Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Трехфазный двигатель в однофазной сети

Трехфазный двигатель в однофазной сети

Двигатели с тремя фазами необходимы для различных самоделок: циркулярок, деревообрабатывающих, заточных и сверлильных станков. Проблемы с ним могут возникнуть, если сеть однофазная. В таком случае, существует несколько способов подключения двигателя к сети.

Способ 1. Подключение третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор

Среди различных способов запуска трехфазных двигателей в однофазных сетях, самый простой и эффективный — с подключением третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Учитывая, что конденсатор сдвигает фазу третьей обмотки на 90°С, а между первой и второй фазами сдвиг незначителен, электромотор теряет мощность примерно на 40…50% при включении обмоток по схеме треугольника.

Чтобы электромотор с конденсаторным пуском работал нормально, емкость конденсатора должна меняться в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить трудно, двигателем обычно управляют двухступенчато: сначала включают с пусковым конденсатором (ввиду больших пусковых токов), а после разгона его отсоединяют, оставляя только рабочий (рис.1).

При нажатии па кнопку SB1 (можно использовать кнопку от стиральной машины — пускатель ПНВС-10 УХЛ2) электродвигатель М начинает разгоняться, а когда он наберет обороты, кнопку отпускают. SB1.2 размыкается, a SB1.1 и SB1.3 остаются замкнутыми. Их размыкают для остановки электродвигателя. Если SB 1.2 в кнопке не отходит, под него следует подложить шайбу так, чтобы он отходил. При соединении обмоток двигателя по схеме «треугольник» емкость рабочего конденсатора С2 определяется по формуле:

С2=4800 I/U
где I —ток, потребляемый мотором, А;
U — напряжение сети, В.
Ток, потребляемый электродвигателем, можно измерить амперметром или же рассчитать по формуле:

где Р — мощность двигателя, Вт;
U — напряжение сети, В;
n— КПД;
cosψ — коэффициент мощности. Емкость пускового конденсатора С1 выбирают в 2…2,5 раза больше рабочего при большой нагрузке на вал, а их допустимые напряжения должны превышать в 1,5 раза напряжение сети. Лучше всего применять конденсаторы марки МГБО, МБГП, МБГЧ с рабочим на­пряжением 500 В и выше. Пусковые конденсаторы необходимо зашунтировать резистором R1 сопротивлением 200…500 кОм, через который «стекает» оставшийся электрический заряд.

Реверсирование электромотора осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1 (рис. 1) типа ТВ1…4 и т.п.

При работе в режиме холостого хода по питаемой через конденсаторы обмотке протекает ток, па 20…40% превышающий поминальный. Поэтому если электромотор будет часто использоваться в недогруженном режиме или вхолостую, емкость конденсатора С2 следует уменьшить. Например, для включения двигателя мощностью 1,5 кВт можно использовать в качестве рабочего конденсатор емкостью 100 мкФ, пускового — 60 мкФ. Значения емкостей рабочих и пусковых конденсаторов в зависимости от мощности двигателя приведены в таблице.

Способ 2. Запуск двигателя с использованием оксидных конденсаторов

Если нет возможности приобрести бумажные конденсаторы, можно использовать оксидные (электролитические) в качестве пусковых» На рис.2 приведена схема замены бумажных конденсаторов на электролитические. Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1C1, а отрицательная — через VD2C2, поэтому электролиты можно использовать с меньшим допустимым напряжением, чем для обычных бумажных конденсаторов. Так, если для бумажных конденсаторов необходимо напряжение 400 В и выше, то для электролита достаточно 300…350 В, потому что он пропускает только одну полуволну переменного тока, и следовательно, к нему прикладывается лишь половина действующего напряжения, а для надежности он должен выдержать амплитудное напряжение однофазной сети, т.е. примерно 300 В. Их расчет аналогичен расчету бумажных.

