Несколько способов пуска асинхронного двигателя. Запуск электродвигателя однофазного

Запуск асинхронного электродвигателя от однофазной сети.

В момент запуска электродвигателя в его обмотках протекает электрический ток, превышающий номинальный в несколько раз. Это пусковой ток, величина которого зависит от конструкции самого электродвигателя, нагрузки его ротора,  характеристики электрической линии и питающего электродвигатель напряжения и тока.

Для применения трёхфазного двигателя в качестве однофазного необходимо убедиться в типе соединения обмоток статора, обмотки которых  рассчитаны на напряжение 127/220v и 220/380v. Данные указаны в паспортной табличке.

Вот, когда Вы обнаружите не три и не шесть выводов в клеммной коробке, а более, то перед Вами многоскоростной электродвигатель и подключение его к однофазной сети вызовет определённую трудность. Необходимо будет ‘прозвонить’ каждую обмотку и определить для неё начало и конец  либо согласовать дополнительные выводы каждой обмотки.

Пульсирующее магнитное поле электродвигателя.

А если наш трёхфазный электродвигатель двумя выводами подключить к линии однофазного переменного тока, то вращающего магнитного поля в статоре образовываться не будет.

Нет. Магнитное поле всё-таки в нём появляется, но оно является результатом сложения двух магнитных полей, которые вращаются в статоре в противоположные стороны и с одинаковым числом оборотов. В данном случае это поле пульсирующее и оно никак не сдвинет ротор электродвигателя с места, разве что Вы не придадите ему начальное вращение.

Ток потребления в данном случае максимален и приравнивается к току короткого замыкания подобного трансформатора с приближёнными характеристиками к обмоткам электродвигателя.

Другими словами могу сказать, если в подобном пульсирующем электромагнитном поле статора асинхронного двигателя будет находится короткозамкнутый ротор, то оба поля, прямое и обратное, будут стараться повернуть ротор в свою сторону, а в данном случае эти стороны противоположны, и неподвижный ротор не может сам начать вращение. А так как эти электромагнитные поля создают свои моменты, которые компенсируют друг друга, то непосредственно сам пусковой момент такого асинхронного электродвигателя будет равен нулю.

Значит, что бы запустить трёхфазный электродвигатель от однофазной сети, необходимо что бы токи в его обмотках не были симметричными и активная мощность по фазам распределялась неравномерно. То есть подключить к электродвигателю некое электрическое устройство, которое сместило бы фазы токов, что вызовет их несимметрию и в статоре электродвигателя образуется вращающее магнитное поле. Ротор начнёт вращаться.

Механический запуск электродвигателя.

Иногда у некоторых умельцев в быту имеются установки, на которых установлены трёхфазные электродвигатели, запускаемые в работу от однофазной сети раскручиванием вала в ручную.

Предварительно  на вал отключенного электродвигателя наматывают прочный шнур. Для запуска электродвигателя этим шнуром раскручивают его ротор, затем сразу на обмотки статора подают электрическое напряжение. Как только электродвигатель войдёт в режим холостого хода, на его вал подают нагрузку.

Электродвигатель в таких установках может закрепляться как на подвижной платформе, так и жёстко. Нагружают электродвигатель плавным опусканием платформы, на которой установлен двигатель и под действием силы тяжести(вес электродвигателя) шкив вала электродвигателя плотно сцепляется с ремнём, который передаёт вращающий момент далее.

Когда электродвигатель установлен жёстко, то для передачи крутящего момента используют натяжной ролик или натяжной шкив. После запуска электродвигателя плавно натягивают ремень между шкивом вала электродвигателя и шкивом рабочей установки.

Можно использовать вариатор, центробежную муфту сцепления, но конструкция в таком случае усложнится, а нам нужно как проще.

В таких случаях можно сказать, что при включенном в сеть электродвигателе раскручиванием ротора мы смещаем фазы токов ротора относительно фаз токов статора, уменьшаем скольжение и тормозящий момент двигателя. Вращающий момент увеличивается и электродвигатель плавно, но уверенно запускается.

Посмотреть пример

Данный метод очень прост, но неудобен. Применяют его для электродвигателей небольшой мощности и запуска без нагрузки на валу. Есть двигатели, которые легко можно запустить ‘от руки’.

Но наш быт настолько разнообразен, что не обходится без какого-либо электрического аппарата, агрегата или устройства, в котором используются электродвигатели и заметьте без всяких там шнуров для их запуска.

Если электродвигатель асинхронный, то для его запуска всегда используют электрический фазосдвигающий элемент, либо применяют расщепление полюсов для создания пускового момента.

Что такое расщепление полюсов.

В электроприборах или аппаратах небольших по размеру или малой производительности и небольшой электрической мощности применяют однофазные электродвигатели со средней мощностью около 100wt. В электроаппаратах старого выпуска применялись однофазные конденсаторные электродвигатели( магнитофоны, проигрыватели, мясорубки и др.). В подобных устройствах необходим был большой пусковой момент при малой электрической мощности и при малом габарите электрического аппарата.

А  вот в аппаратах, где не было необходимости хорошего момента при запуске и не предъявлялись требования к скольжению использовались однофазные электродвигатели с расщеплёнными полюсами(вентиляторы бытовые, электрополотенце, фены). Наверное, замечали как плавно запускались электродвигатели таких устройств.

Ротор у таких электродвигателей короткозамкнутый, обмотка статора разделена на две части, расположенные напротив друг друга. Полюса статора, на которых размещены обмотки, разрезаны на две части, на одной из которых уложен короткозамкнутый виток. Для чего?

В момент подачи напряжения на обмотку статора, образующееся магнитное поле охватывает короткозамкнутый виток, в котором индуцируется электрический ток большой величины. А так как в витке есть электрический ток, то он создаёт своё магнитное поле, но сдвинутое по фазе от основного поля статора электродвигателя. Что получается?

Та часть статора, на котором размещён виток имеет своё магнитное поле, которое не совпадает по фазе с основным полем и как следствие,  ослабляет в своей части поле второй половины статора. И получается, что взаимодействие двух магнитных потоков полюсов каждого статора создают  направленное вращающее магнитное поле. Правда, оно не круговое, а больше похоже на эллипс. Для нас это  не так уж и важно. Электродвигатель начинает раскручиваться медленно, но уверенно.

Малый пусковой момент — плавный запуск;  два полюса на статоре — частота вращения ротора электродвигателя близка к максимально возможной для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором(~3000r/min).

Поделись с другими. Возможно, они тоже ищут.

vesyolyikarandashik.ru

Однофазные электродвигатели | Отличия, конструкция, схемы, принцип подключения, применение – на промышленном портале Myfta.Ru

В статоре однофазного электродвигателя находится однофазная обмотка, что отличает его от трехфазного. Изготовлена эта единственная обмотка по аналогии с одной обмоткой трехфазного устройства, но объем, который она заполняет, занимает 2/3 пазов окружности статора.

