабочей обмотки «Р» и катодом тиристора VS2 через переключатель SA1. В исходном предпусковом положении последовательно включённые обмотки «Р» и «П» двигателя шунтированы двумя последовательно включёнными контактами переключателя SA1.
Принцип действия
При включении переключателя SA1 ток проходит через рабочую обмотку «Р» и пусковую «П», конденсатор С1 и диодно-тиристорный элемент VD1-VS1, при этом положительная полуволна тока пусковой обмотки протекает через диод VD1, а отрицательная - через тиристор VS1 диодно-тиристорного элемента. Через определённый промежуток времени, определяемый ёмкостью конденсатора С2, диод VD2 запирается электролитическим конденсатором С2, и тиристор VS1 закрывается. В результате протекание тока через диодно-тиристорный элемент VD1-VS1, а следовательно, и через пусковую обмотку «П» прекращается из-за заряда пускового конденсатора С1 через диод VD1, который запирается им. Режим пуска электродвигателя окончен. При работе ОАД конденсаторы С1 и С2 находятся в заряженном состоянии.
При отключении ОАД от питающей сети переключателем SA1 управляющий электрод и катод тиристора VS2 через резистор R3 и контакты переключателя SA1 присоединяются к зажимам заряженного конденсатора С2. Конденсатор С2 разряжается на управляющий переход тиристора VS2, в результате чего тиристор открывается, подключая обмотки «Р» и «П» двигателя к сети. При этом относительно сети обмотки ОАД включены параллельно через контакты переключателя и обтекаются выпрямленным током сети, в результате электродвигатель интенсивно тормозится. По окончании разряда конденсатора С2, тиристор VS2 закрывается, отключая обмотки «Р» и «П» электродвигателя от сети.
Таким образом, введение дополнительных элементов в устройство [2], изменение взаимосвязей между элементами схемы обеспечивает не только пуск электродвигателя, но и его торможение, что расширяет функциональные возможности устройства.
Детали
В качестве переключателя SA1 используется любой трёхполюсный на два положения, подходящий по току и напряжению для конкретного электродвигателя, например, типа ПТ3-40В для электродвигателей мощностью до 600 Вт включительно. Параметры силового диода VD1 и силового тиристора VS1 диодно-тиристорного элемента определяются мощностью применяемого электродвигателя, так, например, для электродвигателя мощностью 1 кВт в качестве диода VD1 можно использовать диоды типа В10-10 - В10-14 на ток 10 А и напряжение от 700 В и выше, а также диоды типов КД227Ж на 5А/800 В или 2Д203Г, Д на 10А/700В. Диод VD2 типа 1N4007 на ток 1 А и напряжение 1000 В можно заменить диодами типов КД105Г 0,3А/800В или КД209В на ток 0,5 А и напряжение 800 В. В качестве тиристоров VS1 и VS2 можно использовать тиристоры класса не ниже шестого типов Т112-10, Т10-20, Т10-63 и им подобные на ток 5...10 А. Тиристор VS2 желательно выбрать как можно с меньшим током управления.
Конденсатор С1 подбирают из расчёта (1,5...2,0)66Рном [мкФ], где Рном - номинальная мощность электродвигателя в кВт, типа МБГО-2 или МБГЧ, что предпочтительней, на напряжение не ниже 400 В. Конденсатор С2 типа ЭМ или КЭ-2 ёмкостью 5.20 мкФ на напряжение не ниже 350 В. Конденсаторы С1 и С2 желательно использовать импортные.
Резисторы R1-R3 типа МЛТ-2 сопротивлением 300 Ом, 100 кОм и 300 Ом соответственно.
Наладка
Наладку устройства осуществляют подбором величины резистора R1. Для этой цели его заменяют переменным резистором сопротивлением 33.51 кОм и добиваются полного открытия тиристора VS1. После чего измеряют мультиметром величину сопротивления введённого переменного резистора и впаивают вместо него постоянный резистор такой же величины. Затем осуществляют наладку цепи торможения электродвигателя. Заменив резистор R3 в цепи тиристора VS2 таким же переменным резистором, добиваются в режиме торможения ОАД отсутствия свободного выбега ротора двигателя. После чего заменяют переменный резистор постоянным. На этом наладка устройства заканчивается.