Схема включения такого двигателя с помощью электролитических конденсаторов приведена на рис.3. Подобрать нужное значение емкости бумажных и оксидных конденсаторов проще всего измерив, ток в точках а, в, с — токи должны быть равны при оптимальной нагрузке на вал двигателя. Диоды VD1, VD2 выбираются с обратным напряжением не менее 300 В и 1пр. мах=10А. При большей мощности двигателя диоды устанавливаются на теплоотводы по два в плече, иначе может произойти пробой диодов и через оксидный конденсатор потечет переменный ток, в результате чего спустя некоторое время электролит может нагреться и разорваться. Электролитические конденсаторы в качестве рабочих применять нежелательно, поскольку длительное протекание через них больших токов приводит к их разогреванию и взрыву. Их лучше всего использовать в качестве пусковых.

Способ 3. Подключение пусковых конденсаторов с помощью токового реле

Если трехфазный электродвигатель используется при динамических (больших) нагрузках на вал, можно использовать схему подключения пусковых конденсаторов с помощью токового реле, которое позволяет в момент больших нагрузок на вал автоматически подключать и отключать пусковые конденсаторы (рис.3).

При подключении обмоток по схеме, приведенной на рис.4, мощность электродвигателя составляет 75% от номинальной мощности в трехфазном режиме, т.е. потери составляют примерно 25%, поскольку обмотки А и В включены противофазно на полное напряжение 220 В, а напряжение вращения определяется включением обмотки С. Фазирование обмоток показано точками.

Способ 4. Резисторно-индуктивноемкостные преобразователи сети

Более практичны и удобны в работе с такими двигателями резисторно-индуктивноемкостные преобразователи сети с одной фазой 220 В в трехфазную, с токами в фазах до 4А и сдвигом напряжений в фазах около 120°. Такие устройства универсальны, монтируются в жес­тяном корпусе и позволяют под­ключать трехфазные электродвигатели мощностью до 2,5 кВт в однофазную сеть 220 В практически без потери мощности.

Читать еще:  406 двигатель инжектор троит не развивает обороты

В преобразователе используется дроссель с воздушным зазором. Устройство дросселя показано на рис.6. При правильном подборе R, С и соотношения витков в секциях обмотки дросселя такой преобразователь обеспечивает нормальную длительную работу электродвигателей независимо от их характеристик и степени нагрузки на вал. Вместо индуктивности дано индуктивное сопротивление XL, так как его проще измерить: обмотка дросселя крайними выводами через амперметр подключается к напряжению 100…220 В частотой 50 Гц параллельно с вольтметром. Индуктивное сопротивление (активным можно пренебречь) практически определяется как отношение напряжения в вольтах к току в амперах XL=U/J.

Конденсатор С1 должен выдержи­вать напряжение не менее 250 В, С2 — не менее 350 В. Если использовать конденсаторы КБГ, МБГ-4, то напряжение соответствует номиналу, указанному на маркировке, а конденсаторы МБГП, МБГО при включении в цепь переменного тока должны иметь примерно двукратный запас по напряжению. Резистор R1 должен быть рассчитан на ток до ЗА, т.е. на мощность около 700 Вт (наматывается никелево-хромовой проволокой диаметром 1,3…1,5 мм на фарфоровой трубке с передвигающейся скобой, позволяющей получать нужное сопротивление для разных мощностей двигателя). Резистор должен быть защищен от перегрева, огражден от других элементов, токоведущих частей, от прикосновения людей. Металлическое шасси корпуса необходимо заземлить.