В этой обмотке (которая еще имеет название рабочей) магнитный поток изменяется с такой частотой, с которой протекает по обмотке ток. Чтобы создать первоначальный вращающий момент, в пазы статора укладывается вторичная обмотка, которая носит название пусковой. Она работает только для запуска, потому включается на короткое время запуска.

На рисунке 1.1. представлена схема, на которой можно рассмотреть подключение электродвигателя в однофазную сеть. Через добавочный резистор или конденсатор включается пусковая обмотка.

Такое подключение необходимо для того, что бы ток в пусковой обмотке мог быть сдвинут по фазе по сравнению с током в рабочей обмотке на 90°. Две обмотки, которые перпендикулярны друг другу и питаются сдвинутыми по фазе токами, создают магнитное поле, которое вращается. Ротор начинает разгоняться под действием вращающегося магнитного поля.

После этого пусковая обмотка отключается. Она всегда работает короткое время и служит для запуска двигателя. Чтобы произвести запуск двигателя в обратном направлении, необходимо поменять местами клеммы пусковой и рабочей обмоток.

1.1. Схема подключения однофазного двигателя в сеть

Чаще всего ротор однофазных асинхронных электродвигателей с одной фазой выполнен короткозамкнутым. Существуют модели, в которых пусковая обмотка работает не только при запуске, а и все остальное время. Такие устройства имеют коэффициент мощности больший, чем у выше описанных короткозамкнутых приборов, развивают по сравнению с ними больший вращающий момент. Называют их конденсаторными.

1.2. Схема устройства однофазного электродвигателя с расщепленными полюсами

Существуют модели однофазных устройств и с расщепленными полюсами. Схема однофазного электродвигателя представлена на рисунке 1.2. Короткозамкнутый виток в его конструкции охватывает часть каждого полюса. Ток, возникающий в этом витке с помощью переменного потока рабочей обмотки, сдвигается по фазе относительно потока в рабочей обмотке. Эти два переменных потока, которые смещены относительно друг друга по фазе, и образуют вращающее магнитное поле. Такой агрегат вращается только в одном направлении. Если переменить полюса, то с изменением направления тока в обмотке изменится и ток в короткозамкнутом витке.

Применяются однофазные асинхронные модели для привода приборов и машин, которые имеют небольшую мощность.

Яркими представителями конденсаторных устройств являются двигатели асинхронные конденсаторные (ДАК). Они имеют широкое применение как в бытовых приборах, так и в промышленных установках. Примерами их использования ДАК могут служить стиральные машины, электросоковыжималки и, конечно же, любой электроинструмент.

Схема подключения однофазного электродвигателя ДАК представлена на рисунке.

Трехфазные агрегаты на практике получили большее распространение, чем однофазные. Такое оборудование, как циркулярная пила, вентилятор, электрорубанок, сверлильный станок или насос питают именно они. От однофазной сети трехфазные устройства работают с помощью емкостных или индуктивно-емкостных цепей, сдвигающих фазу. Одна универсальная цепь была бы хорошим решением для подключения однофазных и трехфазных моделей. Но тогда параметры элементов цепи, которые зависят от мощности и схемы соединения обмоток будет необходимо менять, что не очень удобно в эксплуатации. Но есть другой путь — подключение однофазного электродвигателя как генератора для получения трехфазного напряжения.

Любая электрическая машина достаточно универсальна. Генератор может исполнять роль двигателя, а он в свою очередь – генератора. Рассмотрим, как подключить однофазный электродвигатель, чтобы он выполнял роль генератора трехфазного напряжения. После отключения одной из обмоток, ротор продолжает вращаться. Между выводами обмотки, которая отключена, имеется электродвижущаяся сила. Токи, протекающие по обмоткам, превращают ротор в электромагнит с полюсами, поддерживающий напряжение в обмотках стартера. Сдвиг фаз в обмотках равен 120 градусам.

Вращающийся ротор – это одно из главных условий работы асинхронного устройства в качестве преобразователя числа фаз. Раскрутить его можно с помощью обычного фазосдвигающего конденсатора. Конденсатор необходим только для запуска двигателя. После запуска цепь, в которой он находится, разрывают, и его емкость не влияет на качество напряжения, которое генерируется. К статору подключается трехфазная нагрузка. Если ее нет, то коэффициент полезного действия преобразователя большой.

  Различные виды двигателей использовались для испытаний на пригодность выполнять функции генератора. В первом случае использовалась схема включения однофазного устройства, представленная на рисунке 1. В схеме применялось выводы от общей точки (нейталью). По схеме, изображенной на рисунке 2, соединения исполнялись без нейтрали.

Подключение однофазного электродвигателя всегда происходило нажатием и удержанием кнопки. Во время удерживания частота вращения ротора достигала значения номинальной величины.

Были сделаны выводы, что скорость вращения ротора прибора, который используется в качестве генератора, не зависит от напряжения, которое подано на питающую однофазную сеть. Из-за потерь энергии на намагничивание и создание вращающего момента, напряжения, которые выдает генератор.

Для того чтобы подключить однофазную модель в сеть или выполнить изменение схемы включения однофазного двигателя, необходимо убедится, что она обесточена. Конденсаторы, которые находятся в цепи, могут быть заряжены. Лучше при проведении таких работ использовать предохранители.

Устройство асинхронного типа с магнитным шунтом к сети подключается непосредственно. Вращение его в обратную сторону невозможно. Широкое применение такие агрегаты нашли в вентиляторах. Переключая три отвода, можно изменять частоту вращения. Некоторые модели изменяют частоту вращения за счет последовательно включенных конденсаторов. Использовать необходимо только конденсаторы, которые идут в комплекте поставки. После запуска двигателя, конденсаторы содержат определенное количество заряда, потому прикасаться к проводникам запрещается. Для защиты от напряжения конденсаторов в схемах однофазного электродвигателя используют резисторы. Они играют роль шунтов, однако действую не мгновенно.

Конденсаторное устройство с двумя обмотками подключается к сети по другому принципу. Одна из обмоток подключается непосредственно к сети, а вторая – с использованием конденсатора. Такой конденсатор должен быть бумажным и иметь емкость, указанную в инструкции. Некоторые модели допускают изменение стороны движения ротора, если изменить способ подключения конденсатора. Конденсатор может быть номинальным напряжением от 500 до 630 В. В документации описаны способы подключения конденсаторов для реверсирования двигателя. Важно! Не путать однофазные конденсаторные агрегаты с трехфазными. Если изменить способ установки конденсатора на трехфазном устройстве, то он может сгореть. Это недопустимая ситуация.

Коллекторная однофазная модель имеет в своей конструкции обмотку возбуждения и две щетки. Сеть питания подключается к одной щетке, а вторая щетка крепится к обмотке возбуждения. С каждым из сетевых проводов необходимо подключить дроссели для исключения помех.

myfta.ru

Cпособы пуска асинхронного двигателя

Существуют требования, которым должен отвечать запуск асинхронного двигателя. Во-первых, это отсутствие необходимости в использовании специальных устройств. Во-вторых, это сведение пусковых токов до минимума и пускового момента (далее Мпуск) до максимума. Рассмотрим способы пуска асинхронного двигателя, удовлетворяющие выдвинутым требованиям.

