Содержание:
- Общие правила подключения электродвигателя через конденсатор.
- Схемы подключения электродвигателя через конденсатор.
- Реверс электродвигателя подключенного на 220 Вольт через конденсатор.
- Использование группы (блока) конденсаторов.
-
Общие правила подключения электродвигателя через конденсатор.
Подключение электродвигателя 380В на 220В выполняется через конденсатор. Для такого подключения необходимо использовать бумажные (или пусковые) конденсаторы, при этом ВАЖНО чтобы номинальное напряжение конденсатора было больше либо равно напряжению сети (при этом рекомендуется что бы напряжение конденсатора было в 2 раза больше напряжения сети). Могут применяться конденсаторы следующих марок (типов):
МБГО, МБГЧ, МБГП, МБГТ, МБГВ, КБГ, БГТ, ОМБГ, K42-4, К42-19 и др.
Емкость конденсатора можно определить по формулам приведенным ниже, либо с помощью онлайн расчета емкости.
Первое, что необходимо сделать — это правильно соединить выводы обмоток электродвигателя. Как уже известно из статьи: схемы соединения обмоток электродвигателя обмотки электродвигателя можно соединить по схеме «звезда» (обозначается — Y) или по схеме «треугольник» (обозначается — Δ), при этом, как правило для подключения электродвигателя на 220В применяется схема «треугольник» , что бы определиться со схемой соединения обмоток необходимо посмотреть паспортные данные электродвигателя на прикрепленном к нему шильдике:
Запись: «Δ/ Y 220/380V» обозначает, что для подключения данного электродвигателя на 220В необходимо соединить его обмотки по схеме «треугольник», а для подключения на 380В — по схеме «звезда», как это сделать читайте здесь.
Второе, с чем необходимо определиться — это как будет производиться запуск электродвигателя, под нагрузкой (когда уже в момент запуска электродвигателя к его валу приложена нагрузка и он не может свободно вращаться) либо без нагрузки (когда вал электродвигателя в момент запуска свободно вращается, например наждак, вентилятор, циркулярная пила и т.п.).
При запуске двигателя без нагрузки применяется 1 конденсатор который называется рабочим, а при необходимости запуска двигателя под нагрузкой в схеме, помимо рабочего, дополнительно применяется 2-ой конденсатор который называется пусковым, он включается только в момент запуска.
Разберем схемы подключения электродвигателя 380 на 220 для обоих случаев:
-
Схемы подключения электродвигателя через конденсатор.
1) Подключение электродвигателя через конденсатор по схеме «треугольник», запуск — без нагрузки:
Емкость рабочего конденсатора для подключения электродвигателя при схеме соединения обмоток «треугольником» рассчитывается по формуле:
Cр=4800 * Iн/Uс ; мкф
где: Iн-номинальный ток электродвигателя в Амперах (принимается в соответствии с паспортными данными электродвигателя); Uс — напряжение сети в Вольтах.
В схеме для включения электродвигателя применяется однополюсный автоматический выключатель, однако его использование необязательно, можно включать электродвигатель напрямую в сеть через розетку используя обычную штепсельную вилку или, например, включать его через обычный выключатель освещения.
2) Подключение электродвигателя через конденсатор по схеме «звезда», запуск — без нагрузки:
Емкость рабочего конденсатора для подключения электродвигателя при схеме соединения обмоток «звездой» рассчитывается по формуле:
Cр=2800 * Iн/Uс ; мкф
где: Iн-номинальный ток электродвигателя в Амперах (принимается в соответствии с паспортными данными электродвигателя); Uс — напряжение сети в Вольтах.
В случае если запуск двигателя 380 на 220 Вольт происходит под нагрузкой, в схеме дополнительно должен применяться пусковой конденсатор иначе силы момента на валу электродвигателя не хватит для его раскрутки и двигатель не сможет запуститься.
Пусковой конденсатор подключается параллельно рабочему и должен включаться только в момент запуска двигателя, после того как двигатель наберет обороты его необходимо отключать.
Емкость пускового конденсатора должна быть в 2,5 — 3 раза больше рабочего.