Сечение магнитопровода дросселя S=16…18cm2, диаметр провода d=l,3…1,5 мм, общее число витков W=600…700. Форма магнитопровода и марка стали — любые, главное — предусмотреть воздушный зазор (а следовательно, возможность менять индуктивное сопротивление), которое устанавливается винтами (рис.6). Для устранения сильного дребезжания дросселя между Ш-об-разными половинами магнитопровода прокладывается деревянный брусок и зажимается винтами. В качестве дросселя подходят силовые трансформаторы от ламповых цветных телевизоров мощностью 270…450 Вт. Вся обмотка дросселя выполняется в виде одной катушки с тремя секциями и четырьмя выводами. Если использовать сердечник с постоянным воздушным зазором, придется изготовить пробную катушку без промежуточных отводов, собрать дроссель с примерным зазором, включить в сеть и измерить XL. Затем для подгонки полученного значения к требуемому. XL нужно отмотать или домотать несколько витков. Выяснив необходимое число витков, мотают необходимую катушку, разделив каркас на секции в отношении W1:W2:W3=1:1:2. Так, если общее число витков равно 600, то Wl =W2= 150, a W3=300. Чтобы увеличить выходную мощность преобразователя и избежать при этом несимметрии напряжений, нужно изменить значения XL, Rl, Cl, С2, которые рассчитываются из тех соображений, что токи в фазах А, В и С должны быть равны при номинальной нагрузке на вал двигателя. В режимах недогрузки двигателя несимметрия напряжений фаз не опасна, если наибольший из токов фаз не превышает номинальный ток двигателя. Пересчет параметров преобразователя на другую мощность производится по формулам:

где P — мощность преобразователя в киловаттах, в то время как паспортная мощность двигателя — это его мощность на валу. Если коэффициент полезного действия двигателя неизвестен, его можно брать в среднем 75…80%.

3-фазный двигатель в однофазной сети

Трехфазные асинхронные электродвигатели не требуют дополнительных устройств для запуска и работы. Нужны лишь контакторы или иные устройства подачи трехфазного напряжения. Однако при включении двигателя в однофазную сеть используются другие способы запуска.

Фазосдвигающий конденсатор

Существует простой способ, позволяющий запитать трехфазный двигатель от бытовой однофазной сети с напряжением 220 В. Трехфазное напряжение получают путем сдвига фаз с помощью фазосдвигающего конденсатора. Делается это так.

В однофазной сети имеются два провода (фаза и ноль), между которыми существует сдвиг фаз 180 градусов. Для включения трехфазного двигателя нужны три проводника, напряжения на которых должны иметь сдвиг фаз 120 градусов. Поэтому, если подключить один из выводов двигателя к фазному проводнику напрямую, а другой – через фазосдвигающий конденсатор, то в совокупности с нулевым проводником и обмотками такая система будет трехфазной. Другими словами, будет обеспечен нужный режим питания.

Для расчета номинала фазосдвигающего конденсатора можно воспользоваться приближенной формулой:

где k – коэффициент, равный 4800 для схемы подключения «треугольник», 2800 – для «звезды», I – номинальный ток двигателя (указывается на шильдике), U – фазное напряжение (в нашем случае – 220 В).

Рабочее напряжение конденсатора следует выбирать не менее 400 В, при этом желательно использовать специальные конденсаторы для электродвигателей, на частоту 50 – 60 Гц.

Пусковой конденсатор

Приведенная выше формула справедлива для номинального тока. Но двигатель работает не только на номинале. При пуске его ток может превышать номинальное значение в 5-7 раз, а при работе – быть ниже в 2-3 раза (холостой ход). В результате момент на валу при включении будет мал, и двигатель будет разгоняться очень долго либо вообще не сможет запуститься. Поэтому для запуска используют дополнительный пусковой конденсатор, который подключают к рабочему (фазосдвигающему) на время разгона (3-5 секунд). Обычно емкость пускового конденсатора выбирают в 2-5 раз больше, в зависимости от требуемого момента при пуске и времени разгона.

Для подключения пускового конденсатора используют специальные ручные пускатели, в которых время пуска равно времени нажатия на двухпозиционную кнопку «Пуск». Пока оператор держит «Пуск» в позиции без фиксации, подключаются рабочий и пусковой конденсаторы. Как только оператор отпускает кнопку, она переходит в фиксированную позицию, и в схеме остается лишь рабочий конденсатор. Остановка двигателя производится кнопкой «Стоп». Кроме ручных пускателей могут использоваться релейные и электронные схемы.