Прямой пуск

Подразумевает подключение намоток статора к электросети без «посредников». Подходит моторам с короткозамкнутым ротором. Это двигатели небольшой мощности, у которых при подключении напрямую к электросети статорных обмоток, образующимися пусковыми токами не вызывается перегрев, способный вывести технику из строя.

В асинхронных двигателях соотношение индуктивности обмоток к их сопротивлению (L/R) небольшое. И оно тем меньше, чем меньше мощность устройства. Поэтому во время запуска образующийся свободный ток быстро затухает, и им можно пренебречь. Брать в учет будет только ту силу тока, которая установилась в результате переходного процесса.

Ниже на рисунке (а) представлена схема магнитного пускателя, обозначенного буковой К. Технически это электромагнитный выключатель, часто применяемый при запуске электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Он необходим для автоматического разгона по естественной механической характеристике (обозначим М) от начала запуска (точка П) до момента, когда М станет равным моменту сопротивления (Мс).

На картинке (б) представлен график зависимости пускового тока от начального момента. Исходя из него, ускорение разгона равно разности абсцисс графиков М и М(с). В таком случае, если Мпуск будет меньше Мс, то разогнаться у электродвигателя не получится. Чтобы получить оптимальное для разгона значение Мпуск для мотора с короткозамкнутым ротором используйте формулу (коэффициент скольжения s равен единице):

Отношение Мпуск к номинальному (Мном) – это величина, определяемая как кратность начального момента. Обозначается kпм. Коэффициент для двигателей с короткозамкнутым ротором входит в диапазон от 1 до 1,8 и устанавливается ГОСТом.

Пример. Если kпм=1,4, а Мном=5000 Н*м, то прямой запуск должен начинаться с Мп = 7000 Н*м.

Внимание! Нельзя превышать установленные ГОСТом нормы. Это ведет к повышению активного сопротивления на вращающемся элементе мотора.

Прямой запуск двигателя обладает преимуществами:

• Дешевизна;
• Простота;
• Минимальный нагрев обмоток при запуске.

Недостатки метода:

• Величина Мпуск составляет до 300% от Мном;
• Пусковой ток составляет до 800% от номинального (смотрите графики снизу).

Даже с перечисленными недостатками прямой запуск остается наиболее предпочтительным для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, т.к. обеспечивает высокие энергетические показатели.

Пуск с понижением напряжения

Подходит для запуска электродвигателя высокой мощности, но так же оптимален для аналогов средней, если напряжение в рабочей сети не позволяем разогнать мотор с помощью прямого пуска.

Для понижения напряжения существует три способа:

1. Переключение намоток статора с треугольника (нормальная схема) на звезду (пусковая схема). Запуск начинается со звезды, а при достижении номинальной частоты происходит переключение на треугольник. При этом напряжение, питающее фазы статорных обмоток, падает в 1,73 раз. Это позволяет уменьшиться во столько же раз фазным токам, а линейные сокращаются втрое.
2. Запуск с добавочным сопротивлением, приводящим к падению вольтажа на статорной обмотке (рисунок а). На момент пуска в электроцепь включают реакторы или резисторы (реактивное и активное сопротивление соответственно).
3. Пуск с подключением через трансформатор понижающего типа с несколькими автоматически переключаемыми ступенями (рисунок б).

Главное преимущество – возможность разгона двигателя почти при том же напряжении, которое необходимо для нормальной работы. К недостаткам относится лишь падение Мп и Ммакс (максимальный момент). Эти величины прямо пропорционально зависят от напряжения: чем меньше Вольт, тем меньше моменты. Поэтому с нагрузкой мотор не запустится.

Соединение ротора с реостатом во время включения

Метод подходит для включения в работы моторов с фазным ротором. Если роторная цепь включает в себя реостат, то активное сопротивление повышается. При этом точка К на рисунке а ниже перемещается ближе к О и обозначается К`. Это не приводит к уменьшению Ммакс, зато обеспечивает повышение Мпуск. Вместе с этим критическое скольжение увеличивается, и зависимость момента от s смещается к зоне больших скольжений. Число же оборотов смещается в зону меньших вращательных частот (рисунки б и в).

Обычно реостат, используемый для пуска мотора, имеет от 3 до 6 ступеней (смотрите рисунок а ниже). Пусковое сопротивление плавно уменьшается, что обеспечивается большой Мпуск. Изначально мотор приводится в ход по четвертой характеристике, проиллюстрированной на рисунке б. Она соответствует сопротивлению запускающего реостата и обеспечивает максимальную пусковую мощность.

Вращающий момент (Мвр) уменьшается с ростом оборотов. При некотором минимальном значении необходимо отключить часть реостата, чтобы Мвр возрос снова до максимального (смотрите третью характеристику). Но обороты растут, поэтому Мвр снова уменьшается. Тогда отключается еще одна часть реостата, и начинается работа по второй характеристике. Когда реостат двигателя с фазным ротором отключают вовсе, пусковой процесс завершается. Мотор продолжает работу по характеристике 1.

Запуск в ход таким методом характеризуется изменением Мвр от максимального до минимального значения. Сопротивление в данном случае уменьшается ступенчато по ломаной кривой линии (выделена жирным на графике). Выключение частей реостата осуществляется автоматически или вручную.

Преимущество запуска электродвигателя с фазным ротором с использованием реостата заключается в возможности включать его при Мпуск, близком к Ммакс. Пусковые токи при этом минимальны. Изменение силы тока проиллюстрировано на рисунке в.

Недостатков хватает. Во-первых, это сложность включения. Во-вторых, это необходимость использования совсем не дешевых моторов с фазным ротором. Характер работы хуже, чем у аналогов с короткозамкнутым ротором при мощности одинакового значения – это третий минус. Это объясняет, почему электродвигатели с фазным ротором используют преимущественно в случае возникновения сложностей с запуском других двигателей.

Запуск в ход однофазного мотора

Для включения в работу асинхронного двигателя с питанием от однофазной сети используют вспомогательную намотку. Она должна лежать перпендикулярно относительно рабочей статорной намотки. Но для создания вращающегося магнитного поля необходимо соблюдение еще одного условия. Это сдвиг по фазе тока, протекающего по вспомогательной намотке, относительного тока, возникающего в рабочей обмотке.

Для обеспечения сдвига фаз в момент подключения к однофазной сети в электроцепь вспомогательной обмотки включают специальный элемент. Это может быть резистор, конденсатор или дроссель. Но распространенными элементами являются только первые два.

После разгона мотора до значения частоты, равной установившейся, дополнительную намотку выключают. Это можно сделать вручную или автоматически. В начале двигатель работает по двухфазной, а после установления частоты – по однофазной характеристике.

