Электронный запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсаторов

В основе этого способа лежит подключение одной из его статорных обмоток через фазосдвигающий конденсатор:

Cр в схеме — рабочий конденсатор, Cп — пусковой (его емкость используется только для пуска электродвигателя — до его выхода на номинальную частоту вращения).

При использовании этого способа следует учитывать, что данная схема применима для двигателей малой и средней мощности с номинальным рабочим напряжением 380/220В (указывается на шильдике).

Частота вращения вала электрической машины при таком подключении останется такой же как и при его работе в трехфазной сети. Однако, мощность и момент будут существенно ниже.

В зависимости от технических параметров электродвигателя, схемы подключения обмоток, емкости конденсатора снижение мощности может составить 30-60%, что обязательно следует учитывать при пуске электромоторов с большой нагрузкой на валу.

Меньшее снижение мощности предполагает включение обмоток по схеме “треугольник” — повторимся, двигатель должен быть рассчитан на рабочее напряжение 380/220В (Δ/Y). Подробнее читайте в статье Схемы соединения обмоток электродвигателей.

Емкость конденсаторов. Расчет требуемой емкости рабочего конденсатора Cр в зависимости от схемы соединения статорных обмоток выполняется по формулам:

Cр = 2800*I/U / для обмоток, скоммутированных “звездой”;
Cр = 4800*I/U / для обмоток, скоммутированных “треугольником”.

При этом, следует иметь ввиду, что чрезмерный нагрев статора двигателя в процессе работы говорит о завышенной емкости конденсатора. При недостаточной емкости двигатель будет работать с меньшим крутящим моментомю

Достаточная для пуска (необходимого пускового момента) емкость пускового конденсатора Cп составляет как правило 2,5-3 емкости рабочего. Учитывая, что для пуска и работы потребуются достаточно серьезные номиналы Cр и Cп, можно порекомендовать набрать необходимую емкость параллельным соединением нескольких конденсаторов.

При запуске электродвигателя в сети 220В без нагрузки емкость Cп может быть снижена до значения рабочей емкости.

На практике при подключения трехфазных “асинхронников” к сети 220В используют металлизированные бумажные или пленочные конденсаторы марок распространенных марок МБГО, МБГ4, МБГП, КГБ, МБГЧ, БГТ.

Реверс. Реверсивное управление трехфазным асинхронным электродвигателем в однофазной сети может быть реализовано схемой ниже:

• Главная
• Электросхемы
• Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть

Подключение трехфазного двигателя через конденсаторы

Как было сказано выше, нивелировать падение мощности трехфазного двигателя в однофазной сети получится с помощью конденсаторов. Их для подключения асинхронного двигателя понадобится всего два — пусковой и рабочий конденсатор.

Пусковой конденсатор отвечает за пуск двигателя, а рабочий за его бесперебойную работу в момент вращения. Для расчета рабочего конденсатора достаточно знать лишь мощность двигателя в кВт. Затем можно воспользоваться следующим правилом: на 100 Вт мощности двигателя необходимо порядка 7 мкФ конденсаторной емкости.

Теперь что касается пускового конденсатора для подключения асинхронного двигателя. Пусковой конденсатор нужен только в том случае, если мощность трехфазного двигателя превышает 1 кВт. Если мощность меньше одного киловатта, то трехфазный двигатель можно подключать без пускового конденсатора.

Емкость пускового конденсатора должна быть в 2-3 раза больше емкости рабочего конденсатора.

Подключение трехфазного двигателя к 220 вольт через конденсатор

Чтобы эффективно использовать трехфазный электродвигатель в однофазной сети, обмотки статора нужно правильно подсоединить. Если подать напряжение всего лишь на одну обмотку статора из трех, то электродвигатель будет работать не на полную мощность, а его эффективность снизиться на треть.

Существует достаточно большое количество схем подключения трехфазного двигателя к сети 220 Вольт. Наиболее эффективная схема подсоединения трехфазного двигателя (поскольку его мощность упадёт менее всего), является способ с использованием фазосдвигающего конденсатора. Данный конденсатор подсоединяется к третьему контакту статора.

При подключении трехфазного двигателя через конденсатор практически не теряется частота вращения ротора. Этого нельзя сказать о мощности трехфазного двигателя, которая в любом случае падает при его подключении в однофазную сеть, и с этим приходится мириться.

