Как подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть

Как подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть?

Недавно делал проект, в котором целесообразнее было бы применить сегодняшнюю тему блога. Но, тот момент проще было сделать так, как потребовал эксперт. Рассмотрим, в каких случаях может потребоваться подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть.

В основном вопросы с подключением трехфазных двигателей в однофазную сеть возникают у бытовых пользователей. У кого-то есть станок, наждак или еще что-то, которые нужно подключить в розетку. Если бы у всех была трехфазная сеть, подобных вопросов не возникало.

Не так давно делал мини-проект мини-котельной Согласно нормативным документам, в мини-котельной на газу должна быть предусмотрена (в некоторых случаях) аварийная вентиляция. В этой котельной поставили взрывозащищенный трехфазный вентилятор мощностью 0,12кВт. В соответствии с ТНПА данный вентилятор нужно было подключить по первой категории электроснабжения. В здании ее, разумеется, на оказалось. По требованию эксперта для этого вентилятора я поставил источник бесперебойного питания.

Все бы ничего, да дело в том, что трехфазных ИБП малой мощности не выпускают. Самый маленький промышленный ИБП я нашел на 5кВА , хотя в основном распространены на 10кВА. Не факт, что его смогут купить в РБ.

Для меня 5 мин работы поставить тот или иной ИБП, а вот для заказчика такое удовольствие обойдется не дешево для бесперебойного питания вентилятора мощностью 0,12кВт.

Я просил, чтобы заменили трехфазный вентилятор на однофазный, но мне сказали, что во взрывозащищенном исполнении их не существует, хотя очень сильно сомневаюсь…

А теперь рассмотрим схему экономии средств заказчика

Суть заключается в подключении трехфазного двигателя в однофазную сеть с выбором однофазного ИБП соответствующей мощности и емкостью батареи.

Считается наиболее эффективный способ пуска трехфазного двигателя в однофазной сети – подключение третьей обмотки двигателя через фазосдвигающий конденсатор.

Для нормальной работы двигателя с конденсаторным пуском, емкость конденсатора должна меняться в зависимости от числа оборотов. На практике данное условие трудно выполнимо, поэтому используют схему с двухступенчатым переключением. Запуск трехфазного двигателя производится через пусковой конденсатор. После его разгона пусковой конденсатор отключается, и в работу включается рабочий конденсатор.

Ниже представлены две схемы управления трехфазным двигателем в однофазной сети: а – по схеме «звезда», б – по схеме «треугольник».

Схемы управления трехфазным двигателем в однофазной сети

Теперь нужно посчитать и выбрать все компоненты схемы.

Рабочая емкость конденсатора (в микрофорадах) определяется по формулам:

Ср(звезда)=2800*I/U, Ср(треугольник)=4800*I/U

I – потребляемый ток двигателем;

U – напряжение сети.

Пусковой конденсатор Сп нужно подобрать так, чтобы он был в 1,5-2 раза больше рабочего Ср. Рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1,5 раза больше напряжения сети. Конденсаторы можно взять типа МБГО, МБГП и др.

Предложенные схемы позволяют делать реверс двигателя при помощи переключателя В1. В2 – пусковая кнопка.

Примерно так можно собрать схему включения трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть

Много уже писано-переписано в различных изданиях о включении трехфазного электродвигателя в однофазную сеть. И, тем не менее, иногда проблемы при решении такой задачи возникают у многих. Так как я за свою жизнь решил такую задачу не один десяток раз, думаю, что имею право поделится своим опытом и уверен, что многие найдут что-то новое и неожиданное в этом набившем оскомину вопросе.

Итак, в однофазную сеть напряжением 220 В электро двигатели 660/380 В я никогда не включал и вообще не знаю, возможно ли такое включение.

С решением такой же задачи для электродвигателя 380/220 В проблем не существует. Обычно, применяемые в промышленности и сельском хозяйстве электродвигатели соединены в «звезду». Необходимо открыть борно электродвигателя. Если есть в наличии все 6 проводов (выводов обмоток), надо рассоединить 3 провода, соединенны вместе, и принять их, например, за «начала» обмоток. Три других провода будут «концами».

