Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор схема: Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Здравствуйте,  дорогие читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Частенько у каждого из нас возникает необходимость в гараже или на даче подключить трехфазный асинхронный двигатель, например, для наждачного или сверлильного станка, бетономешалки и т.п.

А в наличии имеется только источник однофазного напряжения.

Как быть в данной ситуации?

Все просто. Необходимо трехфазный асинхронный двигатель включить как конденсаторный по следующим классическим схемам.

Еще раз напоминаю, что это самые распространенные схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети. Существует еще несколько способов включения, но о них в данной статье мы говорить не будем.

Как видно из схем, это осуществляется с помощью рабочего и пускового конденсаторов. Их еще называют фазосдвигающими.

Кстати, со схемой соединения звездой и треугольником обмоток асинхронного двигателя я Вас знакомил в прошлой статье.  

 

Выбор емкости конденсаторов

1. Выбор емкости рабочего конденсатора

Величина емкости рабочего конденсатора (Сраб.) рассчитывается по формуле:

• I1 – номинальный (фазный) ток статора, измеряется с помощью электроизмерительных клещей или определяется по известной формуле, (А)
• Uсети – напряжение однофазной сети, (В)

Полученное значение емкости рабочего конденсатора получается в (мкФ).

Вышеприведенная формула может показаться Вам сложной, поэтому Вашему вниманию предлагаю более легкий вариант расчета емкости рабочего конденсатора для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети. Для этого Вам необходимо лишь знать мощность (кВт) асинхронного двигателя.

Если сказать еще более проще, то на каждые 100 (Вт) мощности трехфазного двигателя необходимо порядка 7 (мкФ) емкости рабочего конденсатора.

При выборе емкости рабочего конденсатора необходимо контролировать ток в фазных обмотках статора в установившемся режиме.

Этот ток не должен превышать номинального значения.

2. Выбор емкости пускового конденсатора

Если же у Вас пуск электродвигателя происходит при значительной нагрузке на валу, то параллельно рабочему конденсатору необходимо включать пусковой конденсатор. Включается он только на время пуска двигателя (примерно 2-3 секунды) с помощью ключа SA до набора номинальной частоты вращения ротора, а затем отключается.

Что случится, если забыть отключить пусковые конденсаторы?

Если забыть отключить пусковые конденсаторы, то возникнет сильный перекос по токам в фазах и двигатель может перегреться.

Величина емкости пускового конденсатора выбирается в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора.

В таком случае пусковой момент двигателя становится номинальным и двигатель запустится без проблем.

Необходимая емкость набирается с помощью параллельного и последовательного соединения конденсаторов. Об этом я напишу отдельную статью в разделе «Электротехника«. Следите за обновлениями на сайте. Подписывайтесь на новые статьи.

Трехфазные двигатели мощностью до 1 (кВт) можно включать в однофазную сеть только с рабочим конденсатором. Пусковой конденсатор можно не применять.

Выбор типа конденсаторов

Как выбрать емкость рабочих и пусковых конденсаторов Вы уже знаете. Теперь необходимо разобраться, какой тип конденсаторов можно применять в представленных схемах.

Желательно использовать один и тот же тип конденсаторов, как для рабочих, так и для пусковых конденсаторов.

Чаще всего, для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть, применяют бумажные конденсаторы в металлическом герметичном корпусе типа МПГО, МБГП, КБП или МБГО.

Кое-что я нашел у себя в запасе.

Практически все они имеют прямоугольную форму.

На самом корпусе можно увидеть их параметры:

• емкость (мкФ)
• рабочее напряжение (В)

Но у бумажных конденсаторов есть один недостаток — они выпускаются слишком громоздкие и при этом имеют небольшую емкость. Поэтому при включении трехфазного двигателя небольшой мощности в однофазную сеть, батарея набранных конденсаторов получается «солидная».

Также вместо бумажных конденсаторов  можно применять и электролитические, но схема их подключения совершенно другая и содержит в себе дополнительные элементы в виде диодов и резисторов.

Применять Вам электролитические конденсаторы я Вам настоятельно не рекомендую!!!

