- Трехфазный асинхронный двигатель – подключение на 220 вольт
- Выбираем конденсаторы
- Тип конденсаторов
- Полезные советы
- Установка реверса
- Заключение по теме
- Однофазный асинхронный двигатель, схема подключения и запуска
- Отличие от трехфазных двигателей
- Как это работает
- Основные схемы подключения
- Другие способы
- С экранированными полюсами и расщепленной фазой
- С асимметричным магнитопроводом статора
- Подбор конденсатора
Трехфазный асинхронный двигатель – подключение на 220 вольт
Бытовых ситуаций много, особенно у тех, кто проживает в своем собственном частном доме. К примеру, необходимо установить в гараже точильный станок с асинхронным электродвигателем, который работает от трехфазной сети переменного тока. А на участок проведена лишь однофазная сеть на 220 В. Что делать? В принципе, это не проблема, потому что любой трехфазный электрический движок можно подключить и к однофазной сети, главное знать, как это сделать. Итак, наша задача в этой статье разобраться в позиции – асинхронный двигатель подключение на 220 вольт.
Существуют две классические схемы такого подключения, в которых присутствуют конденсаторы. То есть, сам электродвигатель становится не асинхронным, а конденсаторным. Вот эти схемы:
Конечно, это не единственные варианты, но в этой статье будем говорить именно о них, как о самых простых и часто используемых.
На схемах хорошо видно, что в них установлены конденсаторы: рабочий и пусковой, которые в свою очередь называются фазосдвигающими. А так как в данной схеме эти элементы являются основными, то самый важный момент – это правильно подобрать конденсатор по емкости, которая бы соответствовала мощности мотора.
Выбираем конденсаторы
Существует формула, по которой емкость можно рассчитать. Правда, для схемы звезда и треугольника она отличается коэффициентом. Для схемы звезда формула вот такая:
С=2800*I/U, где I – это ток, который можно замерить в питающем проводе клещами, U – это напряжение однофазной сети – 220 В.
Формула для треугольника:
Здесь загвоздка может быть только в определение силы тока, просто клещей может не оказаться под рукой, поэтому предлагаем упрощенный вариант формулы:
С=66*Р, где Р – это мощность электродвигателя, которая наносится на шильдик мотора или в его паспорте. По сути, получается так, что емкость рабочего конденсатора в размере 7 мкФ должно хватить на 0,1 кВт мощности двигателя. Обычно электрики берут именно это соотношение, когда перед ними ставиться вопрос, как подключить асинхронный двигатель с 380 на 220 В. И еще один момент – конденсатор контролирует силу тока, поэтому так важно правильно подобрать его емкость. И самое главное в подключении двигателя добиться того, чтобы значение тока при эксплуатации электродвигателя не поднималось выше номинальной величины.
Что касается пускового конденсатора, то его обязательно устанавливают в схему, если при пуске мотора действует хотя бы минимальная нагрузка. Включается он обычно буквально на пару секунд, пока ротор не наберет свои обороты. После чего он просто отключается. Если по каким-то причинам пусковой конденсатор не отключится, то произойдет перекос фаз, и двигатель перегреется.
Внимание! Так как в процессе пуска, тем более под нагрузкой, величина тока сильно возрастает, то и емкость пускового конденсатора должна быть раза в три больше конденсатора рабочего.
Есть еще один показатель, на который необходимо обратить внимание при выборе. Это напряжение. Правило здесь одно: напряжение конденсатора должно быть больше напряжения в однофазной сети на 1,5.
Тип конденсаторов
Специалисты рекомендуют в качестве пускового и рабочего конденсаторов использовать одинаковые модели. Самый простой вариант – это бумажные конструкции в герметичном металлическом корпусе. Правда, есть у них один существенный недостаток – большие габаритные размеры. Поэтому если перед вами стоит вопрос, как подключить небольшой мощности двигатель 380 на 220 вольт, то количество таких конденсаторов будет приличным, и вся конструкция будет смотреться не очень.
Можно использовать для этих целей электролитические приборы, но их схема подключения отличается от предыдущей, потому что в нее придется установить резисторы и диоды. К тому же эти конденсаторы при пробое взрываются. Есть более современные виды – это полипропиленовые модели металлизированного типа. Себя они зарекомендовали хорошо, претензий к ним сейчас у специалистов нет.
Полезные советы
- Обращаем ваше внимание на тот факт, что при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети можно говорить и снижении мощности электрического агрегата. В общем, его фактический показатель не будет превышать номинальный 70-80%. При этом скорость вращения ротора не уменьшится.
- Если используемый движок имеет схему переключения 380/220, это обязательно указывается на шильдике, то в однофазную сеть его надо подключать только треугольником.
