Такая проблема зачастую встает перед теми, кто любит что-либо конструировать и собирать своими руками. Если речь идет о самодельном станке, агрегате или ином механизме для бытового применения, возникает вопрос – как приспособить электродвигатель, рассчитанный на 380/3ф, к работе от обычной розетки 220 В.
Что необходимо сделать (доработать), какие практикуются схемы его включения в однофазную сеть – эти и подобные вопросы станут темой нашего разговора.
Как вы можете видеть, символизм в лестничных диаграммах не всегда совпадает с символическими схемами. Хотя некоторые символы идентичны, другие символы не являются. Переверните эту диаграмму лестницы в виде принципиальной схемы, переводя все символы в правильные для схематических диаграмм.
Это ваша задача - импровизировать решение! Вопрос с вопросом: какое положение переключателя включает двигатель? Этот вопрос помогает студентам строить свои навыки пространственных отношений, поскольку они соотносят аккуратную, чистую диаграмму с относительно «грязной» схемой реального мира. Как обычно, схема, показанная здесь, не является единственным способом, которым она могла быть построена, но это одно из решений.
Способы включения двигателя в сеть 220 В
Они определяются той схемой, по которой соединены обмотки.
«Звезда»
Такой электродвигатель менее эффективен при подключении к 220 В, так как данное соединение обмоток снижает мощность примерно на 60 – 65%. Но иногда выбора просто нет.
«Треугольник»
Для подключения к сети 220 лучше выбрать этот вариант. Мощность также будет утеряна, но не более чем наполовину.
Изучите эту трехфазную схему управления двигателем, где предохранители защищают от перегрузки по току, и трехполюсное реле включает и выключает двигатель. После нескольких лет верного служения, в один прекрасный день этот мотор отказывается начинать. Он создает «гудящий» звук при контакте контактора, но он не поворачивается. Механик проверяет его и определяет, что вал не зацепился, но он может свободно поворачиваться. Проблема должна быть электрической в природе!
Вас зовут для расследования. Используя амперметр с зажимами, вы измеряете ток через каждую из линий, когда снова запускается другой старт. Затем вы записываете три текущих измерения. Затем определите, каким будет ваше следующее измерение, чтобы изолировать точное местоположение и характер неисправности.
Но соединение обмоток – это еще не все. Сколько конденсаторов придется включить в схему?
Один – если мощность электродвигателя не превышает 1 500 Вт.
Два – при Pдв ˃ 1,5 кВт.
Расчет номинала конденсаторов
Условные обозначения: Сп – пусковой, Ср – рабочий.
Нахождение начал и концов обмоток
Разблокирован предохранитель № 3 Третий контакт реле поврежден внутри контактора Одна обмотка не открылась внутри двигателя. С этого момента вы можете выполнить несколько действительных «следующих шагов». Обсудите альтернативы со своими одноклассниками.
Это практический сценарий, который вы и ваши ученики должны иметь интересное исследование. Если они никогда не слышали об «контакторе» раньше, этот вопрос является хорошей возможностью представить компонент. Приведите его к обсуждению, если у вас есть такая возможность!
Существует несколько несложных формул, но они будут малополезны читателю. Уж поверьте на слово.
Во-первых, для производства вычислений нужно будет замерить силу тока в какой-либо обмотке электродвигателя, а для этого его придется сначала включить в сеть 3 ф, да к тому же использовать специальные клещи. А они есть не у всех, даже у электриков. Это касается тех движков, у которых надписи на шильдике стерты или отсутствует паспорт на изделие. Кстати, для самоделок в основном такие образцы и используются – категории б/у.
Работая на рабочем месте с опытным специалистом, вам поручено определить, сбалансированы ли токи линий, идущие на трехфазный электродвигатель. Если все нормально с двигателем и схемой питания, конечно, три линейных тока должны быть точно равны друг другу.
Проблема в том, что ни один из вас не привел амперметр для измерения линейных токов. Ваши мультиметры слишком малы, чтобы измерять большие токи в этой цепи, и одновременное соединение амперметра с таким большим двигателем может быть опасным. Он получает следующие измерения.
Проверка переменным током
Имеют ли данные измерения падения напряжения несимметричные токи линии двигателя? Результаты неубедительны, потому что сопротивление для всего блока предохранителей и держателей не является надежным стабильным количеством. Коррозия между одним из концов предохранителя и зажимом держателя предохранителя, например, увеличивала бы сопротивление между точками, где измерено милливольтное напряжение.
Во-вторых, и самое главное – автор на практике убедился, что даже предельно точный расчет не является гарантией корректной работы движка.
В-третьих, не все принимают во внимание, что расчеты делаются «под нагрузку». На холостом ходу двигатель начнет перегреваться. Это еще раз доказывает, что целесообразнее конденсаторы подбирать практически.
Как определить, по какой схеме подключены обмотки двигателя?
Последующий вопрос: только потому, что результаты этих измерений с милливольтовым напряжением в этом сценарии неубедительны, не обязательно означает принцип использования плавких предохранителей, поскольку шунтирующие резисторы, указывающие на ток, бесполезны. Опишите одно приложение, в котором использование плавкого предохранителя в качестве текущего шунта даст достоверную информацию о текущем.
Примеры подключения звездой и треугольником на видео
Задача вопроса: определить, где можно измерить милливольтовое напряжение, которое может быть более надежным с точки зрения количественного указания тока линии. Это не точный количественный метод любым способом! Один из способов достижения пуска пониженного напряжения для больших электродвигателей состоит в том, чтобы вставить последовательные сопротивления в каждый из силовых проводников двигателя. При запуске вся мощность должна проходить через резисторы. После того, как двигатель успел ускориться, другой комплект «стартерных» контактов обходит линию вокруг резисторов непосредственно к обмоткам двигателя.
Найти требуемую емкость опытным путем – самое правильное решение. А сделать это несложно, если знать, что на каждые 1000 Вт электродвигателя необходим конденсатор порядка 70 – 80 мкф. Ставить один или целую сборку из нескольких образцов с разными номиналами – кому как удобнее. А вернее, что есть под рукой, то и использовать.
Подсказка: вам нужны только два контакта и один резистор! Ни одна из схем управления не показана на этой диаграмме. Если учащиеся изучили метод автотрансформатора с пониженным напряжением, попросите их сравнить этот метод с этим. Разумеется, резистивный метод проще, но имеет ли метод автотрансформатора свое преимущество?
Трехфазные двигатели более эффективны, чем однофазные двигатели, и обычно их обнаруживают в приложениях, требующих более 5 лошадиных сил. Эти инструкции охватывают двухфазный, трехфазный двигатель, наиболее распространенный тип. Трехфазная мощность используется на заводах и в некоторых жилых помещениях.
Что учесть?
- Для тех, кто подзабыл школу – номиналы емкостей складываются при их параллельном включении. Последовательное дает сумму обратных величин, то есть 1/С. Это поможет подобрать оптимальное значение. «Фишка» в том, что промышленность выпускает конденсаторы, рассчитанные на определенную емкость, и найти именно тот, который требуется по результатам расчетов, вряд ли получится (проверено!). Вот и нужно быть готовым к тому, что придется экспериментировать.
- Момент включения для электродвигателя – самый «трудный». Поэтому значение номинала конденсатора пускового (Сп) должно быть равно примерно трем рабочего (Ср). Иначе с запуском движка будут проблемы.
Особенности схем и их сборки
Отключите питание, которое будет подключено к двигателю. Трехфазный двигатель должен быть подключен к трехфазному источнику питания. Откройте проводку двигателя и определите провода внутри. Девять проводов должны быть обозначены 1 через. Некоторые выводы двигателя обозначены цветом; В этом случае обратитесь к документации по двигателю для идентификации свинца.
Изучите заводскую табличку двигателя для информации о проводке. На паспортной табличке указываются напряжения двигателя и может указываться конкретная информация о проводке. Подключите двигатель к соответствующему напряжению, к которому вы подключаете двигатель. Соедините все проводные соединения с проволочными гайками правильного размера для используемых проводников и количеством проводников, соединенных вместе. Если в кабелепроводе или кабеле, снабженном двигателем, имеется нейтральный провод, он не используется для трехфазного подключения двигателя, закрепите его с помощью гайки.
Особенности схем и их сборки
- Как произвести подключение? Любой трехфазный электродвигатель имеет 3 провода, которые соединяются с его обмотками. Проводники могут просто торчать из корпуса или заводиться в клеммную коробку, которая на нем расположена. Это не важно. На схемах ясно показано, что с чем соединяется. Нюанс в том, что направление вращения ротора заранее угадать не получится. Если вал крутится не в ту сторону, достаточно поменять местами провода, присоединенные к емкости.
- Кнопка «разгон». Она удерживается до тех пор, пока ротор не наберет номинальное число оборотов, то есть пока электродвигатель не выйдет на режим. Можно сделать и так, что она будет самоблокироваться, а потом автоматически размыкать контакты. Но это намного усложняет схему, поэтому приводить какие-либо чертежи автор не считает целесообразным. Кто с электротехникой на «ты», сам или сообразит, или найдет соответствующую информацию. Это же касается и организации реверсирования двигателя. Иногда нужно, чтобы его вал вращался или в одну, или в другую сторону. Решение – установка 3-х полюсного переключателя.
- Изоляция выводов емкостей. Напряжение на них может достигать больших значений. Перед присоединением провода к конденсатору на проводник следует одеть кусочек трубки ПВХ соответствующего сечения (так называемый кембрик), а после фиксации и снижения температуры в рабочей зоне «насадить» его на место пайки.
Подключение трехфазного двигателя через электронные устройства
Например, используйте красную гайку для подключения двух проводов 12-калибра Держите оголенные концы проводников вместе и скрутите на проволочной гайке. Поменяйте местами соединения на две линии, чтобы изменить направление вращения двигателя. Вы можете купить переключатели управления двигателем, чтобы выполнить это изменение. Сделайте соединения для низкого напряжения, 230 вольт. Соедините выводы двигателя 4, 5 и 6 вместе.
Сделайте соединения для высоковольтного подключения 460 вольт. Подключите выводы двигателя 6 и 9 вместе. Соедините выводы двигателя 5 и 8 вместе. Соедините выводы двигателя 4 и 7 вместе. Соедините выводы двигателя 9 и 6 вместе. Соедините выводы двигателя 8 и 5 вместе. Подключите провод заземления к клемме заземления двигателя. Ослабьте винт заземления, вставьте провод заземления в клемму и крепко затяните винт.
Не стоит забывать, что в моменты включения/выключения двигателя (особенно при его пуске) могут быть значительные скачки напряжения. Следовательно, раз он подключается к сети 220, все конденсаторы, задействованные в схеме, должны быть не менее чем на 400 В. Это – нижний предел по вольтажу. А вот больше (630, 750 и так далее) – пожалуйста; только их стоимость будет выше (если придется покупать).
Однофазные двигатели с рабочим конденсатором
Однофазный двигатель с рабочим конденсатором имеет двухжильную обмотку. Основная разработка подается непосредственно из сети, а питание вспомогательной обмотки характеризуется емкостной емкостью, подключенной вверх по течению. Емкость выбирается таким образом, что вспомогательная обмотка может непрерывно принимать ток конденсатора. Для цепи вспомогательной обмотки не требуются переключающие элементы. В результате однофазный двигатель с рабочим конденсатором не соответствует трехфазному двигателю переменного тока с каркасом ротора и безопасности эксплуатации.
Все емкости, которые включаются в схему, должны быть однотипными. В основном устанавливаются конденсаторы бумажные, и автор советует выбирать именно их. Использование образцов электролитических возможно, но для этого придется делать специальные расчеты и усложнять схему. Например, за счет введения в нее диодов, помещения емкостей под защитным кожухом.
Двигатель превосходит однофазный двигатель в каменном контуре, поскольку он может быть в значительной степени адаптирован к требованиям привода с помощью соответствующей конструкции обмотки. Кроме того, емкость используемого здесь конденсатора меньше по сравнению с той же мощностью двигателя.
Однофазные двигатели с рабочим конденсатором подходят только для приводных машин, для которых не требуется полная номинальная мощность двигателя. Конструкция конденсатора зависит от мощности, крутящего момента и конструкции двигателя. Это значение изменяется обратно пропорционально отношению обмотки к основной обмотке, к частоте сети и к квадрату соответственно приложенного сетевого напряжения. Точные значения емкости должны определяться эмпирически с использованием предусмотренных двигателей. Таким образом, уровень напряжения на конденсаторе приблизительно равен фактору, превышающему напряжение сети под нагрузкой.
Если нет базовых знаний в области электротехники, то лучше с двигателем не экспериментировать. Одновременно, в одной схеме, применять и бумажные, и электролитические конденсаторы нельзя!
Для подобных схем обычно берутся МБГ, МБГО, КБП, МБГП (это и есть бумажные). Их единственный недостаток – большие габариты. А если это сборка, то ее размеры более чем внушительные. Такие типы емкостей подходят для электродвигателя стационарной установки. Соорудить «короб», поместить в нем все конденсаторы и протянуть провода к движку – не проблема. А если монтируется мобильный аппарат? Как поступить?