Читать еще:  Электрическая схема автомобиля газель с двигателем змз

Данный способ не применяется на практике для двигателей более 2,2 кВт из-за низкого КПД и большой емкости конденсаторов.

Двигатель с пусковой обмоткой

Конденсатор также используется в случае, когда двигатель имеет две обмотки – рабочую и пусковую. Рабочая обмотка подключается к питающему однофазному напряжению (220 В) напрямую. Пусковая обмотка имеет меньший ток и подключается через фазосдвигающей конденсатор. Совместно обе обмотки имеют такую конфигурацию, что формируют внутри статора вращающееся магнитное поле.

Емкость фазосдвигающего конденсатора обычно указывается на шильдике двигателя. На время пуска и разгона может применяться дополнительный конденсатор. Такой двигатель называют конденсаторным, и он предназначен для работы только в однофазной сети.

«Ноль» и «земля»: в чем отличие?

В России и в странах СНГ, используется заземляющий принцип, когда нулевой проводник соединяется с заземляющим контуром. У многих людей может возникнуть «законный» вопрос: если они контактируют между собой, то для чего тянуть столько проводов – достаточно провести повсюду двойную жилу (фазу и нулевую линию) и будет возможность заземляться посредством нулевой жилы! Однако в такой постановке вопроса скрывается один технический нюанс, который превращает данное решение не только в бесполезную игрушку, но в некоторых случаях и в довольно опасную затею.

  • ноль
  • земля
  • отличие

Антенна для приёма цифровых каналов DVB-T2

В том случае, если вы проживаете в городе, то вам совсем не обязательно иметь большую и громоздкую ТВ-антенну, тем более устанавливать ее на крышу и протягивать длинный кабель. Каналы цифрового телевидения стандарта DVB-T2 можно неплохо принимать и на комнатную, так как мощности передающих вышек вполне хватает для нормального приема. Сегодня вы узнаете как сделать миниатюрную домашнюю антенну для DVB-T2 по типу «Биквадрат» за 15 минут своими руками. Ее так же называю антенной Харченко. Этот мастер-класс спасёт вас от необходимости покупки дорогих китайских аналогов.

  • антена
  • цифровое телевиденье

Усилитель на микросхеме TDA2003 своими рукамивоими руками

В этой статье вы узнаете как сделать усилитель на микросхеме TDA2003 своими руками. Достаточно простая схема усилителя на популярной микросхеме TDA2003, все детали доступны, собрать такой усилитель не составит труда, а наша пошаговая инструкция по сборке усилителя на микросхеме TDA2003 вам в этом поможет! На базе данного усилителя, можно собрать портативную колонку или сделать акустику для компьютера, в общем идей для творчества достаточно. ))

  • усилитель
  • усилитель мощности
  • усилитель нч

Мигание дополнительного стоп сигнала на микросхеме NE555 своими руками!

Некоторые автолюбителе устанавливают на заднее стекло дополнительный стоп сигнал, который, при нажатии на педаль тормоза, загорается вместе со штатными стопами. Вот и мне захотелось поставить такие же, что я и сделал, но мне не понравилось то, что они постоянно горят, начал я тогда искать схему мигающего стоп сигнала. Все схемы которые мне попадались, были или слишком сложные либо не рабочие.

  • мигание
  • стоп
  • стоп сигнал

Переделка вольтметра в термометр на LM35 или приставка для измерения температуры к недорогому мультиметру!