- В том случае, если на шильдике указаны схема подключения звездой и только трехфазное подключение на 380 вольт, то вам придется вскрыть клеммную коробку и добраться до соединения концов обмоток двигателя. Потому что внутри агрегата уже установлена схема звезда, ее-то и придется разобрать и вывести наружу шесть концов обмотки статора.
Установка реверса
Иногда возникает необходимость провести подключение так, чтобы трехфазный двигатель, подсоединенный к однофазной сети, вращался то в одну, то в другую стороны. Для этого необходимо установить в схему любой управляющий прибор. Это может быть тумблер, кнопка или ключи управление. Но здесь есть два основных требования:
- Обращайте внимание на силу тока, которую этот управляющий прибор может выдержать. Чтобы он был больше нагрузки, создаваемой электродвигателем.
- В конструкции управляющего прибора должно быть две пары контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые.
Вот схема, по которой подключается этот элемент в питание электродвигателя:
Здесь видно, что реверс осуществляется подачей электроэнергии на разные полюса конденсаторов.
Заключение по теме
Схема трехфазного асинхронного двигателя с подключением к 220 вольт – дело реальное. Проблем с ним быть не должно. Здесь главное, и это было показано в статье, правильно подобрать конденсаторы (рабочие и пусковые) и правильно выбрать схему подключения. Особое внимание придется уделить правилам соединения, где в основе будет лежать сам двигатель, а, точнее, его возможности.
Схема подключения электродвигателя на 220В через конденсатор
Как правильно провести подключение электродвигателя 380 на 220 вольт
Как подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220В – схемы и рекомендации
Асинхронные двигателя рассчитаны на подключение к трехфазной сети 380В и 220В. Ниже в качестве примера есть две бирки, на которых изображено:
— тип двигателя
— род тока — переменный (трёх фазный)
— частота — (50Гц)
— мощность — (0,25kW)
— обороты в минуту — (1370 об/мин)
— возможность соединения обмоток – треугольник / звезда
— номинальное напряжение двигателя – 220В/380В
— номинальный ток двигателя — 2,0/1,16А
Заостряю внимание!
Указанная мощность на бирке электродвигателя, это не электрическая, а механическая мощность на валу. Сейчас попробую объяснить по формуле мощность трехфазного тока.
Р = 1,73 * 220 * 2,0 * 0,67 = 510 (Вт) для напряжения 220В
Р = 1,73 * 380 * 1,16 * 0,67 =510,9 (Вт) для напряжения 380В
Делаем вывод:
По результату решения видно, что электрическая мощность больше механической мощности. Это естественно, так как у двигателя должен быть запас мощности, для компенсации потерь на создание вращающегося магнитного поля, потери напряжения в проводах.
На этой бирке видно, что обмотки электродвигателя можно соединить, как треугольником (220В), так звездой (380в). На клемме двигателя есть шесть выводов
(С1, С2, С3, С4, С5, С6).
А на этой бирке обмотки уже соединены внутри двигателя — звездой.
На клемме только три вывода (С1, С2, С3).
На рисунке изображена схема соединение обмоток асинхронного двигателя звездой. (380В/220В)
На схеме обозначено красными стрелками распределение напряжения в обмотках двигателя, что на одну обмотку распределяется напряжение одной фазы 220В, а напряжение двух обмоток складывается из междуфазного (линейного) напряжения 380В.
Из этого следует рекомендация, как приспособить трехфазный двигатель в однофазную сеть 220В. Необходимо посмотреть на бирке двигателя, на какое напряжение рассчитаны его обмотки, есть возможность соединения обмоток звездой и треугольником.
Если есть возможность изменить схему соединения обмоток на клемме, изменяем её, соединение обмоток треугольником – 220В в этом случи двигатель, потеряет меньше мощности, так как распределение напряжение для каждой обмотки будет одинаково 220В.
Соединение обмоток на клемме звездой. Начало обмоток — (С1; С2; С3;) подключатся к сети, а концы – (С6; С4; С5;) обмоток соединяются в месте перемычкой.
Соединение обмоток на клемме треугольником. Устанавливаются перемычки между выводами (С1 – С6); (С2 – С4); (С3 – С5), а к сети подключаются вывода — (С1; С2; С3;).
Схема подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть через конденсаторы. Соединение обмоток треугольником с подключением рабочих и пусковых конденсаторов.
Есть двигатель, у которого обмотки рассчитаны для подключения к сети 220В/127В. При схеме соединение обмоток звездой его подключают к трехфазной сети 220В, а при схеме соединение обмоток треугольником подключают к трехфазной сети 127В.
Таблица 1. Технические характеристики некоторых конденсаторов.
Самый распространенный способ, как запустить двигатель:
это фазосдвигающий конденсатор.
В этом случае потеряется мощность двигателя.
Полезная мощность электродвигателя составит — 50. 60% от его мощности.