Применение сопротивления при пуске

Метод применим для асинхронных двигателей, подключаемых к однофазной сети, и имеющих первичную дополнительную обмотку с короткозамкнутым ротором. Так называют мотор с расщепленной фазой, электроцепь которого имеет высокое активное сопротивление.

Чтобы пустить в ход двигатель, питаемый от однофазной сети, необходим пусковой резистор, соединяемый последовательно с дополнительной намоткой. Тогда сдвиг фаз составляет 30 градусов. Этого хватает для разгона. Ниже представлена схема, согласно которой достигается омический сдвиг фаз.

Вместо резистора можно применить дополнительную обмотку высокого сопротивления, но низкой индуктивности. В этом случае намотка имеет мало витков, которые выполняются из провода меньшего сечения в отличие от того, что используется для рабочей намотки.

В России с конвейера выходят моторы, подключаемые к однофазной сети, оснащенные резистором для сдвига фаз. Их мощность варьируется в диапазоне 18-600 Вт. Двигатели рассчитаны для сетей с напряжением 127, 220 или 380 Вольт и переменным током с частотой 50 Гц.

Использование конденсатора

Метод отличается от предыдущего тем, что мотор с расщепленной фазой при подключении к однофазной линии, имеет высокое сопротивление только в момент запуска.

Для обеспечения наибольшего значения Мпуск необходимо круговое и вращающееся магнитное поле. Для этого токи в рабочей и дополнительной обмотках смещают на 90 градусов. Такое смещение может обеспечить только конденсатор. Его использование помогает достичь хорошей пусковой характеристики асинхронного двигателя, питающегося от однофазной электросети.

Выбор способа пуска асинхронного электродвигателя зависит от того, к какой сети он включается: к однофазной или трехфазной. Влияет также мощность мотора и его конструкция.

electricdoma.ru

Включение 3-х фазного двигателя в однофазную сеть

Среди разных методов пуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, более обычный базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Нужная мощность развиваемая движком в данном случае составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, к примеру, с двойной секцией короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует дать предпочтение движкам серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.

Для обычной работы электродвигателя с конденсаторным запуском нужно, чтоб емкость применяемого конденсатора изменялась зависимо от числа оборотов. На практике это условие выполнить достаточно трудно, потому употребляют двухступенчатое управление движком. При пуске мотора подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.

1.2.  Расчет характеристик и частей электродвигателя.

Если, к примеру, в паспорте электродвигателя обозначено напряжение его питания 220/380, то движок включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1

Схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В

С р – рабочий конденсатор;С п – пусковой конденсатор;П1 – пакетный выключатель

После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после чего нужно сразу надавить кнопку “Разгон”. После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется методом переключения фазы на его обмотке переключателем SA1.

Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток мотора в “ треугольник” определяется по формуле:

, гдеСр – емкость рабочего конденсатора в мкФ;I – потребляемый электродвигателем ток в А;U -напряжение в сети, В

А в случае соединения обмоток мотора в “звезду” определяется по формуле:

, гдеСр – емкость рабочего конденсатора в мкФ;I – потребляемый электродвигателем ток в А;U -напряжение в сети, В

Потребляемый электродвигателем ток в выше приведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из последующего выражения:

, гдеР – мощность мотора в Вт, обозначенная в его паспорте;h – КПД;cos j – коэффициент мощности;U -напряжение в сети, В

Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2..2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии краткосрочного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением более 450 В. Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют поочередно, соединяя меж собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)

Схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.

Общая емкость соединенных конденсаторов составит (С1+С2)/2.

На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают зависимо от мощности мотора по табл. 1

Таблица 1. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя зависимо от его мощности при включении в сеть 220 В.

Мощность трехфазного мотора, кВт	Малая емкость рабочего конденсатора Ср, мкФ	Малая емкость пускового конденсатора Ср, мкФ
0,40,60,81,11,52,2	406080100150230	80120160200250300

Необходимо подчеркнуть, что у электродвигателя с конденсаторным запуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20…30 % превосходящий номинальный. В связи с этим, если движок нередко используется в недогруженном режиме либо вхолостую, то в данном случае емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель тормознул, тогда для его пуска опять подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку полностью либо снизив ее до минимума.

Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу либо с маленькой нагрузкой. Для включения, к примеру, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В данном случае электродвигатель уверенно запускается при маленький нагрузке на валу.

1.3.  Переносной универсальный блок для запуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В.

Для пуска электродвигателей разных серий, мощностью около 0,5 кВт, от однофазной сети без реверсирования, можно собрать переносной универсальный пусковой блок (рис. 3)

Схема переносного универсального блока для запуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В без реверса.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (переключатель SA1 замкнут) и собственной контактной системой КМ 1.1, КМ 1.2 подключает электродвигатель М1  к сети 220 В. Сразу с этим 3-я контактная группа КМ 1.3 замыкает кнопку SB1. После полного разгона мотора переключателем SA1 отключают пусковой конденсатор С1. Остановка мотора осуществляется нажатием на кнопку SB2.

1.3.1.  Детали.

В устройстве используется электродвигатель А471А4 (АО2-21-4) мощностью 0,55 кВт на 1420 об/мин и магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В. Кнопки SB1 и SB2 – спаренные типа ПКЕ612. В качестве тумблера SA1 используется переключатель Т2-1. В устройстве постоянный резистор R1 – проволочный, типа ПЭ-20, а резистор R2 типа МЛТ-2. Конденсаторы С1 и С2 типа МБГЧ на напряжение 400 В. Конденсатор С2 составлен из параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ 400 В. Лампа HL1 типа КМ-24 и 100 мА.

Пусковое устройство смонтировано в железном корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4)

1 – корпус2 – ручка для переноски3 – сигнальная лампа4 – переключатель отключения пускового конденсатора5 – кнопки “Запуск” и “Стоп”6 – доработанная электровилка7 – панель с гнездами разъема

На верхней панели корпуса размещены кнопки “Запуск” и “Стоп” – сигнальная лампа и переключатель для отключения пускового конденсатора. На фронтальной панели корпуса устройства находится разъем для подключения электродвигателя.

Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере  SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматом (рис.5)

Схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 – пусковой конденсатор Сп. Магнитный пускатель КМ1 само блокируется при помощи собственной контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку “Запуск” держат нажатой до полного разгона мотора, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме. Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку “Стоп”. В улучшенном пусковом устройстве по схеме рис.5, можно использовать реле типа МКУ-48 либо ему схожее.

2. Внедрение электролитических конденсаторов в схемах пуска электродвигателей.

При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, обычно используют простые бумажные конденсаторы. Но практика показала, что вместо массивных бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют наименьшие габариты и более доступны в плане покупки. Схема эквивалентной замены обычного бумажного конденсатора дана на рис. 6

Схема задмены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в).

Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением вдвое наименьшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости. К примеру, если в схеме для однофазной сети напряжением 220 В употребляется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его подмене, по вышеприведенной схеме, можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов схожи и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.

2.1. Включение трехфазного мотора в однофазовую сеть с внедрением электролитических конденсаторов.