Лабораторные испытания устройства с электродвигателем типа ЭДГ-2 показали практически мгновенную остановку ротора ОАД, в то время как в обычном режиме (без торможения) время выбега ротора двигателя составляло около 6 с.
Литература
Автор: Константин Коломойцев, г. Ивано-Франковск
meandr.org
Инструкция
Как правило, для подключения трёхфазного электродвигателя используют три провода и напряжение питания 380 вольт . В сети 220 вольт только два провода, поэтому, чтобы двигатель заработал, на третий провод тоже нужно подать напряжение. Для этого используют конденсатор, который называют рабочим конденсатором.
Емкость конденсатора зависит от мощности двигателя и рассчитывается по формуле: C=66*P, где С – ёмкость конденсатора, мкФ, P – мощность электродвигателя, кВт.
То есть, на каждые 100 Вт мощности двигателя необходимо подобрать около 7 мкФ ёмкости. Таким образом, для двигателя мощностью 500 ватт нужен конденсатор ёмкостью 35 мкФ.
Необходимую ёмкость можно собрать из нескольких конденсаторов меньшей ёмкости, соединив их параллельно. Тогда общую ёмкость считают по формуле: Cобщ = C1+C2+C3+…..+Cn
Важно помнить о том, что рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1,5 раза больше питания электродвигателя. Следовательно, при напряжении питания 220 вольт конденсатор должен быть на 400 вольт. Конденсаторы можно использовать следующего типа КБГ, МБГЧ, БГТ.
Для подключения двигателя используют две схемы подключения – это «треугольник» и «звезда».
Если в трёхфазной сети двигатель был подключен по схеме «треугольник», тогда и к однофазной сети подключаем по этой же схеме с добавлением конденсатора.
Подключение двигателя «звездой» выполняют по следующей схеме.
Для работы электродвигателей мощность до 1,5 кВт достаточно ёмкости рабочего конденсатора. Если подключить двигатель большей мощности, то такой двигатель будет очень медленно разгоняться. Поэтому необходимо использовать пусковой конденсатор. Он подключается параллельно рабочему конденсатору и используется только во время разгона двигателя. Потом конденсатор отключается. Ёмкость конденсатора для запуска двигателя должна быть в 2-3 раза больше ёмкости рабочего.
В домашнем хозяйстве на участке нередко приходится пользоваться электродвигателями, которые работают от трехфазной сети на 380 вольт. И если три фазы к участку подведены, то проблем с подключением электрического мотора не возникает. А что делать в том случае, если на участок заходят всего два провода (ноль и фаза), то есть на участок подается однофазное напряжение 220 вольт? Выход один – провести подключение электродвигателя 380 на 220 В, для чего можно воспользоваться разными схемами.
Сразу же оговоримся, что оптимальный вариант подключение электрического двигателя, работающего на 380В, к трехфазной сети. Это обеспечит и номинальную мощность прибора, и номинал вращения, отсюда и эффективность работы агрегата. Поэтому любое вмешательство в параметры создает условия снижения качества эксплуатации.
В основном подключение электрического двигателя к однофазной сети производится при соединении двух питающих проводов по схеме или треугольник, или звезда. В первом случае выходная мощность мотора будет отличаться от номинальной (то есть, при трехфазном подключении) на 30%. Во втором, на 50%. То есть, схема треугольник в данном случае является эффективной.
Из электродвигателя торчат три провода. Так вот фаза питающего провода подключается к одному из них, ноль к другому. А вот третий провод подключается к схеме через конденсатор.
Внимание! Вращение вала электродвигателя в ту или другую сторону зависит от того, к какому проводу будет подключен конденсатор: к фазе или к нулю. Чтобы изменить направление вращения, необходимо просто перебросить провода.
И третий параметр – это частота вращения. Так вот он от номинального не отличается. То есть, если электродвигатель вращается, к примеру, 1280 об/мин от трехфазной сети, то при подсоединении его к однофазной сети он будет вращаться с той же частотой.
Есть несколько нюансов, которые касаются количества подсоединяемых конденсаторов.
По сути, схема подключения электродвигателя запитана на кнопку «Пуск» и на тумблер отключения питания. Чтобы запустить мотор, необходимо нажать на кнопку «Пуск» и удерживать ее до полного включения двигателя. Это можно контролировать даже на слух.