Cп= (2,5…3) * Cр ; мкф
При данной схеме для запуска электродвигателя необходимо нажать и держать кнопку SB, после чего подать напряжение включив автоматический выключатель, как только двигатель запустится кнопку SB необходимо отпустить. В качестве кнопки так же можно использовать обычный выключатель.
Однако лучшим вариантом для подключения электродвигателя 380 на 220 является использование ПНВС-10 (пускатель нажимной с пусковым контактом):
Кнопки «пуск» в этих пускателя имеют 2 контакта один из них при отпускании кнопки «пуск» размыкается отключая пусковой конденсатор, а второй остается замкнутым и через него подается напряжение на электродвигатель через рабочий конденсатор, отключение производится кнопкой «стоп».
-
Реверс электродвигателя подключенного на 220 Вольт через конденсатор.
Итак, из схем приведенных выше следует, что при любом способе соединения обмоток (звезда или треугольник) в клеммной коробке двигателя остается три точки для его подключения к сети, условно: на первый вывод подключается ноль, на второй — фаза, а на третий подается фаза через конденсатор, но что делать если двигатель при запуске начал вращаться не в ту сторону в которую необходимо? Что бы изменить направление вращения двигателя подключенного через конденсатор необходимо просто переключить фазный провод с одного вывода электродвигателя на другой, а нулевой провод при этом оставить на том же выводе, т.е. условно: ноль оставить на первом выводе, фазу подать на третий, а на второй подать фазу через конденсатор.
Т.к. переключение выводов в клеммной коробке занимает определенное время, то в случае необходимости часто менять направление вращения конденсаторного электродвигателя лучше применять схему подключения через однополюсный пакетный переключатель на 2 направления:
При такой схеме в положении пакетного выключателя «0» двигатель будет отключен, а при положениях «1» и «2» запускаться по часовой либо против часовой стрелки.
-
Использование группы (блока) конденсаторов.
При подключении электродвигателя через конденсатор очень важно как можно точнее подобрать его емкость. Чем ближе будет значение фактической емкости конденсатора к расчетной тем более оптимальным будет сдвиг вектора напряжения относительно вектора тока, что в свою очередь даст более высокие показатели момента на валу двигателя и его КПД.
Например: согласно расчету необходимая емкость рабочего конденсатора составила 54 мкФ, при этом найти конденсатор подходящей емкости не удается, в таком случае наиболее целесообразным вариантом является использование группы параллельно соединенных конденсаторов (конденсаторного блока).
Как известно, при параллельном соединении конденсаторов их емкость суммируется, таким образом, что бы получить нужные нам 54 мкФ можно использовать 2 параллельно соединенных конденсатора — на 40 и на 14 мкФ (40+14=54), либо любое другое количество конденсаторов суммарная емкость которых будет давать нужное значение, например 30, 20 и 4 мкФ:
Примечание: Все конденсаторы в группе должны быть одного типа, иметь одинаковое номинальное напряжение и частоту.
Подробнее о схемах подключения конденсаторов и расчета их характеристик читайте в статье: Схемы соединения конденсаторов — расчет емкости.
Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!
Не нашли на сайте ответа на интересующий Вас вопрос? Задайте его на форуме! Наши специалисты обязательно Вам ответят.
↑ Наверх
Большинство промышленных агрегатов, которые приводятся в работу с помощью электродвигателей, требуют подачи трехфазного напряжения. Это необходимо для обеспечения максимального КПД электромотора и безопасной подачи большой мощности на него. Но в некоторых случаях возникает необходимость запитать агрегат от однофазной сети. Как переделать электродвигатель с 380 В на 220 В, какие схемы для этого разработаны — в этой статье.
Какие электродвигатели подходят для подключения
На принципиальную возможность подключения трехфазного мотора к однофазной сети указывает информация, приведенная производителем на металлической табличке, размещенной на его корпусе. В качестве рабочего напряжения заявлено 220/380 В. Если такой надписи нет или указано только 380 В, есть шанс, что перед нами агрегат, который не работает от меньшего напряжения. Подключение его к сети 220 В может быть небезопасным.
В агрегатах, рассчитанных на работу только в трехфазных сетях, поменять порядок подключения обмоток нельзя. А из корпуса выходит только три провода, а не шесть, как в переключаемой модели. Если вам в руки попал такой агрегат, сразу отсылаем читателя к концу этой статьи. Там рассмотрена схема подключения с использованием готового преобразователя напряжения. На входе он получает однофазный ток, на выходе выдает трехфазный.
В остальных случаях электродвигатель 380 вольт подключить на 220 вольт сравнительно легко. Такое подключение не будет связано с нарушением правил эксплуатации мотора. При этом также не теряется право на гарантийный ремонт. Но долговременная работа в таком режиме нежелательна по следующим причинам:
- Снижение КПД. Переделка электродвигателя с 380В на 220В неизбежно влечет потери энергии и снижение мощности агрегата. Они могут составлять до 70%, в сравнении с трехфазным электротоком.
- Повышенная нагрузка на сеть. Подача большой мощности по трем фазам считается более безопасной, чем при использовании одного провода в однофазной системе. Связано это с большими токами.
- Невозможность подключения агрегатов повышенной мощности. Электродвигатель 380 Вольт переделать на 220 Вольт можно, если его мощность не превышает 2,2 кВт. Более мощные агрегаты подключают по трехфазной схеме.
Теоретические основы подключения
Чтобы объяснить, почему подключение электродвигателя с 380 на 220 В вызывает сложности и требует использования дополнительных элементов, вспомним принцип действия асинхронных агрегатов. Статор изделия включает три последовательно установленные обмотки.
При подключении к трехфазному напряжению со сдвигом фаз 120° они последовательно наводят электромагнитные поля. Обмотки включаются последовательно, по кругу, в направлении вращения ротора. Что эквивалентно образованию вращающего магнитного поля. Оно увлекает барабан ротора, выполненный из массивных металлических стержней. Эта конструкция получила название «беличья клетка».
Ротор разгоняется, достигая определенного предела. Он равен скорости смены фаз, уменьшенной на величину скольжения. Это связано с возникновением трения и других процессов, противодействующих вращению ротора. Поэтому такие машины называют асинхронными. Их ротор вращается со скоростью, меньшей частоты смены фаз.
Еще одна особенность электромотора — процедура запуска. При подключении проводов фаз к обмоткам двигатель издает достаточно громкий гул. Но ротор не начинает вращаться. Для придания ему начального импульса применяют пусковые обмотки и ряд других приспособлений.
Если электродвигатель 380 В подключить на 220 В однофазного напряжения, то не будет главного фактора — попеременного включения обмоток. Соответственно, вращающееся магнитное поле не образуется. Ротор не вращается.
Поэтому перед тем, как подключить электродвигатель, придется преобразовать однофазное напряжение в трехфазное. Желательно со сдвигом фаз, близким к 120°. Чем точнее это удастся выполнить, тем более высокий КПД будет обеспечен и тем меньшие потери энергии возникают при работе агрегата.
Забегая вперед, отметим, что наибольшей эффективностью отличаются схема подключения электродвигателя 380 на 220 В, построенная на преобразователях частоты, микросхемах и других электронных компонентах. Но ее использование оправдано, когда электромотор предполагается использовать в таком режиме работы долгое время.
Если рассматривать решение для временной схемы, эффективнее окажется подключение электродвигателя через конденсатор. Прежде всего — за счет меньшей стоимости компонентов. Если со временем к оборудованию планируется подвести трехфазное напряжение, то траты на дорогие электронные схемы не будут оправданы.
Как было отмечено, наиболее простой и недорогой считается схема с конденсатором. Для начала необходимо соединить обмотки «треугольником». При этой схеме конец первой из них подключается к началу второй и так далее.
Конденсатор включается параллельно первой обмотке. На схеме ниже он обозначен Ср — рабочий. При подборе его емкости можно использовать эмпирическое правило. Существует линейная функциональная связь этого параметра с мощностью агрегата. Для упрощения подбора конденсатора можно использовать удельное значение 70 мкФ на 1 кВт. Поскольку зависимость линейная, то для 2кВт, например, искомая емкость 140-150 мкФ.
Еще один важный параметр выбора конденсатора — рабочее напряжение. Оно должно составлять не менее 450 В. Это связано с амплитудным значением для 220 В — 440 В. И позволяет нивелировать скачки напряжения, возникающие в сети.
Суть установки пускового конденсатора — Сп, состоит в необходимости получить сдвиг, необходимый для того, чтобы стронуть ротор с места. К схеме он подключается только на первое время. При дальнейшей работе электродвигателя отключается. При использовании сторонних систем раскручивания ротора при старте пусковой конденсатор может не устанавливаться.
Организовать временное включение пускового конденсатора позволит кнопка ПНВС. Ее центральный контакт замыкается только при нажатии клавиши. После отпускания кнопки контакт разрывается.
На схеме, приведенной выше, показано, что организовать работу электромотора от однофазного напряжения можно и при соединении обмоток методом «звезды». Схема подключения конденсатора к электродвигателю 380 В на 220В при этом меняется незначительно. Он включается между началами первой и второй обмоток.
Но стоит отметить, что приоритет в выборе схемы подключения обмоток — указания производителя. Если на корпусе информация указана в следующем виде: Δ/Y 220/380 В, то при подключении к 220 В завод рекомендует использовать треугольник, а для 380 В — звезду. В противном случае оптимальный режим мотора не достигается, отмечается перегрев обмоток и корпуса при работе.
Особенности монтажа и безопасность
Прежде чем подключить электродвигатель 380 на 220 с конденсаторами или по иной схеме, нужно обнаружить выводы обмоток. При этом важно определить начало и конец каждой. Лучший способ для этого — изучить приведенную производителем информацию. Большинство современных агрегатов имеют клеммный блок с шестью выводами. В международном обозначении принято использовать латинские буквы: U, V, W, в качестве номеров обмоток. Цифры 1 и 2 соответствуют началу и концу каждой. Таким образом, первая обмотка будет использовать выводы U1 и U2.
Соединение внутри клеммной коробки выполняется с помощью перемычек. Они устанавливаются в зависимости от выбранной схемы подключения: «треугольник» и «звезда». Обе приведены на схеме.
В ранее использовавшихся советских стандартах первая обмотка (начало и конец) имеет обозначение С1-С4. Далее идут С2-С5 и С3-С6. Расположение выводов остается аналогичным — матрица 2×3. Поэтому и соединять их перемычками нужно по той же схеме, что и для современных моделей.
Что делать, если на корпусе и клеммах нет обозначений
Если необходимо выполнить подключение электродвигателя 380В к сети 220В, на корпусе и клеммах которого не сохранилось никаких обозначений, определить их можно по следующему алгоритму:
- Определяем выводы, соответствующие концам и началам обмоток, путем последовательного «прозвона» их с помощью мультиметра. На этом шаге контакты будут объединены в пары.
- Последовательно соединив две обмотки и подав на них напряжение, добиваемся наведения разности потенциалов в третьей. Измеряем его с помощью мультиметра. При соединении конца одной обмотки с началом другой достигается максимальное значение наведенного напряжения в третей.
- Маркируем выводы клемм и выполняем их соединение по описанным выше способам «звездой» или «треугольником», чтобы знать, как правильно подключить электродвигатель 380В на 220В.
Альтернатива указанной последовательности действий — разборка корпуса. В некоторых случаях этот способ эффективен. Так как параллельно можно определить состояние электродвигателя, его ротора, подшипников и других частей. Это особенно важно, когда работать приходится со старым агрегатом неизвестной модификации.
Правила безопасности
Важные замечания относительно безопасности подключения электромотора:
- На всех этапах подключения, включая поиск выводов обмоток, необходимо изолировать соединения проводов.
- Перед подачей напряжения схема обязательно проверяется на предмет возникновения короткого замыкания. Например, из-за неверно соединенных проводов.
- После начала пробного включения схемы с конденсатором любые действия с проводами и клеммами нужно выполнять после его разрядки. Сделать это можно с помощью лампы накаливания, вставленной в патрон с достаточно длинными оголенными проводами. Чтобы разрядить конденсатор, достаточно коснуться ими его контактов.
- Подача напряжения должна осуществляться через распределительное устройство, оснащенное автоматическими выключателями и УЗО. Это позволит снизить вероятность поражения электротоком и возникновения пожара.
Как добиться максимально эффективной работы электродвигателя
Как сделать, чтобы электродвигатель 380 Вольт работал на 220 В максимально эффективно:
- Подобрать емкости конденсаторов. Отдельно подбирается пусковой и рабочий. В качестве начального значения выбирают конденсатор с емкостью 70 мкФ/1кВт. Пусковой должен иметь примерно в два раза большую емкость. После запуска смотрят на скорость вращения ротора, отсутствие шумов и значительного нагрева корпуса, как быстро он разгоняется.
- Подобрать подходящую схему включения. В свободном доступе в интернете можно найти порядка шести различных вариантов различной степени сложности и величины стоимости деталей. Наибольшую эффективность имеют схемы, построенные на микросхемах, симисторных ключах, тиристорных преобразователях и других электронных компонентах. Повышение сложности компенсируется ростом КПД электромотора.
В завершении стоит отметить, что наиболее безопасным и эффективным способом подключения трехфазного электродвигателя к однофазному источнику напряжения 220 В является использование готового преобразователя. Это устройство позволяет получить три фазы даже при подключении к бытовой электросети. В этом случае переделка электромотора не потребуется. Достаточно присоединить три провода к указанным в инструкции выводам клеммной коробки.
К преимуществам использования готового преобразователя относят:
- Надежность. Изделие поставляется в готовом к установке виде. Обеспечивается заводской гарантией производителя.
- Простой монтаж. Существуют модели преобразователей, рассчитанных на установку на стандартной DIN-рейке. Такие можно установить в щит управления электромотором, выполнив подключение максимально безопасным способом.
- Высокий КПД электромотора. В схемах с конденсатором может теряться до 70% энергии. При использовании преобразователя КПД сравним с использованием полноценного трехфазного источника тока. При этом не возникает перекосов и перегрузок в работе агрегата. Что положительно влияет на его ресурс и срок службы.
Автор статьи: Александр Шихов
Приветствую, Вас!
Видео может не совсем связано с автомобилями, как на первый взгляд. Но эта тема будет полезна в плане, что у многих есть старые компрессоры на 380, подъемники, наждаки. Все эти приборы не могут на прямую работать от бытовой сети. По этому вот такое видео.
Сегодня расскажу, как подключить трехфазный двигатель на 380 вольт. В бытовую сеть 220 вольт. Принцип подключения через конденсаторы. Об их емкости и подпоре расскажу в видео, так же замечу, что их емкость не критична — приведены относительные значения, следует брать их за основу и подстраиваться под Ваш конкретный проект. Суть настройки такова, чтоб двигатель работал в нормальном режиме — не гудел и не глох. Так что емкость 70 мкф на 1 кв мощности, может колебаться от 30/40 до 70/80 мкф. Все лучше подбирать по факту. Так же не стоит включать при испытании на долгое время, для начала подберите оптимальный параметр и после испытывайте.
В видео я предоставлю обще известную схему подключения двигателя. Так же в видео покажу наглядно, что это работает.
В общем смотрите видео. Спрашивайте, если что было не понятно, ставьте лайки и подписывайтесь на мой канал!
Приятного просмотра!
Трёхфазный асинхронный электромотор пользуется большим спросом среди потребителей, так как зарекомендовал себя одним из наиболее надежных, бесперебойных и экономичных в эксплуатации моторов. Идеальным источником тока для такого устройства является электросеть в 380 Вольт, но в некоторых случаях найти такую сеть бывает проблематично. Поэтому мы рассмотрим подключение электродвигателя данной категории к стандартной электросети на 220 В.
