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

Большинство электрооборудования оснащается 3-х фазными двигателями асинхронного типа. При минимальном техническом обслуживании они надежно работают в течение длительного времени. Для нормального функционирования им не требуется совместное использование дорогих и сложных приборов. Эти двигатели нашли широкое применение среди населения, особенно в частном секторе. Однако, большинство домовладений питается от обычной сети на 220 вольт. Поэтому многим хозяевам приходится решать проблему, как выполнить подключение трехфазного двигателя к однофазной сети.

Технически это вполне возможно, достаточно лишь базовых знаний электротехники. Кроме того, нужно знать все о самом двигателе, прежде чем приступать к решению задачи, как подключить 380 вольт к сети на 220.

Содержание

Общие правила

Прежде чем подключить электродвигатель, нужно обязательно уточнить его номинал. Если напряжение превысит расчетное – наступит перегрев обмоток, если оно будет низким – его не хватит для запуска.

Данное значение присутствует в маркировке, чаще всего в двух показателях верхнего и нижнего пределов: 660/380, 380/220 и 220/127 вольт.

Номинал должен совпадать со схемой, по которой выполнено соединение обмоток. Подключение «звезда» объединяет их концы в одной точке, а фазы соединяются с выводами катушек. Здесь используется больший номинал напряжения, отмеченный в маркировке. По схеме «треугольник» выполняется последовательное соединение концов между собой. Образуется полностью замкнутый контур. В данном случае уже используется меньшее значение напряжения. Подключение агрегатов выполняется разными способами, в том числе и смешанным.

Решая, как подключить трехфазный двигатель на 220 вольт, следует помнить, что его нельзя просто взять и подключить к обычной сети. Вал не будет вращаться поскольку отсутствует переменное поле, поочередно воздействующее на ротор. Проблема разрешается путем смещения тока и напряжения в обмотках фаз. Для получения желаемого результата, выполняется подключение двигателя через конденсатор, из-за которого напряжение начинает отставать до минус 90 градусов.

В любом случае полноценно сместить напряжение и сделать 380 вольт из 220 не удастся, поэтому его КПД составит от 30 до 50% в зависимости от схемы подключения обмоток.

В таких режимах двигатель включается только под нагрузкой, а периоды холостого хода сокращаются до минимума. Несоблюдение правил приведет агрегат к выходу из строя.

Как устроен трехфазный асинхронный двигатель

В свою конструкцию электродвигатель на 380 вольт включает короткозамкнутый ротор. В этом случае какие-либо электрические контакты между статором и ротором полностью исключаются. Они не требую щеток и коллекторов, которые в обычных двигателях изнашиваются с высокой интенсивностью. Этим деталям нужны регулярное техническое обслуживание и периодическая замена.

Все детали устройства собраны в литом корпусе (7). Основные элементы состоят из неподвижного статора и подвижного ротора. Основой статора служит сердечник (3). Для его изготовления применяется высококачественная электротехническая сталь, в состав которой входят железо и кремний. Именно они придают материалу необходимые магнитные свойства.

Листовая конструкция статора позволяет избежать появления вихревых токов Фуко, создаваемых переменным магнитным полем. Дополнительную изоляцию листов создает специальный лак, нанесенный с обеих сторон. Таким образом, проводимость в сердечнике полностью исключается, остаются лишь его магнитные свойства.

В пазы сердечника укладываются три медные обмотки (2), с проводниками, защищенными эмалью. Между собой они расположены под углами 120 градусов. Концы обмоток выводятся и размещаются в клеммной коробке, расположенной внизу двигателя.

Ротор закрепляется на валу (1) и свободно вращается внутри статора. Между ними остается минимальный зазор – от 0,5 до 3 мм, чтобы повысить КПД. В сердечнике ротора (5) также использована электротехническая сталь. Однако в его пазах установлены не обмотки, а короткозамкнутые проводники, расположенные в виде беличьего колеса. Поэтому данный элемент именно так и называется.

В состав беличьего колеса входят продольные проводники, имеющие электрическую и механическую связь с кольцами, расположенными в торцах конструкции. В мощных двигателях все элементы изготавливаются из меди.