Иногда есть необходимость, чтобы электродвигатель работал то в ту, то в другую сторону. Это тоже несложная схема, в которую необходимо установить дополнительный тумблер переключения направления вращения ротора. Один конец тумблера (основной) запитывается на конденсатор, второй на ноль, третий на фазу. Если при такой схеме подключения мотор набирает слабо обороты, или его мощность снижается, то придется установить дополнительно пусковой конденсатор.
Есть несколько параметров устанавливаемых в электродвигатель конденсаторов, которые придется рассчитывать под необходимый номинал мощности мотора. И один из них – это емкость. Чтобы ее определить, можно воспользоваться несколькими формулами.
Есть более простой вариант определения емкости, в нем присутствует соотношение – на каждые 1,0 кВт мощности необходимо присоединять 70 мкФ. Кстати, в данном случае приходится именно подбирать. Поэтому рекомендуется использовать конденсаторы разной емкости. Подключая их в схему, производится запуск движка, который должен работать корректно. Если необходимо уменьшить или увеличить емкость, то добавляется или уменьшается один из конденсаторов.
Внимание! При сборке схемы, необходимо проверять силу тока в обмотках. Она должна быть меньше, чем номинал данного показателя.
Что касается емкости пускового конденсатора, то он должен быть в 2,5-3,0 раза больше, чем у рабочего.
Вводные данные:
Теперь данные подставляем в формулу: C=4800*(3/220)=65 мкФ. Конечно, такого конденсатора нет, но его можно заменить несколькими, соединенными параллельно между собой. К примеру, 10 штук по 6 мкФ, и один 5 мкФ. При этом емкость пускового прибора будет находиться в диапазоне 160-200 мкФ.
Обратите внимание, что этот расчет делается на номинальную мощность мотора. Поэтому если электрический агрегат будет работать без нагрузки, то будет все время греться. Поэтому стоит продумать ситуацию, для чего можно просто снизить емкость установленного блока конденсаторов. Но данная ситуация – палка о двух концах. Все дело в том, что снижая емкость, снижается и мощность. Поэтому совет: установить в схему минимальный показатель емкости (в нашем случае 160 мкФ), а после проверки начинать поднимать его до оптимального значения.
И все же учитывайте тот факт, что работа без нагрузки – это быстрый выход из строя электродвигателя, который был переделан из прибора, подключаемого к сети 380В в сеть на 220В.
Какие же конденсаторы используются при подключении электродвигателя 380 на 220 вольт? Чаще всего это марки КБП, МБГП, МПГО, МБГО, все они бумажного типа в герметичном металлическом корпусе. У всех этих типов есть один недостаток – большие габаритные размеры при небольшой емкости. Поэтому связка из нескольких изделий – достаточно большая, что неудобно во всех отношениях.
Есть на рынке так называемые электролитические конденсаторы.
И третий тип конденсаторов – это полипропиленовые элементы металлизированного типа, марка СВВ. Их форма может быть круглой или пластинчатой. Приборы высокого качества, небольших размеров и большой емкости. Их-то и рекомендуют сегодня устанавливать специалисты, когда стоит вопрос, как подключить электродвигатель 380 вольт на 220.
Как видите, подключать двигатель 380В в сеть 220В переменного однофазного тока не большая проблема. Конечно, теряется мощность, но в домашних условиях эксплуатации это не самое важное. Поэтому если вы решили своими руками сделать данное подключение, то в первую очередь правильно подберите конденсатор и определитесь со схемой.
Похожие записи:
Всем электрикам известно, что трехфазные электродвигатели работают эффективнее, чем однофазные на 220 вольт. Поэтому если в вашем гараже проведена подводка питающего кабеля на три фазы, то оптимальный вариант – установить любой станок с мотором на 380 вольт. Это не только эффективно в плане экономичности работы, но и в плане стабильности. При этом нет необходимости добавлять в схему подключения какие-то пусковые устройства, потому что магнитное поле будет образовываться в обмотках статора сразу же после пуска двигателя. Давайте рассмотрим один вопрос, который сегодня встречается часто на форумах электриков. Вопрос звучит так: как правильно провести подключение трехфазного электродвигателя к трехфазной сети?