Однофазные двигатели в каменном корпусе с рабочим конденсатором
Во время холостого хода напряжение на конденсаторе увеличивается на 15%. Точное значение определяется измерениями. По сравнению с двухжильной конструкцией этот двигатель показывает не столь благоприятные характеристики и крутящий момент Большой емкость. Однофазные двигатели в каменном контуре с рабочим конденсатором подходят только для приводных машин, к которым можно получить облегченный ход из-за их низкого момента затяжки. Они используются, когда предусмотрена операция как для трехфазных, так и для однофазных систем.
Об электролитических конденсаторах уже сказано, хотя и не все. Пробой даже одного п/п прибора (диода) может инициировать взрыв емкости. Автор не рекомендует ни при каких условиях связываться с электролитами. Самое верное решение – использовать для схем мобильных устройств конденсаторы СВВ (металлизированные, полипропиленовые). Размеры – минимальные, номиналы емкостей – значительные. Плюс к этому – взрывобезопасные. Что еще нужно для подключения?
Наконец, классифицируйте типы ошибок, которые могут присутствовать, и способ их идентификации. Иногда рутина не далеко от технической строгости. Поэтому необходимо время от времени возвращаться к теоретику; Безопасный источник базовых знаний для манипулирования оборудованием, наилучшим использованием которого мы должны обеспечить.
Давайте поговорим о трехфазных двигателях, синхронных и асинхронных принципах работы. Трехфазные электродвигатели состоят из двух больших двигателей. У этого двигателя есть характеристика, что его скорость вращения прямо пропорциональна частоте сети переменного тока, которая ее подает. Он используется в тех случаях, когда требуется постоянная скорость.
Если мощность превышает 3000 Вт, то подключать его к 220 В не рекомендуется. Одна из причин – большой пусковой ток. Это может привести к выходу других элементов эл/цепей, завязанных на данную линию. «Повыбивает» автоматы, подгорят контакты – это далеко не полный перечень возможных «сюрпризов».
Синхронные машины функционируют как генераторы, так и двигатели. В нашей среде его приложения минимальны и почти всегда связаны с генерацией электрической энергии. В случае синхронной роторной машины все гидроэлектрические и термоэлектрические установки управляются трехфазными синхронными генераторами.
Синхронные двигатели подразделяются поочередно в зависимости от типа используемого ротора, это: ротор гладких полюсов и выступающих полюсов. Двигатели с роторным двигателем с гладким полюсом или не выступающие полюса: используются в двух - и четырехполюсных роторах. Эти типы роторов построены на том же уровне, что и поверхность ротора. Гладкие роторные двигатели работают на высоких скоростях.
Сразу же заниматься расчетами схемы подключения не имеет смысла. Для начала нужно уяснить, насколько целесообразно использование трехфазного движка в сети 220 В в той или иной ситуации. Дело в том, что его КПД при таком включении может уменьшиться на 55 – 65%.
Принципиально это или нет для нормальной работы «самоделки» или агрегата промышленного изготовления, будут ли способны устройства выполнять свои функции и насколько эффективно? Только ответив на все эти вопросы, можно приступать к поиску конденсаторов для схемы двигателя. Это самое правильное решение.
Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Потому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В данной статье рассмотрим, как правлильно сделать подключение однофазного двигателя.
Асинхронный или коллекторный: как отличить
Вообще, отличить тип двигателя можно по пластине — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.
Как устроены коллекторные движки
Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.
Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.
Недостатки колелкторых двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.
Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.
Асинхронные
Асинхронный двигатель имеет стартер и ротор, может быть одно и трех фазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.
Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.
Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.
В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.
Более точно определить бифолярный или конденсаторный двигатель перед вами можно при помощи измерений обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки меньше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифолярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.
Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей
С пусковой обмоткой
Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.
Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»
Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.
Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).
Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):
- один с рабочей обмотки — рабочий;
- с пусковой обмотки;
- общий.
Со всеми этими 
подключение однофазного двигателя
Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайн ие (произвольно). К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим ). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифолярного) через кнопку.
Конденсаторный
При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).
Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском ( , например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
Схема с двумя конденсаторами
Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.
Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым
При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.
Подбор конденсаторов
Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:
- рабочий конденсатор берут из расчета 0,7-0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
- пусковой — в 2-3 раза больше.
Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите конденсатор специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.
Изменение направления движения мотора
Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.