Способы и схемы подключения

При необходимости, подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть может выполняться разными способами. При этом, нужно учитывать характеристики и особенности самого агрегата, тип нагрузки, ожидаемый результат и другие факторы. Основным способом считается подключение электродвигателя через конденсатор с точно подобранными параметрами. Однако, при его отсутствии можно использовать другие рабочие схемы, чтобы из 220 вольт условно создать 380.

Без конденсаторов

Схема подключения трехфазного электродвигателя к 220 В может обойтись и без емкостных элементов. Вместо них следует воспользоваться полупроводниковыми – транзисторными или динисторными ключами. Излишние потери мощности сокращаются до минимума. Конденсатор, используемый в схеме, обеспечивает работу пускового устройства, а не запуск самого двигателя.

Одна из таких схем – «треугольник» (рис. 1) – используется для запуска маломощных агрегатов с низкими оборотами, до 1500 в минуту. Порядок ее работы будет следующий:

• На ввод подается напряжение и проводники соединяются с двумя точками двигателя.
• Третья точка подключается к цепочке R-C, задающей время открытия ключа.
• Бегунок сопротивлений R1 и R2 перемещается, выполняя тем самым, регулировку интервала сдвига.
• После полной зарядки конденсатора сигнал с динистора VS1 открывает симистор VS

Более мощные агрегаты с высокими оборотами до 3000 в минуту используют такое же пусковое устройство, но подключаются по схеме «звезда» (рис. 2).

Данные схемы подключения трехфазного двигателя на 220 хотя и считаются рабочими, на практике почти не используются. Основными причинами являются значительные потери мощности агрегата и необходимость точных настроек транзисторного ключа. Более надежными вариантами считаются подключения на 220в через конденсатор или с помощью частотного преобразователя.

С конденсаторами

Наибольшее распространение в домашних условиях получила схема подключения двигателя через конденсатор. Запуск осуществляется с помощью двух элементов – пускового и рабочего. Пусковой конденсатор необходим лишь на короткое время, увеличивая за счет дополнительной емкости сдвиг напряжения в нужной обмотке. В результате, создается нужное усилие, обеспечивающее пуск асинхронного двигателя.

На рисунке представлены схемы подключения звезда и треугольник. В обоих случаях, независимо от схемы, подача напряжения от 220 вольт для пуска осуществляется через точки подключения L и N. К ним подключаются две обмотки, а третья тоже соединяется с однофазной линией через кнопочные переключатели SA1 и SA2. С их помощью выполняется коммутация конденсаторов С1 и С2, включенных параллельно.

На практике схема запуска от однофазной сети работает следующим образом:

• Нажатая кнопка ПУСК приводит в движение две пары контактов SA1 и SA Далее в обмотках начинается течение тока.
• Отпущенная пусковая кнопка оставляет контакт SA2 в замкнутом положении. От него фаза со смещением подается через конденсатор С1. Одновременно происходит размыкание контакта SA1, отключающего пусковой конденсатор С2.
• Пусковой ток возвращается к номинальному значению, и работа двигателя продолжается в обычном режиме.

Однако, такая схема подключения электродвигателя обеспечивает лишь одностороннее вращение ротора. Для того чтобы вал начал вращаться в другую сторону, потребуется изменение точек подключения или использование функции реверса.

Используя пускатель

Если изначально известно, что агрегат обладает значительными нагрузками – пусковой и рабочей – рекомендуется подключить электродвигатель с 380 на 220 вольт с использованием контактора или магнитного пускателя.

Использование пусковых устройств повышает надежность коммутации, а в ходе эксплуатации защищает устройство от возможных аварий.

Включение производится простым нажатием пусковой кнопки. В результате, наступает замыкание цепи, управляющей катушкой пускового устройства. Напряжение поступает к пусковому конденсатору Спуск.

Ток, протекающий по катушке К1, вызывает замыкание контактов К1.1 и К1.2. Контакты К1.1 замыкают линию, питающую двигатель, а контакты 1.2 осуществляют шунтирование пусковой кнопки, возвращая ее в отключенное положение. После этого, цепь, питающая пусковой конденсатор, оказывается разомкнутой. С помощью этого устройства очень просто сделать из 220 вольт 380, превратив трехфазное устройство в однофазный агрегат.