Если в борне находятся отдельные 3 провода, а соединенных вместе 3-х проводов нет, значит — стопроцентная гарантия того, что электродвигатель подвергался перемотке. В этом случае необходимо вскрыть переднюю и заднюю крышки электродвигателя, снять ротор, найти соединение 3-х проводов на статоре, рассоединить их, припаять к ним удлиняющие провода, заизолировать места пайки и вывести эти провода в борно, приняв их, например, за «начала».

Далее необходимо вызвонить все 3 обмотки, не забывая, где «начало», а где «конец» обмотки (лучше их промаркировать). Потом надо соединить в борне обмотки в «треугольник» и вывести провода из борна электродвигателя. Вышеперечисленные операции изображены на рис.1.

Особенно важно не ошибаться с «началами» и «концами» обмоток (иначе электродвигатель работать не будет).

Рис 2: Схема с пускателем ПНВС

На рис.2 изображена всем известная схема с пускателем ПНВС, применяемым в стиральных машинах. Остановимся лишь на «мелочах». При неимении ПНВС, можно легко обойтись и без него, применив автомат, рубильник… и обычную кнопку с нормально разомкнутыми контактами. При включении электродвигателя в работу сначала необходимо нажать кнопку и, не отпуская ее, включить автомат (рубильник). Когда вал электродвигателя наберет обороты, кнопку надо отпустить. Можно обойтись и без автомата (рубильника). В этом случае сначала нажать кнопку, а затем включить в сетевую розетку вилку со шнуром, идущим к электродвигателю.

А теперь о самом интересном — о пусковом и рабочем конденсаторах. Сразу отмечу, что всем известный расчет номиналов емкости пускового и рабочего конденсаторов, указанный и в [1], я давно воспринимаю, как очень и очень ориентировочный. Не согласен я и с тем. что конденсаторы, используемые в качестве фазосдвигающих элементов при включении 3-фазных электродвигателей в однофазную сеть, — слабое звено в пусковом устройстве. Я включил десятки 3-фазных электродвигателей в однофазную сеть, причем в качестве пусковых практически всегда использовал электролитические конденсаторы без каких-либо «прибамбасов» на рабочее напряжение 350…450 В. Работают они как миленькие, многие годы.

Электролитов у каждого валом со старых телевизоров, их габариты сравнительно небольшие.
Не согласен я и с «литературной фразой» [1] о том, что предельной мощностью конденсаторного электродвигателя общего назначения принимается номинальная мощность 1,5 кВт. Не так давно я включил в однофазную сеть 3-фазный электродвигатель мощностью более 4кВт/1500 об./мин. (шильдик на электродвигателе отсутствовал, но габариты электродвигателя 4 кВт/1500 об./ мин. я прекрасно себе представляю, ведь включал я такие электродвигатели в однофазную сеть не единожды и, кстати, без проблем). Данный электродвигатель установлен на пилораме. Так вот, без нагрузки данный электродвигатель легко запускался при применении пускового электролитического конденсатора (вернее, батареи конденсаторов) емкостью 600 мкФ. Но когда на шкив электродвигателя был надет ремень, электродвигатель разгоняться не захотел. Когда я добавил батарею конденсаторов емкостью еще 600 мкФ (общая емкость пускового конденсатора стала равняться 1200 мкФ), электродвигатель стал нормально включаться и набирать обороты при накинутом на шкив ремне.

Здесь следует немного остановиться. Очень часто бывает, что применение рабочего конденсатора совсем не обязательно, так как мощности на валу переделанного электродвигателя вполне хватает. Если это не так. без рабочего конденсатора не обойтись. Хорошо, если есть под рукой неполярные конденсаторы требуемой емкости и на нужное рабочее напряжение. Но очень часто их нет. Вот здесь и поможет схема включения двух электролитических конденсаторов, как одного неполярного, изображенная на рис. 1 в статье [1] или на рис.1 в моей статье [2] (в данной статье такое включение показано на рис.3). Не стоит сомневаться в работоспособности и надежности этой схемы. Проверено на практике неоднократно. Кстати, повышение мощности электродвигателя при применении рабочего конденсатора видно «на глаз» при работе на все той же пилораме.

