Схемы подключения электрических трехфазных двигателей к однофазной сети: Инструкция +Фото и Видео

На приусадебных или дачных участках использование электродвигателя не редкое явление,  основными характеристиками которого считается его мощность и напряжение сети, от которой он  работает. В основном все электрические двигатели осуществляют свою работу от трехфазной сети на 380 Вольт.

Если у вас имеется подведение трех фаз, то здесь проблем не возникнет. А вот как  подключить двигатель 380 на 220 В, если  однофазное подключение, т. е. подведение 2 проводов — нуля и фазы.

Для решения данного вопроса существуют различные схемы подключения.

Содержание:

• 1 Общие сведения
  • 1.1 Схема «треугольник»
    • 1.1.1 Устройство схемы:
    • 1.1.2 Принцип работы
  • 1.2 Второй тип схемы
• 2 О конденсаторах
  • 2.1 Значение конденсатора в сети
  • 2.2 Виды конденсаторов

Общие сведения

Заметка: При любом вторжении в устройство агрегата, появляется риск снижения качества  работы.

Выделяют следующие схемы:

• звезда-треугольник;
• с помощью конденсатора.

Как правило, подключение к однофазной сети выполняется с помощью схем звезда или треугольник.

Схема «треугольник»

Наиболее эффективная схема треугольник, т. к. выходная мощность в этом варианте будет  отличаться от трехфазного  на пятьдесят процентов. Многие отечественные электрические моторы уже имеют схему звезда, вам остается только  собрать треугольник, т. е. подключить три фазы и сделать звезду из 6 оставшихся обмоток.

Это  соединение отличается максимальной выработкой мощности двигателя. На больших  производствах ее используют крайне редко. Потому, что эта схема является сложной и в большом  производстве нет необходимости создавать такие трудные соединения. Для введения схемы в работу необходимо будет наличие трех пускателей.

Устройство схемы:

• 1 пускатель подключают к источнику тока и к статору;
• К свободным концам статора будут подключаться 2 и 3 пускатель;
• Обмотки второго пускателя подключают к другим фазам, образовывая треугольник;
• При подсоединении третьего пускателя к фазе, другие концы следует немного укоротить, тем самым делая схему звезда.

Важно: Не рекомендуется подключать одновременно 3 и 2 пускатели на магнитах, что может создать короткое замыкание и как следствие аварийное отключение автомата.

Для избежания таких ситуаций делают своеобразную электроблокировку. Суть работы которой  заключается в том, что когда включается один пускатель, происходит автоматическое выключение  второго, то есть размыкание цепи контактов.

Принцип работы

• При запуске 1 пускателя, действием реле времени электрического двигателя включается
• После этого происходит пуск двигателя по схеме звезда и начинается более мощная работа.
• Через определенное время отключается 3 пускатель и включается  Теперь работа двигателя происходит по схеме треугольник с немного сниженной скоростью.
• Если необходимо отключить питание, происходит включение 1 пускателя, затем схема  периодически повторяется.

Второй тип схемы

Электродвигатель имеет три выходящих провода. К одному подключают фазу питающего  провода, ко второму — ноль, а подключение третьего происходит к сети с помощью конденсатора. Направление движения электрического двигателя будет определяться проводом, с которым  соединен конденсатор. Для изменения направления вращательного элемента нужно просто  изменить подключение проводов.

Третьим показателем считается значение частоты вращения, которое будет равно номинальному.  Например, при подключении через трехфазную сеть вращение мотора составляет 1300 об. мин , то  при однофазном подключении значение вращения будет аналогичным.

О конденсаторах

Значение конденсатора в сети

Вполне возможно подключить трехфазный асинхронный мотор через однофазную сеть.  Движение вала будет производиться, но не с той силой как при трехфазном. В статоре происходит  накладывание электромагнитных полей трех обмоток, помимо того, что там происходит вращение  магнитного тока. Ими и определяется значение силы и крутящего момента вала.

В штатном режиме подключение через трехфазную сеть может быть осуществлено только одним из вариантов схем, т. е звезда или треугольник. Именно поэтому режим электросети подключенный по схеме треугольник допускает напряжение 380 как номинальное. В случае однофазного его  величиной будет 220 вольт. Эта величина будет ниже, чем в схеме треугольник и поэтому считается безопасным для электрического режима. Однако при уменьшении напряжения происходит  снижение таких показателей, как электрическая мощность и мощность вала движка.