Начнем с того, что рассмотрим конструкцию трехфазного электродвигателя. Нас здесь будут интересовать три обмотки, которые и создают магнитное поле, вращающее ротор мотора. То есть, именно так и происходит преобразование электрической энергии в механическую.
Существует две схемы подключения:
Сразу же оговоримся, что подключение звездой делает пуск агрегата более плавным. Но при этом мощность электродвигателя будет ниже номинальной практически на 30%. В этом плане подключение треугольником выигрывает. Мощность подключенный таким образом мотор не теряет. Но тут есть один нюанс, который касается токовой нагрузке. Эта величина резко возрастает при пуске, что негативно влияет на обмотку. Высокая сила тока в медном проводе повышает тепловую энергию, которая влияет на изоляцию провода. Это может привести к пробивке изоляции и выходу из строя самого электродвигателя.
Хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что большое количество европейского оборудования, завезенного на просторы России, укомплектовано европейскими электрическими двигателями, которые работают под напряжением 400/690 вольт. Кстати, снизу фото шильдика такого мотора.
Так вот эти трехфазные электродвигатели надо подключать к отечественной сети 380В только по схеме треугольник. Если подключить европейский мотор звездой, то под нагрузкой он сразу же сгорит. Отечественные же трехфазные электродвигатели к трехфазной сети подключаются по схеме звезда. Иногда подключение производят треугольником, это делается для того, чтобы выжать из мотора максимальную мощность, необходимую для некоторых видов технологического оборудования.
Производители сегодня предлагают трехфазные электродвигатели, в коробке подключения которых сделаны выводы концов обмоток в количестве трех или шести штук. Если концов три, то это значит, что на заводе внутри мотора уже сделана схема подключения звезда. Если концов шесть, то трехфазный двигатель можно подключать к трехфазной сети и звездой, и треугольником. При использовании схемы звезда необходимо три конца начала обмоток соединить в одной скрутке. Три остальных (противоположных) подключить к фазам питающей трехфазной сети 380 вольт. При использовании схемы треугольник нужно все концы соединить между собой по порядку, то есть последовательно. Фазы подключаются к трем точкам соединения концов обмоток между собой. Внизу фото, где показаны два вида подключения трехфазного двигателя.
Такая схема подключения к трехфазной сети используется достаточно редко. Но она существует, поэтому есть смысл сказать о ней несколько слов. Для чего она используется? Весь смысл такого соединения основан на позиции, что при пуске электродвигателя используется схема звезда, то есть плавный пуск, а для основной работы используется треугольник, то есть выжимается максимум мощности агрегата.
Правда, такая схема достаточно сложная. При этом обязательно устанавливаются в соединение обмоток три магнитных пускателя. Первый соединяется с питающей сетью с одной стороны, а с другой стороны к нему подсоединяются концы обмоток. Ко второму и третьему подключаются противоположные концы обмоток. Ко второму пускателю производится подсоединение треугольником, к третьему звездой.
Внимание! Одновременно включать второй и третий пускатели нельзя. Произойдет короткое замыкание между подключенными к ним фазами, что приведет к сбрасыванию автомата. Поэтому между ними устанавливается блокировка. По сути, все будет происходить так – при включении одного, размыкаются контакты у другого.
Принцип работы таков: при включении первого пускателя временное реле включает и пускатель номер три, то есть, подключенного по схеме звезда. Происходит плавный пуск электродвигателя. Реле времени задет определенный промежуток, в течение которого мотор перейдет в обычный режим работы. После чего пускатель номер три отключается, а включается второй элемент, переводя на схему треугольник.
В принципе, схема подключения 3 фазного двигателя через магнитный пускатель практически точно такая же, как и через автомат. Просто в нее добавляется блок включения и выключения с кнопками «Пуск» и «Стоп».
Одна из фаз подключения к электродвигателю проходит через кнопку «Пуск» (она нормально замкнутая). То есть, при ее нажатии смыкаются контакты, и ток начинает поступать на электродвигатель. Но тут есть один момент. Если отпустить Пуск, то контакты разомкнуться, и ток поступать не будет по назначению. Поэтому в магнитном пускателе есть еще один дополнительный контактный разъем, который называется контактом самоподхвата. По сути, это блокировочный элемент. Он необходим для того чтобы при отжатой кнопке «Пуск» цепь подачи электроэнергии на электродвигатель не прерывалась. То есть, разъединить ее можно было бы только кнопкой «Стоп».
