Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор. Расчет пусковой конденсатор для электродвигателя

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Здравствуйте,  дорогие читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Частенько у каждого из нас возникает необходимость в гараже или на даче подключить трехфазный асинхронный двигатель, например, для наждачного или сверлильного станка, бетономешалки и т.п.

А в наличии имеется только источник однофазного напряжения.

Как быть в данной ситуации?

Все просто. Необходимо трехфазный асинхронный двигатель включить как конденсаторный по следующим классическим схемам.

Еще раз напоминаю, что это самые распространенные схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети. Существует еще несколько способов включения, но о них в данной статье мы говорить не будем.

Как видно из схем, это осуществляется с помощью рабочего и пускового конденсаторов. Их еще называют фазосдвигающими.

Кстати, со схемой соединения звездой и треугольником обмоток асинхронного двигателя я Вас знакомил в прошлой статье. 

 

Выбор емкости конденсаторов

1. Выбор емкости рабочего конденсатора

Величина емкости рабочего конденсатора (Сраб.) рассчитывается по формуле:

Полученное значение емкости рабочего конденсатора получается в (мкФ).

Вышеприведенная формула может показаться Вам сложной, поэтому Вашему вниманию предлагаю более легкий вариант расчета емкости рабочего конденсатора для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети. Для этого Вам необходимо лишь знать мощность (кВт) асинхронного двигателя.

Если сказать еще более проще, то на каждые 100 (Вт) мощности трехфазного двигателя необходимо порядка 7 (мкФ) емкости рабочего конденсатора.

При выборе емкости рабочего конденсатора необходимо контролировать ток в фазных обмотках статора в установившемся режиме. Этот ток не должен превышать номинального значения.

2. Выбор емкости пускового конденсатора

Если же у Вас пуск электродвигателя происходит при значительной нагрузке на валу, то параллельно рабочему конденсатору необходимо включать пусковой конденсатор. Включается он только на время пуска двигателя (примерно 2-3 секунды) с помощью ключа SA до набора номинальной частоты вращения ротора, а затем отключается.

Что случится, если забыть отключить пусковые конденсаторы?

Если забыть отключить пусковые конденсаторы, то возникнет сильный перекос по токам в фазах и двигатель может перегреться.

Величина емкости пускового конденсатора выбирается в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора.

В таком случае пусковой момент двигателя становится номинальным и двигатель запустится без проблем.

Необходимая емкость набирается с помощью параллельного и последовательного соединения конденсаторов. Об этом я напишу отдельную статью в разделе «Электротехника«. Следите за обновлениями на сайте. Подписывайтесь на новые статьи.

Трехфазные двигатели мощностью до 1 (кВт) можно включать в однофазную сеть только с рабочим конденсатором. Пусковой конденсатор можно не применять.

Выбор типа конденсаторов

Как выбрать емкость рабочих и пусковых конденсаторов Вы уже знаете. Теперь необходимо разобраться, какой тип конденсаторов можно применять в представленных схемах.

Желательно использовать один и тот же тип конденсаторов, как для рабочих, так и для пусковых конденсаторов.

Чаще всего, для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть, применяют бумажные конденсаторы в металлическом герметичном корпусе типа МПГО, МБГП, КБП или МБГО.

Кое-что я нашел у себя в запасе.

Практически все они имеют прямоугольную форму.

На самом корпусе можно увидеть их параметры:

• емкость (мкФ)
• рабочее напряжение (В)

Но у бумажных конденсаторов есть один недостаток — они выпускаются слишком громоздкие и при этом имеют небольшую емкость. Поэтому при включении трехфазного двигателя небольшой мощности в однофазную сеть, батарея набранных конденсаторов получается «солидная».

Также вместо бумажных конденсаторов  можно применять и электролитические, но схема их подключения совершенно другая и содержит в себе дополнительные элементы в виде диодов и резисторов.