Схема включения трехфазного мотора в однофазную сеть с внедрением электролитических конденсаторов приведена на рис.7.

Схема включения трехфазного мотора в однофазовую сеть с помощью электролитических конденсаторов.

В приведенной схеме, SA1 – тумблер направления вращения мотора, SB1 – кнопка разгона мотора, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для запуска мотора, С2 и С4 – во время работы.

Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше создавать при помощи токоизмерительных клещей. Определяют токи в точках А, В, С и достигает равенства токов в этих точках методом ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном движке в том режиме, в каком подразумевается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с оборотным очень допустимым напряжением более 300 В. Наибольший прямой ток диода находится в зависимости от мощности мотора. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подходят диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А. При большей мощности мотора от 1 кВт до 2 кВт необходимо взять большие диоды с подходящим прямым током, либо поставить несколько меньших диодов параллельно, установив их на радиаторы.

Следует обратить ВНИМАНИЕ на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.

3. Включение мощных трехфазных движков в однофазную сеть.

Конденсаторная схема включения трехфазных движков в однофазовую сеть позволяет получить от мотора менее 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого очевидно недостаточно для работы электрорубанка либо электрической пилы, которые обязаны иметь мощность 1,5…2 кВт. Неувязка в этом случае может быть решена внедрением электродвигателя большей мощности, к примеру, с мощностью 3…4 кВт. Такового типа движки рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой» и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода. Включение такового мотора в сеть 220 В приводит к понижению номинальной мощности мотора в 3 раза и на 40 % при работе в однофазовой сети. Такое понижение мощности делает движок неприменимым для работы, но может быть применено для раскрутки ротора вхолостую либо с малой нагрузкой. Практика указывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в данном случае пусковые токи не превосходят 20 А.

3.1.  Доработка трехфазного мотора.

Более просто можно выполнить перевод мощного трехфазного мотора в рабочий режим, если переработать его на однофазовый режим работы, получая при всем этом 50 % номинальной мощности. Переключение мотора в однофазный режим требует его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса мотора подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса мотора. Находят место соединения 3-х обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, подходящим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой либо поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После чего крышку корпуса устанавливают на место.

Схема коммутации электродвигателя в данном случае будет иметь вид, показанный на рис. 8.

Схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазовую сеть.

Во время разгона мотора используется соединение обмоток «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с движком типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об/мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке и показала свою эффективность.

3.1.1.  Детали.

В схеме коммутации обмоток электродвигателя, в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный тумблер на рабочий ток более 16 А, к примеру, тумблер типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Тумблер SA2 может быть любого типа, но на ток более 16 А. Если реверс мотора не требуется, то этот тумблер SA2 можно исключить из схемы.

Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность мотора к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности мотора, то может произойти понижение скорости вращения вала прямо до полной его остановки. В данном случае снимается нагрузка с вала мотора. Тумблер переводится поначалу в положение «Разгон», а позже в положение «Работа» и продолжают последующую работу.

elektrica.info

53.Однофазные электродвигатели

53.Однофазные электродвигатели

Однофазными электродвигателями оборудовано большое количество маломощных холодильных агрегатов, используемых в быту (домашние холодильники, морозильники, бытовые кондиционеры, небольшие тепловые насосы...).Несмотря на очень широкое распространение, однофазные двигатели с вспомогательной обмоткой зачастую недооцениваются по сравнению с трехфазными двигателями.Целью настоящего раздела является изучение правил подключения однофазных электродвигателей, их ремонта и обслуживания, а также рассмотрение узлов и элементов, необходимых для их работы (конденсаторы, пусковые реле). Конечно, мы не будем изучать, как и почему вращаются такие двигатели, но все особенности их использования в качестве двигателей для компрессоров холодильного оборудования мы постараемся изложить.А) Однофазные двигатели с вспомогательной обмоткойТакие двигатели, установленные в большинстве небольших компрессоров, питаются напряжением 220 В. Они состоят из двух обмоток (см. рис. 53.1).

► Основная  обмотка  Р,   называемая                      ________часто рабочей обмоткой, или по-английски Run (R), имеет провод толстого сечения, который в течение всего периода работы двигателя остается под напряжением и пропускает номинальную силу тока двигателя.► Вспомогательная обмотка А, называемая также пусковой обмоткой, или по-английски S (Start), имеет провод более тонкого сечения, следовательно, большее сопротивление, что позволяет легко отличить ее от основной обмотки.

Вспомогательная или пусковая обмотка, согласно названию, служит для обеспечения запуска двигателя.Действительно, если попытаться запустить двигатель, подав напряжение только на основную обмотку (и не запитать вспомогательную), мотор будет гудеть, но вращаться не начнет. Если в этот момент вручную крутануть вал, мотор запустится и будет вращаться в том лее направлении, в котором его закрутили вручную. Конечно, такой способ запуска совсем не годится для практики, особенно если мотор спрятан в герметичный кожух.Пусковая обмотка как раз и служит для того, чтобы запустить двигатель и обеспечить величину пускового момента выше, чем момент сопротивления на валу двигателя.Далее мы увидим, что последовательно с пусковой обмоткой в цепь вводится, как правило, конденсатор, обеспечивающий необходимый сдвиг по фазе (около 90°) между током в основной и пусковой обмотках. Эта искусственная расфазировка как раз и позволяет запустить двигатель.

Внимание! Все замеры должны быть выполнены с большой аккуратностью и точностью, особенно, если модель двигателя вам незнакома или схема соединения обмоток отсутствует.

Случайное перепутывание основной и вспомогательной обмоток, как правило, заканчивается тем, что вскоре после подачи напряжения мотор сгорает!Не стесняйтесь повторить измерения несколько раз и набросать схему мотора, снабдив ее максимумом пометок, это позволит вам избежать многих ошибок!ПРИМЕЧАНИЕЕсли двигатель трехфазный, омметр покажет одинаковые значения сопротивлений между всеми тремя клеммами. Таким образом, представляется, что трудно ошибиться, прозванивая этот тип двигателя (по трехфазным двигателям см. раздел 62).В любом случае, возьмите в привычку читать справочные данные на корпусе двигателя, а также подумайте о том, как заглянуть вовнутрь клеммной коробки, сняв ее крышку, поскольку там часто приводится схема соединения обмоток двигателя.

Проверка двигателя. Одним из наиболее сложных для начинающего ремонтника вопросов является принятие решения о том, что по результатам проверки двигатель следует считать сгоревшим. Напомним основные дефекты электрического характера, наиболее часто встречающиеся в двигателях (неважно, однофазных или трехфазных). Большинство этих дефектов имеют причиной сильный перегрев двигателя, обусловленный чрезмерной величиной потребляемого тока. Повышение силы тока может быть следствием электрических (продолжительное падение напряжения, перенапряжение, плохая настройка предохранительных устройств, плохой электрический контакт, неисправный контактор) или механических (заклинивание из-за нехватки масла) неполадок, а также аномалий в холодильном контуре (слишком большое давление конденсации, присутствие кислот в контуре...).