Что можно дополнить к теме, как подключить трехфазный двигатель к трехфазной сети через пускатель? Обратите внимание вот на какой момент. Иногда после долгой эксплуатации схемы подключения трехфазного электродвигателя кнопка «пуск» перестает работать. Основная причина – подгорели контакты кнопки, ведь при пуске двигателя появляется пусковая нагрузка с большой силой тока. Решить эту проблему можно очень просто – почистить контакты.
Похожие записи:
Итак, вам в руки попал промышленный трехфазный электродвигун на 380 вольт. Каким образом он у вас оказался – углубляться не будем а вот что с ним можно сделать, и как подключить электродвигатель 380 к 220в рассмотрим подробнее.
Вначале проанализируем надписи на табличке нашего движка.
Там должно быть нанесено название с наименованием модели, например: двигатель асинхронный трехфазный 5АМХ160М2БПУ3 , расшифровывается это примерно как двигатель серии 5А модернизированный с алюминиевой станиной, высотой оси вращения 160мм, числом полюсов равным 2 (3000 об/мин).
Также она содержит несколько отдельных полей, из которых нас интересует наличие обозначения 380/220 – если таковое имеется, то это вполне подходит, т.к. его можно запускать в однофазной сети напряжением 220 вольт. Если же например присутствует надпись 380/660 – такой аппарат в сеть 220в к сожалению, не воткнешь. С
мотрим также скорость вращения – вполне приемлемая для бытовых целей от 1500 до 3000 об/мин, и мощность – для изготовления электронаждака, например, нормальной будет 250 .. 750 Вт. В надписях таблички еще может присутствовать номинал емкости конденсатора для включения в однофазную сеть и/или потребляемый агрегатом ток, что пригодится далее для расчета пусковой емкости. Если в обозначении присутствует только надпись электродвигатель 220 вольт, значит это скорее всего коллекторный постоянного тока.
Трехфазные асинхронные электродвигатели (синхронные машины применяются в качестве генераторов переменного тока) всегда имеют три одинаковые катушки (по числу фаз), и соответственно, 6 выводов. Посмотрим, сколько проводов выходит из нашего агрегата. Дла этого снимем крышку барно (это такая коробочка сверху, куда выведены концы намоток) and обратим свой внимательный взор на то, каким образом соединены выходы статора. Скорее всего, мы увидим следующее:
Начала выводов статора обозначаются символами С1 С2 С3, концы – С4 С5 С6. В одну точку могут соединяться либо начала, либо концы обмоток, эта схема соединения называется “звездой”. Если из корпуса двигателя просто выходят 6 проводов, то ищите на них обозначения С1 .. С6, нередко в таких случаях у таблички приводится схема включения с номиналами конденсаторов тоже.Но для того, что бы можно было подключать машину 380в в сеть 220в, необходимо немного изменить схему подсоединения выводов.
Для того, что бы запустить движок в домашней сети, потребуется переделать существующее соединение по схеме “треугольник”. Должно получиться следующее:
На схеме мы видим два конденсатора – рабочий и пусковой. Через них осуществляется питание “третьей фазы” двигателя. Конденсатор Спуск. включается кратковременно кнопкой без фиксации только на время, пока электродвигатель 220в разгонится до номинальных оборотов, на это уходит примерно от 2 до 5 сек. Данные номиналов конденсаторов можно рассчитать, исходя из потребляемого двигателем тока по формуле Сраб. = 4800 × I/V Cпуск. = 2.5 × Cраб.
Можно придерживаться упрощенной формулы “на каждый киловатт мощности 100мкф емкости”, т.е. Сраб = P/10. Но на практике как всегда лучшим методом расчета емкостей является подбор, поэтому тщательно подбираем конденсаторы исходя из надежного пуска и отсутствия перегрева движка при длительной работе. Номинальное напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 вольт. Возможно соединение нескольких емкостей параллельно для увеличения общего номинала. и последовательно – для увеличения рабочего напряжения.
Изменить направление вращения двигателя можно перекидыванием концов блока емкостей к другому питающему проводу.