Применять Вам электролитические конденсаторы я Вам настоятельно не рекомендую!!!

У них есть недостаток в виде того, что при пробое диода через конденсатор пойдет переменный ток, что вызовет его нагрев и взрыв (выход его из строя).

Тем более, что в современной электронике вышли в свет новые металлизированные полипропиленовые конденсаторы переменного тока типа СВВ.

Вот например, СВВ60 в круглом корпусе.

Или СВВ61 в прямоугольном корпусе.

В основном, они выпускаются на напряжение 400-450 (В). Вот на них то и стоит обратить внимание — очень хорошо себя зарекомендовали. Нареканий к ним нет. Кстати, такой же конденсатор у меня стоит на сверлильном станке в мастерской.

 

 

Выбор напряжения конденсаторов

Также при выборе конденсаторов для трехфазного двигателя в однофазной сети важно правильно учитывать их рабочее напряжение.

Если выбрать конденсатор с большим запасом по напряжению, то это будет не целесообразно и приведет к дополнительным затратам и увеличению габаритных размеров нашей установки.

Если же выбрать конденсатор с рабочим напряжением меньше, чем напряжение сети, то это приведет к преждевременному выходу из строя конденсаторов (даже возможен взрыв).

Принято выбирать рабочее напряжение конденсаторов  для схем, указанных в данной статье, равное 1,15 напряжению сети, а еще лучше не менее 300 (В).

Вроде бы все ясно и понятно. Но не стоит забывать, что при использовании бумажных конденсаторов в сети переменного напряжения следует разделить их рабочее напряжение примерно в 1,5-2 раза.

Например, если на бумажном конденсаторе указано напряжение 180 (В), то его рабочее напряжение при переменном токе следует принять 90-120 (В).

 

Пример подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Чтобы закрепить теорию на практике, рассмотрим пример выбора конденсаторов для подключения трехфазного двигателя АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт) в однофазную сеть. Кстати я уже описывал устройство этого двигателя в предыдущих статьях. Прочитать про него можете здесь.

Цель нашего эксперимента — запустить этот двигатель от однофазной сети 220 (В).

Данные двигателя АОЛ 22-4:

Т.к. мощность этого двигателя небольшая (до 1 кВт), то для его запуска в однофазной сети достаточно будет применить только рабочий конденсатор.

Определим емкость рабочего конденсатора:

Исходя из формул, принимаем среднее значение емкости рабочего конденсатора равной 25 (мкФ).

Для эксперимента я буду использовать емкость 10 (мкФ). Заодно и посмотрим, можно ли использовать емкость чуть ниже расчетной.

Далее идем в кладовку и ищем подходящие конденсаторы. Нашлись конденсаторы типа МБГО.

Теперь нам необходимо, применив навыки электротехники

, собрать из этих конденсаторов необходимую нам емкость.

Емкость одного конденсатора составляет 10 (мкФ).

При параллельном соединении 2 конденсаторов мы получим емкость, равную 20 (мкФ). Но рабочее напряжение у них составляет всего 160 (В). Поэтому для увеличения рабочего напряжения до 320 (В), эти 2 конденсатора соединим последовательно с 2 такими же конденсаторами, соединенных параллельно. Общая их емкость получится 10 (мкФ). Вот как это получилось.

Подключаем полученную батарею рабочих конденсаторов согласно схемы, представленной в начале данной статьи и пробуем запустить трехфазный двигатель в однофазной сети.

Дальнейшие итоги нашего эксперимента смотрите на видео.

Эксперимент завершился УДАЧНО!!!

И вообще мне показалось, что запуск двигателя от однофазной сети с помощью конденсаторов произошел легче и быстрее, чем от трехфазной сети…Выслушаю и Ваше мнение по этому поводу!!!

При включении трехфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть его полезная мощность не превысит 70-80% номинальной мощности, а частота вращения ротора  практически равна номинальной.

Примечание 1: если у Вас двигатель 380/220 (В), то подключать его в сеть 220 (В) необходимо только треугольником.

Примечание 2: если на бирке указана только схема звезды с напряжением 380 (В), то подключить такой двигатель в однофазную сеть 220 (В) получится только при одном условии. Нужно «распотрошить» общую точку звезды и вывести в клеммник 6 концов. Общая точка чаще всего находится в лобовой части двигателя.

Я думаю Вам будет интересно продолжение этой статьи о том, как осуществить реверс трехфазного двигателя, подключенного к однофазной сети.

P.S. Задавайте вопросы по данной теме в комментариях, я с удовольствием отвечу Вам. А также подписывайтесь на новые статьи. Дальше будет интереснее.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

zametkielectrika.ru

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Содержание:

1. Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор
2. Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя
3. Расчёт конденсатора для трёхфазного двигателя

Довольно часто возникает необходимость в нестандартном подключении какого-либо электроприбора, применительно к конкретным условиям. Среди возможных вариантов следует выделить подключение трехфазного двигателя к однофазной сети, широко применяемое в бытовых условиях. Данная схема вполне оправдывает себя, несмотря на некоторое снижение мощности подключаемого оборудования.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор

Подключить трехфазный двигатель к сети с напряжением 220 вольт довольно просто. В стандартной ситуации, в каждой фазе имеется собственная синусоида. Между ними существует фазовый сдвиг, составляющий 120 градусов. За счет этого обеспечивается плавное вращение в статоре электромагнитного поля.

Каждая волна обладает амплитудой 220 вольт, что и дает возможность подключения трехфазного двигателя к обычной сети. Получение трех синусоид из одной фазы происходит с помощью обычного конденсатора, при условии соединения обмоток двигателя треугольником. Объединенные в единое кольцо, они позволяют получать сдвиг по фазе в 45 и 90 градусов, вполне достаточный для не слишком активной работы вала.

Применение конденсатора позволяет достичь мощности двигателя при одной фазе примерно 50-60% от этого же показателя для трех фаз. Однако данная схема подходит не ко всем электродвигателям, поэтому следует выбирать наиболее подходящую модель, например, серии АПН, АО, А, АО2 и другие.

Одним из условий использования конденсатора является необходимость изменения его емкости в соответствии с количеством оборотов. Практическое выполнение этого условия представляет серьезную проблему, поэтому управление двигателем выполняется в двухступенчатом варианте. Во время запуска подключается сразу два конденсатора, один из которых отключается после разгона. Остается только рабочий, продолжающий функционировать.

Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя

Пусковой конденсатор должен примерно в 2-2,5 раза превышать емкость рабочего конденсатора. Расчетное напряжение этих устройств обычно в 1,5 раза превышает напряжение сети. Для сетей 220 вольт наилучшим вариантом будут конденсаторы МБПГ, МБГО, МБГЧ, рабочее напряжение которых составляет 500 вольт и более. Если конденсаторы включаются лишь на короткое время, возможно применение в схеме электролитических устройств, таких как КЭ-2, К50-3, ЭГЦ-М с минимальным напряжением 450 вольт.

Между собой конденсаторы соединяются последовательно, через минусовые выводы. Далее в схему добавляется резистор, сопротивлением 200-300 Ом, убирающий оставшийся электрический заряд с конденсаторов.

Расчёт конденсатора для трёхфазного двигателя

Нормальная работа трехфазного электродвигателя с пуском через конденсатор зависит от ряда условий. Одним из них является изменение емкости устройства в соответствии с числом оборотов двигателя. Это достигается за счет двухступенчатого управления, состоящего из двух конденсаторов – пускового и рабочего.

Во время пуска происходит замыкание контактов, после чего нажимается кнопка разгона. После того как набрано достаточное количество оборотов, кнопку следует отпустить. Рассчитать емкость рабочего конденсатора можно по следующей формуле: Ср = 4800х I/U, где Ср является емкостью устройства в мкФ, I – сила тока, потребляемого двигателем в амперах, U – напряжение электрической сети в вольтах. Данная формула подходит при соединении обмоток двигателя методом треугольника. Если же обмотки двигателя соединены звездой, применяется формула Ср = 2800х I/U.

Таким образом, подключение трехфазного двигателя к однофазной сети имеет свои особенности. Например, емкость пускового и рабочего конденсатора должна соответствовать мощности подключаемого двигателя.

electric-220.ru

Подключение трехфазного двигателя через конденсатор

 

Трёхфазное напряжение имеет максимум своего значения, который перемещается последовательно от одной фазы к другой. В трехфазном двигателе три обмотки статора подключены к трёхфазному напряжению. Поэтому максимум магнитного поля статора также перемещается от одной обмотки к другой, двигаясь вокруг оси вращения ротора. В зависимости от конструкции электродвигателя при этом ротор вращается с соответствующей скоростью.

Однако перемещение максимума напряжения можно достичь и при однофазном питающем напряжении. Для этого потребуется электрическая ёмкость. Изменение величины напряжения на электрической ёмкости отстаёт от изменения величины тока. Поэтому процесс формирования эффективного максимума перемещаемого магнитного поля статора с использованием конденсаторов становится возможным при правильно выбранных величинах их ёмкости.

В лучшем случае удаётся использовать двигатель на уровне 65 – 85 процентов от его номинальной мощности. При этом реактивная составляющая мощности, потребляемая от сети может быть близка к нулю, поскольку функцию источника реактивной мощности выполняет электрическая ёмкость. Но для наилучшей работы электродвигателя с трёхфазным статором от однофазной сети нужны конденсаторы, как для запуска, так и для рабочего режима.

А поскольку для большей электрической мощности требуется увеличение тока, потребуется также и увеличение ёмкости конденсаторов. Поэтому начиная с некоторой величины мощности электродвигателей, конденсаторная батарея получается слишком громоздкой и дорогостоящей. В таком случае преимущества включения трёхфазного двигателя в однофазную сеть утрачиваются. Обычно граничным значением величины мощности электродвигателя являются два киловатта.

Схемы включения

Схемы включения трёхфазного двигателя с использованием электрических ёмкостей приведены на изображении ниже:

Изменение соединений обмоток на изображениях а) и б) делается для реверса вращения ротора. Аналогично и для соединений обмоток на изображениях в) и г). На изображении ниже показано переключение соединений выводов обмоток в случае реверса для схемы г):

Для схем включения трёхфазных электродвигателей с конденсаторами в однофазную сеть в) и г) применяются два определения для обозначения обмоток:

• конденсаторная фаза для обмотки соединённой с конденсатором;
• главная фаза для обмоток соединённых с питающей сетью.

Величина номинального тока Iном существует для обмоток электродвигателя присоединённого к трёхфазной сети. При его подключении к однофазной сети на величину тока будет оказывать влияние ёмкость конденсатора. Можно получить ток как больше номинального, так и меньше номинального значения. Превышение номинального тока приводит к перегреву обмоток и к увеличению напряжения на конденсаторной фазе.

Расчёт конденсаторов

Особенно вредным могут быть резонансные явления, приводящие к существенному увеличению напряжения, которое может стать опасным как для целостности изоляции обмоток и конденсаторов, так и для обслуживающего персонала. Если ток меньше номинального значения двигатель будет использоваться не эффективно. Поэтому надо применять такие значения ёмкостей, при которых величины напряжений и токов для обмоток близки к номинальным значениям.

Для частоты питающего напряжения со значениями U Вольт и 50 Герц для каждой из схем, приведенных выше существует приближённый расчёт рабочей ёмкости Ср,ном:

а) — Ср,ном ≈2800Iном/U;

б) — Ср,ном ≈4800 /U;

в) — Ср,ном ≈1600Iном/U;

г) — Ср,ном ≈2740Iном/U.