С реверсом

Наличие функции реверса имеет большое значение при подключении трехфазного двигателя, когда приходится создавать 380 вольт из 220. За счет прямого и обратного вращения вала возможности агрегата значительно увеличиваются. Для решения этой задачи существуют специальные схемы, последовательно выполняющие чередующиеся изменения напряжения на обмотках. Благодаря им, проблема, как сделать реверс, решается довольно легко и не представляет особых сложностей.

Простейший эффективный реверс осуществляется посредством коммутатора, в котором установлены две пары контактов противоположного действия. Стандартная кнопка заменяется тумблером или поворотным выключателем. Для создания рабочей схемы реверсивного подключения асинхронного двигателя потребуются магнитные пускатели КМ1 и КМ2, а также трехкнопочная станция с двумя контактами нормально разомкнутыми и одним нормально замкнутым.

Последовательность работы реверсивной схемы:

• Вначале включаются автоматические предохранители силовой линии и управляющей цепи. Ток подается к трехкнопочному выключателю и магнитным пускателям, клеммы которых разомкнуты в исходном положении.
• После нажатия кнопки ВПЕРЕД ток поступает к катушке электромагнита 1-го контактора. Он выполняет притяжение якоря, где расположены силовые контакты. Одновременно, цепь управления 2-го контактора обрывается, и кнопка РЕВЕРС оказывается отключенной.
• Вращение вала начинается в основном направлении.
• Нажатая кнопка СТОП прерывает подачу тока в цепь управляющей обмотки. Электромагнит уже не удерживает якорь. Он отпускается и вызывает размыкание силовых контактов. Одновременно происходит замыкание контакта, блокирующего кнопку РЕВЕРС, и она готова к работе.
• После нажатия на РЕВЕРС начнутся те же самые процессы, но уже в цепи 2-го контактора. Вращение вала будет противоположным от основного направления.

Звезда треугольник

Прежде чем рассматривать, как подключить электродвигатель 380 на 220 данным способом, следует еще раз вспомнить его конструкцию. Основными элементами являются статор с тремя обмотками и ротор. После подачи напряжения вокруг обмоток создается поле, воздействующее на ротор и вызывающее вращение.

Обмотки статора в условиях конденсаторного подключения соединяются разными способами:

• Схема «звезда». Концы обмоток сходятся вместе в одной точке. У специалистов она известна как ноль или нейтраль. Подача трехфазного напряжения осуществляется к началу обмоток, в точки a, b, c.
• Схема «треугольник». Концы обмоток соединяются между собой последовательно. Напряжение поступает к местам соединения – точкам a, b, c.

Думая, как подключить электродвигатель 380 на 220 В, многие не до конца понимают, какая схема лучше. Каждая из них имеет свои особенности. Подключение треугольником способствует более мягкому пуску и требует меньших пусковых токов. Однако, в дальнейшем, агрегат не может развить расчетной мощности. «Звезда», наоборот, развивает мощность до паспортной, но в момент пуска токи очень высокие, требующие специальных мер по предотвращению негативных последствий. Кроме того, каждая схема требует разного питающего напряжения.

Оптимизировать запуск и дальнейшую работу после подключения электродвигателя на 220в позволила схема «звезда-треугольник», соединившая в себе оба варианта.

Для такой схемы потребовалось дополнительное оборудование:

• Защитный автомат Q1, имеющий встроенную тепловую защиту.
• Контакторы (К1, К2, К3), оборудованные дополнительными контактами.
• Реле времени КТ4.
• Предохранитель F1.
• Кнопка СТОП S1.
• Кнопка ПУСК S2.
• Трехфазный электромотор М1.

Данная схема работает в следующем порядке:

• Нажатием кнопки S2 обеспечивается поступление тока на катушку К1. Происходит замыкание силовых и нормально разомкнутого контакта. Последний вводит в действие самоподхват кнопки ПУСК. Одновременно ток подается на катушку реле времени. Далее, после замыкания контактора К3, двигатель запускается по схеме «звезда».
• Через определенное время контакт реле времени размыкается, и катушка К3 становится обесточенной. Второй контакт К4 через установленное время замыкается, перенаправив питание в катушку К2. После этого, трехфазный двигатель в однофазной сети будет работать по схеме «треугольник».

