Трехфазный двигатель в однофазной сети без конденсаторов: схема и описание подключения

Подключение 3х фазного двигателя на 220 без конденсаторов

Как правило, схемы без конденсаторов применяются для запуска в однофазной сети трехфазных двигателей малой мощности – от 0,5 до 2,2 киловатта. Времени на запуск тратится примерно столько же, как и при работе в трехфазном режиме.

В этих схемах применяются симисторы, под управлением импульсов с различной полярностью. Здесь же присутствуют симметричные динисторы, подающие сигналы управления в поток всех полупериодов, имеющихся в питающем напряжении.

При достижении в конденсаторе уровня напряжения необходимого для переключения, происходит срабатывание динистора и симистора, вызывающее активацию силового двунаправленного ключа.

Второй вариант используется при запуске двигателей, частота вращения которых составляет 3000 об/мин. В эту же категорию входят устройства, установленные на механизмах, требующих большого момента сопротивления во время запуска. В этом случае необходимо обеспечение большого пускового момента. С этой целью в предыдущую схему были внесены изменения, и конденсаторы, необходимые для сдвига фаз, были заменены двумя электронными ключами. Первый ключ последовательно соединяется с фазной обмоткой, приводя к индуктивному сдвигу тока в ней. Подключение второго ключа – параллельное фазной обмотке, что способствует образованию в ней опережающего емкостного сдвига тока.

Данная схема подключения учитывает обмотки двигателя, смещенные в пространстве между собой на 120С. При настройке определяется оптимальный угол сдвига тока в обмотках фаз, обеспечивающий надежный пуск устройства. При выполнении этого действия вполне возможно обойтись без каких-либо специальных приборов.

Пуск трёхфазного электродвигателя без конденсатора

3 341

Как известно, для запуска трехфазного электродвигателя (ЭД) с короткозамкнутым ротором от однофазной сети наиболее часто в качестве фазосдвигающего элемента применяют конденсатор. При этом емкость пускового конденсатора должна быть в несколько раз больше емкости рабочей конденсатора. Для ЭД чаще всего применяемых в домашнем хозяйства (0,5…3 кВт), стоимость пусковых конденсаторов соизмерима со стоимость к электродвигателя. Поэтому желательно избежать применения дорогостоящих пусковых конденсаторов, работающих лишь кратковременно. В тоже время применение рабочих, постоянно включенных фазосдвигающих конденсаторов можно считать целесообразным, так как они позволяют загрузить двигатель на75…85% его мощности при 3-фазном включении (без конденсаторов его мощность снижается примерно на 50%).

Вращающий момент, вполне достаточный для запуска указанных ЭД от однофазной сети 220 В/50 Гц, можно получить за счет сдвига токов по фазе в фазных обмотках ЭД, применив для этого двунаправленные электронные ключи, включение которых осуществляется в определенное время.

Исходя из этого, для пуска 3-фазных ЭД от однофазной сети автором были разработаны и отлажены две простые схемы. Обе схемы опробованы на ЭД мощностью 0,5…2,2 кВт и показали очень хорошие результаты (время пуска не намного больше, чем в трехфазном режиме). В схемах применяются симисторы, управляемые импульсами разной полярности, и симметричный динистор, который формирует управляющие сигналы в течение каждого полупериода питающего напряжения.

Первая схема (рис.1) предназначена для пуска ЭД с номинальной частотой вращения, равной или меньше 1500 об/мин, обмотки которых соединены в треугольник. За основу этой схемы была взята схема [1], которая упрощена до предела. В этой схеме электронный ключ (симистор VS1) обеспечивает сдвиг тока в обмотке «С» на некоторый угол (50…70°), что обеспечивает достаточный вращающий момент.

Фазосдвигающим устройством является RC-цепочка. Изменяя сопротивление R2, получают на конденсаторе С напряжение, сдвинутое относительно питающего напряжения на некоторый угол. В качестве ключевого элемента в схеме применен симметричный динистор VS2. В момент, когда напряжение на конденсаторе достигнет напряжения переключения динистора, он подключит заряженный конденсатор к управляющему выводу симистора VS1 i включит этот двунаправленный силовой ключ.

Вторая схема (рис.2) предназначена для пуска ЭД с номинальной частотой вращения равной 3000 об/мин, а также для электродвигателей, работающих на механизмы с большим моментом сопротивления при пуске. В этих случаях требуется значительно больший пусковой момент. Поэтому была применена схема соединения обмоток ЭД «разомкнутая звезда ([2], рис. 14,в), которая обеспечивает максимальный пусковой момент. В указанной схеме фазосдвигающие конденсаторы заменены двумя электронными ключами. Один ключ включен последовательно с обмоткой фазы «А» и создает в ней «индуктивный» (отстающий) сдвиг тока, второй — включен параллельно обмотке фазы «В» и создает в ней «емкостной» (опережающий) сдвиг тока. Здесь учитывается то, что сами обмотки ЭД смещены в пространстве на 120 электрических градусов одна относительно другой.

Наладка заключается в подборе оптимального угла сдвига токов в фазных обмотках, при котором происходит надежный запуск ЭД. Это можно сделать без применения специальных приборов. Выполняется она следующим образом.

Подача напряжения на ЭД осуществляется пускателем нажимного «ручного» типа ПНВС-10, через средний полюс которого подключается фазосдвигающая цепочка. Контакты среднего полюса замкнуты только при нажатой кнопке «Пуск».

Нажав кнопку «Пуск», путем вращения движка подстроечного сопротивления R2 подбирают необходимый пусковой момент. Так поступают при наладке схемы, показанной на рис.2.

При наладке схемы рис.1 из-за прохождения больших пусковых токов некоторое время (до разворота) ЭД сильно гудит и вибрирует. В этом случае лучше изменять величину R2 ступенями при снятом напряжении, а затем, путем кратковременной подачи напряжения, проверять, как происходит запуск ЭД. Если при этом угол сдвига напряжения далек от оптимального, то ЭД гудит и вибрирует очень сильно. По мере приближения к оптимальному углу двигатель «пытается» вращаться в ту или другую сторону, а при оптимальном запускается достаточно хорошо.