Для изготовления приставки потребуется всего две детали, это температурный датчик LM35 и подстроечный резистор 10-100 кОм.
LM35 — это прецизионный интегральный датчик температуры с широким диапазоном измерения температур, высокой точностью, калиброванным выходом по напряжению. Датчик температуры LM35 способен измеряеть температуру в пределах от -55 до +150°C с коэффициентом 10 мВ/°C, питается напряжением 4–30 В, потребление тока менее 60 мкА. Этот датчик так-же используется в бортовом компьютере автомобиля «Мультитроникс» для измерения температур.

  • вольтметр
  • переделка
  • термометр

Схема защита для аккумулятора от разряда

Сегодня вы узнаете как сделать простое устройство защиты аккумуляторов от разряда, оно способно работать на больших токах и его можно применить для самоделок с использованием аккумуляторов или установить её в автомобиль и оно будет отключать фары, если вы вдруг забыли их выключить.

  • защита
  • разряд
  • защита аккумулятора

5 интересных схем для начинающих радиолюбителей

Доброго времени суток! Если вы только познаете увлекательный мир радиоэлектроники, то советую обратить внимание на эту подборку из пяти схем для начинающего радиолюбителя! Схемы не сложные, поэтому собрать их не составит особого труда, в конце поста есть видео, в котором подробно рассказывается о каждой схеме, для чего нужна, принцип работы, а так же другая полезная информация. Надеюсь вам понравится!

  • радиолюбитель
  • схема

Рация на трёх транзисторах: схема и конструкция

Это схема коротковолновой радиостанции содержит в своем составе всего три транзистора. Самая простая рация для повторения начинающими радиолюбителями. Конструкция была взятая из старенького журнала, но актуальности своей ни капли не потеряла. Единственное, что устарело, так это радио компоненты, которые необходимо заменить на современные аналоги, в результате характеристики радиопереговорного устройства улучшатся.

  • рация

Простая схема миллиомметра

Занимаясь недавно отладкой своей схемы, я обнаружил короткое замыкание слоя питания на землю. Миллиомметра или тестера с эквивалентными возможностями для поиска коротких замыканий у меня не было. Поэтому я вошел в Интернет, чтобы найти описание простого миллиомметра. Я нашел ответ в технической документации производителя, в который излагались основы

  • миллиомметр
  • омметр
Читать еще:  Включается вентилятор охлаждения на холодном двигателе форд мондео

Маломощный генератор прямоугольных импульсов

Во многих аудио, автомобильных и измерительных приложениях требуются недорогие, но высокостабильные и точные генераторы прямоугольных импульсов, способные отдавать в нагрузку достаточный ток. Интерес к дешевым способам реализации высококачественных приложений имеется всегда. Изображенная на Рисунке 1 схема состоит из бюджетного сдвоенного операционного усилителя (ОУ) с дополнительной функцией отключения и нескольких пассивных компонентов.

  • генератор
  • генератор импульсов
  • импульсы прямоугольной формы

Тестер для проверки блокировочных конденсаторов

Блокировочные конденсаторы применяются в большинстве схем, но при плохих импульсных характеристиках эффект их использования может совсем не соответствовать ожидаемому. Очень немного статей, если таковые вообще существуют, затрагивают тему измерения импульсных характеристик блокировочных конденсаторов. На Рисунке 1 показана схема, предназначенная для таких измерений. Она в течение примерно 1 мс заряжает проверяемый

  • тестер
  • проверка конденсаторов
  • тестер конденсаторов
  • конденсатор

Схема, объединяющая функции смесителя и усилителя

Во многих приложениях последовательность цепей преобразователя частоты состоит из буфера, желательно с некоторым дополнительным усилением по напряжению, смесителя, и элементов фильтрации. Вместо использования усилителя перед входом смесителя вы можете просто объединить функции смесителя и усилителя в одном приборе. В предлагаемой недорогой схеме используется усилитель, имеющий вход запрета. Когда прямоугольные импульсы гетеродина управляют выводом запрета, эти импульсы перемножается с входным сигналом, в результате чего происходит преобразование частоты.