У них есть недостаток в виде того, что при пробое диода через конденсатор пойдет переменный ток, что вызовет его нагрев и взрыв (выход его из строя).

Тем более, что в современной электронике вышли в свет новые металлизированные полипропиленовые конденсаторы переменного тока типа СВВ.

Вот например, СВВ60 в круглом корпусе.

Или СВВ61 в прямоугольном корпусе.

В основном, они выпускаются на напряжение 400-450 (В). Вот на них то и стоит обратить внимание — очень хорошо себя зарекомендовали.

Нареканий к ним нет. Кстати, такой же конденсатор у меня стоит на сверлильном станке в мастерской.

 

 

Выбор напряжения конденсаторов

Также при выборе конденсаторов для трехфазного двигателя в однофазной сети важно правильно учитывать их рабочее напряжение.

Если выбрать конденсатор с большим запасом по напряжению, то это будет не целесообразно и приведет к дополнительным затратам и увеличению габаритных размеров нашей установки.

Если же выбрать конденсатор с рабочим напряжением меньше, чем напряжение сети, то это приведет к преждевременному выходу из строя конденсаторов (даже возможен взрыв).

Принято выбирать рабочее напряжение конденсаторов  для схем, указанных в данной статье, равное 1,15 напряжению сети, а еще лучше не менее 300 (В).

Вроде бы все ясно и понятно. Но не стоит забывать, что при использовании бумажных конденсаторов в сети переменного напряжения следует разделить их рабочее напряжение примерно в 1,5-2 раза.

Например, если на бумажном конденсаторе указано напряжение 180 (В), то его рабочее напряжение при переменном токе следует принять 90-120 (В).

 

Пример подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Чтобы закрепить теорию на практике, рассмотрим пример выбора конденсаторов для подключения трехфазного двигателя АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт) в однофазную сеть. Кстати я уже описывал устройство этого двигателя в предыдущих статьях. Прочитать про него можете здесь.

Цель нашего эксперимента — запустить этот двигатель от однофазной сети 220 (В).

Данные двигателя АОЛ 22-4:

• мощность двигателя составляет 400 (Вт)
• напряжение сети 220 (В) переменного напряжения
• ток, замеренный электроизмерительными клещами в трехфазном режиме работы равен 1,9 (А)
• схема соединения обмоток «звезда»

Т.к. мощность этого двигателя небольшая (до 1 кВт), то для его запуска в однофазной сети достаточно будет применить только рабочий конденсатор.

Определим емкость рабочего конденсатора:

Исходя из формул, принимаем среднее значение емкости рабочего конденсатора равной 25 (мкФ).

Для эксперимента я буду использовать емкость 10 (мкФ). Заодно и посмотрим, можно ли использовать емкость чуть ниже расчетной.

Далее идем в кладовку и ищем подходящие конденсаторы. Нашлись конденсаторы типа МБГО.

Теперь нам необходимо, применив навыки электротехники

, собрать из этих конденсаторов необходимую нам емкость.

Емкость одного конденсатора составляет 10 (мкФ).

При параллельном соединении 2 конденсаторов мы получим емкость, равную 20 (мкФ). Но рабочее напряжение у них составляет всего 160 (В). Поэтому для увеличения рабочего напряжения до 320 (В), эти 2 конденсатора соединим последовательно с 2 такими же конденсаторами, соединенных параллельно. Общая их емкость получится 10 (мкФ). Вот как это получилось.

Подключаем полученную батарею рабочих конденсаторов согласно схемы, представленной в начале данной статьи и пробуем запустить трехфазный двигатель в однофазной сети.

Дальнейшие итоги нашего эксперимента смотрите на видео.

Эксперимент завершился УДАЧНО!!!

И вообще мне показалось, что запуск двигателя от однофазной сети с помощью конденсаторов произошел легче и быстрее, чем от трехфазной сети…Выслушаю и Ваше мнение по этому поводу!!!

При включении трехфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть его полезная мощность не превысит 70-80% номинальной мощности, а частота вращения ротора  практически равна номинальной.

Примечание 1: если у Вас двигатель 380/220 (В), то подключать его в сеть 220 (В) необходимо только треугольником.