Одна из обмоток может быть оборвана . В этом случае омметр при измерении ее сопротивления будет показывать очень большую величину вместо нормального сопротивления. Удостоверьтесь, что ваш омметр исправен и что его зажимы имеют хороший контакт с клеммами обмотки. Не стесняйтесь проверить омметр с помощью хорошего эталона.Напомним, что обмотка обычного мотора имеет максимальное сопротивление в несколько десятков Ом для небольших двигателей и несколько десятых долей Ома для огромных двигателей. Если обмотка оборвана, нужно будет либо заменить двигатель (или полностью агрегат), либо перемотать его (в том случае, когда такая возможность имеется, перемотка тем более выгодна, чем больше мощность двигателя).Между двумя обмотками может существовать короткое замыкание. Чтобы выполнить такую проверку, необходимо убрать соединительные провода (и соединительные перемычки на трехфазном двигателе).Когда вы проводите отсоединение, никогда не стесняйтесь предварительно разработать детальную схему замеров и сделать максимум пометок, чтобы в дальнейшем спокойно и без ошибок вновь поставить на место соединительные провода и перемычки.

В омметр должен показывать бесконечность. Однако, он показывает ноль (или очень низкое сопротивление), что без сомнения означает возможность короткого замыкания между двумя обмотками.Такая проверка менее показательна для однофазного двигателя с вспомогательной обмоткой в случае, если две обмотки невозможно разъединить (когда общая точка С, соединяющая две обмотки, находится внутри двигателя). Действительно , в зависимости от точного места нахождения короткого замыкания, замеры сопротивлений, осуществленные между тремя клеммами (С —> А, С —> Р и Р —> А), дают пониженные, но достаточно несвязанные между собой величины. Например, сопротивление между точками А и Р, может не соответствовать сумме сопротивлений С —> А + С —> Р.Также, как и в случае обрыва обмоток, при коротком замыкании между обмотками необходимо либо заменить, либо перемотать двигатель.

Обмотка может быть замкнута на массу. Сопротивление изоляции нового двигателя (между каждой из обмоток и массой) должно достигать 1000 MQ. Со временем это сопротивление уменьшается и может упасть до 10... 100 MQ. Как правило, принято считать, что начиная с 1 MQ (1000 kQ) нужно предусматривать замену двигателя, а при величине сопротивления изоляции 500 kQ и ниже, эксплуатация двигателя не допускается (напомним: 1 MQ = 103kQ = 10°>Q).Обмотка замкнута на массуСопротивление стремится к нулюЕсли изоляция нарушена, измерение сопротивления между клеммой обмотки и корпусом мотора дает нулевую ветмчину (или очень низкое сопротивление) вместо бесконечности (см. рис. 53.8). Заметим, что такое измерение должно быть выполнено на каждой клемме двигателя с помощью наиболее точного омметра. Перед каждым измерением убедитесь, что ваш омметр в исправном состоянии, и что его зажимы имеют хороший контакт с клеммой и металлом корпуса двигателя (при необходимости, соскоблите краску на корпусе, чтобы добиться хорошего контакта).В примере на рис. 53.8 измерение указывает на то, что обмотка несомненно может быть замкнута на корпус.Рис. 53.8.Однако контакт обмотки с массой может быть и не полным. Действительно, сопротивление изоляции между обмотками и корпусом может становиться достаточно низким, когда двигатель находится под напряжением, чтобы вызывать срабатывание предохранительного автомата, в то же время оставаясь достаточно высоким, чтобы в отсутствие напряжения не быть обнаруженным с помощью обычного омметра.В этом случае необходимо использовать мегомметр (или аналогичный прибор), который позволяет контролировать сопротивление изоляции с использованием постоянного напряжения от 500 В, вместо нескольких вольт для обычного омметраПри вращении ручного индуктора мегомметра, если сопротивление изоляции в норме, стрелка прибора должна отклоняться влево (поз. 1) и указывать бесконечность (оо). Более слабое отклонение, например, на уровне 10 MQ (поз. 2), указывает на снижение изоляционных характеристик двигателя, которое хотя и недостаточно для того, чтобы только оно привело к срабатыванию защитного автомата, но, тем не менее, должно быть отмечено и устранено, поскольку даже незначительные повреждения изоляции, вдобавок к уже существующим, в большинстве случаев рано или поздно приведут к полной остановке агрегата.Отметим также, что только мегомметр может позволить выполнить качественную проверку изоляции двух обмоток между собой, когда их невозможно разъединить (см. выше проблему короткого замыкания между обмотками в однофазном двигателе). В заключение укажем, что проверку подозрительного электродвигателя необходимо проводить очень строго.В любом случае недостаточно только заменить двигатель, но необходимо также найти, вдобавок к этому первопричину неисправности (механического, электрического или иного характера) с тем, чтобы радикально исключить всякую возможность ее повторения. В холодильных компрессорах, где имеется большая вероятность наличия кислоты в рабочем теле (обнаруживаемой простым анализом масла), после замены сгоревшего мотора необходимо будет предпринять дополнительные меры предосторожности. Не следует пренебрегать и осмотром электроаппаратуры (при необходимости, заменяя контактор и прерыватель, проверяя соединения и предохранители...).

Вдобавок к этому, замена компрессора требует от персонала высокой квалификации и строгого соблюдения правил: слива хладагента, при необходимости промывая после этого контур, возможной установки антикислотного фильтра на всасывающей магистрали, замены фильтра-осушителя, поиска утечек, обезвоживания контура путем вакуумирования, заправки контура хладагентом и полного контроля функционирования... Наконец, особенно если изначально установка была заправлена хладагентом типа CFC (R12, R502...), может быть будет возможным и целесообразным воспользоваться заменой компрессора, чтобы поменять тип хладагента?Б) КонденсаторыЧтобы запустить однофазный двигатель со вспомогательной обмоткой, необходимо обеспечить сдвиг по фазе переменного тока во вспомогательной обмотке по отношению к основной. Для достижения сдвига по фазе и, следовательно, обеспечения требуемого пускового момента (напомним, что пусковой момент двигателя обязательно должен быть больше момента сопротивления на его валу) используют, в основном, конденсаторы, установленные последовательно со вспомогательной обмоткой. Отныне мы должны запомнить, что если емкость конденсатора выбрана неправильно (слишком малая или слишком большая), достигнутая величина фазового сдвига может не обеспечить запуск двигателя (двигатель стопорится).В электрооборудовании холодильных установок мы будем иметь дело с двумя типами конденсаторов:► Рабочие (ходовые) конденсаторы (бумажные) небольшой емкости (редко более 30 мкф), и значительных размеров.► Пусковые конденсаторы (электролитические), имеющие, наоборот, большую емкость (может превышать 100 мкф) при относительно небольших размерах. Они не должны находиться постоянно под напряжением, иначе такие конденсаторы очень быстро перегреваются и могут взорваться. Как правило, считается, что время их нахождения под напряжением не должно превышать 5 секунд, а максимально допустимое число запусков составляет не более 20 в час.С одной стороны, размеры конденсаторов зависят от их емкости (чем больше емкость, тем больше и размеры). Емкость указывается на корпусе конденсатора в микрофарадах (др, или uF, или MF, или MFD, в зависимости от разработчика) с допуском изготовителя, например: 15uF±10% (емкость может составлять от 13,5 до 16,5 мкФ) или 88-108 MFD (емкость составляет от 88 до 108 мкФ).Кроме того, размеры конденсатора зависят от величины напряжения, указанного на нем (чем выше напряжение, тем больше конденсатор). Полезно напомнить, что указанное разработчиком напряжение является максимальным напряжением, которое можно подавать на конденсатор, не опасаясь его разрушения. Так, если на конденсаторе указано 20мкф/360В, это значит, что такой конденсатор свободно можно использовать в сети с напряжением 220 В, но ни в коем случае нельзя подавать на него напряжение 380 В.