Так одна из обмоток должна подсоединяться напрямую к электрической сети. Чтобы от  остальных обмоток была максимальная отдача, их нужно использовать совмещенно при  подключении с использованием конденсатора, который образует сдвиги фазы напряжения на них. И как результат мы получаем подключение как по схеме треугольник, но с однофазной цепью.

Также здесь не маленькое значение будет играть значение емкости конденсатора, т. к. им создается перемещение магнитного поля для вращения ротора.

 

На заметку: Движек с тремя фазами способен к перемещению максимального магнитного поля  до120гр. А с помощью конденсатора перемещение будет не более девяносто градусов.

Так при запускании движка может не хватить емкости конденсатора. Для увеличения пускового  момента необходимо увеличить его емкость. Но в процессе возможно, что эта добавленная емкость лишняя и при наименьшем значении работа проходила эффективнее. Поэтому для оптимизации  этих показателей лучше использовать 2 теплообменника. Один должен быть постоянно подключен к сети, а второй подсоединяется тогда, когда электрический двигатель запускается.

Еще одна особенность конденсатора при подключении к трехфазной сети это  его отношение к обмоткам, фазному и нулевому проводам. Его можно подключить или к нулевой фазе и обмотке  или к фазе и обмотке. В зависимости от того, какое подключение было использовано, зависит в  какую сторону вращается ротор. Так при добавлении в цепь всего одного переключателя, вы  можете управлять движением вала.

Такой параметр электросети, как индуктивность, также имеет отношение к фазовому сдвигу.  Индуктивность создается другим соотношением показателей напряжения и тока. Однако, если на  месте конденсатора будет подключен дроссель. То он будет способствовать значительному  уменьшению действия тока в пусковой обмотке, чем создастся слабое магнитное поле обмотками и запуск двигателя не состоится.

Поэтому конденсатор является единственным элементом пригодным для эффективного  перемещения магнитных полей статора в двигателе, подключенного к однофазной сети.

Виды конденсаторов

Для подключения электрических агрегатов 380 на 220 Вольт в основном используют  следующие бумажного типа конденсаторы с металлическим корпусом — МБГО, КБП, МБГП. Однако все эти виды очень габаритного размера и обладают небольшой емкостью.

Еще существует такой вид, как электролитические конденсаторы. Они имеют совершенно иную  схему подключения. Здесь добавлены, усложняющие схему элементы — диоды и резисторы. Если  диод выходит из строя, то появляется возможность взрыва конденсатора, т. е. в этот момент им  начинается перемещение тока с большой силой.

Есть и третий вид — конденсаторы СВВ. Они бывают круглые и пластинчатые. Обладают высокими  качествами, имеют большую емкость, по размеру не большие. Именно этот вид и рекомендуется специалистами использовать при подключении электро-двигателя 380 на 220.

Подключение трехфазного электродвигателя в сеть на 220 В, запуск с помощью конденсатора • Мир электрики

Содержание

1. Как подключить электродвигатель 380 на 220?
2. Подключение электродвигателя с конденсатором
3. Подключение электродвигателя без конденсаторов
4. Выбор конденсаторов для электродвигателей

Существует масса разнообразных электрических двигателей, но все они имеют две характеристики, основанные на напряжении сети, к которой привязаны они и их мощность. Многие не имеют представления, как подключить двигатель 380 на 220В. Статья раскроет эту тему.

Как подключить электродвигатель 380 на 220?

Существует две схемы такого подсоединения. Каждая имеет свои особенности.

1. Звезда-треугольник;
2. Конденсаторы.

В хозяйстве иногда возникает потребность подключения к однофазной электросети электрический двигатель, который рассчитан на работу в трехфазной сети. Этот случай считается исключительным, и к нему стоит прибегать только, если нет возможности подключиться к трехфазной электросети, так как в ней сразу создается магнитное вращающееся поле, которое создает условия для вращения ротора в статоре. Ко всему прочему в этом режиме достигается максимальная мощность и эффективность работы электродвигателя.

Если вы подключаете к бытовой однофазной электрической сети, то совершайте три обмотки по схеме «треугольник» для того, чтобы получить наибольшую выходную мощность асинхронного электромотора ( это будет максимум 70%, если сравнивать с трехфазным подключением). Если подключаете схемой «звезда», то максимальная мощность будет достигать 50% от возможной.

Однофазное подключение на два выхода дает возможность подключить фазу и ноль, третьей фазы нет, но она восполняется конденсатором.

Направление вращения электрического двигателя будет зависеть от того, как будет сформирован третий контакт: через фазу или ноль. В режиме одной фазы частота вращения будет идентичной трехфазному режиму. Как подключить двигатель 380 на 220? Какова схема подключения электрического двигателя 380 на 220 В с конденсатором?

Подключение электродвигателя с конденсатором

При подключении маломощных асинхронных электрических двигателей до 1,5 кВт, запускающихся без нагрузки, необходимо иметь только рабочий конденсатор. К нулю подключаем один его конец, другой же к третьему выходу треугольника. Чтобы изменить направление вращения мотора подключение конденсатора ведем не от нуля , а от фазы.

В случае работы двигателя сразу при запуске под нагрузкой или когда его мощность более 1,5 кВт, то для успешного запуска нужно внести в схему пусковой конденсатор, который будет включаться в работу параллельно рабочему. Он нужен для увеличения пускового толчка при старте, он станет включаться всего на несколько секунд.

Обычно пусковой конденсатор имеет кнопочное подключение, остальная же схема подключается от электрической сети через тумблер либо же через кнопку с двумя фиксирующимися положениями. Чтобы произвести запуск требуется подключить питание через тумблер или двухпозиционную кнопку, затем произвести нажатие на пусковую кнопку и удерживать ее до тех пор, пока не запустится электрический двигатель. Как только запуск произошел, отпускаем кнопку, при этом ее пружина разомкнет контакты и произведет отключение пусковой емкости.

Если необходим реверсивный запуск трехфазного двигателя в сети 220 вольт, тогда нужно будет занести в схему тумблер переключения. Он нужен для подключения одного конца рабочего конденсатора к фазе и к нулю.

В случае, если двигатель не желает запускаться либо очень медленно набирает скорость оборотов, то необходимо внести в схему пусковой конденсатор, который подключен через кнопку «Пуск». Для подключения этой кнопки на реверсивной схеме для обозначения проводов используется фиолетовый цвет. Если в реверсе нет необходимости, то со схемы выпадает кнопка вместе с проводами и пусковой правый конденсатор.

Подключение электродвигателя без конденсаторов

Как ни крути, но работать трехфазный электродвигатель будет в однофазной сети на 220 В только с конденсаторами. Они не нужны для запуска электромоторов, которые рассчитаны на работу с напряжением сети в 220 вольт.

Собрать самостоятельно схему подключения не так и сложно. Сложность будет заключаться в подборе необходимой емкости рабочего конденсатора, дополнительные хлопоты возникнут, если потребуется пусковой.

Выбор конденсаторов для электродвигателей

Как подобрать нужные модели? На корпусе находятся обозначения и величина емкости. Заострите внимание только на моделях типа МБГЧ, МБПГ, МБГО, БГТ с рабочим напряжением, которое обозначает (U раб), не менее 300 вольт.

Как рассчитать емкость конденсаторов для электродвигателей?

• Чтобы рассчитать рабочую емкость конденсатора для схемы подключения звездой, необходимо использовать формулу Cраб=2800х(I/U). В случае подключения обмоток треугольником, тогда по такой формуле: Сраб=4800х(I/U).
• Для получения результатов по величине в мкФ емкости рабочего конденсатора Сраб, нужно потребляемый двигателем ток (по паспорту) разделить на напряжение сети U, которое равняется 220 вольт, полученные данные умножаются на 4800, если задействован треугольник, или 2800, если работа производилась со звездой.

Экспериментальным способом подбирается емкость пусковых. Обычно их емкость превосходит емкость рабочих в 2-3 раза.

К примеру, есть электродвигатель обмотки, провода которого имеют соединение треугольником, величина потребляемого тока равна 3 амперам. Эти данные подставляем в формулу Сраб= 4800 x (3 / 220)≈ 65 мкФ. При этом пусковой будет иметь пределы в 130-160 мкФ. Но такая емкость редко встречается у конденсаторов, что приводит к параллельному подключению для рабочего, к примеру, шесть по десять плюс один на 5 мкФ.

Учтите то, что расчет составляется на номинальную мощность. Работая в половину силы, электрический двигатель станет нагреваться, поэтому следует уменьшить емкость рабочего конденсатора, чтобы уменьшить ток в обмотке.

При не достающей до требуемой емкости, мощность, развиваемая электрическим двигателем, будет низкой.

Профессионалы рекомендуют начинать подбирать конденсатор для трехфазного двигателя с наименьшего допустимого значения емкости, постепенно увеличивая показатель до оптимального значения.

Помните о том, что если электрический двигатель, переделанный с 380 на 220 вольт, будет долго работать без нагрузки, он сгорит.

Обратите внимание! После отключения конденсаторы на своих выводах достаточно долго сохраняют напряжение опасной величины . Не забывайте следить за соблюдением мер по безопасности: всегда их ограждайте, чтобы исключить случайное прикосновение. Перед эксплуатацией конденсаторов каждый раз не забывайте производить их разрядку.

Всегда помните о том, что не следует подключать трехфазный двигатель, у которого мощность более 3 кВт, к обычной электросети дома на 220В. Это приводит к тому, что начинает происходить выбивание пробок, плавиться изоляция проводов, если неправильно подобрана защита.

3-фазных пускателей двигателей по сравнению с однофазными и 2-фазными

Опубликовано 11 августа 2022 г. пользователем springercontrols

Распределение электрической нагрузки называется ее фазой и может быть описано как однофазный или трехфазный двигатель, в зависимости от количества фаз питания. То, как запускается каждый из этих двигателей, зависит от различных пусковых механизмов, хотя все они состоят из спиральной пусковой обмотки, а некоторые двигатели оснащены конденсатором. Понимание различий между источниками питания двигателя поможет определить, какой из них лучше всего подходит для конкретного применения.

Как запускаются двигатели: понимание различий

Пускатели представляют собой электрические устройства, подобные реле, независимо от того, являются ли они однофазными или трехфазными двигателями. В отличие от реле, пускатели безопасно включают и выключают питание двигателя, обеспечивая при этом защиту от перегрузки по току и низкого напряжения. Все пускатели двигателей имеют два основных компонента: электрический контактор и схему защиты от перегрузки. Контактор включает или выключает электропитание двигателя, а схема защиты от перегрузки защищает двигатель от потенциального вреда от перегрузок.

Функция пускателя двигателя до:

• Защита двигателя от перегрузки по току и низкого напряжения.
• Изменить направление вращения двигателя.
• Безопасный запуск или остановка двигателя.

Понимание того, как запускаются эти двигатели, также требует понимания самих пускателей двигателей.

Пускатель однофазного двигателя

Однофазные двигатели питаются от однофазной энергии, которая превращает электрическую энергию в механическую. Проводка однофазного двигателя либо горячая, либо нейтральная, при этом схема работает через два провода. Ток, протекающий по этим двум проводам, остается неизменным только при одном переменном токе. Поскольку большинство пускателей электродвигателей предназначены для трехфазного питания, для адаптации этих пускателей к однофазному питанию требуется специальная проводка.

Основное преимущество однофазных двигателей

заключается в том, что они могут работать от однофазного источника питания, который легко доступен в большинстве мест.

К их недостаткам относятся: 

• Не может работать с тяжелыми нагрузками, необходимыми для работы промышленного оборудования.
• Изначально крутящий момент недостаточен для двигателей меньшего размера (менее киловатта) для прямого запуска с использованием однофазного источника питания.
• Для правильной работы требуется дополнительная схема, например, пускатель двигателя.

Используемые в основном в жилых и коммерческих помещениях, однофазные двигатели редко используются в промышленных условиях из-за доступных требований к мощности и крутящему моменту.

Приложения включают:

• Воздуходувки
• Сверла
• Системы гаражных ворот
• Электроинструмент
• ОВКВ жилого и коммерческого назначения
• Мелкий сельскохозяйственный инвентарь
• Пылесосы
• Стиральные машины

Почти все бытовые электроприборы в Соединенных Штатах используют однофазное питание, поскольку однофазное питание легкодоступно в большинстве домов.

3-фазный пускатель двигателя

Пускатель трехфазного двигателя состоит из реле перегрузки и контактора. Когда катушка на контакторах находится под напряжением, это создает электромагнитное поле, которое замыкает контакты и передает питание на двигатель. Когда катушка контактора обесточена, пружины размыкают контакты, и питание двигателя отключается.

Они обладают следующими преимуществами:

• Проще в производстве и экономичнее.
• Легко работать с большими нагрузками.
• Более высокий общий КПД по сравнению с однофазными двигателями.
• Предпочтительно для промышленного и коммерческого применения.

К их недостаткам относятся: 

• Плохой пусковой момент.
• Запаздывающий коэффициент мощности, особенно при работе с малой нагрузкой.
• Токи заметно увеличиваются при первом запуске.

Альтернативные методы запуска трехфазных двигателей

Существует несколько других способов запуска трехфазного двигателя. Они несколько различаются в зависимости от типа трехфазного двигателя, доступного напряжения/тока и требуемого крутящего момента двигателя. Существует два типа: асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и асинхронный двигатель с контактным кольцом.

Наряду со стандартными пускателями двигателей, другие методы пуска двигателей с короткозамкнутым ротором включают:

• Автотрансформатор : Использование автотрансформатора снижает необходимое пусковое напряжение с установленными обмотками автотрансформатора, поэтому он находится внутри цепи. Это применяет 60-80 процентов сетевого напряжения во время запуска, подключая его к полному сетевому напряжению, как только он достигает достаточной скорости. Перекидной переключатель подключается к «пуску» и при достижении 80 процентов номинальной скорости переходит в «работу», отключая автотрансформатор от цепи. Этот метод, используемый в двигателях мощностью 25 лошадиных сил и более, требует низкого пускового тока и приводит к небольшим потерям мощности, но значительным потерям крутящего момента.
• Сопротивление статора : При этом используется внешнее сопротивление для последовательного соединения каждой фазы с обмоткой статора, что приводит к падению напряжения. Это снижает напряжение на клеммах двигателя, уменьшая пусковой ток. По мере ускорения двигателя это внешнее сопротивление постепенно уменьшается, при этом сопротивление полностью отключается, как только двигатель достигает номинальной скорости. Однако этот метод снижает пусковой крутящий момент и тратит много энергии.
• Звезда-треугольник : Этот метод требует, чтобы обмотка статора в двигателе подключалась к соединению звезда при запуске и после достижения достаточной скорости переключалась на соединение треугольником. Шесть выводов обмотки статора подключаются к переключателю в звезде, уменьшая пусковой ток. При достижении 80 процентов номинальной скорости переключатель переключается на соединение треугольником с обмотками статора. Этот метод значительно снижает пусковой момент, поэтому используется только для двигателей мощностью до 25 л.с.

Хотя их методы пуска несколько различаются, методы прямого пуска, автотрансформатора и статорного сопротивления одинаковы для двигателей с короткозамкнутым ротором и двигателей с контактными кольцами. В дополнение к этим трем методам пуска в двигателях с контактными кольцами также используется метод, называемый сопротивлением ротора для пуска.

Сопротивление ротора использует переменное сопротивление в соединении звездой, которое затем соединяется с цепью ротора через токосъемные кольца, подавая полное напряжение на обмотки статора. После запуска реостат устанавливается в положение «выключено», что обеспечивает максимальное сопротивление последовательно с каждой из фаз цепи ротора. Это снижает пусковой ток и увеличивает пусковой момент из-за сопротивления внешнего ротора. По мере разгона внешнее сопротивление двигателя постепенно уменьшается и, достигнув номинальной скорости, рукоятка переходит в положение «включено».  

Отрасли и приложения

Трехфазные двигатели, широко используемые в промышленном секторе, также чаще всего используются в электрических сетях по всему миру, поскольку они передают большую мощность. Трехфазный двигатель обычно также используется для приложений, требующих регулирования скорости. Другие приложения включают: 

• Компрессоры
• Конвейеры
• Краны и подъемники
• Дробилки
• Лифты
• Плунжерные насосы

Для получения дополнительной информации об однофазных или трехфазных пускателях двигателей, а также о других электрических и промышленных системах управления обращайтесь в Springer Controls сегодня.