Приступим:
Какие конденсаторы применяем?
Выбираем масляные конденсаторы,
по напряжению, не менее 300 — 400В.
Что бы набрать ёмкость рабочих конденсаторов необходимо:
выполнить параллельное соединение конденсаторов.
Как подсчитать нужную ёмкость рабочих конденсаторов, не прибегая к сложным математическим вычислениям? На каждые 100 Вт берём 7мкФ (1кВт = 70мкФ).
На сайте появилась возможность подсчитать необходимую ёмкость конденсаторов в рублике “Онлайн расчеты” вот ссылка для расчета: Определить емкость рабочих конденсаторов, для электродвигателя
Параллельное соединение конденсатора
Теперь нужно выбрать ёмкость пусковых конденсаторов:
— пусковая ёмкость конденсаторов должна быть больше в три раза рабочих конденсаторов.
Пусковые конденсаторы необходимы только при запуске двигателя.
Что будет если пусковые конденсаторы не отключать из схемы при работе двигателя?
Это не допустимо. Когда двигатель наберёт номинальные обороты, пусковые конденсаторы будут наводить большой перекос по току в обмотках двигателя,
тем самым вызовет перегрев обмоток двигателя.
Есть электронная книга «Шпаргалка мастеру «, в которой объясняется простым доступным языком, подключение двигателей, магнитных пускателей и т.п.
Однофазный асинхронный двигатель, схема подключения и запуска
Работа асинхронных электрических двигателей основывается на создании вращающегося магнитного поля, приводящего в движение вал. Ключевым моментом является пространственное и временное смещение обмоток статора по отношению друг к другу. В однофазных асинхронных электродвигателях для создания необходимого сдвига по фазе используется последовательное включение в цепь фазозамещающего элемента, такого как, например, конденсатор.
Отличие от трехфазных двигателей
Использование асинхронных электродвигателей в чистом виде при стандартном подключении возможно только в трехфазных сетях с напряжением в 380 вольт, которые используются, как правило, в промышленности, производственных цехах и других помещениях с мощным оборудованием и большим энергопотреблением. В конструкции таких машин питающие фазы создают на каждой обмотке магнитные поля со смещением по времени и расположению (120˚ относительно друг друга), в результате чего возникает результирующее магнитное поле. Его вращение приводит в движение ротор.
Однако нередко возникает необходимость подключения асинхронного двигателя в однофазную бытовую сеть с напряжением в 220 вольт (например в стиральных машинах). Если для подключения асинхронного двигателя будет использована не трехфазная сеть, а бытовая однофазная (то есть запитать через одну обмотку), он не заработает. Причиной тому переменный синусоидальный ток, протекающий через цепь. Он создает на обмотке пульсирующее поле, которое никак не может вращаться и, соответственно, двигать ротор. Для того, чтобы включить однофазный асинхронный двигатель необходимо:
- добавить на статор еще одну обмотку, расположив ее под 90˚ углом от той, к которой подключена фаза.
- для фазового смещения включить в цепь дополнительной обмотки фазосдвигающий элемент, которым чаще всего служит конденсатор.
Редко для сдвига по фазе создается бифилярная катушка. Для этого несколько витков пусковой обмотки мотаются в обратную сторону. Это лишь один из вариантов бифиляров, которые имеют несколько другую сферу применения, поэтому, чтобы изучить их принцип действия, следует обратиться к отдельной статье.
После подключения двух обмоток такой двигатель с конструкционной точки зрения является двухфазным, однако его принято называть однофазным из-за того что в качестве рабочей выступает лишь одна из них.
Схема подключения коллекторного электродвигателя в 220В
Схема подключения однофазного асинхронного двигателя (схема звезда)
Как это работает
Пуск двигателя с двумя расположенными подобным образом обмотками приведет к созданию токов на короткозамкнутом роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. В результате их взаимодействия между собой ротор приводится в движение. Контроль показателей пускового тока в таких двигателях осуществляется частотным преобразователем.
Несмотря на то, что функцию фаз определяет схема присоединения двигателя к сети, дополнительную обмотку нередко называют пусковой. Это обусловлено особенностью, на которой основывается действие однофазных асинхронных машин – крутящийся вал, имеющий вращающее магнитное поле, находясь во взаимодействии с пульсирующим магнитным полем может работать от одной рабочей фазы. Проще говоря, при некоторых условиях, не подсоединяя вторую фазу через конденсатор, мы могли бы запустить двигатель, раскрутив ротор вручную и поместив в статор. В реальных условиях для этого необходимо запустить двигатель с помощью пусковой обмотки (для смещения по фазе), а потом разорвать цепь, идущую через конденсатор. Несмотря на то, что поле на рабочей фазе пульсирующее, оно движется относительно ротора и, следовательно, наводит электродвижущую силу, свой магнитный поток и силу тока.
Основные схемы подключения
В качестве фазозамещающего элемента для подключения однофазного асинхронного двигателя можно использовать разные электромеханические элементы (катушка индуктивности, активный резистор и др.), однако конденсатор обеспечивает наилучший пусковой эффект, благодаря чему и применяется для этого чаще всего.
однофазный асинхронный двигатель и конденсатор
Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:
- рабочий;
- пусковой;
- рабочий и пусковой конденсатор.
В большинстве случаев применяется схема с пусковым конденсатором. Это связано с тем, что она используется как пускатель и работает только во время включения двигателя. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Для замыкания цепи пусковой цепи зачастую используют реле или кнопку.
Поскольку обмотка пусковой фазы используется кратковременно, она не рассчитана на большие нагрузки, и изготавливается из более тонкой проволоки. Для предотвращения выхода её из строя в конструкцию двигателей включают термореле (размыкает цепь после нагрева до установленной температуры) или центробежный выключатель (отключает пусковую обмотку после разгона вала двигателя).
Таким путем достигаются отличные пусковые характеристики. Однако данная схема обладает одним существенным недостатком – магнитное поле внутри двигателя, подключенного к однофазной сети, имеет не круговую, а эллиптическую форму. Это увеличивает потери при преобразовании электрической энергии в механическую и, как следствие, снижает КПД.
Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. В данном случае конденсатор позволяет компенсировать потери энергии, что приводит к закономерному увеличению КПД. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.
Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки. Неподходящий по емкости конденсатор приведет к тому, что вращающееся магнитное поле будет принимать эллиптическую форму.
Своеобразной «золотой серединой» является схема подключения с использованием обоих конденсаторов – и пускового, и рабочего. При подключении двигателя таким способом его пусковые и рабочие характеристики принимают средние значения относительно описанных выше схем.
На практике для приборов, требующих создания сильного пускового момента используется первая схема с соответствующим конденсатором, а в обратной ситуации – вторая, с рабочим.
Другие способы
При рассмотрении методов подключения однофазных асинхронных двигателей нельзя обойти внимание два способа, конструктивно отличающихся от схем для подключения через конденсатор.
С экранированными полюсами и расщепленной фазой
В конструкции такого двигателя используется короткозамкнутая дополнительная обмотка, а на статоре присутствуют два полюса. Аксиальный паз делит каждый из них на две несимметричные половины, на меньшей из которых располагается короткозамкнутый виток.
После включения двигателя в электрическую сеть пульсирующий магнитный поток разделяется на 2 части. Одна из них движется через экранированную часть полюса. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Благодаря индуктивности появляется электродвижущая сила и сдвиг магнитных потоков по фазе и времени.
Витки короткозамкнутой обмотки приводят к существенным потерям энергии, что и является главным недостатком схемы, однако она относительно часто используется в климатических и нагревательных приборах с вентилятором.
С асимметричным магнитопроводом статора
Особенностью двигателей с данной конструкцией заключается в несимметричной форме сердечника, из-за чего появляются явно выраженные полюса. Для работы схемы необходим короткозамкнутый ротор и обмотка в виде беличьей клетки. Характерным отличием этой конструкции является отсутствие необходимости в фазовом смещении. Улучшенный пуск двигателя осуществляется благодаря оснащению его магнитными шунтами.
Среди недостатков этих моделей асинхронных электродвигателей выделяют низкий КПД, слабый пусковой момент, отсутствие реверса и сложность обслуживания магнитных шунтов. Но, несмотря на это, они имеют широкое применение в производстве бытовой техники.
Подбор конденсатора
Перед тем как подключить однофазный электродвигатель, необходимо произвести расчет необходимой ёмкости конденсатора. Это можно сделать самостоятельно или воспользоваться онлайн-калькуляторами. Как правило, для рабочего конденсатора на 1 кВт мощности должно приходиться примерно 0,7-0,8 мкФ емкости, и около 1,7-2 мкФ – для пускового. Стоит отметить, что напряжение последнего должно составлять не менее 400 В. Эта необходимость обусловлена возникновением 300-600 вольтного всплеска напряжения при старте и останове двигателя.
Керамический и электролитический конденсатор
Ввиду своих функциональных особенностей однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовой технике: пылесосах, холодильниках, газонокосилках и других приборов, для работы которых достаточно частоты вращения двигателя до 3000 об/мин. Большей скорости, при подключении к стандартной сети с частотой тока в 50 Гц, невозможно. Для развития большей скорости используют коллекторные однофазные двигатели.
Поделиться с друзьями:
Источники: http://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/edvigateli/trexfaznyj-asinxronnyj-dvigatel-podklyuchenie-na-220-volt.html, http://www.skrutka.ru/sk/tekst.php?id=5, http://tokidet.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel.html