Примечание 2: если на бирке указана только схема звезды с напряжением 380 (В), то подключить такой двигатель в однофазную сеть 220 (В) получится только при одном условии.

Нужно «распотрошить» общую точку звезды и вывести в клеммник 6 концов. Общая точка чаще всего находится в лобовой части двигателя.

Я думаю Вам будет интересно продолжение этой статьи о том, как осуществить реверс трехфазного двигателя, подключенного к однофазной сети.

P.S. Задавайте вопросы по данной теме в комментариях, я с удовольствием отвечу Вам. А также подписывайтесь на новые статьи. Дальше будет интереснее.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

схемы соединения обмоток и конденсаторы, емкость, реверс

Подключение трёхфазного двигателя к однофазной цепи может потребоваться просто потому, что другого нет под рукой, или нужно сэкономить, или просто захотелось смастерить что-то своими руками из старых запасов. Тем более асинхронники (это практически все 3-фазные электромоторы, могущие встретиться на жизненном пути Самоделкина) имеют одно очень важное конструкционное преимущество: у них нет электрических щёток — лишней расходной детали.

• Подключение двигателя 380 на 220
• Какую схему соединения обмоток выбрать
• Подбираем конденсатор
• Подсчет итоговой ёмкости
• Реверс

Подключение двигателя 380 на 220

380в — это напряжение между фазами в трёхфазной цепи (линейное)

, а 220в — напряжение между фазой и нулём (фазное) в той же самой цепи. В обычной однофазной цепи: дома, на даче или в гараже есть только два провода — ноль и фаза; сейчас в новых постройках появился защитный ноль (заземление) — провод жёлто-зелёного цвета, он подходит к «рогам» розетки, его в расчёт не принимаем, о заземлении разговор совсем другой.

Возникает вопрос о том, где взять недостающие фазы. Применение фазорасщепителя или инвертора (устройство, преобразующее однофазный электрический ток в трёхфазный) рассматривать не будем, не стоит принимать во внимание и индукционный с помощью катушек индуктивности способ сдвига фаз. Пойдём другим путём, ёмкостным — подключение электродвигателя 380 В на 220 В через конденсатор. Этот метод является самым простым и оптимальным, легким в реализации.

То, что имеется сам трёхфазный электродвигатель, ясно по умолчанию, нужно только определить схему подключения его обмоток и как подключить двигатель 380 на 220. Для этого надо вскрыть клеммную коробку электродвигателя и если в ней только три клеммы, стало быть, обмотки статора соединены звездой и для переделки на треугольник, а когда на шильдике движка указано рабочее напряжение 380 В, то это нужно, придётся открывать заднюю крышку мотора, искать выводы обмоток, переключать их. Тут рекомендуется позвать опытного электрика.

В коробке шесть клемм, расположенных двумя рядами — по три штуки в каждом. Рассмотрим возможные варианты

1. Три клеммы ОДНОГО ряда соединены между собой — звезда.
2. МЕЖДУРЯДНОЕ соединение клемм попарно — треугольник.

Какую схему соединения обмоток выбрать

Читаем информацию о рабочем напряжении на табличке:

• 380В — только треугольник.
• 380В/220В — треугольник или звезда.
• 220/127 — только звезда. Очень редкий вариант.

Нужно иметь в виду, что при соединении треугольником на обмотку попадает напряжение в 1,7 раза больше, чем при соединении звездой, а значит и реализуемая мощность будет выше, но звезда обеспечивает плавный пуск.

Подбираем конденсатор

В цепи переменного тока — а это как раз наш случай — не стоит пользоваться полярными, имеющими плюсовой и минусовой контакты (анод и катод) конденсаторами. Но при необходимости эту проблему обойти можно путём использования диодного моста или двух полярных конденсаторов, объединённых в один соединением одноимённых контактов, но тут опять лучше позвать опытного электрика.

Существует формула потребной ёмкости рабочего конденсатора, но рассчитав по ней, равно потребуется проверять работу устройства на практике. Если есть какие-то конденсаторы лучше сразу перейти к методу вдумчивого подбора, но именно вдумчивого, а не совсем бездумного. Конденсаторы должны быть неполярными, обладать одинаковым рабочим напряжением никак не менее 300 В, но лучше 400 В и выше.

• Рабочее напряжение конденсаторов должно быть ОДИНАКОВЫМ, иначе тот, где оно меньше, выйдет из строя.

Начните со значения 30 микрофарад (μF) на 1 киловатт паспортной мощности мотора при соединении обмоток статора звездой, при треугольнике можно пробовать с 50−70 μF. Электродвигатель на холостом ходу (без нагрузки) должен запуститься и набрать обороты не особо нагреваясь, продолжительная работа на холостом ходу нежелательна, двигатель может сгореть. Если холостой запуск происходит нормально, без перегрева и запаха гари, то рабочий конденсатор подобран, на нём и будет работать, подключайте нагрузку и продолжайте испытания уже в рабочем состоянии.

А если подключение электродвигателя 380 В на 220 В через конденсатор происходит сразу под серьёзной нагрузкой? Тут потребуется стартовый конденсатор, его ёмкость нужно начинать подбирать со значений в полтора раза больше, чем рабочий. Пример: рабочий 60 μF, тогда стартовый первоначально ставим на 90 μFи, если нормального запуска нет, то добавляем ёмкость пусковой цепи конденсаторов (примерная ёмкость пусковой цепи составляет до трёх рабочей, в нашем примере до 180 μF). После выхода на рабочие обороты пусковые конденсаторы выключаются, остаётся только рабочий. Цепи рабочего и пускового конденсаторов параллельны, в каждую можно поставить отдельный выключатель.

В бытовой сети не нужно использовать устройства мощностью более 3 квт — сработает защита или сгорит проводка.

Подсчет итоговой ёмкости

При параллельном соединении конденсаторов их ёмкости складываются, а вот при последовательном — наоборот, суммарная ёмкость будет меньше, тут равна сумма обратных значений. Когда два одинаковых конденсатора соединяются параллельно суммарная ёмкость удваивается, а если последовательно, то уменьшается в два раза. То есть сумма ёмкости двух конденсаторов по 100 микрофарад может быть и 200 μF, и 50 μF. Всё зависит от типа их соединения между собой.

Другой пример: суммарная ёмкость конденсаторов 60 μF и 90 μF при параллельном соединении будет 150 μF, при последовательном — 36 μF. Это можно творчески использовать при подборе из того, что есть, или при покупке подешевле.

Реверс

Для изменения направления вращения ротора нужно переключить ёмкостную цепь на другой провод или клемму коробки электродвигателя. На одну клемму подаётся фаза, на другую ноль, включение конденсаторной группы производим к третьей. Теперь при подключении второго провода конденсатора к фазе мотор крутится в одну сторону, к нулю — в другую.

Этого достаточно, чтобы разобраться в том как подключить трёхфазный двигатель на 220, но если всё получилось и вроде работает правильно крутит, не греется, не горит окончательно убедиться в правильности собранной схемы поможет нехитрая и в этом случае необязательная проверка. Во время работы с постоянной, одинаковой нагрузкой с помощью токоизмерительных клещей померьте токи в фазном, нулевом и конденсаторном проводах. В идеале они должны быть равны между собою, если и есть небольшие различия (процентов 30), то это не идеал, но всё-таки хорошо.

А исправляется различие токов просто — путём изменения ёмкости рабочего конденсатора. Нужно не делать резких движений и не сжечь обмотку, установив слишком большую ёмкость рабочего конденсатора.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор: схема, подбор

Многие любители и профессионалы используют электрооборудование различного назначения. И во многих случаях электрооборудование приводится в движение трехфазными двигателями. А вот трехфазная сеть часто отсутствует в гаражных боксах и индивидуальных домах. И тут на помощь приходят схемы подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Содержимое

• 1 Зачем нужен конденсатор
• 2 Как правильно подобрать конденсаторы
• 3 Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором
• 4 Схема подключения электродвигателя без конденсаторов
• 5 Как подключить с реверсом

Что такое конденсатор для

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором наиболее распространены и применяются в станкостроении. Мы рассмотрим их подключение к однофазной сети. Когда двигатель включен в трехфазную сеть, по трем обмоткам в разные моменты времени протекает переменный ток. Этот ток создает вращающееся магнитное поле, которое начинает вращать ротор двигателя.