в разделе: Новости

Методы пуска трехфазного асинхронного двигателя и сравнение

27 марта 2020 г.

Различные типы пускателей, используемых для пуска трехфазного асинхронного двигателя:

• Пуск при полном напряжении,
  1. Пускатель прямого пуска (DOL) (пуск при полном напряжении).
• Пуск при пониженном напряжении,
  1. Автотрансформаторный пускатель.
  2. Пускатель звезда-треугольник (пуск при пониженном напряжении).
  3. Стартер сопротивления ротора (используется для двигателей с контактными кольцами).

Первые три пускателя используются как для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, так и для асинхронного двигателя с контактными кольцами. Поэтому рекомендуется запускать большие трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором при пониженном напряжении, подаваемом на клеммы статора при пуске. Однако небольшие двигатели мощностью менее 5 л.с. могут запускаться напрямую (DOL).

Пуск при полном напряжении :

Пускатель DOL (прямой пускатель в режиме онлайн) :

Для двигателей малой мощности мощностью менее 5 л. с. двигатели могут выдерживать высокие пусковые токи благодаря прочной конструкции. Двигатели подключаются напрямую к линиям питания, поэтому пускатель называется пускателем прямого подключения.

Пуск с пониженным напряжением:

Стартер с автотрансформатором:

Напряжение, подаваемое на статор, можно уменьшить до требуемого значения с помощью 3-фазного автотрансформатора, соединенного звездой. Он содержит подходящий переключатель, как показано на рисунке ниже.

Когда переключатель находится в положении «СТАРТ», на обмотку статора подается пониженное напряжение. Величину подаваемого напряжения можно регулировать, меняя отводы на автотрансформаторе. Когда двигатель достигает 80% своей нормальной скорости, переключатель переключается в положение «РАБОТА».

В положении РАБОТА на обмотку статора подается номинальное напряжение и автотрансформатор отключается от цепи. Работа переключателя осуществляется автоматически с помощью таймеров и реле. Этот тип пускателя подходит как для пусковых двигателей, так и для двигателей, соединенных треугольником. Схема подключения автотрансформатора показана ниже.

Соотношение между пусковым моментом и крутящим моментом при полной нагрузке:

Пусть ‘x’ — коэффициент трансформации автотрансформатора. Таким образом, напряжение, подаваемое на статор, уменьшается на долю «х». Таким образом, если I

_sc представляет собой пусковой ток при номинальном напряжении, то пусковой ток двигателя,

Пусковой момент уменьшается на X ² , если приложенное напряжение уменьшается на долю ‘x’.

Пускатель звезда-треугольник :

Фазные обмотки статора сначала соединяются в звезду, а полное напряжение подается на его свободные клеммы. Когда двигатель набирает скорость, обмотки подключаются через переключатель и снова соединяются треугольником через клеммы питания. Ток, потребляемый двигателем от линий, уменьшается на 1/√3 по сравнению с током, который он потреблял бы при соединении треугольником.

Стартер сопротивления ротора (для двигателя с контактными кольцами) :

В статоре сопротивления ротора переменное сопротивление соединено с цепью ротора для ограничения тока ротора. Расположение показано на рисунке выше. Внешнее сопротивление вводится в каждую фазу цепи ротора через контактные кольца и щетки.

При запуске сопротивление поддерживается на максимальном уровне. По мере того, как двигатель набирает скорость, сопротивление постепенно снижается до низкого значения и, наконец, отключается.

Когда двигатель достигает нормальной скорости, обмотки ротора замыкаются накоротко через токосъемные кольца и щетки, так как внешнее сопротивление снято. Эта операция может быть ручной или автоматической.

Этот метод не только ограничивает пусковой ток, но и увеличивает пусковой момент за счет дополнительного сопротивления ротора. Этот пускатель не подходит для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, поскольку внешнее сопротивление не может быть введено в ротор с короткозамкнутым ротором.

Сравнение различных стартеров: 9

Пуск по схеме «звезда-треугольник» Пусковое напряжение можно регулировать в зависимости от пуска.