Варианты подключения трехфазного электромотора к однофазной сети
Трехфазный электродвигатель имеет в своей структуре три обмотки, каждая из которых отдельно подводится к пазам статора. Для того чтобы ротор начал осуществлять вращение, они должны соединиться друг с другом — за счет этого возникнет электродвижущая сила и произойдет запуск мотора. Подключить асинхронный электромотор к однофазной сети 220В можно несколькими способами:
-
с конденсатором;
-
с реверсом;
-
без конденсатора;
-
по схеме «Звезда»;
-
по схеме «Треугольник».
Прежде чем выбрать вариант подключения двигателя, необходимо изучить его конструктивные особенности — характеристики, тип ротора (короткозамкнутый или фазный), марку устройства.
Как подключить двигатель с конденсатором
Асинхронные электромоторы обычно широко применяют в станках, бытовой технике с малой мощностью, отопительных системах, насосных водопроводных станциях и пр. При подключении такогоустройства к трехфазной сети, каждая обмотка поочередно подает импульсы переменного тока, что способствует вращению ротора.
Для того чтобы мотор начал функционировать от сети на 220 вольт, нужно параллельно подключить к одной из обмоток конденсатор — именно через него будет проходить энергия, смещающая фазы. Вследствие этого процесса в роторе будет создаваться магнитное поле и произойдет подключение двигателя. Следует отметить, чтобы устройство динамично работало, нужно правильно выбирать конденсатор (размер емкости, тип, предел номинальной нагрузки).
Метод подключения трехфазного агрегата с реверсом
Способ запуска электродвигателей при помощи реверсов можно использовать в бытовой технике, электроинструментах, станках, транспортных средствах, спецтехнике, робототехнике. Принцип их действия довольно прост — они изменяют направление движения механизмов на противоположное от предусмотренного заводского. Самая простая схема подключения трехфазного асинхронного мотора выглядит таким образом:
-
Подключаем два конденсатора: пусковой и рабочий — к ним нужно подсоединить две обмотки.
-
Третью обмотку необходимо присоединить в соответствии с направлением кручения вала к реверсу (трехпозиционный тумблер).
-
Подаем электрический ток на установку при помощи вилки или рубильника.
-
Реверс переводим в необходимое положение — вперед или назад.
-
Включаем коммутатор электропитания.
-
Далее нужно нажать на пусковую кнопку буквально на три секунды, чтобы двигатель запустился.
Способ подключения электромотора без конденсатора
Вариант подключения электродвигателя без конденсатора к сети на 220 вольт обычно применяется при запуске агрегатов с небольшой мощностью — в диапазоне 0,5-22 кВт. Этот метод предполагает использование симисторов, имеющих различную полярность, а также симметричных динисторов, отвечающих за подачу управляющих сигналов в течение каждого полупериода, находящегося под питающим напряжением. Для того чтобы соединить обмотки в таком подключении, применяют два основных способа — по схеме «Звезда» или по схеме «Треугольник».
Способы подключения обмоток «Звезда-треугольник»
Соединять обмотки в трехфазных двигателях небольшой мощности можно двумя основными способами — звездой и треугольником. Метод «звезда» предполагает соединение всех входов к каждой отдельной фазе на 220 вольт, а выходов обмоток в одно звено. Большим плюсом такой схемы является плавный запуск ротора, а к минусам можно отнести небольшой порог мощности, так как образуемый ток в обмотках довольно слабый.
Схема «треугольник» предусматривает соединение обмоток друг с другом по кругу — каждая присоединяется к выходу следующей. По внешнему виду такое подключение похоже на треугольник. По сравнению со звездой, силовое поле в обмотках будет значительно больше, что поспособствует более динамичной работе электродвигателя. Трёхфазный асинхронный электромотор пользуется большим спросом среди потребителей, так как зарекомендовал себя одним из наиболее надежных, бесперебойных и экономичных в эксплуатации моторов. Идеальным источником тока для такого устройства является электросеть в 380 Вольт, но в некоторых случаях найти такую сеть бывает проблематично. Поэтому мы рассмотрим подключение электродвигателя данной категории к стандартной электросети на 220 В.