При подключении двигателя к однофазной сети ток по обмоткам течет, но вращающегося магнитного поля нет, ротор не вращается. Выход из этой ситуации был найден. Самый простой и эффективный способ оказался, это подключить конденсатор параллельно одной из обмоток двигателя. Конденсатор за счет пульсирующей энергии создает фазовый сдвиг, в обмотках двигателя создается вращающееся магнитное поле и двигатель работает. Конденсатор постоянно находится под напряжением и называется рабочим конденсатором.

ВАЖНО! Правильно рассчитайте и выберите емкость рабочего конденсатора и его тип.

Как правильно подобрать конденсаторы

Теоретически расчет необходимой емкости предполагается путем деления тока на напряжение и умножения полученного значения на коэффициент. Для различных типов соединения обмоток коэффициент составляет:

• звезда — 2800;
• дельта — 4800.

Недостаток этого способа в том, что не всегда сохраняется заводская табличка на электродвигателе. Невозможно точно узнать коэффициент мощности и мощность двигателя и, следовательно, силу тока. Кроме того, на силу тока могут влиять такие факторы, как колебания сетевого напряжения и величина нагрузки на двигатель.

Поэтому следует применять упрощенный расчет емкости рабочих конденсаторов. Только учтите, что на каждые 100 ватт мощности нужно 7 мкФ емкости. Удобнее использовать несколько соединенных параллельно небольших конденсаторов, желательно одинаковой емкости, чем один большой конденсатор. Просто сложив емкости собранных конденсаторов, легко определить и подобрать оптимальное значение. Во-первых, общую мощность лучше занизить процентов на десять.

Если двигатель запускается легко и имеет достаточную мощность для его работы, значит, вы правы. Если нет, вам нужно подключить больше конденсаторов, пока двигатель не достигнет оптимальной мощности.

СОВЕТ. При подключении трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором к однофазной сети теряется не менее трети его мощности.

Имейте в виду, что много — это не всегда хорошо, и при превышении оптимальной емкости рабочих конденсаторов двигатель будет перегреваться. Перегрев может привести к перегоранию обмоток и выходу двигателя из строя.

ВАЖНО! Конденсаторы должны быть соединены параллельно.

Конденсаторы желательно выбирать с рабочим напряжением не менее 450 вольт. Наиболее распространены так называемые бумажные конденсаторы, в названии которых есть буква Б. В настоящее время существуют также специализированные так называемые моторные конденсаторы, напр. К78-98.

ВНИМАНИЕ! Конденсаторы желательно выбирать на переменный ток. Использование других конденсаторов также возможно, но связано с усложнением схемы и возможными нежелательными последствиями.

Если двигатель запускается под большой нагрузкой, также необходим пусковой конденсатор. Его подключают параллельно рабочему конденсатору на короткое время пуска двигателя. Его емкость должна быть равна или не более чем удвоенной емкости рабочего конденсатора.

Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором

Подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть несложно, и с этим справится даже электрик-любитель. Если возникают трудности, следует попросить друзей или знакомых. Рядом всегда есть грамотный электрик.

Обмотки трехфазных двигателей рабочим напряжением от 380 до 220 В для работы в сети триста восемьдесят вольт соединяют по схеме звезда. Это означает, что концы обмотки соединены друг с другом, а начала подключены к сети. Чтобы иметь возможность эксплуатировать электродвигатель в однофазной сети 220 вольт, необходимо для начала переключить его обмотки по схеме треугольник. т.е. соедините конец первого с началом второго, конец второго с началом третьего и конец третьего с началом первого.

Эти соединения будут выводами двигателя для подключения к источнику питания. Два провода должны быть подключены к нулю и фазе 220 вольт через двухполюсный выключатель. Подключите третий вывод через рабочие конденсаторы к любому из первых двух выводов от двигателя. Можно попробовать начать.