Вторые контакты на К2 и К3 обеспечивают электрическую блокировку – предотвращают одновременное включение контакторов К2 и К3. Эту защиту рекомендуется продублировать механической блокировкой, не указанной на рисунке.

Трехфазный асинхронный двигатель — на что обратить внимание до его подключения

Новые агрегаты стоят довольно дорого, поэтому многие предпочитают покупать их с рук, после того, как они побывали в эксплуатации. Чаще всего, документы отсутствуют, поэтому, перед тем как подключить электродвигатель с 380 В на 1 фазу, нужно проверить его состояние. Такая проверка поможет избежать дальнейших проблем, сократит время наладочных работ, предотвратит возможные аварии и травматизм.

Механическое состояние статора и ротора, что может мешать работе двигателя

В состав неподвижного статора входят три компонента: основной корпус и две боковые крышки, соединенные между собой шпильками. До того, как подключить асинхронный двигатель, следует проверить зазоры между деталями и затяжку гаек на шпильках.

Все детали статора должны как можно плотнее прилегать друг к другу. Внутри него установлены подшипники, в которых вращается вал ротора. Его следует покрутить вручную, проверить, чтобы не было биений в посадочных местах. Проверить наличие посторонних шумов, не задевает ли ротор за статор. Точно так же определяется явное заклинивание, не вызывающее сомнений.

Такую же проверку нужно сделать на холостом ходу после того как двигатель в однофазную сеть уже включен. Чтобы получить максимально полную картину внутреннего состояния, рекомендуется сделать полную разборку статора, выполнить промывку и смазку роторных подшипников.

Электрические характеристики статорных обмоток, как проверять схему сборки

Все показатели и основные значения указываются производителем в табличке, закрепленной на корпусе агрегата. Прежде чем включить двигатель в однофазной сети, нужно проверить, по какой схеме подключены обмотки. Иногда случается, что предыдущий владелец ее изменил, и она не совпадает с табличными данными.

В некоторых случаях отсутствует и сама табличка. В этом случае рекомендуется заглянуть в клеммник, и посмотреть, по какой схеме выполнено подключение движка. В нем сосредоточены шесть концов, подключенные к клеммам так, как изображено на рисунке. Ручное переключение со звезды на треугольник и обратно выполняется путем перестановки перемычек.

Электрические методики проверки схемы и сборки обмоток

Нередко встречаются движки, собранные не по комбинированной схеме, а либо «звездой» или «треугольником». Поэтому в клеммной коробке расположено не 6 концов, а лишь 4 – 3 фазы и 0. Перед тем, как переделать электродвигатель, нужно проверить фактическую схему подключения.

Иногда встречаются экземпляры, у которых отсутствует заводская маркировка, а провода не соединены с клеммами и просто выведены наружу. Поэтому, еще до пуска электродвигателя 380 В нужно прозвонить каждый провод, определить принадлежность и промаркировать. Для этого используется мультиметр или тестер, установленный в положение омметра. Первый щуп устанавливается на любой вывод, а второй – на один из 5-ти концов, что остались. Если прибор покажет короткое замыкание, следовательно, оба конца – от одной обмотки. Остальные выводы проверяются аналогично.

Еще до включения в сеть следует установит где конец и начал каждой обмотки. Эта процедура проводится с использованием вольтметра и батарейки. К любому концу подключается минус этой батарейки, а плюсом следует коснуться другого вывода. В цепи возникает токовый импульс, наводящий ЭДС в двух других обмотках. Наведенное напряжение проверяется вольтметром на предмет полярности. Начало обмотки соответствует положительным показаниям. При замыкании стрелка движется вправо, а после размыкания – в левую сторону. После маркировки рекомендуется провести контрольную проверку – сделать подачу импульса к поочередно к следующим обмоткам.

Другой метод проверки: концы двух произвольных обмоток замыкаются параллельно. Далее, к ним подключаем вольтметр. К оставшейся обмотке подается переменное напряжение. Если прибор показывает соответствие напряжения и наведенной ЭДС, значит у концов одна полярность, и они принадлежат к одной обмотке. При нулевом показании концы меняются, и делается повторный замер.