Рис 3: Схема включения двух электролитических конденсаторов.

Дам еще один очень простой и эффективный совет, позволяющий максимально точно подобрать емкость рабочего конденсатора, о котором я нигде не читал в литературе. Вот здесь уже точно репутация всем известной формулы Ср=66хРном пострадает.

Итак, способ подбора емкости рабочего конденсатора следующий. При работе электродвигателя, который включен по схеме, изображенной на рис.1, необходимо измерить напряжение на обмотке, к которой подключен рабочий конденсатор, а затем на двух других обмотках. Если напряжение на рабочем конденсаторе будет больше, чем на обмотках, необходимо уменьшить емкость рабочего конденсатора, если будет меньше — увеличить.
Асинхронный электродвигатель 220/127 В в однофазную сеть 220 В можно включить на «звезду» (рис.3).

Если понадобится изменить направление вращения вала электродвигателя, необходимо поменять местами два любых провода, идущих к «треугольнику» (рис.2) или на «звезду» (рис.3).
Если необходим реверсивный электродвигатель, необходимо применить переключатель, как это, например, показано на рис.4.

Рис 4: Схема реверсивного подключение трехфазного двигателя к однофазной цепи.

Хочу отметить, что высокооборотистые 3-фазные электродвигатели включить в однофазной сети сложнее, чем низкооборотистые. Электродвигатель 2,2 кВт/3000 об./мин. я включал легко, а вот электродвигатель 3 кВт/3000 об./мин., фазосдвигающими конденсаторами мне включить не удалось Правда, это было давно. Сейчас, когда на голове довольно много седых волос, может быть и включил бы.

И, наконец, последнее. Когда я был совсем молодым и красивым, увидел старинную книгу «Справочник сельского электрика». В данном справочнике предлагалось вместо пускового конденсатора использовать активное сопротивление (отрезок высокоомно-го нихрома со спирали электрической печки). Предоставлялся даже расчет сопротивления данного резистора в зависимости от мощности электродвигателя. Я попробовал и «О, чудо!», включил в однофазную сеть напряжением 220 В 3-фазный электродвигатель 380/ 220 В мощностью 3 кВт на 3000 об./мин., который не мог включить фазосдвигающими конденсаторами. Буквально через 2 года после армии все мои попытки повторить это чудо закончились безрезультатно.

Литература
1 Коломойцев К.В. Еще раз о надежном запуске асинхронного электродвигателя. — Электрик, №9-10, 2006 г.
2. Маньковский А Н. О включении электродвигателей в однофазную сеть. — Электрик, №1, 2004 г.

Самостоятельное подключение трехфазного двигателя к однофазной сети – сложно, но осуществимо

• Рассмотрим вариант штатного подключения
• Подключение трехфазного двигателя к сети 220 вольт (одна фаза)
• Конденсаторный способ включения
• Реверсное подключение трехфазного двигателя через магнитный пускатель

Доморощенные «кулибины» используют для электромеханических поделок то, что попадется под руку. При выборе электродвигателя, обычно попадаются трехфазные асинхронные. Этот тип получил широкое распространение благодаря удачной конструкции, хорошей балансировке и экономичности.

Особенно это актуально в мощных промышленных агрегатах. За пределами частного дома или квартиры, проблем с трехфазным питанием нет. А как организовать подключение трехфазного двигателя к однофазной сети, если ваш счетчик имеет два провода?

Рассмотрим вариант штатного подключения

Трехфазный двигатель, имеет три обмотки под углом 120°. На контактную колодку выводится три пары контактов. Соединение можно организовать двумя способами:

Подключение по схеме «звезда» и «треугольник»

Подключение по схеме «звезда». Каждая обмотка одним концом соединяется с двумя другими обмотками, образуя так называемую нейтраль. Оставшиеся концы соединяются с тремя фазами. Таким образом, на каждую пару обмоток подается 380 вольт:

В распределительной колодке, перемычки соединены соответственно, перепутать контакты невозможно. Понятия полярности в переменном токе нет, поэтому не имеет значения, какую фазу, на какой провод подавать.