Автор производил отладку схемы, показанной на рис. 1, на ЭД 0,75 кВт 1500 об/мин и 2,2 кВт 1500 об/мин, а схемы, показанной на рис.2, на ЭД 2,2 кВт 3000 об/мин.

При этом опытным путем установлено, что подобрать значения R и С фазовращающей цепочки, соответствующие оптимальному углу, можно предварительно. Для этого нужно последовательно с ключом (симистором) соединить лампу накаливания 60 Вт и включить их в сеть ~220 В. Изменяя величину R, надо установить напряжение на лампе 170 В (для схемы рис.1) и 100 В (для схемы рис.2). Эти напряжения замерялись стрелочным прибором магнитоэлектрической системы, хотя форма напряжения на нагрузке не синусоидальная.

Необходимо отметить, что добиться оптимальных углов сдвига токов можно при различных сочетаниях значений R и С фазосдвигающей цепочки, т.е. изменив номинал емкости конденсатора, придется подобрать и соответствующее ему значение сопротивления.

Детали:

Эксперименты проводились с симисторами ТС-2-10 и ТС-2-25 без радиаторов. В этой схеме они работали очень хорошо. Можно применить и другие симисторы с двухполярным управлением на соответствующие рабочие токи и класса напряжения не ниже 7. При использовании импортных симисторов в пластмассовом корпусе их следует установить на радиаторы.

Симметричный динистор DB3 можно заменить отечественным КР1125. У него немного меньше напряжение переключения. Возможно, это и лучше, но этот динистор очень сложно найти в продаже.

Конденсаторы «С» любые неполярные, рассчитанные на рабочее напряжение не менее 50 В (лучше — 100 В). Можно применить также два полярных конденсатора, включенных последовательно-встречно (в схеме рис.2 их номинал должен быть 3,3 мкФ каждый).

Принципиальная схема еще одного устройства запуска электродвигателя:

Устройство работает следующим образом:

при максимальном сопротивлении на R7 ключ закрыт и сдвиг фаз наибольший, соответственно пусковой момент максимальный. По мере выхода электродвигателя на максимальные обороты сопротивление устанавливают такое, чтобы сдвиг фаз был оптимальным для работы электродвигателя. Тиристорный ключ позволяет отказаться от пусковых и рабочих конденсаторов, а это при мощности электродвигателя от 2 кВт и выше даёт огромные преимущества.

Все резисторы типа МЛТ

VT1, VT2 – любые из этой серии

Д231 и КУ 202 любые на ток 10А и напряжение 300 вольт

Всю схему можно собрать на печатной плате. В моём случае мощность электродвигателя была 600 Вт, поэтому тиристоры не стал устанавливать на радиаторы (нагрева вообще не было).

Моя изменения при которых схема стабильно заработала:

Транзисторы VT1 и VT2 заменил на BC547 и BC557 соответственно. R6 — 22 кОм, R3 — 10 кОм, R4 — 22 кОм, R2 — 47 кОм, R1 — 56 кОм, R7 — 20 кОм. VD3, VD4 — 1N4007, VD1, VD2 — Д233ВП, VD5 — Д814Д.

Печатная плата здесь.

Литература:

1. // Сигнал. — 1999. — №4.

2. С.П. Фурсов Использование трехфазных электродвигателей в быту — Кишинев: Картямолдовенскэ, 1976.

0

Нравится схема? Поделитесь с другом.

Выбор схемы подключения

Обмотки одного и того же двигателя можно соединить либо звездой, либо треугольником. Выбирать схему соединения нужно по нагрузке. Если трехфазный мотор в однофазной сети будет приводить в движение какой-либо маломощный механизм, то можно выбрать схему соединения «звезда». При этом рабочий ток будет невелик, но габариты и цена конденсаторной батареи значительно снизятся.

В случае большой нагрузки при работе или в момент пуска, обмотки двигателя обязательно должны быть включены по схеме «треугольник». Это обеспечит достаточный ток для длительной работы. К недостаткам следует отнести значительную цену и габариты конденсаторов.

Проверка и сборка

Далее делают сборку двигателя, наживив основные болты для «прозвонки» и проверки токов каждой фазы. С помощью токовых клещей проверяют токи обмоток каждой из фаз через нагрузку и автоматический выключатель. Они должны быть одинаковыми. Затем двигатель собирают, закручивая все болты и проверяя его на правильность вращения и работу в холостом режиме.

Если всё работает нормально, то механизм разбирают снова для покрытия обмоток статора лаком. Статор помещают в лак для пропитки обмоток и заполнения пустот. Затем его поднимают, давая стечь лаку, и сушат на открытом воздухе или в специальной сушилке. Для ускорения сушки применяют лампу накаливания мощностью 0,5-1 кВт, вставленную в статор и включённую в сеть.

После просушки двигателя производят его полную сборку, ещё раз проверяют сопротивление изоляции. Делают проверку двигателя на холостом ходу. Лучше для этой цели использовать понижающий трансформатор и автоматический выключатель (желательно УЗО). Только после проверки можно использовать двигатель на полном напряжении.

Правильно провести перемотку помогут следующие советы специалистов:

При проведении всех работ необходимо пользоваться исправным инструментом, а также заведомо исправными измерительными приборами и тестерами

Особое внимание нужно обратить на исправность защиты элементов питания , качество изоляции и влажность материалов, применяемых во время ремонта

Однофазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором должен иметь пусковую и рабочую обмотки. Их расчет производят так же, как расчет обмоток трехфазных асинхронных двигателей.

Число проводников в пазу рабочей обмотки (укладывается в 2/3 пазов статора) N р = (0.5 ÷ 0.7) x N x U с / U , где N — число проводников в пазу трехфазного электродвигателя; U с — напряжение однофазной сети, В; U — номинальное напряжение фазы трехфазного двигателя, В.

Меньшие значения коэффициента берутся для двигателей большей мощности (около 1 кВт) с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы.

Диаметр (мм) провода по меди рабочей обмотки, где d — диаметр провода по меди трехфазного двигателя, мм.

Пусковая обмотка укладывается в 1/3 пазов.

Наиболее распространены два варианта пусковых обмоток: с бифилярными катушками и с дополнительным внешним сопротивлением.

Обмотка с бифилярными катушками наматывается из двух параллельных проводников с разным направлением тока (индуктивное сопротивление рассеяния бифилярных обмоток близко к нулю).