Перед тем как делать подключение 380 вольт на 220, нужно проверить изоляцию обмоток. С этой целью используется мегаомметр с напряжением на выходе 1000 В. Чтобы получить точный результат, замеры проводятся всем трем обмоткам, а также между корпусом и каждой обмоткой. Если показания более 0,5 Мом – статор считается исправным. Иначе, может потребоваться его ремонт или профилактическая сушка с помощью теплого сухого воздуха. Следует учесть, что данный способ не годится для определения межвитковых замыканий обмоток. Для этого нужен мультиметр в режиме омметра, чтобы проанализировать и сравнить величину активных сопротивлений во всех цепочках.

Как подобрать конденсаторы

Для подключения агрегата с 380В на 220 используются конденсаторы. Данные элементы должны быть только бумажными или пусковыми, с номинальным напряжением, равным или превышающим сетевое напряжение. На практике такое превышение составляет не менее чем в два раза.

Решая задачу, как подключить конденсатор к электродвигателю, следует максимально точно подобрать емкость. В идеале, фактические показатели должны совпадать с расчетными. Известно, что подключение конденсатора с такими параметрами позволит лучше всего оптимизировать сдвиг векторов напряжения и тока относительно друг друга. В результате, улучшится пусковой момент и общие показатели КПД агрегата.

Если же нет возможности найти элемент с расчетной емкостью, то можно использовать несколько таких конденсаторов, соединенных параллельно. В сумме их емкости должны составлять требуемое значение. В этом случае схема с конденсатором представляет собой сборный конденсаторный блок.

Все элементы, которые нужно подключать в группе, должны быть однотипными, с одинаковой частотой и номинальным напряжением. Ориентировочные параметры приведены в таблице. Если же в ней отсутствуют нужные параметры, их можно определить по формулам:

• При подключении 3-х фазных устройств звездой – Сраб = (2800 х I)/U
• При подключении двигателя в сеть 220 В треугольником – Сраб = (4800 х I)/U

Здесь I – является силой тока, проходящего через обмотки, U – напряжением сети. Емкость конденсатора определяется путем умножения полученного результата на два.

Меры безопасности при подключении трехфазного двигателя напоминание

Существую общие правила, требующие соблюдения при решении задачи, как из 220 сделать 380 вольт для асинхронного двигателя на 380 В:

• Все подключения выполняются только с использованием отдельного автоматического выключателя.
• Решать задачу по двигателю 380 вольт, как подключить и опробовать его, должны люди, прошедшие специальное обучение. Всегда помнить о мерах электробезопасности.
• При наладочных работах под напряжением нужно пользоваться разделительным трансформатором.

Использование специального защищенного инструмента позволит не только быстро запустить двигатель, но и полностью обезопасить специалиста.

Видеоинструкция

Как правильно преобразовать двухфазное питание переменного тока в трехфазное с помощью конденсаторов?

\$\начало группы\$

У меня есть трехфазный погружной асинхронный двигатель переменного тока, соединенный треугольником, со спецификациями 440 В, 10,5 А, 5 л. с., 2800 об/мин, который уже оснащен трехфазным корректирующим конденсатором PF параллельно. Характеристики конденсатора: 415 В, 3 кВАр, 4,2 А, 3×18,5 мкФ, соединение ∆.

Трехфазная сеть переменного тока имеет диапазон напряжения питания 380-440 В и частоту 50 Гц. Этот двигатель используется для перекачки воды с глубины 45 футов внутри колодца, поэтому он всегда нагружен. Рабочий ток при этой нагрузке при 3-х фазном питании составляет примерно 7 А по каждой фазе.

В настоящее время я пытаюсь реализовать двухфазное преобразование в трехфазное с помощью конденсаторов при обрыве фазы. В этом процессе я использовал конденсатор 50 мкФ для запуска и 2 параллельно соединенных конденсатора 36 мкФ для запуска двигателя. В результате я получаю фазные токи 15 А, 8 А, 6 А, что не является балансным током. Более того, я получаю 15 А, которые повредят катушку двигателя.

Мое требование состоит в том, что мне нужна формула для расчета емкости конденсаторов, которые будут правильно преобразовывать 2-фазное питание переменного тока в 3-фазное питание. То есть, сколько MFD необходимо использовать для запуска двигателя и сколько MFD необходимо использовать для запуска двигателя, по крайней мере, с почти сбалансированным током в каждой фазе.