Стоит отметить, что на небольших электродвигателях, используемых для бытовых нужд, например, для электроточила на 200-400 Вт, можно не использовать пусковой конденсатор, а обойтись одним рабочим конденсатором, я так делал уже не раз — рабочего конденсатора вполне хватает. Другое дело, если электродвигатель стартует со значительной нагрузкой, то тогда лучше использовать и пусковой конденсатор, который подключается параллельно рабочему конденсатору нажатием и удержанием кнопки на время разгона электродвигателя, либо с помощью специального реле. Расчет емкости пускового конденсатора осуществляется путем умножения емкостей рабочего конденсатора на 2-2.5, в данном калькуляторе используется 2.5.

При этом стоит помнить, что по мере разгона асинхронному двигателю требуется меньшая емкость конденсатора, т.е. не стоит оставлять подключенным пусковой конденсатор на все время работы, т.к. большая емкость на высоких оборотах вызовет перегрев и выход из строя электродвигателя.

Подключение электродвигателя без конденсаторов

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

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

Способ 1. Использование пусковых и рабочих фазосдвигающих конденсаторов

Данный способ является самым распространённым и наверное самым простым для повторения в бытовых условиях. Суть данного способа заключается в том что трёхфазный электродвигатель получает две фазы со сдвигом в 120 ° каждая относительно другой это ноль и фаза, а третью фазу мы создаём искусственно с помощью фазосдвигающего конденсатора.

Основным недостатком данного способа является то что трёхфазный двигатель работающий в однофазной сети 220В развивает только 70% от своей номинальной мощности.

Для реализации данного подключения необходимо разобраться со способом подключения обмоток нашего электродвигателя, они могут быть включены как по схеме звезда, так и по схеме треугольник.

В нашем случае обмотки электродвигателя должны быть включены по схеме “треугольник”, если подключить обмотки по схеме “звезда” наш двигатель при работе в однофазной электрической сети 220В потеряет более 50% своей мощности. Вся необходимая информация о параметрах асинхронного электродвигателя находится на закреплённом на нём информационном шильдике.

Трёхфазный асинхронный электродвигатель включается в однофазную электрическую сеть 220В по следующей схеме:

В схеме одна из точек подключения питания электродвигателя запитывается через рабочий конденсатор Ср и подключаемый пусковой конденсатор Сп. Пусковой конденсатор Сп подключается путём нажатия кнопки SB только в момент включения и пуска электродвигателя до момента когда электродвигатель наберёт свои номинальные рабочие обороты, после чего кнопка SB отпускается и в работе остаётся только фазосдвигающий рабочий конденсатор Ср.

Собрать подобную схему под силу каждому, единственное что нужно, это правильно рассчитать ёмкость рабочего и пускового конденсатора.

Для расчёта ёмкости рабочего конденсатора применяется формула:

• K – является специальным коэффициентом. Его значение составляет 4800 для схемы «треугольник».
• Iф – номинальный ток статора, указанный на информационной табличке. При невозможности прочтения, выполняются измерения с помощью специальных измерительных клещей.
• Uсети – напряжение питающей сети, величиной в 220 вольт.

Вся информация для расчёта присутствует на информационном шильдике используемого электродвигателя, для примера расчёта возмём информацию с шильдика на фото выше:

• K = 4800 (для любых электродвигателей обмотка которых подключена по схеме “треугольник”)
• Iф = 2,8 (на шильдике указано, что при подключение обмотки электродвигателя по сжеме треугольник номинальный ток статора = 2,8А, а при подключении по схеме звезда номинальный ток статора = 1,8А)
• Uсети = 220 (Напряжение бытовой электрической сети – 220В)

Подставляем все значения в формулу для расчёта ёмкости рабочего конденсатора:

4800 _* 2,8 / 220 = 61,09090909090909 мкФ

Округляем полученное значение и получаем число 61 данное значение измеряется в микрофорадах, т.е. ёмкость рабочего конденсатора для приведённого к примеру асинхронного электродвигателя будет составлять 61 мкФ или μF в буржуйском варианте обозначения.

Для расчёта ёмкости пускового конденсатора применяется следующая формула:

В нашем случае ёмкость пускового конденсатора будет составлять:

61 _* 2,5 = 152,5 мкФ

Если нагрузка у асинхронного электрического двигателя не значительная например в виде заточного круга на валу, то пусковым конденсатором можно пренебречь и не использовать его, а если нагрузка большая в виде редуктора подключенного к исполнительному механизму – то без пускового конденсатора нам никак не обойтись, электродвигатель в этом случае просто не запустится.