Применение однофазных двигателей в быту

Кроме трехфазных моторов широкое распространение получили и однофазные асинхронные двигатели. Они повсюду применяются в мощных насосах, в стиральных машинах, в тепловых и вентиляционных системах, а также пользуются популярностью у частных предпринимателей, которые решили открыть собственную пилораму.

Такие двигатели включают в обычную сеть на 220 В. Внутри этих моторов находятся две обмотки – одна из них пусковая, а другая рабочая. При создании сдвига фаз между ними получается вращающееся магнитное поле – это основное условие для запуска этих двигателей. Сдвигают фазы, как и в случае с трехфазными моторами, путём добавления ёмкостей. Схема подключения однофазного двигателя очень похожа на схему с трехфазным мотором.

Расчёт конденсаторов производят по такой же формуле или учитывают, что на каждый киловатт мощности мотора нужно 75 мкФ ёмкости. Это для рабочего конденсатора, а для пускового — в три раза больше. Кроме того, конденсаторы должны выдерживать напряжение не менее 300 В. При малой мощности двигателя вполне обходятся одной рабочей ёмкостью.

Смотрите также

Комментарии 68

скорее всего ваш двигатель высоко оборотистый для этой схемы. бывают stroysvoy-dom.ru/trexfazn…j-seti-bez-kondensatorov/

Вот так у мня www.drive2.ru/b/1604719/ И токарник работает и бетономес, и компрессор.

проще простого от руки раскручиваеш и подаеш напряжение))))

я вообще сделал преобразователь из 4 кв мотора с кондёром а от него запускаю 3.4 кв на такарном станке и всё работает.

Без конденсатора не пускал, но поделюсь опытом по конденсаторам: Для пуска под нагрузкой нужен пусковой конденсатор, который в 2 раза больше чем рабочий. Т.к. конденсаторы дорогие, мы с ребятами схитрили, использовали в качестве пускового конденсатора электролиты! Время их работы пол секунды, за это время нагреться не успевают.

Вы двигатель на треугольник переключили? Надо режим выбрать по лучшему запуску. Это фазовый регулятор можно его проверить включив последовательно лампочку накаливания. Можете использовать другой фазовый регулятор или диммер, но надо проверить какой мощности можно подключать к нему индуктивную нагрузку.

двигатель уже в треугольнике

А вы если не секрет, для чего это двигатель хотите применить и почему на кондерах не хотите сделать сдвиг фаз?

Ну вот тебе расчет на каждые 100Вт нужно 7мкф это сколько нужно кондеров? Одним словом дох…

Вы с электронной схемой запуска теряете половину мощности двигателя. С кондерами все зависит от емкости конденсатора но тоже будет мощность меньше. От емкости конденсатора зависитпусковой момент двигателя потому и спрашивал для чего хотите применить двигатель. У меня на компрессоре в гараже стоит асинхронник на 1.5квт, и кондеров 80мкф хватает для его пуска вполне. Надо больше бери www.chipdip.ru/product0/9000239391/

Я бы тебе посоветовал обратиться по этому вопросу к этому товарисчу churekov

хорошо спрошу его

ус-во на схеме тупо регулирует ток в обмотке. А надо смещать фазу.

Регулятор этим и занимается он сдвигает вектор

я вижу тут фазо-импульсный «диммер», который регулирует мощность. в обмотке.

не, теоретически, это работать может, т.к. фазоимпульсный «диммер» именно по такому принципу работает: регулируемая задержка подачи тока относительно начала полупериода

но я всё-таки склоняюсь к тому, что это — «удаление гланд через задницу»

Я С тобой тут соглашусь с гландами

Для запуска 3х фазника необходим сдвиг фаз в данной схеме не понятно каким образом это достигается. Так — как при включении через кондеры ток опережает напругу на 90 град и создается крутящий момент

Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором

Подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть несложно и с этим справится даже электромонтер-любитель. Если возникают затруднения, следует обратиться к друзьям или знакомым. Рядом всегда найдется грамотный электрик.

Обмотки трехфазных двигателей с рабочим напряжением 380 на 220 для работы в сети на триста восемьдесят вольт соединены по схеме звезда. Это значит, что концы обмоток соединены между собой, а начала подсоединяются в сеть. Для возможности работы электродвигателя в однофазной сети 220 вольт необходимо для начала его обмотки переключить на схему треугольник. Т.е. конец первой соединить с началом второй, конец второй с началом третьей и конец третьей с началом первой.

Эти соединения и будут выводами двигателя для подключения к электропитанию. Два вывода необходимо через двухполюсной выключатель подсоединить к нулю и фазе сети в 220 вольт. Третий вывод через рабочие конденсаторы, соединить с каким либо из первых двух выводов из двигателя. Можно пробовать запускать.

Если запуск прошел успешно, двигатель работает с приемлемой мощностью и не сильно греется, то можно ничего не менять. Получилась работоспособная схема только с рабочими конденсаторами.

В случае запуска под нагрузкой или просто тяжелого пуска двигателя, он может раскручиваться долго и не достигать приемлемой мощности. Тогда потребуется включить в схему еще и пусковую емкость. Пусковые конденсаторы выбираются того же типа, что и рабочие. Одинаковой или в два раза превышающей ёмкость рабочих. И подключаются параллельно им. Используются только для пуска электродвигателя.

Очень удобно для такого пуска использовать своеобразный выключатель серии АП

Важно чтобы он был в исполнении с блок контактами. В нем при нажатии кнопки Пуск пара контактов остается замкнутыми до нажатия на кнопку Стоп

К ним подключают выводы двигателя и электросеть. Третий контакт замкнут только во время удержания кнопки Пуск, через него и подсоединяется пусковой конденсатор. Выключатели такого типа, только без предохранительной аппаратуры часто устанавливали на старые советские центрифуговые стиральные машинки.

Подключаем 3-х фазный электродвигатель без конденсаторов от 220В

Подключаем 3-х фазный электродвигатель без конденсаторов от 220В

Довольно часто в быту приходится использовать трехфазные электродвигатели для своих самоделок (наждаки, циркулярные пилы и т.п.) в однофазной сети 220 вольт. Как правило, для запуска трёхфазника в домашней сети применяют давно известный способ — одну из обмоток подключают через фазосдвигающий конденсатор. Но у этого решения есть серьёзный недостаток.