Примечание:

1. Я не хочу использовать VFD или что-то подобное. В настоящее время я должен добиться преобразования только через конденсаторы.

2. Обязательно ли использовать отдельные пусковые конденсаторы для пуска двигателя каждый раз, почему невозможно добиться того же, используя только рабочие конденсаторы? В настоящее время я буду отключать пусковые конденсаторы с помощью переключателя каждый раз после запуска двигателя. Причина, по которой я спрашиваю об этом, заключается в том, что мне не нужна дополнительная задача для запуска двигателя, кроме включения стартера двигателя.

3. В настоящее время я подключаю конденсаторы только между вышедшей из строя фазой и одной из доступных фаз. Нужно ли подключать конденсаторы между двумя доступными фазами?

Это очень срочное дело, поэтому мне нужно быстрое решение.

• конденсатор
• трехфазный
• фазовращатель
• двигатель переменного тока
• двухфазный

\$\конечная группа\$

9

\$\начало группы\$

Я смоделировал статический преобразователь фазы, но не собирал и не тестировал его на реальном двигателе. Показанные катушки индуктивности на самом деле являются трансформатором на 220-78 В переменного тока, и это моделирование рассчитано на 220 В переменного тока. Было бы хорошо использовать «Variac» для трансформатора, чтобы можно было регулировать производительность.

Вот моделирование с использованием 440 В переменного тока, 50 Гц и 3-фазной нагрузки мощностью 5 л.с., показаны напряжения и ток питания для трансформатора 480–120 В, а также различные значения для конденсатора C1. Лучшего баланса можно достичь с помощью различных коэффициентов трансформации, а также можно отрегулировать фазные нагрузки, но подключение трехфазного асинхронного двигателя должно привести к лучшему выравниванию напряжений и фазовых углов. Конденсатор нужно подстраивать под разные нагрузки. Для 100 Ом на фазу хорошо подойдет конденсатор на 80 мкФ.

Обратите внимание, что фазовый сдвиг между V(ac1,ac2) и V(ac3) составляет примерно 90 градусов, как и ожидалось.

========================= Редактировать 17.11.22 =============== ==========

У меня есть небольшой трехфазный асинхронный двигатель мощностью 60 Вт, рассчитанный на 220 В переменного тока и 0,43 А, что соответствует импедансу 523 Ом. Он показывает 57 Ом между фазами. Конденсатор с таким реактивным сопротивлением на частоте 60 Гц равен 5 мкФ. Между красным и черным проводами я использовал пленочный конденсатор емкостью 4,7 мкФ, а от белого к красному подключил переменный источник переменного тока. Двигатель запускается и работает (без нагрузки) при 101 В переменного тока W-R и показывает 113 В R-B и 115 В B-W.

Исходя из этого эксперимента, соответствующий конденсатор для двигателя OP (440 В, 10,5 А, 50 Гц) будет иметь реактивное сопротивление 42 Ом, что соответствует конденсатору емкостью 76 мкФ.

\$\конечная группа\$

10

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Причины, следствия и методы защиты

Для правильной работы любого 3-фазного асинхронного двигателя он должен быть подключен к 3-фазному источнику переменного тока (переменного тока) с номинальным напряжением и нагрузкой. После запуска эти трехфазные двигатели будут продолжать работать, даже если одна из трехфазных линий питания будет отключена. Потеря тока через одну из этих фаз питания описывается как однофазное.

Корабль оснащен сотнями двигателей, которые отвечают за работу различных насосов, механизмов и систем. К критически важным механизмам, таким как рулевой механизм, главный двигатель, генератор, котел и т. д., подключены трехфазные двигатели, которые приводят в действие ту или иную основную или вспомогательную систему.

Связанные материалы: Электрическая двигательная установка для судов

Трехфазный электродвигатель на 440 В, как правило, представляет собой стандартную раму с короткозамкнутым ротором индукционного типа, предназначенную для трехфазного переменного тока 440 В частотой 60 Гц. Только двигатели малой мощности 0,4 кВт или меньше, в основном используемые для освещения и других маломощных систем, представляют собой однофазные двигатели с рабочим напряжением 220 В 60 Гц.

Дополнительная литература: Понимание важности морского навигационного освещения

Причины однофазности

Однофазность — это электрическая неисправность, связанная с источником питания в случае асинхронного двигателя. Возникает при размыкании одной из 3-х фазных цепей в трехфазном двигателе; следовательно, в остальных цепях протекает избыточный ток. Это состояние однофазного соединения обычно возникает, когда:

–    Один или несколько из трех предохранителей резервного питания перегорают (или плавится провод плавкого предохранителя, если предохранитель проволочного типа)

–    В цепи двигателя есть контакторы, подающие ток. Один из контакторов разомкнут.

–    Неправильная или неправильная настройка любого из защитных устройств, предусмотренных на двигателе, также может привести к однофазному включению.

–    Контакты реле двигателя повреждены или сломаны

–    Обрыв одного из проводов цепи двигателя

–    Из-за отказа оборудования системы питания

–    Из-за короткого замыкания в одной фазе двигателя, соединенного по схеме «звезда» или «треугольник» –    Перегорание предохранителя фидера или трансформатора

Влияние однофазного питания

Как упоминалось ранее, трехфазный двигатель — это двигатель переменного тока, предназначенный для работы от трехфазного источника питания. Конструкция обоих типов двигателей одинакова, поскольку они оба имеют статор и вращатель. Однофазный двигатель не имеет вращающегося поля, а поворачивается на 180 градусов. Обычно однофазные двигатели не запускаются самостоятельно. Для этого они используют дополнительные средства, такие как отключение пусковой обмотки или конденсатора.

Однофазная проблема трехфазного асинхронного двигателя будет иметь следующие последствия:

—    Если двигатель находится в остановленном состоянии, его нельзя запустить, поскольку однофазный двигатель не может запускаться самостоятельно (как описано выше) и также благодаря системе безопасности, предусмотренной в 3-фазном двигателе для защиты от перегрева

–    Если во время работы двигателя произойдет однофазное замыкание, он продолжит работу (если не предусмотрена дополнительная система защитного отключения) из-за крутящий момент, создаваемый оставшимися двумя фазами, который создается в соответствии с требованием нагрузки

–    Так как оставшиеся две фазы выполняют дополнительную работу одной основной фазы, они будут перегреваться, что может привести к критическому повреждению обмоток значение тока в оставшихся двух фазах

Связанные материалы: 10 способов достижения энергоэффективности в электрической системе судна

–    Однофазное подключение снижает скорость двигателя, и его частота вращения будет колебаться

–    Шум и вибрация двигателя будут ненормальными. Это результат неравномерного крутящего момента, создаваемого оставшимися двумя фазами

–    Почти все двигательные системы на корабле имеют резервную схему. Если двигатель выбран в резервный режим с проблемой однофазного включения – Он не запустится, что приведет к отказу соответствующей системы

–    Если проблема не будет устранена, а двигатель будет продолжать работать, обмотки расплавятся из-за перегрева и могут привести к короткому замыканию. -замыкание или заземление

Связанное Чтение: Как найти замыкание на землю на борту корабля?

— В таком состоянии, если экипаж корабля соприкоснется с двигателем, он получит удар током, который может быть даже смертельным. Перегрев обмотки происходит в первую очередь из-за протекания тока обратной последовательности.

–    Это может привести к перегрузке электрогенератора, т. е. вспомогательного двигателя, и его генератора переменного тока

Как защитить двигатель от повреждения из-за однофазного питания?

Такое состояние требует, чтобы двигатель был снабжен защитой, которая отключит его от системы до того, как двигатель будет необратимо поврежден.

Все двигатели мощностью более 500 кВт должны быть оснащены защитными устройствами или оборудованием для предотвращения любого повреждения из-за однофазного включения.

Изложенное выше правило не распространяется на двигатели рулевого привода, установленные на судне. Только при обнаружении одиночной фазы подается сигнал тревоги; однако двигатель не остановится, поскольку непрерывная работа рулевого двигателя необходима для обеспечения безопасности или движения судна, особенно когда судно находится в перегруженных водах или маневрирует.

Связанное чтение: 8 Распространенные проблемы, встречающиеся в системе рулевого управления судов

Наиболее часто используемые защитные устройства для однофазных систем:

1) Устройство электромагнитной перегрузки

В этом устройстве три фазы двигателя оснащены реле перегрузки. Если происходит увеличение значения тока, то это реле срабатывает автоматически и двигатель отключается.

Это устройство работает по принципу электромагнитного эффекта, создаваемого током.

По мере увеличения значения тока электромагнит в катушке также увеличивается, что приводит в действие реле и активирует реле отключения, и двигатель останавливается.

Связанные материалы: Техническое обслуживание электрического реле в электрической цепи судна

В этой системе предусмотрена временная задержка, поскольку при запуске двигателя потребляется много тока, что может привести к отключению двигателя.

2) Термисторы

Кредит: Викимедиа

Термисторы представляют собой небольшие тепловые устройства, которые используются вместе с электромагнитным реле перегрузки. Термисторы вставлены в три обмотки двигателя. Любое увеличение тока вызовет нагрев обмоток, который обнаруживается термисторами, посылающими сигналы на усилитель.

Связанные материалы: Схема усилителя или операционный усилитель, используемый на корабле

Усилитель подключен к электромагнитному реле. Как только от терморезистора поступает сигнал о перегреве, этот усилитель увеличивает значение тока в катушке электромагнитного реле, которое срабатывает на отключение и двигатель останавливается или отключается.

3) Биметаллическая полоса

В этом методе биметаллическая полоса размещается таким образом, чтобы обнаруживать перегрев в цепи. Как только обнаруживается перегрев, эта биметаллическая полоса пытается расшириться из-за использования двух разных металлов и из-за того, что они имеют разный коэффициент расширения. Лента пытается согнуться в сторону металла с высоким коэффициентом расширения и, наконец, замыкает цепь отключения, и двигатель отключается.

4) Стандартная защита от перегрузки пускателя двигателя

Предусмотрена в трехфазном двигателе для обеспечения однофазного состояния. Нагреватели перегрузки предусмотрены во всех фазах, которые обнаруживают любую перегрузку в фазе, и, если нагрузка намного превышает спецификации для двигателя, нагреватели отключают пускатель до того, как обмотка двигателя будет повреждена.

Как определить однофазное замыкание?

Экипаж судна должен знать, перешел ли двигатель в однофазное состояние. Трехфазный асинхронный двигатель обычно снабжен устройством обнаружения перегрузки для однофазного обнаружения. Тем не менее, машина может выйти из строя в любой момент, и, как опытный судовой механик, он должен знать, как двигатель обычно звучит, ощущается или работает.

Связанное чтение:  10 Электрические работы, которые должны знать морские инженеры на борту судов

Важно сохранять бдительность при выполнении проверок судового двигателя для обнаружения следующих проблем, связанных с однофазным питанием:

–    Необычный гудящий шум исходит от двигателя

–    Двигатель вибрирует с большей частотой, чем обычно

–    Запах горячей и горелой меди (изоляция) (узнайте, как проверка изоляции с помощью мегомметра помогает предотвратить несчастный случай)

–    Видимый световой дым/дым из корпуса двигателя

Для устранения неполадок и повторного запуска двигателя с однофазного на трехфазный немедленно остановите двигатель и переключитесь на резервный двигатель. Проверьте параметры двигателя, указанные на табличке, прикрепленной к корпусу, и устраните неполадки в двигателе.

Проведите надлежащий визуальный осмотр обмотки двигателя и проверьте целостность цепи и сопротивление заземления . Проверка источника питания двигателя также выполняется для выявления проблемы, если двигатель не диагностирует неисправность.

Связанные материалы:  Как капитально отремонтировать двигатели на судах

Как только проблема обнаружена и устранена, закройте двигатель. Перед подключением двигателя к нагрузке включите органы управления двигателем и выполните пробный пуск двигателя по всем важным параметрам (например, напряжению, току, оборотам в минуту, температуре и т. д.) и сравните их со значениями, указанными на табличке.

Убедитесь, что все размеры соответствуют спецификациям, указанным на паспортной табличке. Когда пробный запуск двигателя на холостом ходу будет удовлетворительным, подключите нагрузку и отслеживайте работу двигателя, чтобы убедиться, что проблема устранена, и теперь двигатель работает эффективно в 3 фазах.