Подключение по схеме «треугольник». При таком способе конец каждой обмотки соединяется со следующей, в результате получается замкнутый круг, точнее треугольник. На каждой обмотке присутствует напряжение 380 вольт.

Соответственно, на клемной колодке перемычки устанавливаются по-иному. Аналогично с первым вариантом, полярность отсутствует, как класс.

На каждую группу контактов, ток поступает в разный момент времени, следуя понятию «сдвиг фазы». Поэтому магнитное поле последовательно увлекает за собой ротор, создавая непрерывный крутящий момент. Так работает двигатель при «родном» для него трехфазном питании.

А если вам достался двигатель в отличном состоянии, а подключить его надо к однофазной сети? Не стоит расстраиваться, схема подключения трехфазного двигателя давно отработана инженерами. Мы поделимся с вами секретами нескольких популярных вариантов.

Подключение трехфазного двигателя к сети 220 вольт (одна фаза)

На первый взгляд, работа трехфазного мотора при подключении к одной фазе ничем не отличается от правильного включения. Ротор вращается, практически не теряя оборотов, никаких рывков и замедлений не наблюдается.

Однако достичь штатной мощности при таком питании невозможно. Это вынужденная потеря, ее никак не исправить, приходится с этим считаться. В зависимости от управляющей схемы, снижение мощности колеблется от 20% до 50%.

При этом электроэнергия расходуется так же, как будто вы используете всю мощь. Чтобы выбрать наиболее выгодный вариант, предлагаем ознакомиться с различными способами:

Конденсаторный способ включения

Поскольку нам необходимо обеспечить тот самый «сдвиг по фазе», используем природные способности конденсаторов. Два подводящих провода у нас имеются, их подключаем соответственно к обеим точкам штатной клемной колодки.

Остается третий контакт, на который заводится ток от одного из уже подключенных. Причем не напрямую (иначе двигатель не начнет вращение), а через конденсаторную схему.
Используется два конденсатора (их называют фазосдвигающими).

На приведенной схеме видно, что один конденсатор включен постоянно, а второй через не фиксируемую кнопку. Первый элемент рабочий, его задача имитировать штатный сдвиг фазы для третьей обмотки.

Вторая емкость предназначена для первого оборота ротора, дальше он крутится по инерции, каждый раз попадая между фальшивыми «фазами». Пусковой конденсатор нельзя оставлять включенным постоянно, поскольку он внесет сумятицу в относительно стройный ритм вращения.

Формула расчета рабочего «конденсатора»:

• При подключении «звездой» С=(2800*I)/U;
• При подключении «треугольником» С=(4800*I)/U;

С – полученная величина емкости в микрофарадах.

2800 (4800) физическая константа, без единицы измерения.

I – штатный ток каждой фазы при правильном подключении.

Его необходимо уточнить при приобретении мотора или узнать при помощи токоизмерительных клещей. Для этого придется хотя бы раз запустить двигатель от трех фаз.

U – напряжение сети при однофазном подключении. Как правило, 220 вольт.

Если измерить или узнать рабочий трехфазный ток не представляется возможным (как правило, так и будет), можно вычислить емкость по упрощенной формуле. Величина будет с небольшой погрешностью, но это не сильно скажется на работе двигателя.

С – полученная величина емкости в микрофарадах.
66 – физическая константа.
P – мощность двигателя при работе от трехфазного питания. Указана на заводском шильдике.

Ёмкость пускового конденсатора вычисляется без формулы. Она должна быть в 3 раза больше значения рабочего элемента.

Теперь осталось найти подходящие конденсаторы. Поскольку мы стремимся получить условно бесплатное оборудование (двигатель, как правило, приобретен за пару бутылок горячительного), то и конденсаторы подбираются по аналогичному принципу.

Обычно в мастерской найдется несколько бумажных конденсаторов в железном корпусе, типа МПГ или КБП. Это как раз то, что нужно. У них хорошая надежность и можно найти экземпляры с рабочим напряжением 300-600 вольт.

Недостаток один – такие конденсаторы имеют малую емкость и большие габариты. Поэтому вам придется набирать целую батарею, которую где-то надо разместить. Это плата за «бесплатность» конструкции. Если хочется сделать аккуратно, или нет возможности установить объемный пусковой механизм – воспользуйтесь современными радиоэлементами.

Полипропиленовые конденсаторы серии СВВ имеют малые размеры, и доступны в любом магазине радиодеталей. Разумеется, это увеличит стоимость вашей поделки.

Если вы собрали самодельную циркулярную пилу с мотором мощностью 5-8 кВт – то для батареи бумажных конденсаторов найдется место. А вот небольшой точильный станок с 500 ваттным мотором требует компактного размещения.

Подключение трехфазного двигателя к однофазному питания может быть любым: звездой и треугольником. На качество работы это принципиально не влияет. Обычно оставляют туже схему, которая использовалась штатно. Однако иногда, чтобы сэкономить на конденсаторах (при подключении «звездой» их нужно меньше), меняют способ коммутации обмоток.

Совет: При таком способе подключения, вы можете менять направление вращения трехфазного двигателя.

Это может быть удобно при работе с точильным или сверлильным станком. Необходимо добавить в схему коммутирующий переключатель с центральной точкой. Коммутируя цепь из третьей обмотки и конденсаторной группы к одному или другому контакту однофазного подключения, можно заставить ротор вращаться в нужном направлении.

Реверсное подключение трехфазного двигателя через магнитный пускатель

Для удобства работы с мощным мотором, и создания безопасного подключения, следует использовать магнитный пускатель. Трехфазные установки именно так и подключаются, управляющая кнопка имеет компактные размеры и рассчитана на малые токи. А силовой кабель коммутируется мощными контактами пускателя.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети дает возможность использовать режим реверса. Мы рассмотрели технологию в предыдущей главе.

Для сборки схемы нам понадобятся следующие компоненты:

1. Собственно электродвигатель;
2. Два одинаковых трехфазных пускателя. Важно! Поскольку питание однофазное, рабочая катушка должна быть на 220 вольт;
3. Кнопочный пост (две замыкающие кнопки, одна размыкающая, для остановки);
4. Входной автомат с защитой от короткого замыкания;
5. Фазосдвигающий рабочий конденсатор с рассчитанной емкостью.

Определимся с терминологией. Присвоим контактам трехфазных пускателей наименования «А», «B» и «С».

Собираем схему управления. Фазу от автомата заводим через размыкающую кнопку параллельно на условные рабочие контакты «А» обоих пускателей.

Нулевой провод соединяем с рабочими входами «С» обоих пускателей, и параллельно соединяем опять же с обеими катушками магнитов. На этом входная часть схемы управления собрана. Контакты «B» остаются незадействованными.

Разворачиваем блок пускателей на 180°. Для защиты от короткого замыкания при случайном нажатии сразу двух кнопок реверса, устанавливаем блокировку. Для этого соединяем крест-накрест управляющие катушки пускателей. Теперь пока одна катушка замкнута, вторая просто не включится. Это достигнуто благодаря наличию нормально замкнутых и разомкнутых контактов пускателя.

Далее подключаем кнопочный пост. Схема включения: Нормально разомкнутые контакты катушек двух пускателей соединяем между собой. На нормально замкнутые контакты подключаем кнопки, каждую к своему пускателю.

В результате получается реверсное включение катушек – каждая кнопка замыкает контактную группу своего пускателя, а кнопка «стоп» обесточивает обе катушки, и происходит отключение сразу всего модуля, вне зависимости от номера пускателя.

Проверяем правильность сборки блока без нагрузки. При нажатии пусковых кнопок, должен срабатывать соответствующий пускатель. При одновременном нажатии второй кнопки, ничего не происходит. Значит, схема собрана правильно, и можно подключать двигатель и фазосдвигающий конденсатор.

На выходных контактах фаза «А» первого пускателя соединяется с фазой «А» второго. Эту часть коммутации следует выполнить особенно внимательно. На входе оба питающих кабеля соединены параллельно. А на выходе необходимо обеспечить перекрестную коммутацию.

Соединяем фазу «В» первого пускателя с фазой «С» второго пускателя. Соответственно фазу «С» №1 соединяем с фазой «В» №2. Параллельно контактам «В» и «С» второго магнита подключаем фазосдвигающий конденсатор.

Теперь при нажатии кнопок мы получаем требуемое направление вращения.

Итог: В зависимости от наличия деталей, вы можете воспользоваться любым из предложенных вариантов. Все зависит от суммы, которую вы желаете потратить.

И в заключение смотрите видео — подключение трехфазного двигателя к однофазной сети 220 вольт.

Программа определения ёмкости для подключения трёхфазного двигателя в однофазную сеть

С помощью этой программы можно быстро рассчитать ёмкость (С) в схеме подключения трёхфазного двигателя в однофазную сеть.

1. Ток двигателя или мощность.
2. Напряжение однофазной сети.
3. Указываем тип соединения.
4. Нажимаем кнопочку «считать».

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

• Бесплатная программа для расчёта предохранителя

Предохранитель — маленькая, но нужная деталь в любой радиоаппаратуре. Примерно, как ниппель в колесе 🙂

Часто приходится менять предохранитель, под рукой не находится подходящего номинала и … напаиваем или даже накручиваем на сгоревший предохранитель проволочку.

Если это необходимо сделать, то диаметр проволоки нужно брать соответствующий номиналу сгоревшего предохранителя.

Подобрать диаметр проволоки по току её плавки нам поможет небольшая бесплатная программка.

Виртуальный осциллограф РадиоМастер позволяет исследовать переменные напряжения в звуковом диапазоне частот : от 30..50 Гц до 10..20 Кгц по двум каналам с амплитудой от нескольких милливольт до десятков вольт. Перед реальным осциллографом такой прибор имеет преимущества: он позволяет легко определять амплитуду сигналов, запоминать осциллограммы в графических файлах. Недостатком прибора является невозможность увидеть и измерить постоянную составляющую сигналов.

Программа CwGet предназначена для расшифровки Азбуки Морзе через звуковую плату в текст. Подробнее…

Ваш комментарий

— НАВИГАТОР —

ПОИСК от GOOGLE:

10-ка лучших статей

• Простой и надёжный металлоискатель своими руками — 212 682 просм.
• Ремонт микроволновой печи своими руками — 198 048 просм.
• Зарядное из компьютерного блока питания. — 195 678 просм.
• Простой металлоискатель своими руками — 189 305 просм.
• Автомобильные зарядные устройства. Схемы. Принцип работы. — 170 290 просм.
• Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора — 163 634 просм.
• Разнообразие простых схем на NE555 — 133 852 просм.
• Простое автоматическое зарядное устройство — 127 475 просм.
• Простой импульсный металлоискатель «ПИРАТ» — 125 078 просм.
• Устройство и ремонт мультиметров серии М-830 — 113 197 просм.

Архивы статей

Переводчик

Мы в соц.сетях:

Подписка RSS

Подпишитесь на нашу RSS-ленту, чтобы получать новости сайта. Будь всегда на связи!

Коротко о сайте:

Мастер Винтик. Всё своими руками! — это сайт для любителей делать, ремонтировать, творить своими руками! Здесь вы найдёте бесплатные справочники, программы.
На сайте подобраны простые схемы, а так же советы для начинающих самоделкиных. Часть схем и методов ремонта разработана авторами и друзьями сайта. Остальной материал взят из открытых источников и используется исключительно в ознакомительных целях.

Вы любите мастерить, делать поделки? Присылайте фото и описание на наш сайт по эл.почте или через форму.
Программы, схемы и литература — всё БЕСПЛАТНО!

Если сайт понравился, добавьте в избранное (нажмите Ctrl + D), а также можете подписаться на RSS новости и всегда получать новые статьи по ленте.
Если у вас есть вопрос по схеме или поделке? Добро пожаловать на наш ФОРУМ!
Мы всегда рады оказать помощь в настройке схем, ремонте, изготовлении поделок!