Если запуск прошел успешно, двигатель работает с приемлемой мощностью и не перегревается, то можно ничего не менять. Вы получите работоспособную схему только с рабочими конденсаторами.

При пуске под нагрузкой или просто тяжелом пуске двигатель может долго раскручиваться и не достигать допустимой мощности. Тогда необходимо включить в цепь еще и пусковой конденсатор. Пусковые конденсаторы должны быть того же типа, что и рабочие конденсаторы. Столько же или в два раза больше рабочих. Они подключены параллельно им. Они используются только для запуска электродвигателя.

Для такого пуска очень удобно использовать своеобразный выключатель серии АП. Важно, чтобы он был в версии с блоком контактов. В нем при нажатии кнопки «Старт» пара контактов остается замкнутой до тех пор, пока не будет нажата кнопка «Стоп». К ним подключаются клеммы двигателя и сеть. Третий контакт замыкается только при удержании кнопки «Пуск», через него подключается пусковой конденсатор. Выключатели такого типа, только без предохранительных устройств, часто устанавливались на старые советские центробежные стиральные машины.

Схема подключения электродвигателя без конденсаторов

Реально работающих схем подключения трехфазного двигателя в бытовую сеть 220 вольт без конденсаторов нет. Некоторые изобретатели предлагают подключать двигатели через индукционные катушки или резисторы. Якобы это создает фазовый сдвиг на необходимый угол и двигатель вращается. Другие предлагают схемы подключения тиристоров. На практике это не работает, и не нужно изобретать велосипед. Когда есть дешевый и проверенный способ запуска с помощью конденсаторов.

Реально рабочий вариант — подключение трехфазного асинхронного двигателя через преобразователь частоты. Инвертор подключается к бытовой сети и выдает трехфазный ток, с возможностью плавного пуска и регулирования скорости. Но стоит такое чудо примерно от 7000 рублей при подключаемой мощности всего 250 Вт. Мощные устройства стоят намного дороже. За такие деньги можно купить электрооборудование с возможностью подключения к однофазной цепи. Будь то мини-токарный станок, циркулярная пила, насос или компрессор.

Как подключить реверс

Обеспечить вращение ротора в обратном направлении не составляет труда. В схему подключения двигателя необходимо добавить двухпозиционный переключатель. Средний контакт переключателя соединен с одним из контактов конденсатора, а внешние контакты с выводами двигателя.

ВНИМАНИЕ! Сначала необходимо выбрать направление вращения с помощью переключателя и только потом запускать двигатель. При работающем двигателе нельзя использовать переключатель направления вращения.

Рассмотренные варианты подключения промышленных двигателей в бытовую сеть не очень сложны в своей реализации. Важно лишь обратить внимание на некоторые нюансы и техника, пусть и с небольшой потерей мощности, прослужит долго и будет полезной.

Связанные статьи:

ac — Подключение трехфазного электродвигателя к однофазному источнику питания

спросил 1 год, 4 месяца назад

Изменено 1 год, 4 месяца назад

Просмотрено 199 раз

\$\начало группы\$

Я хотел бы знать, какой самый дешевый и простой способ подключить трехфазный асинхронный двигатель переменного тока мощностью 2,2 кВт к однофазному источнику питания 230 В. Кроме того, как в этой настройке можно запускать и останавливать двигатель? Будут ли нужны защитные устройства?

• переменного тока
• трехфазный
• асинхронный двигатель
• однофазный
• электрический

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Соединение Штейнмеца, вероятно, самое дешевое и простое, но оно позволяет двигателю обеспечивать только 70% его номинальной мощности. См.: 3-фазный двигатель, работающий от одной фазы с использованием соединения треугольником Штейнмец

Питание двигателя через частотно-регулируемый привод (VFD) позволяет двигателю обеспечивать номинальную мощность, а также обеспечивает регулируемую скорость. Это может быть проще, а стоимость может быть меньше, чем любая другая альтернатива, кроме соединения Штейнмеца.

То, что проще всего, в некоторой степени зависит от опыта человека, выполняющего преобразование.