Практически включение можно осуществить по следующей схеме:
Подключение к питанию обязательно производим через предохранитель или . Запуск электромашины происходит при нажатии не фиксирующейся кнопки “Пуск” с двумя парами контактов, через одну из которых напряжение подается на катушку электромагнитного пускателя К1, а вторую – на пусковой конденсатор. После разгона двигателя с отпусканием кнопки “Пуск” аппарат не останавливается благодаря , включенным параллельно включающей кнопки. При необходимости остановить прибор нажимается кнопка “Стоп” и цепь питания магнитного пускателя разрывается, отключая двигатель от сети. Приведенная схема – базовая, она может быть дополнена элементами реверса, плавного торможения и другими вещами.
Стоит обратить внимание на то, что подключение 380-вольтового электродвигателя к 220 все таки нестандартно для трехфазных машин, поэтому мощность полученного агрегата редко составит более 50% от номинала.
При изготовлении и монтаже подобных устройств никогда не забывайте – электро-безопасность превыше всего!
Трехфазный двигатель в однофазной сетиТрехфазные двигатели необходимы для различных самоделок: циркулярок, деревообрабатывающих, заточных и сверлильных станков.Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в одфазных сетях, самый простой и эффективный - с подключением третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Учитывая, что конденсатор сдвигает фазу третьей обмотки на 90°С, а между первой и второй фазами сдвиг незначителен, электромотор теряет мощность примерно на 40...50% при включении обмоток по схеме треугольника. практике это условие выполнить трудно, двигателем обычно управляют двухступенчато: сначала включают с пусковым конденсатором (ввиду больших пусковых токов), а после разгона его отсоединяют, оставляя только рабочий (рис.1).
С2=4800 I/U
U - напряжение сети, В.Ток, потребляемый электродвигателем, можно измерить амперметром или же рассчитать по формуле:практике это условие выполнить трудно, двигателем обычно управляют двухступенчато: сначала включают с пусковым конденсатором (ввиду больших пусковых токов), а после разгона его отсоединяют, оставляя только рабочий (рис.1).
При нажатии па кнопку SB1 (можно использовать кнопку от стиральной машины - пускатель ПНВС-10 УХЛ2) электродвигатель М начинает разгоняться, а когда он наберет обороты, кнопку отпускают. SB1.2 размыкается, a SB1.1 и SB1.3 остаются замкнутыми. Их размыкают для остановки электродвигателя. Если SB 1.2 в кнопке не отходит, под него следует подложить шайбу так, чтобы он отходил. При соединении обмоток двигателя по схеме "треугольник" емкость рабочего конденсатора С2 определяется по формуле:
С2=4800 I/Uгде I -ток, потребляемый мотором, А;U - напряжение сети, В.Ток, потребляемый электродвигателем, можно измерить амперметром или же рассчитать по формуле:где Р - мощность двигателя, Вт;U - напряжение сети, В; n- КПД;cosψ - коэффициент мощности. Емкость пускового конденсатора С1 выбирают в 2...2,5 раза больше рабочего при большой нагрузке на вал, а их допустимые напряжения должны превышать в 1,5 раза напряжение сети. Лучше всего применять конденсаторы марки МГБО, МБГП, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. Пусковые конденсаторы необходимо зашунтировать резистором R1 сопротивлением 200...500 кОм, через который "стекает" оставшийся электрический заряд. 
Реверсирование электромотора осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1 (рис. 1) типа ТВ1...4 и т.п.
При работе в режиме холостого хода по питаемой через конденсаторы обмотке протекает ток, па 20...40% превышающий поминальный. Поэтому если электромотор будет часто использоваться в недогруженном режиме или вхолостую, емкость конденсатора С2 следует уменьшить. Например, для включения двигателя мощностью 1,5 кВт можно использовать в качестве рабочего конденсатор емкостью 100 мкФ, пускового - 60 мкФ. Значения емкостей рабочих и пусковых конденсаторов в зависимости от мощности двигателя приведены в таблице.