53.1. УПРАЖНЕНИЕ

Попробуйте для каждого из 5 конденсаторов, изображенных на рис. 53.10 в одном и том же масштабе, определить, какие из них являются рабочими (ходовыми), а какие пусковыми.

Конденсатор №1 самый большой по размерам из всех представленных, имеет довольно низкую емкость в сравнении с его размерами. По-видимому, это рабочий конденсатор.Конденсаторы №3 и №4, при одинаковых размерах, имеют очень небольшую емкость (заметим, что конденсатор №4, предназначенный для использования в сети с напряжением питания, большим, чем конденсатор №3, имеет более низкую емкость). Следовательно, эти два конденсатора также рабочие.Конденсатор №2 имеет, в сравнении с его размерами, очень большую емкость, следовательно это пусковой конденсатор. Конденсатор №5 имеет емкость несколько меньше, чем №2, но он предназначен для более высокого напряжения: это также пусковой конденсатор.

Проверка конденсаторов. Измерения при помоши омметра, когда они дают те результаты, которые мы только что рассмотрели, являются превосходным свидетельством исправности конденсатора. Тем не менее, они должны быть дополнены измерением фактической емкости конденсатора (вскоре мы увидим, как выполнить такое измерение).Теперь изучим типичные неисправности конденсаторов (обрыв цепи, короткое замыкание между пластинами, замыкание на массу, пониженная емкость) и способы их выявления. Прежде всего следует заметить, что совершенно недопустимым является вздутие корпуса конденсатора.

В конденсаторе может иметь место обрыв вывода Тогда омметр, подключенный к выводам и установленный на максимальный диапазон, постоянно показывает бесконечность. При такой неисправности все происходит как в случае отсутствия конденсатора. Однако, если двигатель оснащен конденсатором, значит он для чего-то нужен. Следовательно, мы можем представить себе, что двигатель либо не будет нормально работать, либо не будет запускаться, что зачастую будет обусловливать срабатывание тепловой защиты (тепловое реле защиты, автомат защиты...).Внутри конденсатора может иметь место короткое замыкание между пластинамиПри такой неисправности омметр будет показывать нулевое или очень низкое сопротивление (используйте небольшой диапазон). Иногда компрессор может запуститься (далее мы увидим, почему), но в большинстве случаев короткое замыкание в конденсаторе приводит к срабатыванию тепловой защиты.Пластины могут быть замкнуты на массуПластины конденсатора, также как и обмотки электродвигателя, изолированы от массы. Если сопротивление изоляции резко падает (опасность чего проявляется при чрезмерном перегреве), утечка тока обусловливает отключение установки автоматом защиты.Такая неисправность может возникать, если конденсатор имеет металлическую оболочку. Сопротивление, измеренное между одним из выводов и корпусом в этом случае стремится к 0, вместо того, чтобы быть бесконечным (проверять нужно оба вывода).Емкость конденсатора может быть пониженной В этом случае действительная величина емкости, измеренная на его концах, ниже емкости, указанной на корпусе с учетом допуска изготовителя.

В  измеренная емкость должна была бы находиться в пределах от 90 до 110 мкФ. Следовательно, на самом деле, емкость слишком низкая, что не обеспечит требуемые величины сдвига по фазе и пускового момента. В результате двигатель может больше не запуститься.

Рассмотрим теперь, как осуществить измерение фактической емкости конденсатора с помощью несложной схемы, легко реализуемой в условиях монтажной площадки.ОВНИМАНИЕ! Чтобы исключить возможные опасности, необходимо перед сборкой этой схемы проверить конденсатор с помощью омметра.Внешне исправный конденсатор достаточно подключить к сети переменного тока напряжением 220 В и измерить потребляемый ток (конечно, в этом случае, рабочее напряжение конденсатора должно быть не ниже 220 В).Схему необходимо защитить либо автоматом защиты, либо плавким предохранителем с рубильником. Измерение  должно быть как можно более коротким (пусковой конденсатор опасно долго держать под напряжением).

При напряжении 220 В действительная емкость конденсатора (в мкФ) примерно в 14 раз больше потребляемого тока (в амперах).

Например, вы хотите проверить емкость конденсатора (очевидно, это пусковой конденсатор, поэтому время его нахождения под напряжением должно быть очень небольшим, см. рис. 53.21). Поскольку на нем указано, что рабочее напряжение равно 240 В, его можно включить в сеть напряжением 220 В.

Если емкость, обозначенная на конденсаторе составляет 60 мкФ ± 10% (то есть от 54 до 66 мкФ), теоретически он должен потреблять ток силой: 60 / 14 = 4,3 А.Установим автомат или плавкий предохранитель, рассчитанный на такой ток, подключим трансформаторные клещи и установим на амперметре диапазон измерения, например, 10 А. Подадим напряжение на конденсатор, считаем показания амперметра и тотчас отключим питание.

ВНИМАНИЕ, ОПАСНОСТЬ! Когда вы измеряете емкость пускового конденсатора, время его нахождения под напряжением не должно превышать 5 секунд (практика показывает, что при небольших затратах на организацию процесса измерения, этого времени вполне достаточно для выполнения замера).В нашем примере, фактическая емкость составляет около 4,1 х 14 = 57 мкФ, то есть конденсатор исправный, поскольку его емкость должна находиться между 54 и 66 мкФ.Если замеренный ток составил бы, например, 3 А, фактическая емкость была бы 3 х 14 = 42 мкФ. Эта величина выходит за пределы допуска, следовательно нужно было бы заменить конденсатор.

В) Пусковые релеВне зависимости от конструкции, задачей пускового реле является отключение пусковой обмотки, как только двигатель наберет примерно 80% номинального числа оборотов. После этого, двигатель считается запущенным и продолжает вращение только с помощью рабочей обмотки.Существует два основных типа пусковых реле: реле тока и реле напряжения. Мы упомянем также запуск с помощью термистора СТР.Вначале изучим пусковое реле токаЭтот тип реле, как правило, применяется в небольших однофазных двигателях, используемых для привода компрессоров, мощность которых не превышает 600 Вт (домашние холодильники, небольшие морозильные камеры...).