  • схема
  • усилитель
  • смеситель

Оптический датчик, не требующий тонкой настройки

Коэффициенты передачи тока оптических датчиков одного типа могут различаться в 16 раз из-за разброса параметров светодиодов, фототранзисторов, оптического пути, а также из-за влияния температуры. В схемах со связью по постоянному току столь большой разброс затрудняет выбор резисторов. Вы должны подобрать такое сопротивление выходного резистора, чтобы не допустить насыщения выходного каскада, но, в то же время, низкие значения резисторов при низких коэффициентах передачи не обеспечивают достаточного размаха выходного напряжения. Обычно для

  • ддатчик
  • оптический датчик

Простая «прозвонка»

Устройство предназначено для оценки проводимости электрических цепей, дорожек печатных плат «на слух». Чем выше проводимость цепи, тем выше тон звукового сигнала. В приведенной схеме ток через проверяемую цепь не может быть более 30 мкА, так что она безопасна для любых элементов. Ток потребления при разомкнутых щупах – те же 30 мкА, и выключатель не нужен, так как ток саморазряда батареи находится в том же диапазоне. Громкость, в небольших пределах, регулируется номиналом резистора R2 (от 0 до 1 кОм). Следует помнить, что при увеличении громкости увеличивается и ток потребления при замкнутых щупах.

Как запустить трёхфазный электродвигатель в однофазной сети.

Положение «треугольник» на клеммнике двигателя.

Соединение обмотки в треугольник.

Для примера схема соединений обмотки 1500 об. мин., количество параллельных ветвей а=1.

  • Подключите электродвигатель к сети как показано на рисунке №1. Где Сп — пусковой конденсатор, Ср — рабочий конденсатор, S1 — переключатель для изменения направления вращения вала электродвигателя (если направление вращения во время эксплуатации изменять не требуется, исключите переключатель из схемы).

Рис №1
Подключение трёхфазного электродвигателя к однофазной сети.

  • Для запуска и нормальной работы электродвигателя питающая сеть должна выдерживать пусковой ток, а ток при пусковом моменте будет примерно семикратным к номинальному. Напряжение конденсаторов не менее 450 вольт.
  • Подбирать емкость рабочего (Ср) и пускового (Сп) конденсаторов электродвигателя на холостом ходу (без нагрузки).
  • Увеличивая или уменьшая емкость конденсатора, добейтесь хорошего запуска двигателя. Если электродвигатель не запускается (такое происходит чаще у электродвигателей на 3000 об. мин.), придется проточить на токарном станке алюминиевые короткозамыкающие кольца ротора. Сечение короткозамыкающих колец нужно уменьшить на 20-50%, тем самым увеличатся сопротивление ротора и скольжение. Обычно после увеличения сопротивления ротора электродвигатель запускается легко.
  • После того как двигатель запустился замерьте ток холостого хода, который не должен превышать 40-60% от номинального тока указанного на табличке электродвигателя при соединении фаз в треугольник. Ток холостого хода в однофазных и трёхфазных асинхронных электродвигателях зависит от частоты вращения. Чем меньше обороты электродвигателя, тем ближе ток холостого хода к номинальному току электродвигателя. Если ток холостого хода электродвигателя на 3000 об/мин. примерно 40-60% от номинального, то ток холостого хода электродвигателя на 250 об/мин. будет примерно 80-95% от номинального тока указанного на табличке.
  • Если ток при холостом ходе завышен, подберите емкость рабочего конденсатора. Запустите двигатель, после разгона отключите часть конденсаторов, в работе оставить примерно 30-50% от общей емкости, уменьшая или увеличивая емкость рабочего конденсатора, подбираем ток холостого хода.
  • После установки электродвигателя на оборудование возможна корректировка пускового конденсатора в сторону увеличения емкости, емкость рабочего конденсатора изменять запрещено.

Литература по данной теме:
Кокорев А.С. «Справочник молодого обмотчика электрических машин» 1979 г.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector