Трехфазный двигатель в однофазной сети: 3 схемы

Трехфазный асинхронный двигатель: на что обратить внимание до его подключения

За некоторыми исключениями мы получаем асинхронность в неизвестном состоянии. Очень редко имеет сертификат испытаний и подтвержденную гарантию от электролаборатории.

Даже в этом случае рекомендую проверить это самостоятельно.

Механическое состояние статора и ротора: что может мешать работе двигателя

Неподвижный статор состоит из трех частей: центрального корпуса и двух боковых крышек, стянутых шпильками. Обратите внимание на зазор между ними, усилие затяжки гаек.

Тело должно быть плотно сжато. Внутри него на подшипниках вращается ротор. Попробуйте покрутить вручную. Учитывайте приложенное усилие: как работают подшипники, нет ли стуков.

Без должного опыта мелкие неисправности обнаружить таким образом не получится, а вот случай серьезного заклинивания сразу произойдет. Прислушайтесь к звукам: есть ли контакт с элементами статора при вращении ротора.

После запуска двигателя на холостом ходу и его кратковременной работы снова прислушайтесь к звуку вращающихся частей.

В идеале лучше разобрать статор, визуально оценить его состояние, промыть загрязненные подшипники ротора и полностью заменить смазку.

Электрические характеристики статорных обмоток: как проверять схему сборки

Все основные параметры электродвигателя производитель указывает на специальной табличке, прикрепленной к корпусу статора.

Этим заводским характеристикам можно доверять только в том случае, если вы уверены, что никто из электриков не менял схему соединения обмоток после завода и не допустил невольных ошибок. И такие вещи пришли на меня.

Да и сам диск со временем может стереться или потеряться. Поэтому предлагаю разобраться с технологией раскрутки ротора.

Для понимания электрических процессов, происходящих внутри статора двигателя, удобно представить его в виде обычного тороидального трансформатора, когда на кольцевом сердечнике магнитопровода симметрично размещены три эквивалентные обмотки.

Схема статора собрана внутри закрытой коробки, из которой удалены только шесть концов обмоток.

Их маркируют и соединяют на закрытой заглушкой клеммной колодке для монтажа по схеме звезда или треугольник при типовой перестановке перемычек.

Треугольник показан в правой части рисунка. Ниже публикую схему перемычек для звезды.

Электрические методики проверки схемы сборки обмоток

Но не все так просто, как может показаться на первый взгляд. Есть ряд двигателей, которые отклоняются от этих правил.

Например, производитель может выпускать электродвигатели не универсального назначения, а для работы в конкретных условиях с соединением обмоток по схеме звезда.

В этом случае он может собрать три конца обмоток внутри корпуса статора, а вывести всего четыре провода для подключения фазного и нулевого потенциалов.

Сборка этих торцов обычно осуществляется в районе задней крышки. Чтобы поменять обмотки треугольника, нужно вскрывать корпус и делать дальнейшие выводы.

Это не сложная работа. Но требует аккуратного обращения с лаковым покрытием на медной проволоке. При перегибе провода его можно повредить, что нарушит изоляцию и создаст межвитковое замыкание.

После переразводки схемы рекомендую покрыть внешние слои обмоток лаком, затем хорошо просушить перед окончательной сборкой горячим воздухом.

Что делать, если нет маркировки булавкой

На старом асинхронном двигателе провода могут быть сняты с клемм, а заводская маркировка утеряна. Были и такие случаи, когда шесть уток просто торчали из корпуса. Их надо назвать и отметить.

Мы выполняем работу в два этапа:

1. Проверяем принадлежность концов обмоток.
2. Мы определяем и маркируем каждый выход.

На первом этапе работаем мультиметром или тестером в режиме омметра. Первый щуп ставим произвольно на одну клемму, а второй — ищем тот из пяти оставшихся проводов, где прибор показывает короткое замыкание. Оба конца помечаем как принадлежащие одной обмотке.

Продолжаем таким же образом с оставшимися четырьмя выводами. В итоге получаем по три пары проводов от каждой обмотки.

Как найти конец и начало обмотки: 2 способа

Вы можете искать с помощью вольтметра:

1. и батареи;
2. или источник низкого напряжения.

Первый способ основан на том, что импульс тока, подаваемый на одну из трех обмоток, преобразуется в две другие.

Для этого к произвольно выбранному концу К1 подключают минусовую батарею, а другой вывод кратковременно задевают плюсовым контактом. Импульсный ток проходит по цепи и наводит ЭДС в двух других обмотках.

С помощью вольтметра постоянного тока по отклонению стрелки проверяют полярность наведенного напряжения в каждой обмотке. Началом отмечен выход, соответствующий положительному потенциалу (стрелка на приборе движется вправо, когда цепь замкнута, и влево, когда батарея размыкает цепь).

После разметки концов рекомендую произвести контрольную проверку правильности их нанесения, подав импульс на другую обмотку.

Второй способ основан на использовании источника переменного напряжения с безопасным значением 12-36 вольт.

Концы двух обмоток замкнуты параллельно и к ним подключен вольтметр. На оставшуюся третью обмотку подают переменное напряжение и наблюдают за показаниями прибора.

Если ЭДС индукции равна приложенному напряжению, эти две обмотки соединены с одинаковой полярностью. Их начало и конец обозначены одинаково. Когда показания вольтметра равны нулю, концы одной из обмоток необходимо открутить и снова измерить.

Затем одну из размеченных обмоток, например №3, соединяют с первой и к ним подключают вольтметр. На освободившийся №2 снова подают переменное напряжение. По величине ЭДС на вольтметре судят о полярности проводов.

После выполнения разметки проводят контрольный замер для проверки выполненной работы.

Когда под рукой нет понижающего трансформатора или безопасного блока питания, опытный электрик с правом самостоятельной работы под напряжением может использовать стандартную лампу накаливания мощностью 60 Вт.

Он используется как делитель напряжения, включенный последовательно с обмоткой электродвигателя. На составную цепь подается 220 вольт, а на двух других измеряется напряжение вольтметром.

Такой тест опасен. С ним не должны обращаться неподготовленные лица: можно легко получить электротравму.

Как оценить состояние изоляции обмоток

О необходимости этой проверки умалчивает отдельная часть блогеров. Они считают, что в большинстве случаев без него можно обойтись.

Но перед тем, как включить двигатель, рекомендую:

• возьмите мегомметр с выходным напряжением 1000 вольт;
• проверьте с их помощью изоляцию между каждой отдельной обмоткой и корпусом, а также между всеми обмотками;
• если оно выше 0,5 МОм, считайте стартер исправным. В противном случае его необходимо отремонтировать. Довольно часто помогает сушка сухим и теплым воздухом.

Проверку изоляции электродвигателя мегаомметром необходимо проводить до его подключения к нагрузке. Однако он не может обнаружить повреждения диэлектрического слоя, вызывающие межвитковые замыкания в обмотке.

При сборке двигателя каждую катушку статора наматывают медным проводом одинаковой длины и сечения. Следовательно, все они имеют точно такое же активное сопротивление.

Если в обмотке возникает межвитковое замыкание, его обычно можно определить путем измерения мультиметром в режиме омметра. Для этого внимательно проанализируйте и сравните активные сопротивления каждой цепи.

Как проверить магнитное поле статора на заводе

При подаче напряжения на исправный электродвигатель создается вращающееся магнитное поле. Его оценивают визуально с помощью металлического шарика, который повторяет вращение.

Я не призываю вас повторять этот опыт. Этот пример призван помочь понять, что работа асинхронного двигателя основана на взаимодействии магнитных полей статора и ротора.

Только правильное соединение обмоток обеспечивает вращение шарика или ротора.

Мощность двигателя и диаметр провода обмотки

Это две связанные величины, потому что сечение проводника выбирается по его способности сопротивляться нагреву от протекающего по нему тока.

Чем толще провод, тем большую мощность можно передать по нему при приемлемом нагреве.

Если таблички на двигателе нет, о мощности можно судить по двум признакам:

1. Диаметр провода обмотки.
2. Размеры сердечника магнитопровода.

Открыв крышку статора, визуально проанализируйте их.

Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором

Подключить трехфазный двигатель к однофазной сети несложно, и с этим справится даже электрик-любитель. При возникновении проблем следует обратиться к друзьям или знакомым. Рядом всегда есть грамотный электрик.

 

Обмотки трехфазных двигателей с рабочим напряжением от 380 до 220 для работы в сети триста восемьдесят вольт соединяют по схеме звезда. Это значит, что концы обмоток соединены между собой, а начало подключено к сети. Для работы электродвигателя в однофазной сети 220 вольт необходимо для запуска обмотки переключиться на схему треугольник. Они соединяют конец первого с началом второго, конец второго с началом третьего и конец третьего с началом первого.

Эти разъемы будут выходами двигателя для подключения к источнику питания. Два выхода необходимо подключить через двухполюсный выключатель к нулю и фазе сети 220 вольт. Подключить третий вывод через рабочие конденсаторы к одному из первых двух выводов с двигателя. Можешь попробовать побегать.

Если запуск прошел успешно, двигатель работает с приемлемой мощностью и не сильно греется, то ничего менять нельзя. Оказалось, что это пригодная для использования схема только с исправными конденсаторами.

При пуске под нагрузкой или просто жестком запуске двигателя он может долго раскручиваться и не достигать приемлемой мощности. Затем необходимо включить в цепь еще и пусковую емкость. Пусковые конденсаторы выбирают того же типа, что и рабочие. Такая же или вдвое большая вместимость для рабочих. И подключены параллельно. Используется только для запуска двигателя.

Очень удобно для такого запуска использовать какой-нибудь переключатель серии АР. Важно, чтобы он был выполнен с блочными контактами. В нем при нажатии кнопки «Старт» пара контактов остается замкнутой до тех пор, пока не будет нажата кнопка «Стоп». Они подключаются к кабелям двигателя и сети. Третий контакт замыкается только при удержании кнопки «Пуск», через него подключается пусковой конденсатор. Выключатели такого типа, только без предохранительных устройств, часто устанавливались на старые советские центробежные стиральные машины.

Как подключить с реверсом

В жизни бывают ситуации, когда нужно изменить направление вращения мотора. Это возможно и для трехфазных электродвигателей, используемых в бытовой сети с одной фазой и нулем.

Для решения проблемы необходимо один вывод конденсатора подключить к отдельной обмотке без возможности обрыва, а другой — с возможностью перевода с «нулевой» на «фазную» обмотку.

Для реализации схемы можно использовать переключатель с двумя положениями.

К крайним выводам припаиваются провода от «ноля» и «фазы», ​​а к центральному подключается провод от конденсатора.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Стоит отметить, что у двигателя, подключенного к бытовой сети 220В, одна из обмоток пострадает без особой нагрузки. Это цепь, подключенная через конденсатор. В этом случае он получает ток на 20-30% выше номинального. Отсюда следует, что на недогруженном двигателе емкость конденсатора необходимо уменьшить. Но тогда, если двигатель запускался без пускового конденсатора, может потребоваться последний.

замена большого конденсатора несколькими, включенными в цепь параллельно, поможет решить эту проблему. Таким образом, вы можете подключать или отключать ненужные компоненты, используя конденсаторы в качестве пусковых устройств. При параллельном соединении общую емкость в мкФ рассчитывают по формуле: Собщ = С1 + С1 +… + Сн.

Этапы выполнения работы:

1. Внимательно осмотрев электродвигатель, найдите розетку (обычно это алюминиевая табличка) с информацией о параметрах. Вам не нужно браться за замену двигателя мощностью более 1 кВт (1кВт). Надпись DY 220/400 означает, что двигатель может включаться как по схеме «треугольник» (D), так и по схеме «звезда» (Y). Рабочее напряжение 220 вольт одно-/или 400 вольт трехфазное. Клеммы с маркировкой L(1÷3) для подключения фаз.

2. По умолчанию катушки 3-х фазного электродвигателя соединены в «звезду». Изменение положения перемычек создаст треугольную цепь».

3. После этого L1 будет подключен к фазному проводу, а на L3 — к нулевому проводу. Подключаем средний вывод (L2) к сдвиговому конденсатору, другой вывод которого подключаем к фазе или нулю. Это определяет направление вращения якоря. Для двигателя мощностью 100 Вт потребуется емкость 8÷10 мкФ, для 0,25 кВт нужен конденсатор на 20 мкФ.

4. Удобно быстро менять направление вращения переключением конденсатора с фазного провода на ноль. Двухполюсный переключатель подает питание на двигатель.

Проверка сопротивления изоляции обмоток статора

Если двигатель во время хранения находился в неотапливаемом помещении, он контактировал с влажным воздухом и отсыревал. Изоляция нарушена, она способна создавать токи утечки. Поэтому качество необходимо оценивать электрическими измерениями.

Тестер в режиме омметра не всегда может обнаружить такой обрыв. Он покажет только явный брак: слишком маленькая мощность от источника тока не дает точного результата измерения. Для проверки состояния изоляции необходимо использовать мегомметр — специальный прибор с мощным источником тока, подающий на измерительную цепь повышенное напряжение 500 или 1000 вольт.

Оценку состояния изоляции необходимо проводить до подачи на обмотки рабочего напряжения. Если обнаружены токи утечки, попробуйте просушить двигатель в теплом, хорошо проветриваемом помещении. Часто этот прием позволяет восстановить функцию электрической цепи, собранной внутри сердечника статора.

Подключение 3 фазного двигателя в однофазную сеть через частотный преобразователь

Преобразователи частоты (ПЧ) — устройства для управления двигателями переменного тока. Оборудование позволяет регулировать частоту вращения и крутящий момент вала за счет изменения частоты питающего напряжения. Однофазные преобразователи могут использоваться для включения трехфазных двигателей в сеть 220 В.

Аппаратура создает симметричные токи во всех трех фазах и устраняет такие недостатки пуска через конденсатор, как:

• Низкий крутящий момент на валу при пуске.
• повышенный нагрев обмоток.
• Чрезмерный шум во время работы.
• Низкая эффективность

Для подключения к сети 220 В выбирается однофазный преобразователь. Запрещается подключать трехфазный прибор к однофазной сети. Запас мощности преобразователя частоты должен быть не менее 2 кВт. При работе 3-х фазного двигателя в однофазной сети наблюдаются значительные скачки напряжения и тока, при недостатке мощности преобразователя привод будет работать неустойчиво. Защита выключит устройство и выведет сообщения об ошибках.

Подключение осуществляется в следующем порядке:

• Проверяет состояние двигателя. При этом определяется плотность прилегания крышек корпуса, исправность подшипников. Целесообразно измерить сопротивление обмоток. На этом же этапе определяются концы и начала обмоток статора.
• Соединение обмоток по схеме «треугольник». Для подключения к однофазной сети через преобразователь необходимо соединить обмотки так, чтобы междуфазное напряжение было 220 В.
• Подключите двигатель к преобразователю частоты. Для этого используйте экранированные кабели, рекомендованные производителем марки, с сечением, соответствующим мощности выбранного инвертора. Подключение осуществляется через емкостные входы преобразователя, внешние конденсаторы не требуются.
• Окрестности. При этом задаются параметры пуска и работоспособности, а также вводятся другие характеристики электродвигателя. Большинство инверторов имеют функции автоматического определения параметров двигателя.

Затем выполните первый запуск. В процессе выявляют и устраняют ошибки подключения и настройки, проверяют правильность работы станции в разных режимах.

Применение электролитических конденсаторов в качестве пусковых

Для подключения трехфазных асинхронных электродвигателей к бытовой сети, как правило, применяют простые бумажные конденсаторы. В длительном использовании они показали себя не лучшим образом, поэтому сейчас большие бумажные конденсаторы практически не используются. На смену им пришли оксидные (электролитические) конденсаторы. Они имеют меньшие габариты и широко распространены на рынках радиодеталей. Рассмотрим схему замены бумажного конденсатора на оксидный:

Из диаграммы видно, что через элементы VD1, C2 проходит положительная волна переменного тока, а через VD2, C2 — отрицательная. Это говорит о том, что данные конденсаторы можно использовать при допустимом напряжении, которое в 2 раза ниже, чем у обычных конденсаторов той же емкости. Емкость оксидного конденсатора рассчитывается по той же методике, что и для бумажных конденсаторов.

ИНФОРМАЦИЯ: Так в схеме однофазной сети 220В используется бумажный конденсатор на напряжение 400В. При замене его оксидным конденсатором достаточно выходного напряжения 200 В.

Подсчет итоговой ёмкости

При параллельном соединении конденсаторов их емкости суммируются, а при последовательном, наоборот, общая емкость будет меньше, здесь сумма взаимных величин равна. При параллельном соединении двух одинаковых конденсаторов общая емкость увеличивается вдвое, а при последовательном — вдвое. То есть сумма емкостей двух конденсаторов по 100 мкФ может быть как 200 мкФ, так и 50 мкФ. Все зависит от типа связи между ними.

Другой пример: суммарная емкость конденсаторов 60 мкФ и 90 мкФ при параллельном соединении будет 150 мкФ, при последовательном — 36 мкФ. Это можно использовать творчески при выборе из того, что есть в наличии, или при покупке дешевле.

Как определить, по какой схеме подключены обмотки двигателя?

Способ замены обмотки двигателя влияет на его характеристики, но все клеммные соединения находятся под защитным кожухом в блоке управления. Их просто не видно, но не стоит отчаиваться. Это способ, позволяющий узнать способ переключения, не прибегая к анализу блока управления.

Для этого достаточно посмотреть на номерной знак, закрепленный на картере двигателя. На нем отмечаются точные технические параметры, в том числе способ переключения. Например, на нем можно встретить следующие обозначения: 220/380В и геометрические обозначения треугольник/звезда. Эта последовательность указывает на то, что на двигателе, работающем от сети 380В, установлена ​​схема включения типа «звезда».

Однако этот метод не всегда работает с уверенностью. Таблички на старых двигателях часто изношены или вовсе отсутствуют. В этом случае необходимо отключить блок управления.

Второй способ предполагает визуальный осмотр выходных контактов. Контактную группу можно подключить следующим образом:

1. Перемычка на три штырька с одной стороны штырьков. К свободному выходу подключается шнур питания. Это звездный метод.
2. Выходы подключаются попарно тремя перемычками. Есть три линии питания на три выхода. Это метод треугольника.

На некоторых двигателях в блоке управления можно найти только три выхода. Это говорит о том, что замена производится внутри самого двигателя, под защитным кожухом.

Трехфазные двигатели очень долговечны и ценятся в хозяйстве, ремонте и строительстве. Но для домашнего использования они бесполезны, так как бытовая сеть может обеспечить только одну фазу, с напряжением 220В. На самом деле это не совсем правильная оценка. Возможно подключение трехфазного асинхронного двигателя к бытовой сети. Делается это с помощью радиодетали — конденсатора. Разберем этот метод подробнее.

Читайте также: Распиновка скарт разъема

Как устроен трехфазный асинхронный двигатель

В своей конструкции электродвигатель на 380 вольт включает короткозамкнутый ротор. При этом полностью исключаются любые электрические контакты между статором и ротором. Они не требуют щеток и коллекторов, которые в обычных двигателях изнашиваются при высокой скорости. Эти детали требуют регулярного обслуживания и периодической замены.

Все части агрегата собраны в литом корпусе (7). Основные элементы состоят из неподвижного статора и подвижного ротора. Основой статора является сердечник (3). Для производства используется качественная электротехническая сталь, в состав которой входят железо и кремний. Они придают материалу необходимые магнитные свойства.

Пластинчатая конструкция статора позволяет избежать появления вихрей Фуко, создаваемых переменным магнитным полем. Дополнительная изоляция листов производится специальным лаком, нанесенным с обеих сторон. Таким образом, полностью устраняется проводимость сердечника, остаются только его магнитные свойства.

В пазах сердечника размещены три медные обмотки (2), жилы которых защищены эмалью. Между собой они размещены под углами 120 градусов. Концы обмоток выводятся наружу и помещаются в распределительную коробку, расположенную в нижней части двигателя.

Ротор прикреплен к валу (1) и свободно вращается внутри статора. Между ними остается минимальное расстояние — от 0,5 до 3 мм, для повышения эффективности. Электросталь также используется в сердечнике ротора (5). Однако в дорожках установлены не обмотки, а короткозамкнутые проводники, расположенные в виде беличьего колеса. Именно поэтому этот элемент так и называется.

В состав беличьего колеса входят продольные проводники, имеющие электрическую и механическую связь с кольцами, расположенными на концах конструкции. В мощных моторах все элементы выполнены из меди.

Какую схему соединения обмоток выбрать

Читаем информацию о рабочем напряжении на табличке:

• 380В — просто треугольник.
• 380В/220В — треугольник или звезда.
• 220/127 — всего одна звезда. Очень редкий вариант.

Необходимо помнить, что при соединении в треугольник на обмотку подается напряжение в 1,7 раза больше, чем при соединении в звезду, а значит, реализуемая мощность будет выше, но звезда обеспечивает плавный пуск.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезды

Начну с предупреждения: даже опытные электрики допускают ошибки при работе, что называется «человеческий фактор». Что уж говорить о домашних умельцах…

Поэтому рекомендую в обязательном порядке подавать напряжение на составную цепь только через отдельный выключатель СФ, правильно подобранный под нагрузку. Это спасет жизнь и здоровье.

Схема соединения звездой показана на картинке.

Концы обмоток соединяются в одной точке горизонтальными перемычками внутри распределительной коробки. Никакие внешние провода к нему не подключены.

Фазный (через автоматический выключатель) и нулевой бытовой провода подводятся к двум разным клеммам в начале обмоток. К свободному выводу (на рис. Н2) подключается параллельная цепочка из двух конденсаторов: Ср — рабочий, Ср — пусковой.

Рабочий конденсатор соединен второй пластиной жестко с фазным проводом, а пусковой — через дополнительный выключатель СА.

При пуске электродвигателя ротор должен вращаться из состояния покоя. Он преодолевает силы трения подшипников, противодействие окружающей среды. На этот период необходимо увеличить величину магнитного потока статора.

Это делается за счет увеличения тока через дополнительную цепь пускового конденсатора. После выхода ротора на рабочий режим его необходимо выключить. В противном случае пусковой ток вызовет перегрев обмотки двигателя.

отключение пусковой цепи простым выключателем не всегда практично. Для автоматизации этого процесса применяют схемы с реле или пускателями, срабатывающими по времени.

Среди мастеров рукоделия популярна пусковая кнопка от советских стиральных машин активаторного типа. Имеет два встроенных контакта, один из которых после включения автоматически отключается с задержкой: то, что нужно в нашем случае.

Если вы внимательно посмотрите на принцип подачи однофазного напряжения, то увидите, что 220 вольт подается на две обмотки, соединенные последовательно. Их общее электрическое сопротивление увеличивается, ослабляя величину протекающего тока.

подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезда применяется для маломощных устройств, характеризуется повышенными потерями энергии до 50% от трехфазной системы питания.

Схема треугольник: преимущества и недостатки

подключение электродвигателя этим методом предполагает использование той же внешней цепи, что и звезда. Фаза, ноль и средняя точка нижних пластин конденсаторов монтируются последовательно на трех перемычках на распределительной коробке.

При переключении выводов обмоток по схеме треугольник входное напряжение 220 В создает в каждой обмотке больший ток, чем в звезде. Меньше потерь энергии, выше КПД.

подключение двигателя по схеме треугольник в однофазную сеть позволяет с пользой использовать до 70-80% потребляемой мощности.

Для формирования фазосдвигающей цепи необходимо использовать меньшую емкость рабочего и пускового конденсаторов.

Когда двигатель включен, он может начать вращаться в неправильном направлении. Его нужно понюхать.

Для этого достаточно в обеих схемах (звезда или треугольник) переключить провода, идущие от сети, на клеммник. Ток будет течь по обмотке в обратном направлении. Ротор изменит направление вращения.

Подбираем конденсатор

В цепи переменного тока — а это как раз наш случай — не следует использовать полярные конденсаторы, имеющие положительный и отрицательный контакты (анод и катод). Но при необходимости эту проблему можно обойти, используя диодный мост или два полярных конденсатора, объединенных в один, соединив одноименные контакты, но и здесь лучше вызвать опытного электрика.

Есть формула требуемой емкости рабочего конденсатора, но после ее расчета еще нужно будет проверить работу устройства на практике. Если конденсаторы есть, то лучше сразу перейти к методу вдумчивого подбора, но вдумчивого и не совсем бездумного. Конденсаторы должны быть неполярными, иметь одинаковое рабочее напряжение не менее 300 В, а лучше 400 В и выше.

• Рабочее напряжение конденсаторов должно быть ОДИНАКОВЫМ, иначе меньший выйдет из строя.

Начать со значения 30 микрофарад (мкФ) на 1 киловатт номинальной мощности двигателя при соединении обмоток статора в звезду, треугольником можно попробовать с 50-70 мкФ. Электродвигатель на холостом ходу (без нагрузки) должен заводиться и набирать обороты, не перегреваясь, длительная работа на холостом ходу нежелательна, возможен перегорание мотора.

Если холостой пуск происходит нормально, без перегрева и запаха гари, рабочий конденсатор подобран, на нем и работает, подключается к нагрузке и продолжает тестирование уже в рабочем состоянии.

А если подключение электродвигателя 380 В на 220 В через конденсатор происходит сразу при сильной нагрузке? Тут нужен пусковой конденсатор, его емкость надо начинать подбирать со значений в полтора раза больше рабочей.

Пример: рабочая 60 мкФ, то пусковая сначала устанавливается на 90 мкФ, а если это не обычный пуск, то к конденсаторам прибавляем емкость пусковой цепи (примерная емкость пусковой цепи до трех рабочих единиц, в нашем примере до 180 мкФ). После достижения рабочих оборотов пусковые конденсаторы отключаются, остается только рабочий. Цепи рабочего и пускового конденсаторов параллельны, в каждую можно поставить отдельный ключ.

В бытовой сети не нужно использовать устройства мощностью более 3 кВт — сработает защита или перегорят провода.

Как подобрать конденсаторы: 3 важных критерия

Трехфазный двигатель создает вращающееся магнитное поле статора за счет плавного прохождения синусоидальных токов по каждой обмотке, разнесенной в пространстве на 120 градусов.

В однофазной сети это невозможно. Если подать напряжение на все 3 обмотки одновременно, вращения не будет — магнитные поля уравновесятся. Поэтому на одну часть цепи подается напряжение как есть, а ток перемещается на другую по углу поворота конденсаторов.

Сложение двух магнитных полей создает импульс крутящего момента, который раскручивает ротор.

Работоспособность созданной схемы зависит от характеристик конденсаторов (емкости и допустимого напряжения.

Для маломощных двигателей с легким пуском на холостом ходу в ряде случаев допустимо обойтись только рабочими конденсаторами. Все остальные двигатели нуждаются в блоке стартера.

Обращаю внимание на три важных параметра:

1. вместимость;
2. допустимое рабочее напряжение;
3. тип конструкции.

Как выбрать конденсаторы по емкости и напряжению

Существуют эмпирические формулы, позволяющие выполнить простой расчет величины номинального тока и напряжения.

Однако люди часто путаются в формулах. Поэтому при проверке расчета рекомендую учитывать, что для мощности в 1 киловатт необходимо для рабочей цепи выбрать емкость 70 мкФ. Зависимость линейная. Не стесняйтесь использовать его.

На все эти методы можно и нужно опираться, но теоретические расчеты должны быть проверены на практике. Специфическая конструкция двигателя и прикладываемые к нему нагрузки всегда требуют корректировки.

Конденсаторы рассчитываются на максимальное значение тока, допускаемое условиями нагрева провода. Это использует много энергии.

Если электродвигатель преодолевает нагрузки меньшей величины, желательно уменьшить емкость конденсаторов. Делается это опытным путем при настройке, измерении и сравнении токов в каждой фазе амперметром.

Чаще всего для запуска асинхронного электродвигателя используют металлобумажные конденсаторы.

Они хорошо работают, но имеют низкие номиналы. При сборке в конденсаторную батарею получается довольно габаритная конструкция, что не всегда практично даже для стационарной машины.

В настоящее время
промышленность выпускает небольшие электролитические конденсаторы, приспособленные для работы с двигателями переменного тока.

Их внутреннее расположение изоляционных материалов приспособлено для работы при различных напряжениях. Для рабочей цепи оно составляет не менее 450 вольт.

Для пусковой цепи с кратковременными режимами под нагрузкой ее снижают до 330 за счет уменьшения толщины диэлектрического слоя. Эти конденсаторы меньше по размеру.

Это важное условие следует хорошо понимать и применять на практике. В противном случае при длительной работе конденсаторы на 330 вольт взорвутся.

Скорее всего, для конкретного двигателя конденсатором не обойтись. Вы должны собрать батарею, используя их последовательное и параллельное соединение.

При параллельном соединении общая емкость добавляется, а напряжение не меняется.

Последовательное соединение конденсаторов уменьшает общую емкость и делит приложенное напряжение на части между ними.

Какие типы конденсаторов можно использовать

Номинальное напряжение сети 220 вольт — это действующее значение. Амплитудное значение составляет 310 вольт. Поэтому минимальный предел кратковременной работы при пуске составляет 330 В.

Запас по напряжению до 450 В для рабочих конденсаторов учитывает перенапряжения и импульсы, создаваемые в сети. Его нельзя недооценивать, а использование контейнеров с большим запасом значительно увеличивает габариты батареи, что нерационально.

Для фазосдвигающей цепи допустимо использовать полярные электролитические конденсаторы, которые предназначены для протекания тока только в одном направлении. Схема их включения должна содержать токоограничивающий резистор сопротивлением несколько Ом.

Без него они быстро выходят из строя.

Перед установкой конденсатора необходимо проверить его реальную емкость мультиметром, а не полагаться на заводские маркировки. Особенно это касается электролитов: они часто преждевременно высыхают.

Как узнать схему подключения обмоток статора у асинхронного двигателя

На каждом объекте принято размещать информационные таблички на корпусе электрооборудования. Пример его исполнения для трехфазного электродвигателя показан на фото.

Домашний мастер не может учесть всю информацию, а только:

1. потребляемая мощность: значение используется для оценки производительности подключенного диска;
2. схема подключения обмотки — вопрос только что решился;
3. количество оборотов, которое может потребовать включения коробки передач;
4. токи в фазах – для них созданы обмотки;
5. класс защиты окружающей среды – определяет условия эксплуатации, в том числе защиту от атмосферной влаги.

Заводской информации обычно можно доверять, но она создавалась для продаваемого нового двигателя. Такая компоновка за весь период эксплуатации может несколько раз реконструироваться, и теряет свой первоначальный вид. Старый двигатель при неправильном хранении может прийти в негодность.

Следует выполнить электрические измерения цепи и проверить состояние изоляции.

Как определить схемы подключения обмоток статора

Для электрических измерений необходимо иметь доступ к каждому концу всех трех обмоток. Обычно шесть проводов подключаются к болтам внутри распределительной коробки.

Но среди способов заводской установки есть такой, когда специальные асинхронные модели изготавливают по схеме звезды, так что нейтраль собирается концами обмоток внутри корпуса, а к вводной коробке подключается корпусной блок. Этот неудачный для нас вариант потребует откручивания язычков крепления крышек к корпусу для снятия последней. Далее нужно подобраться к месту соединения обмоток и разъединить их концы.

Электрическая проверка концов обмоток статора

Для работы нам понадобится омметр. В этом режиме можно использовать тестер или даже простую батарейку с лампочкой. Любое из этих устройств должно проверять цепь каждой обмотки. Более подробно этот вопрос рассмотрен в отдельной статье.

После нахождения обоих концов обмотки их необходимо пометить собственной маркировкой для последующих проверок и соединений.

Замеры полярности у обмоток статора

Поскольку обмотки наматываются строго определенным образом, мы должны точно определить местонахождение начала и конца. Для этого есть два простых электрических метода:

1. кратковременная подача постоянного тока на обмотку для создания импульса;
2. использование переменного источника ЭДС.

В обоих случаях работает принцип электромагнитной индукции. Ведь обмотки собраны внутри магнитопровода, что обеспечивает хорошее преобразование электричества.

Схема сдвига фаз токов конденсаторами и дросселем: что мне не понравилось

Это третий конструктив, обещанный в названии, который я реализовал два десятка лет назад, опробовал в работе и потом забросил. Он позволяет использовать до 90% мощности трехфазного двигателя, но имеет недостатки. О них позже.

Собрал трехфазный преобразователь напряжения на мощность 1 киловатт.

Это состоит из:

• дроссель с индуктивным сопротивлением 140 Ом;
• конденсаторная батарея на 80 и 40 мкФ;
• регулируемый реостат на 140 Ом мощностью 1000 Вт.

Одна фаза работает как обычно. Второй с конденсатором сдвигает ток вперед на 90 градусов при вращении электромагнитного поля, а третий с дросселем формирует отставание на такой же угол.

В формировании фазоизменяющего магнитного момента участвуют токи всех трех фаз статора.

Корпус дроссельной заслонки пришлось собрать с механической конструкцией из дерева на пружинах с резьбовой регулировкой воздушного зазора для регулировки характеристик.

Конструкция реостата обычно «жестяная». Теперь его можно собрать из мощных резисторов, купленных в Китае.

Я даже подумал об использовании водяного реостата.

Но я отказался: слишком опасная конструкция. Я просто для эксперимента намотал на асбестовую трубу толстую стальную проволоку, положил на кирпичи.

Когда я запускал мотор на циркулярной пиле, он работал нормально, выдерживал прилагаемые нагрузки и нормально пилил достаточно толстые колодки.

Все бы ничего, но счетчик завел двойную скорость: этот преобразователь берет на себя ту же мощность, что и двигатель. Дроссель и провод хорошо прогрелись.

Из-за большого энергопотребления, низкой безопасности, сложной конструкции такой преобразователь не рекомендую.