Во-первых, огромные размеры бумажных конденсаторов (особенно если используются пусковые ёмкости) иногда сопоставимы с размером самого электродвигателя. Во-вторых, в настоящее время достать такие конденсаторы непросто. А можно ли использовать трёхфазный электродвигатель в однофазной сети вообще без конденсаторов? Оказывается можно! Хочу поделиться найденной и проверенной на практике альтернативной заменой конденсаторов тиристорным ключом. Используя тиристорный ключ, можно запустить трёхфазный электродвигатель без использования конденсаторов. Схема ключа проста и не требует настройки. Готовый и помещённый в подходящий корпус тиристорный ключ занимает место не более пачки сигарет.

Принципиальная схема устройства:

Устройство работает следующим образом: при максимальном сопротивлении на R7 ключ закрыт и сдвиг фаз наибольший, соответственно пусковой момент максимальный. По мере выхода электродвигателя на максимальные обороты сопротивление устанавливают такое, чтобы сдвиг фаз был оптимальным для работы электродвигателя. Тиристорный ключ позволяет отказаться от пусковых и рабочих конденсаторов, а это при мощности электродвигателя от 2 кВт и выше даёт огромные преимущества. Все резисторы типа МЛТ VT1, VT2 – любые из этой серии Д231 и КУ 202 любые на ток 10А и напряжение 300 вольт Всю схему можно собрать на печатной плате. В моём случае мощность электродвигателя была 600 Вт, поэтому тиристоры не стал устанавливать на радиаторы (нагрева вообще не было).

Моя изменения при которых схема стабильно заработала: Транзисторы VT1 и VT2 заменил на BC547 и BC557 соответственно. R6 — 22 кОм, R3 — 10 кОм, R4 — 22 кОм, R2 — 47 кОм, R1 — 56 кОм, R7 — 20 кОм. VD3, VD4 — 1N4007, VD1, VD2 — Д233ВП, VD5 — Д814Д.

Печатная плата:

Схема была испытана на двигателе мощностью 3 кВт.

21.08.2013

Смотрите также:

• Способы включения трехфазных двигателей в однофазную сеть
• Шир И. — Сами устанавливаем электрооборудование (2007)
• Простой детектор проводки своими руками на основе мультиметра
• Кашкаров А.П. — Автономное электроснабжение частного дома своими руками (2015)
• Устройство защитного отключения (УЗО): Теории и практика использования

Для чего нужен конденсатор

Наиболее распространены и применяются в станках трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Их подключение к однофазной сети мы и будем рассматривать. При включении двигателя в трехфазную сеть по трем обмоткам, в разный момент времени протекает переменный ток. Этот ток создает вращающееся магнитное поле, которое начинает вращать ротор двигателя.

При подключении двигателя к однофазной сети, ток по обмоткам течет, но вращающегося магнитного поля нет, ротор не крутится. Выход из этой ситуации был найден. Самым простым и действенным способом оказалось параллельное подключение конденсатора к одной из обмоток двигателя. Конденсатор, импульсно получая и отдавая энергию создает смещение фазы, в обмотках двигателя получается вращающееся магнитное поле и он работает. Емкость постоянно находится под напряжением и называется рабочим конденсатором.

Трехфазный двигатель в однофазной сети без конденсаторов: схема и описание подключения

Трёхфазный асинхронный двигатель можно запускать в однофазной сети, без подключения конденсаторов, а с использованием самодельного пускового электронного устройства. Схема его очень проста: на двух тиристорах, с тиристорными ключами и транзисторным управлением.

Преимущество предлагаемого пускового устройства в том, что значительно уменьшается потеря мощности двигателя. При пуске трехфазного двигателя 220 В помощью конденсатора, потеря мощности составляет минимум 30%, а может достигать 50%. Использование этого пускового устройства снижает потерю мощности до 3%, максимум составит 5%.

Схема пускового устройства для трёхфазного двигателя.

В схеме можно использовать любые тиристоры, ток которых не менее 10 А. Диоды 231, также 10-амперные. Примечание: у автора в схеме установлены диоды 233, что не имеет значения (только они идут по напряжению 500 В) −поставить можно любые диоды, которые имеют ток 10 А и удерживают более 250 В. Устройство компактно. Автор схемы собрал резисторы просто наборами, чтобы не тратить время на подборку резисторов по номиналу. Теплоотвод не требуется. Установлен конденсатор, стабилитрон, два диода 105. Схема получилась очень простая и эффективная в работе.

Пусковое устройство подключается к двигателю вместо конденсатора.

Подключенный к устройству резистор, позволяет регулировать обороты двигателя. Устройство также можно включить на реверс.

С данным пусковым устройством двигатель запускается мгновенно и работает без каких-либо проблем. Такую схему можно использовать практически на любом двигателе мощностью до 3 кВт.

В итоге при подключении двигатель стартует на своей максимальной мощности и практически без ее потери в отличие от стандартной схемы с использованием конденсатора.

Работа этого пускового устройства показана в этом видео:

Популярные самоделки на нашем сайте

• Отрезной станок по металлу своими руками: подробное…
• Ветрогенератор своими руками: фото и описание изготовления
• Стельки с подогревом своими руками (20 фото + описание)
• Печка щепочница складная: чертежи, схема сборки
• Профилегиб своими руками: фото и описание самоделки
• Самокат с мотором своими руками: фото, описание
• Печь длительного горения своими руками: фото и…
• Кран гусь своими руками: чертежи, фото и описание
• Заточной станок своими руками: фото и описание
• Самодельная печь из полена: 17 фото и описание
• Мотоблок на газу: подробное описание установки газа…
• Самодельный компрессор из холодильника: схема, описание

Стандартное подключение

Все трехфазные асинхронные двигатели подсоединяют в сеть на 380 В. При этом они выдают максимальную мощность и наибольшие обороты. Но не у каждого хозяина есть возможность провести к себе на участок все три фазы. Это связано с финансовыми затратами по установке специальных счётчиков и различных щитов учёта электроэнергии. К тому же само оформление документов занимает довольно много времени.