Если нет возможности приобрести бумажные конденсаторы, можно использовать оксидные (электролитические) в качестве пусковых" На рис.2 приведена схема замены бумажных конденсаторов на электролитические. Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1C1, а отрицательная - через VD2C2, поэтому электролиты можно использовать с меньшим допустимым напряжением, чем для обычных бумажных конденсаторов. Так, если для бумажных конденсаторов необходимо напряжение 400 В и выше, то для электролита достаточно 300...350 В, потому что он пропускает только одну полуволну переменного тока, и следовательно, к нему прикладывается лишь половина действующего напряжения, а для надежности он должен выдержать амплитудное напряжение однофазной сети, т.е. примерно 300 В. Их расчет аналогичен расчету бумажных.
Схема включения трехфазного двигатель в однофазную сеть с помощью электролитических конденсаторов приведена на рис.3. Подобрать нужное значение емкости бумажных и оксидных конденсаторов проще всего измерив, ток в точках а, в, с - токи должны быть равны при оптимальной нагрузке на вал двигателя. Диоды VD1, VD2 выбираются с обратным напряжением не менее 300 В и 1пр. мах=10А. При большей мощности двигателя диоды устанавливаются на теплоотводы по два в плече, иначе может произойти пробой диодов и через оксидный конденсатор потечет переменный ток, в результате чего спустя некоторое время электролит может нагреться и разорваться. Электролитические конденсаторы в качестве рабочих применять нежелательно, поскольку длительное протекание через них больших токов приводит к их разогреванию и взрыву. Их лучше всего использовать в качестве пусковых.
Если трехфазный электродвигатель используется при динамических (больших) нагрузках на вал, можно использовать схему подключения пусковых конденсаторов с помощью токового реле, которое позволяет в момент больших нагрузок на вал автоматически подключать и отключать пусковые конденсаторы (рис.3).
При подключении обмоток трехфазного двигателя в однофазную сеть по схеме, приведенной на рис.4, мощность электродвигателя составляет 75% от номинальной мощности в трехфазном режиме, т.е. потери составляют примерно 25%, поскольку обмотки А и В включены противофазно на полное напряжение 220 В, а напряжение вращения определяется включением обмотки С. Фазирование обмоток показано точками.
Более практичны и удобны в работе с трехфазными двигателями резисторно-индуктивноемкостные преобразователи однофазной сети 220 В в трехфазную, с токами в фазах до 4А и сдвигом напряжений в фазах около 120°. Такие устройства универсальны, монтируются в жестяном корпусе и позволяют подключать трехфазные электродвигатели мощностью до 2,5 кВт в однофазную сеть 220 В практически без потери мощности.
В преобразователе используется дроссель с воздушным зазором. Устройство дросселя показано на рис.6. При правильном подборе R, С и соотношения витков в секциях обмотки дросселя такой преобразователь обеспечивает нормальную длительную работу электродвигателей независимо от их характеристик и степени нагрузки на вал. Вместо индуктивности дано индуктивное сопротивление XL, так как его проще измерить: обмотка дросселя крайними выводами через амперметр подключается к напряжению 100...220 В частотой 50 Гц параллельно с вольтметром. Индуктивное сопротивление (активным можно пренебречь) практически определяется как отношение напряжения в вольтах к току в амперах XL=U/J.
Конденсатор С1 должен выдерживать напряжение не менее 250 В, С2 - не менее 350 В. Если использовать конденсаторы КБГ, МБГ-4, то напряжение соответствует номиналу, указанному на маркировке, а конденсаторы МБГП, МБГО при включении в цепь переменного тока должны иметь примерно двукратный запас по напряжению. Резистор R1 должен быть рассчитан на ток до ЗА, т.е. на мощность около 700 Вт (наматывается никелево-хромовой проволокой диаметром 1,3...1,5 мм на фарфоровой трубке с передвигающейся скобой, позволяющей получать нужное сопротивление для разных мощностей двигателя). Резистор должен быть защищен от перегрева, огражден от других элементов, токоведущих частей, от прикосновения людей. Металлическое шасси корпуса необходимо заземлить.