При выборе конденсаторов нужно учитывать то, что это должны быть специальные неполярные пусковые конденсаторы с рабочим напряжением 450В, пусковые и рабочие конденсаторы с номинальным напряжением ниже 450В использовать запрещается, они могут взорваться.

Если при подборе конденсаторов с необходимым значением ёмкости в ваших закромах или в продаже не оказалось , то можно набрать необходимую ёмкость из нескольких конденсаторов с разной номинальной ёмкостью подключив их параллельно , при этом ёмкость всех конденсаторов суммируется.

У конденсаторов существует процент погрешности номинальной ёмкости при их изготовление на производстве, и если расчётная ёмкость отличается от типовых номиналов промышленных конденсаторов в пределах от +/-5% до +/- 10%, то этим можно пренебречь и установить конденсатор который у Вас имеется или набрать батарею параллельно включенных конденсаторов в пределах этой погрешности.

Пример: Вы рассчитали ёмкость конденсатора 61 мкФ., а в наличие есть только конденсаторы 60 мкФ. – его номинальная ёмкость в пределах погрешности +/-5% составит 58,5 – 61,5 мкФ., то он нам вполне подходит и 1 мкФ. мы можем пренебречь!

Купить пусковые конденсаторы с доставкой на дом Вы можете в нашем партнёрском магазине:

Пусковой конденсатор переменного тока CBB61 номинальной ёмкостью от 1 мкФ до 20 мкФ — 450 В.

Пусковой конденсатор переменного тока CD60 номинальной ёмкостью от 75 мкФ до 800 мкФ — 250/450 В.

Пусковой конденсатор переменного тока CBB60 номинальной ёмкостью от 4 мкФ до 100 мкФ — 450 В.

Пусковой конденсатор переменного тока CBB65 номинальной ёмкостью от 20 мкФ до 80 мкФ — 450 В.

Внимание! Техника безопасности при работе с конденсаторами!

При работе с конденсаторами возникает опасность поражением электрическим током даже при отключенном оборудование от сети 220В. Конденсатор накапливает в себе электрический заряд из сети 220В и сохраняет его довольно длительный период времени. Данное свойство конденсатора при небрежной эксплуатации обеспечит Вас не только неприятными ощущениями, но и возможно фатальными последствиями. Если после отключения схемы от электрической сети 220В рабочий конденсатор имеет постоянное включение и постепенно разряжается на обмотку, то пусковой конденсатор не имеет такой возможности, его необходимо разрядить после отключения двигателя от сети 220В нажатием с задержкой кнопки SB замкнув тем самым на обмотку двигателя. Также необходимо ограничить доступ к неизолированным контактам конденсаторов и токоведущих частей схемы разместив все компоненты в закрытом изолированном корпусе.

Сборка схемы

Может осуществляться в различных вариантах. Без пусковых конденсаторов собираются обычные

трёхфазные асинхронные электродвигатели даже в заводских условиях и маркируются сразу как электродвигатели на двести двадцать вольт переменного тока для использования в быту. В домашних условиях можно сделать примерно так же, обычный наждачный круг не потребует дополнительных приспособлений. Чтобы запустить нагруженный электродвигатель, требуется кнопка для ввода и вывода пусковых конденсаторов. Изменение направления вращения или реверсивный пуск требует возможности переключения ёмкостной группы с одной секции обмотки на другую.

Начинать нужно с чтения информации на шильдике — на какое напряжение рассчитан этот двигатель. Тип соединения обмоток проверяется при вскрытии клеммной коробки, в ней должно быть не менее шести выводов — три начала и три конца. Если в наличии только три или четыре клеммы, мотор собран по схеме звезда. Переключение на треугольник потребует разборки корпуса и дополнительных знаний и квалификации, тут потребуется помощь специалиста.

Иногда бывает проще и дешевле предусмотреть аналог сцепления у автомобилей. Сделать механическое приспособление для подачи нагрузки на вал и не разрабатывать пусковую электрическую схему.

Достаточна проста ремённая передача с прижимным роликом, она позволяет контролировать запуск мотора и убережёт его от механической перегрузки.

В любом случае стоит продумать различные варианты и наличие доступного оборудования и приспособлений.