По стандартной схеме, чтобы подключить трехфазный двигатель к 380 В, производят соединение трёх фаз со штатными клеммами мотора через пускатели, с помощью которых осуществляется запуск. В распределительной коробке двигателя обычно свободны три контакта, к которым и цепляют три фазы. Совершенно нет никакой разницы, какую фазу подсоединить к конкретному проводу. Правда, есть один нюанс – при смене проводов подключения, не трогая третий провод, получают вращение электродвигателя в другую сторону, что иногда необходимо в хозяйственной деятельности.

Соединение обмоток

Схемы соединения обмоток в двигателе только две – «звезда» или «треугольник». И оттого, как они соединены, зависят рабочие характеристики мотора. При любом соединении мощность не теряется. Зато при чрезмерной нагрузке двигатели со «звездой» медленнее скидывают свои обороты, чем их собратья с «треугольником». Отсюда делают вывод, что моторы со «звездой» требуют меньше пускового тока и, следовательно, менее нагружают электросеть при запуске.

Двигатели с соединением обмоток по «треугольнику» выдают свою мощность до конца даже при большой нагрузке, совершенно не теряя оборотов. Зато потом резко останавливаются, и для их следующего запуска требуется огромный пусковой ток, что чрезмерно перегружает электрическую сеть.

В промышленности используют обе схемы соединения. Двигатели со «звездой» применяют там, где требуется их систематическое включение и выключение, например, на каких-либо линиях производства, переработки, сборки и так далее. Моторы, у которых обмотки соединены по «треугольнику», нужны для работы на постоянных режимах нагрузки, например, выгрузной конвейер из шахты и другое.

В личных подсобных хозяйствах чаще всего используют двигатели, у которых соединение обмоток сделано по принципу «звезда». По такой схеме двигатели легко запускаются, а это не нагружает электрическую сеть частного дома.

Быстрое подключение асинхронного двигателя на 220 без конденсатора

Содержание

• 1 Варианты подключения обмоток двигателя
• 2 Запуск мотора 
• 3 Теория В. Голика 
• 4 Схемы, разработанные В. Бурлако 
  • 4.1 Способ 1 – старт мотора ключем симистора
  • 4.2 Запуск мотора с высокими пусковыми моментами
• 5 Тиристорный преобразователь
  • 5.1 Логическая интерпретация
  • 5.2 Силовая часть 
• 6 Общая характеристика 
• 7 Вывод 

В статье мы расскажем об асинхронных двигателях, а именно об их подключении к сети на 220 вольт без применения конденсатора. Вопрос довольно актуальный сегодня, ведь обеспечение энергоэффективности в современных системах выходит на первый план.  

Схема управления асинхронным двигателем

Электродвигатель асинхронного типа представляет собой устройство, работающее от переменного тока, в котором напряжение находится в роторе. Основное назначение роторного тока – создание момента вращения посредством электромагнитной индукции, которая идет из магнитного поля статорной обмотки. 

Устройства данного типа бывают двух видов: одно- и трехфазные. В первом случае силовой агрегат питается от источника электроэнергии с одной фазой. Приборы представляют собой маломощные агрегаты, используемые в домашних или офисных условиях, где подача однофазного электропитания осуществляется от электросети и ее полюсов. 

Трехфазные же модификации работают, соответственно от источников питания, обладающих тремя фазами. Мотор работает в различных конфигурациях: дельта или звездообразной, исходя из требований приложения. Устройства отличаются высокой мощностью, свое применение находят в промышленной отрасли.  

Варианты подключения обмоток двигателя

Доступны всего два варианта подключения обмоток асинхронных электрических моторов:

• по «звездной» схеме.
• по варианту «треугольник».

В последнем случае подсоединения используются устройства, которые характеризует большую мощность, отдаваемую приводом. Однако при запуске силового агрегата продуцируется высокий уровень пускового тока, что представляет опасность для любого бытового прибора. Если подключать по схеме «звезда», можно добиться наиболее плавного пуска двигателя, т. К. Ток небольшой. Вы не можете получить от привода большой мощности. 

Подключение асинхронного двигателя теругольник и звезда

Схема соединения электродвигателя мощность в 380В к сети 220В, организованная «треугольником», обеспечивает максимальный показатель рабочей мощности. Когда же показатель питания – 380 вольт, тогда катушки подключаются типом «звезда». Это особенно важно, ведь при высоких напряжениях при старте, пусковой ток также увеличивается. 

Это может повредить электропривод. При нехватке мощности можно запустить двигатель с подключенными катушками первым способом, а после перехода в рабочий режим произвести коммутацию и включить обмотки способом «треугольник».

Модели асинхронного типа имеют простую конструкцию, массово используются в разнотипных приложениях. Не стоит обходить стороной их невысокую стоимость, которая в некоторой степени и определяет распространение компонентов. Они присоединяются к обыкновенным сетям на 220 воль (однофазные), но, что делать, если есть необходимость в расширении мощностного потенциала? Выход простой – подпитать трехфазный силовой агрегат к однофазной сети. При этом нет необходимости использовать конденсаторные детали. Реализовано сразу несколько схем по созданию такого подключения, и каждая из них заслуживает внимания. Рассмотрим же детально каждую из них и определим сильные стороны и выгоды от реализации.

Подключение звезда

Запуск мотора 

Как вы уже поняли, запуск двигателя будет осуществляться без применения конденсатора. Чтобы осуществить подключение по этому методу, достаточно иметь самый типичный асинхронный двигатель. Авторы научных книг, среди которых есть В. Голик, указывают на то, что номинальные обороты моторного ротора должны быть на уровне 1500 об. /мин, а не 3000. Связывают это с особенностями статорных обмоток.  

Мощность силовых агрегатов ограничивается электрическими параметрами диодов силового типа и тиристоров, которые составляют 10 ампер, при этом показатель обратного напряжения превышает 300 вольт. 3 обмотки статора нужно присоединять, применяя треугольное подсоединение. Выводы же группируются на колодке клемм, при помощи упорядоченных перемычек. 

Напряжение в 220В подается через автоматический защитный выключатель автоматического действия. Подключение проводится параллельно одной из обмоток, определим ее как «А». Остальные две («В» и «С») последовательно соединяются друг с другом и параллельно с «А». К выходам одной части, например, «С», устанавливается электронный блок, определим его «К». 

Рассмотрим ситуацию, при которой контакт блока всегда разомкнут и напряжение бесперебойно подается. При ней по вышеописанным цепям «А», «В» и «С» будут протекать токи типов Ia и Ib+c. Резистивно – индуктивные уровни сопротивления на всех статорных обмотках одинаковые. Эта особенность обусловливает превышение тока вдвое на цепочке «А», по сравнению с направлением Ib+c. По фазе будет наблюдаться совпадение цепей.

Каждый ток по отдельности создает возле себя намагниченные потоки, которые не приводят в движение роторный элемент. Для обеспечения работы мотора, нужно провести сдвиг по углу двух магнитных потоков или же между собой двух токов. Именно для этой задачи в схеме реализован электронный блок (ключ). Конструкция компонента позволяет ему кратковременно замыкаться и размыкаться, проводя шунтирование второй обмотки «В». 

Пример маркировки электродвигателя

Для запуска ключа выбирается временной промежуток, при котором синусоида тока имеет наивысшее амплитудный показатель. Сила тока в третьей катушке «С» минимальная, что обусловливается наличием индуктивного сопротивления.  

При проведении закорачивания сопротивления «В» в общей цепочке с «С», создается бросок тока, при помощи замкнутого контакта по виткам третьей обмотки. Сам контакт довольно быстро взрастает, после чего уменьшается под воздействием спада амплитуды напряжения, который плавно стремится к нулю.   

Также в системе образуется так называемый временной сдвиг, который маркируется ϕ. Благодаря образованному углу сдвигания, генерируется единый сильный намагниченный поток, который и приводит ротор в движение. 

Подача тока в третьей катушке «С» при функционировании ключа отличается от формы напряжения, реализованной в гармоничной синусоиде. Несмотря на это, она никак не влияет на генерирование момента вращений на вале мотора. Когда осуществляется переход полуволны от синусоиды в сферу «минусовых» показателей, ситуация повторяется, а сам силовой агрегат раскручивается дальше, чем до этого. 

Теория В. Голика 

В основе такой реализации лежит запуск мотора с использованием имеющейся элементной базы. В состав силовой части электрического ключа, с помощью которого осуществляется коммутация, входят такие мощные элементы:

• два диода: VD 1 и 2;
• тиристоры: VS 1 и 2. 

 Все эти детали подключены с применением схемы обыкновенного моста.

Но, в данной схеме эти элементы реализуют другую функцию – проводят шунтирование обмотки подсоединенного мотора посредством своих «плеч» из одного диода и транзистора. Осуществляется это сразу после достижения агрегатом амплитудных параметров от синусоиды, представленной на схеме. Благодаря такому подключению создается электронный блок двунаправленного срабатывания, который в процессе работы реагирует на волны гармоник. Они бывают двух типов:

• положительные;
• отрицательные. 

С помощью диодов VD 3 и 4 реализуется напряжение импульса с двумя полупериодами. Сигнал этот поступает напрямую на цепи управления. Ограничивается он и далее стабилизируется при помощи резисторного элемента R1 и стабилизатора VD5.

Сигналы, нацеленные на открывание тиристоров электрического ключа, исходят от транзисторов с 2 полюсами, на рисунке они маркируются как VT 1 и 2. Резистор переменного действия R7, рассчитанный на 10 кОм, выполняет важную функцию регулирования момента открывания тиристора.  

В ситуациях, когда его регулятор находится в начальномм положении сопротивления, электрический блок активируется даже при самом малом напряжении амплитуды, которая имеет место в обмотке «В». 

Наличие наивысшего ввода резисторного сопротивления R7 позволяет отключать ключ. Старт схемы проводится, когда положение ползунка вышеуказанного резистора соответствует показателю самого высокого сдвига токовых фаз между катушками.  

Электронный ключ на симисторе

Старт системы реализуется достаточно просто – необходимо перевести ползунок R7 в положение, полностью соответствующее наибольшему фазовому сдвигу токов между катушками. Далее происходит сдвигание регулятора, тем самым определяя самый устойчивый рабочий режим, напрямую зависящий от уровня приложенной нагрузки и мощности электродвигателя. Силовые агрегаты с разными показателями номиналов взаимозаменяемые, широко представленные на отечественном рынке. 

Силовые компоненты системы, реализованные с целью дальнейшей работы с моторами малых мощностей, могут конструироваться без охладительных радиаторов в конструкции.

Когда же распределители функционируют на максимальных ресурсах, использование теплоотвода является обязательным. 

Электрические блоки применяются под напряжением сети 220В . Отдельные компоненты необходимо тщательно заизолировать, тем самым защитив от случайных касаний. Соблюдение мер безопасности – еще один немаловажный аспект при реализации подключения, который обязательно необходимо соблюдать.  

Схемы, разработанные В. Бурлако 

Данная методология также является одной из активно применяемых, что обусловливается особенностями реализации. Несмотря на то, что общие принципы регулирования такие же, как те, которые предложил В. Голик, схемы все-таки являются разными. 

Способ 1 – старт мотора ключем симистора

По своей сути, метод является усовершенствованной реализацией метода, представленного Голиком. Здесь мы имеем существенно упрощенную схему подключения трехфазного электрического двигателя. 

Пример диаграммы работы тиристоров

К особенностям нового способа относят:

• использование единого симистора VS1 от TC-2-10, вместо привычных двух тиристорных компонентов и силового блока. Деталь также отвечает за шунтирование другой обмотки «В», в то момент, когда достигается требуемый показатель напряжения. При этом, ток цепочки должен быть на минимуме;
• создание сдвига фаз для токов во всех параллельных обмотках. Показатель общий с предыдущей схемой и находится в диапазоне 51 – 80 градусов, которых с лихвой хватает на обеспечение вращений ротора;
• применение ключа, который отвечает за работу симистора VS1. Он устанавливается на динистор симметричного типа с маркировкой VS2, для каждого отдельного периода гармоник напряжений. Ключ получает командные сигналы от цепочки сдвигания фаз, которая включает резистивно-емкостные компоненты;
• сдвиг фазы посредством конденсатора «С» усиливается общим сопротивлением компонентов R1 R2. Вспомогательный резистор R2 на 68 килоом выполняет функции компонента R7 из вышеописанной схемы, обеспечивая регулирование времени зарядки конденсатора, и, как следствие – момент запуска VS2, а уже с его помощь – VS1.  

Автор также предоставляет свои рекомендации по сборке и настройке созданной схемы. Она разрабатывалась для использования с двигателями, ресурс которых позволяет раскручивать ротор до 1500 об/мин. Электрическая мощность при этом – 0,5 – 2,2 киловатта. 

Если же электронные ключи применяются на машинах с высокими показателями рабочей мощности, нужно обязательно обеспечить теплоотвод. Реализуется он с применением VS1 симистора. При проведении настройки необходимо смотреть на оптимальное состояние подгонки угла сдвижения фаз для токов между компонентами обмотки. Это обеспечит двигателю тихую слаженную работу, без вибраций, шумов и др. С такой целью можно менять номиналы у компонентов цепи фазосдвигания. 

Симисторы можно использовать самые разные, главное, чтобы они полностью отвечали характеристикам электромеханики. Например, импортный элемент DB3 взаимозаменяем с динистором отечественного производства КР1125. 

Запуск мотора с высокими пусковыми моментами

Здесь, как и в других схемах не применяется конденсатор. Методика является отличным вариантом для регулирования работы электродвигателей, которые были собраны для обеспечения моментов вращений в 3000 за минуту. Это обусловливает в схеме одну особенность – изменения системы подключения катушек на звездообразную. Ранее применялась треугольная схема. В процессе генерируется крутящий момент на порядок выше, обеспечивающий быстрый запуск ротора. 

В чем же отличия этой схемы от предыдущей? Первое, что стоит указать – это наличие вспомогательного электрического ключа (блока), который соединяется с обмоткой «А», тем самым создавая дополнительный фазовый сдвиг тока. Он играет важную роль при эксплуатации в сложных производственных условиях. При этом алгоритм настройки аналогичен предыдущему.  

Тиристорный преобразователь

  Данная разработка дает возможность с высокой эффективностью сохранять параметры мощности моторов, при подключении в электросеть с одной фазой. Разработка принадлежит В. Соломыкову. 

Тиристорный преобразователь автор В Соломыкова

Решение лежит в основе всех современных ПЧ, хотя разработана с учетом более ранней, проверенной базы.  

С помощью тиристорного преобразователя, получается конструировать такие формы напряжений, которые будут максимально приближенные к идеальным для каждой фазы. Будут иметь место также гармоники синусоид, которые отлично сочетаются с асинхронными электрическими двигателями. 

Подача энергии от 1-фазной электросети на 220В осуществляется с помощью защиты – автоматического разъединителя SF1 и моста диодов, имеющего в основе Д233В. На выходе силовые цепи получаются, благодаря работе ключей тиристоров VS1-6. 

Сдвиг токовых фаз для источника питания каждой катушки мотора собственным напряжением обусловливается функционированием 2 основных микросхем:

• DD1 – для К176ЛЕ54
• DD2 – для R176 ИР2.

Платы дают возможность формировать такты сдвигов напряжений от сигналов во всех регистрах, а их комбинации подаются на порты для регулирования работы тиристоров VS1 – 6, посредством самостоятельных транзисторов VT 1 – 6, по диаграмме, которая была ранее спланирована.

 

Логическая интерпретация

Схема типа К176ИР2 генерирует сразу 2 раздельных регистра сдвига на 4 разряда. Они в свою очередь обладают четырьмя выходами Q от каждого из триггеров. Каждый «пускатель» относится к типу D и является двухступенчатым. 

Микросхема К176ИР2

Введение ведомостей в регистр осуществляется также через порт D. Реализован и вход для подачи команд, тактового типа С. Они идут через порты D от начального триггера, далее сдвигаются по ходу движения на 1 такт. 

Сброс выходных данных из регистра Q осуществляется, когда на вход R поступает напряжения из логического уровня. Такое обнуление еще называют асинхронным сбросом. 

Силовая часть 

Схема также обладает и силовой частью, которая имеет свои принципы и особенности наладки и дальнейшего управления. Итак, когда напряжение подается на схему, то происходит обнуление регистра сдвига платы DD2. Это в свою очередь способствует завершению заряда емкостей С2 далее по цепи через элемент R5. Когда происходит заряд, мгновенно срабатывает  DD1.1 – являющийся, по сути, логическим компонентом. Он и «разрешает» сдвиг импульса для дальнейшего регистра DD2. 

Пример схемы К175ЛЕ5

Когда же осуществляется переход регистра в логическое положение 1, тогда проводится подача сигнала на основу его биполярного транзистора – VT 1 – 6. Он открывается и посылает сигнал на свой тиристор, а именно – на его электрод управления. 

В результате мы получим трехфазное напряжение, которое возникнет между силовыми клеммами на выходе. Оно является достаточно близким к синусоидальной форме, при этом, сдвинутым векторно между собой на максимальный угол 120 градусов. 

  Силовой агрегат асинхронного типа, который регулируется согласно этой схеме, способен развивать самую высокую мощность, среди всех описанных вариантов. Частота, с которой осуществляется коммутация, подбирается экспериментальным способом, при проведении настройки за счет подбора емкостных номиналов: С 4, 5 или 6. Их уровни определяются мощностью самого двигателя.   

  Конденсаторная мощность рассчитывается по такой формуле:

С = 0,01Р (Вт) / n*1/30n (мкФ)

Когда имеет место номинальная частота оборотов ротора, тогда показатель n определяют как 1. R3 и R4, которые являются резисторами, после наладки убирают, а на место последнего монтируют конденсатор, емкость которого – 0,68 микрофарад.  Далее, что делают – припаивают резистор регулировки, рассчитанный на 15 кОм. Устанавливают его к местам А и В. Здесь элемент выполняет основную функцию – максимально точно выставляет частоты оборотов роторных деталей двигателя.  

Общая характеристика 

В инверторе входящая однофазная сеть выпрямляется до постоянного тока, а затем «прерывается» до трехфазного переменного тока, который подается на трехфазный двигатель. Преимущество инвертора или частотно-регулируемого привода состоит в том, что оператор имеет возможность управлять скоростью работы двигателя. Ему в этом помогает огромное количество пользовательских настроек, которые позволяют выбирать выбранное изменение скорости, а также обнаружение и защиту от перегрузок силового агрегата. Также можно осуществлять регулирование компенсации скорости и момента вращения. Хотя, стоит отметить, что данный метод далеко не всегда является лучшим решением.  

Пример безконденсаторного запуска 3фазного двигателя от й фазной сети

Частотный преобразователь помогает создавать дополнительные фазы при помощи конденсаторов, которые подключаются между фазой и «нейтралью» первой фазы к обмотке мотора. Если это реализуется с нагрузочным двигателем, тогда преобразователь статический. Для них требуется минимальная нагрузка для генерации разумного псевдотрехфазного тока, и часто необходимо иметь номинальную мощность, превышающую максимальную нагрузку, чтобы обеспечить хорошую производительность двигателя.

Но, в статье мы рассмотрели 4 ключевые схемы реализации подключения без использования конденсатора, которые получили более широкое распространение в деятельности. 

Вывод 

Схемы, представленные в сегодняшней статье, включают только необходимые компоненты, ничего лишнего. Их с легкостью можно собрать своими руками, обладая минимальными знаниями в области электрики. 

Можно также начать реализовывать более сложные методики, например, по подключению трехфазного мотора к однофазным сетям питания, но с использованием современного электронного инструментария. Решение более сложное, поэтому требует профессиональных навыков и знаний в электромеханике. 

Какую именно схему применять для своего оборудования – каждый пользователь решает самостоятельно. Произвести старт асинхронного трехфазного электродвигателя без мощностных потерь, можно, применяя преобразователь частоты промышленного назначения.

 

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

Как выбрать конденсаторы для подключения однофазного и трехфазного электродвигателя к сети 220 В

Часто бывает, особенно в быту, что асинхронный электродвигатель необходимо подключить к стандартной однофазной сети переменного тока с рабочее напряжение 220 вольт. И двигатель трехфазный! Эта задача типична, когда нам нужно установить наждак или сверлильный станок, например, в гараже.

Чтобы все правильно устроить, используют так называемые пусковые и рабочие (фазосдвигающие) конденсаторы. Вообще конденсаторы бывают разных типов, разной емкости, и прежде чем приступить к построению схемы, необходимо выбрать конденсаторы соответствующего типа, номинального напряжения и правильно рассчитать их требуемую емкость.

Всем известно, что электрический конденсатор представляет собой две проводящие пластины, разделенные диэлектриком, и служит для накопления, временного хранения и передачи электрического заряда, то есть электрической энергии.

Конденсаторы бывают двух типов: полярные и неполярные. Неполярные можно использовать в цепях переменного тока, полярные — нет. Если полярный конденсатор включить в цепь переменного тока, то очень скоро произойдет короткое замыкание в диэлектрическом слое, и конденсатор выйдет из строя. Неполярные одинаково эффективно реагируют на напряжение любой полярности, подаваемое на его обкладки, а также на переменное напряжение.

Итак, выбирая рабочий конденсатор для трехфазного двигателя, необходимо учитывать несколько основных параметров рабочей цепи переменного тока. Приведенная ниже формула расчета емкости рабочего конденсатора в микрофарадах, при частоте тока в сети 50 Гц, выглядит так:

Здесь, в зависимости от схемы соединения обмоток статора двигателя («звезда» или «треугольник»), коэффициент в начале формулы примет значение 4800 для «треугольника» или 2800 для «звезды» ». I — номинальное значение эффективного тока статора подключенного двигателя.

Номинальный ток I указывается на заводской табличке (информационной табличке) на корпусе двигателя или, если табличка затерта, измеряется токоизмерительными клещами в одной из фаз при нормальном трехфазном питании двигателя. U — действующее (действующее значение) переменное напряжение сети, к которой будет подключен двигатель с конденсатором, например 220 вольт.

Существует и более простой подход к выбору емкости рабочего конденсатора — на каждые 100 Вт мощности двигателя при соединении звездой берется 7 мкФ емкости конденсатора. Если соединение треугольником, то емкость на 100 Вт будет 12 мкФ.

При выборе емкости конденсатора очень важно не превышать расчетную, иначе ток через обмотку статора превысит номинал, двигатель перегреется и вообще может быстро сгореть.

При пуске двигателя под нагрузкой, а это часто бывает, так как наждачный круг или буровой инструмент имеют значительную массу, пусковой ток должен быть больше номинального тока.

Для этого параллельно рабочему подключается дополнительный пусковой конденсатор на время пуска. Этот конденсатор нужен только на несколько секунд, пока двигатель не наберет номинальные обороты. После этого пусковой конденсатор отключается и в цепи остается только рабочий фазосдвигающий конденсатор.

Емкость пускового конденсатора выбирается в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора. Причем номинальное напряжение этого конденсатора должно быть по возможности не менее чем в 1,5 раза больше сетевого напряжения питания. Иногда для получения требуемой пусковой емкости и запаса по напряжению применяют даже последовательно включенные конденсаторы.

Если двигатель не трехфазный, а однофазный, то он может иметь пусковую обмотку, служащую для создания крутящего момента в секундах пуска. Также должен быть фазосдвигающий конденсатор. А вот однофазные двигатели могут работать в различных режимах.

Если пусковой конденсатор и пусковая обмотка питаются только при пуске, то на 1 киловатт мощности двигателя берите 70 мкФ. Если рабочий конденсатор вместе с дополнительной обмоткой все время питать, то брать около 30 мкФ на киловатт.

Если пусковой конденсатор подключен в момент пуска, а рабочий конденсатор продолжает подключаться в процессе работы оборудования, то, как правило, значение суммарной емкости пускового и рабочего конденсаторов выбирают из соотношения 1 мкФ на 100 Вт мощности.

Информация в этой статье поможет вам рассчитать емкость рабочего и пускового конденсаторов. Пусковой конденсатор удобно приспособить так, чтобы он подключался и отключался специально запускаемой кнопкой без фиксации. Однако, если после точных расчетов и подключения конденсатора двигатель при работе начинает сильно греться, емкость рабочего конденсатора следует уменьшить.