Сечение магнитопровода дросселя S=16...18cm2, диаметр провода d=l,3...1,5 мм, общее число витков W=600...700. Форма магнитопровода и марка стали - любые, главное - предусмотреть воздушный зазор (а следовательно, возможность менять индуктивное сопротивление), которое устанавливается винтами (рис.6). Для устранения сильного дребезжания дросселя между Ш-об-разными половинами магнитопровода прокладывается деревянный брусок и зажимается винтами. В качестве дросселя подходят силовые трансформаторы от ламповых цветных телевизоров мощностью 270...450 Вт. Вся обмотка дросселя выполняется в виде одной катушки с тремя секциями и четырьмя выводами. Если использовать сердечник с постоянным воздушным зазором, придется изготовить пробную катушку без промежуточных отводов, собрать дроссель с примерным зазором, включить в сеть и измерить XL. Затем для подгонки полученного значения к требуемому. XL нужно отмотать или домотать несколько витков. Выяснив необходимое число витков, мотают необходимую катушку, разделив каркас на секции в отношении W1:W2:W3=1:1:2. Так, если общее число витков равно 600, то Wl =W2= 150, a W3=300. Чтобы увеличить выходную мощность преобразователя и избежать при этом несимметрии напряжений, нужно изменить значения XL, Rl, Cl, С2, которые рассчитываются из тех соображений, что токи в фазах А, В и С должны быть равны при номинальной нагрузке на вал двигателя. В режимах недогрузки двигателя несимметрия напряжений фаз не опасна, если наибольший из токов фаз не превышает номинальный ток двигателя. Пересчет параметров преобразователя на другую мощность производится по формулам:
С1=80Р;С2=40Р;Rl = 140/P;XL = 110/P,W=600/ Р,S=16P,d=1,4P;
Где P - мощность преобразователя в киловаттах, в то время как паспортная мощность двигателя - это его мощность на валу. Если коэффициент полезного действия двигателя неизвестен, его можно брать в среднем 75...80%.
wiid.ru
Способы пуска двигателей CSIR и CSCR, схемы и характеристики.
Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором (CSIR)
Асинхронные двигатели с пуском через конденсатор, которые также известны как электродвигатели CSIR, составляют самую большую группу однофазных электродвигателей. Двигатели CSIR представлены несколькими типоразмерами: от самых маломощных до 1,1 кВт. В электродвигателях CSIR конденсатор последовательно соединён с пусковой обмоткой. Конденсатор вызывает некоторое отставание между током в пусковой обмотке и в главной обмотке. Это способствует задержке намагничивания пусковой обмотки, что приводит к появлению вращающегося поля, которое влияет на возникновение вращающего момента. После того как электродвигатель наберёт скорость и приблизится к рабочей частоте вращения, открывается пускатель.
Далее электродвигатель будет работать в обычном для индукционного электродвигателя режиме. Пускатель может быть центробежным или электронным. Двигатели CSIR имеют относительно высокий пусковой момент, в диапазоне от 50 до 250 процентов от вращающего момента при полной нагрузке. Поэтому из всех однофазных электродвигателей эти двигатели лучше всего подходят для случаев, когда пусковые нагрузки велики, например для конвейеров, воздушных компрессоров и холодильных компрессоров.
Асинхронный двигатель с пусковым и рабочим конденсатором (CSCR)
Этот тип двигателей, которые в западной литературе получил аббревиатуру CSCR, сочетает в себе лучшие свойства асинхронного двигателя с пуском через конденсатор и двигателя с постоянно подключённым конденсатором. Такие двигатели из-за своей конструкции гораздо дороже других однофазных электродвигателей, но они остаются наилучшим, а иногда и единственным вариантом для тяжелых условий пуска. Пусковой конденсатор электродвигателя CSCR последовательно соединён с пусковой обмоткой, как и в электродвигателе с пуском через конденсатор. Это обеспечивает высокий пусковой момент.
Электродвигатели CSCR также имеют сходство с двигателями с постоянным разделением емкости (PSC), так как у них пуск тоже осуществляется через конденсатор, который последовательно соединён с пусковой обмоткой, когда пусковой конденсатор отключен от сети. Такой двигатель справляется даже с максимальной нагрузкой или перегрузкой Однофазные электродвигатели CSCR при работе потребляют меньший ток нагрузки и имеют более высокий КПД. Это обеспечивает работу двигателя при меньшей температуре по сравнению с другими однофазными электродвигателями. Электродвигатели CSCR наиболее мощные однофазные электродвигатели, которые использоваться в тяжелых условиях работы, например, в перекачивающих насосах высокого давления и в вакуумных насосах. Они выпускаются на мощности от 1,1 до 11 кВт.
eprivod.com