Величина ёмкости при запуске электродвигателя выбирается в два – три раза больше чем величина Ср,ном. Для увеличения пускового момента надо выбирать схемы в) и г). Но при этом возможны перенапряжения на конденсаторной фазе. После переходного процесса часть конденсаторов отключается так, чтобы ёмкость оставшихся равнялась Ср,ном. С этой конденсаторной батареей электродвигатель может продолжать вращение.

Выбрать соответствующие электротехническое оборудование можно на сайте elektropostavka.ru. Они осуществляют доставку по всей России и СНГ.

podvi.ru

: Инженерные системы загородного дома.Газ.Электричество. :: BlogStroiki

У меня мотор 3квт,1400оборотов.Какой емкости надо пусковой конденсатор и рабочий для нормальной работы двигателя. Двигатель хочу использовать на пиле- циркулярке для распилки дров разного диаметра. Спасибо, с уважением Олег Викторович.

Ответ: В тех случаях, когда требуется подключить электродвигатель трехфазный к сети 220 вольт (однофазной) используют два типа схем для подключения –«треугольником» или «звездой». Конечно лучше использовать «треугольник», в таком случае потеря мощности трехфазного двигателя меньше 50%.

Расчет емкости рабочего конденсатора в таком случае проводим по такой формуле:

Срабоч.=k*Iфаз./Ucет., к-коэффициент схемы подключения( для « звезды»=2800, для «треугольника»=4800; Iфаз.-паспортный номинальный ток двигателя,А; U-сетевое питающее напряжение напряжение, В.

Если запуск трехфазного двигателя проходит без нагрузки, то пусковую емкость можно не ставить. Например ,если у вас система передачи крутящего момента от вала двигателя к циркулярной пиле идет с помощью плоского ремня или клинообразного и натяжение его осуществляется весом двигателя(двигатель крепится на пластине с одной стороны закрепленной к станине циркулярной пилы и в момент старта вы просто приподнимаете пластину с двигателем сняв нагрузку с оси двигателя а по мере набора мощности опускаете ее и подключаете саму пилу).

Что бы получить близкую к номинальной пусковую мощность устанавливают как обычно емкость пускового конденсатора в два три раза больше чем рабочая емкость. Сп.=(2-3)*Срабоч.

Что касается номинального напряжения устанавливаемых конденсаторов, оно должно быть 1.5-2 раза выше, чем напряжение используемой сети. Это связано с тем, что при запуске двигателя с помощью конденсатора в этой обмотке протекает повышенный ток по сравнению с обмотками прямого включения в сеть на 30-40% от номинала. Таким образом применять можно конденсаторы с рабочим напряжением не менее 350 вольт не ниже, лучше конечно на 450 вольт.

Исходя из практики принимается следующее решение, при выборе пускового и рабочего конденсаторов исходить надо из следующего: на один киловатт мощности двигателя надо брать 200 мкф на пусковой конденсатор и 100 мкф на рабочий.

В вашем случае Срабочий=300 мкф и Спусковой=600 мкф.

Если не найдете подходящие бумажные конденсаторы такой емкости можно использовать и электролитические(схема ниже) , главное правильно их подключить, при неправильной сборке они могугт закипеть и взорваться!!!!!

blogstroiki.ru

---

• 
  Полное сопротивление цепи
• 
  Атмосферное давление формула физика
• 
  Замена предохранителя
• 
  Электрическая схема цепь
• 
  Емкость соединенных параллельно конденсаторов
• 
  Сток исток затвор на схеме база эмиттер коллектор
• 
  Светильник люминесцентная лампа
• 
  Ветвь в электрической цепи
• 
  Подключение двухклавишного проходного выключателя
• 
  Какой фирмы выбрать компрессор
• 
  Когда включат отопление в калуге в 2018 году