В большинстве случаев (но не всегда) эти реле подключаются непосредственно к компрессору при помощи двух или трех (в зависимости от моделей) гнезд, в которые входят штеккеры обмоток электродвигателя, предотвращая возможные ошибки при подключении реле к вспомогательной и основной обмоткам. На верхней крышке реле, как правило, нанесены следующие обозначения:Р / М —> Рабочая (Main) —> Основная обмотка А / S -> Пусковая (Start) —> Вспомогательная обмотка L         Линия (Line)     —> Фаза питающей сетиЕсли реле перевернуть верхней крышкой вниз, можно отчетливо услышать стук подвижных контактов, которые скользят свободно.Поэтому, при установке такого реле необходимо строго выдерживать его пространственную ориентацию, чтобы надпись "Верх" (Тор) находилась сверху, так как если реле перевернуто, его нормально разомкнутый контакт будет постоянно замкнут.

При проверке омметром сопротивления между контактами пускового реле тока (в случае его правильного расположения) между гнездами A/S и Р/М, а также между гнездами L и A/S, должен иметь место разрыв цепи (сопротивление равно со), поскольку при снятом питании контакты реле разомкнуты.Между гнездами Р/М и L сопротивление близко к 0, соответствуя сопротивлению катушки реле, которая мотается проводом толстого сечения и предназначена для пропускания пускового тока.Можно также проверить сопротивление реле в перевернутом состоянии. В таком случае, между гнездами A/S и L вместо бесконечности должно быть сопротивление, близкое к нулю.При монтаже реле тока в перевернутом положении ) его контакты будут оставаться постоянно замкнутыми, что не позволит отключать пусковую обмотку. В результате возникает опасность быстрого сгорания электродвигателя.

Изучим теперь работу пускового реле тока в схеме, приведенной на  в отсутствие напряжения.Как только на схему будет подано напряжение, ток пойдет через тепловое реле защиты, основную обмотку и катушку реле. Поскольку контакты A/S и L разомкнуты, пусковая обмотка обесточена и двигатель не запускается - это вызывает резкое возрастание потребляемого тока.Повышение пускового тока (примерно пятикратное, по отношению к номиналу) обеспечивает такое падение напряжения на катушке реле (между точками L и Р/М), которое становится достаточным, чтобы сердечник втянулся в катушку, контакты A/S и L замкнулись и пусковая обмотка оказалась под напряжением.

Благодаря импульсу, полученному от пусковой обмотки, двигатель запускается и по мере того, как число его оборотов растет, потребляемый ток падает. Одновременно с этим падает напряжение на катушке реле (между L и Р/М). Когда мотор наберет примерно 80% от номинального числа оборотов, напряжение между точками L и Р/М станет недостаточным для удержания сердечника внутри катушки, контакт между A/S и L разомкнётся и полностью отключит пусковую обмотку.Однако, при такой схеме пусковой момент на валу двигателя очень незначительный, поскольку в ней отсутствует пусковой конденсатор, обеспечивающий достаточную величину сдвига по фазе между током в основной и пусковой обмотках (напомним, что главным назначением конденсатора является увеличение пускового момента). Поэтому данная схема используется только в небольших двигателях с незначительным моментом сопротивления на валу.Если речь идет о небольших холодильных компрессорах, в которых в качестве расширительного устройства обязательно используются капиллярные трубки, обеспечивающие выравнивание давления в конденсаторе и давления в испарителе при остановках, то в этом случае запуск двигателя происходит при минимально возможном моменте сопротивления на валу {см. раздел 51. "Капиллярные расширительные устройства").При необходимости повышения пускового момента последовательно с пусковой обмоткой необходимо устанавливать пусковой конденсатор (Cd). Поэтому часто реле тока выпускаются с четырьмя гнездами, как например, в модели, представленной.Реле такого типа поставляются с шунтирующей перемычкой между гнездами 1 и 2. При необходимости установки пускового конденсатора шунт удаляется.Отметим, что при прозвонке такого реле омметром между гнездами М и 2 сопротивление будет близким к нулю и равным сопротивлению обмотки реле. Между гнездами 1 и S сопротивление равно бесконечности (при нормальном положении реле) и нулю (при реле, перевернутом крышкой вниз).

ВНИМАНИЕ! При замене неисправного реле тока новое реле всегда должно быть с тем же индексом, что и неисправное.

Действительно, существуют десятки различных модификаций реле тока, каждая из которых имеет свои характеристики (сила тока замыкания и размыкания, максимально допустимая сила тока...). Если вновь устанавливаемое реле имеет отличные от заменяемого реле характеристики, то либо его контакты никогда не будут замыкаться, либо будут оставаться постоянно замкнутыми.

Если контакты никогда не замыкаются, например, из-за того, что пусковое реле тока слишком мощное (рассчитано на замыкание при пусковом токе 12 А, в то время как на самом деле пусковой ток не превышает 8 А), вспомогательная обмотка не может быть запитана и мотор не запускается. Он гудит и отключается тепловым реле защиты.Заметим, что эти же признаки сопровождают такую неисправность, как поломка контактов релеВ крайнем случае, проверить эту гипотезу можно замкнув накоротко на несколько секунд контакты 1 и S, например. Если мотор запускается, это будет доказательством неисправности реле.Если контакт остается постоянно замкнутым, например, из-за низкой мощности пускового реле тока (оно должно размыкаться при падении тока до 4 А, а двигатель на номинальном режиме потребляет 6 А), пусковая обмотка окажется все время под напряжением. Заметим, что то же самое произойдет, если вследствие чрезмерной силы тока, контакты реле "приварятся" или если реле установлено верхом вниз*, из-за чего контакты будут оставаться постоянно замкнутыми.Компрессор будет тогда потреблять огромный ток и, в лучшем случае, отключится тепловым реле защиты (в худшем случае он -сгорит). Если при этом в схеме присутствует пусковой конденсатор, он также будет все время под напряжением и при каждой попытке запуска будет сильно перегреваться, что в конечном счете приведет к его разрушению.

Нормальную работу пускового реле тока можно легко проверить с помощью трансформаторных клещей, установленных в линии конденсатора и пусковой обмотки. Если реле работает нормально, то в момент запуска ток будет максимальным, а когда контакт разомкнётся, амперметр покажет отсутствие тока.Наконец, чтобы завершить рассмотрение пускового реле тока, нужно остановиться на одной неисправности, которая может возникать при чрезмерном росте давления конденсации. Действительно, любое повышение давления конденсации, чем бы оно ни обусловливалось (например, загрязнен конденсатор), неизбежно приводит к росту потребляемого двигателем тока (см. раздел 10. "Влияние величины давления конденсации на силу тока, потребляемого электромотором компрессора"). Этот рост иногда может оказаться достаточным, чтобы привести к срабатыванию реле и замыканию контактов, в то время как двигатель вращается. Последствия такого явления вы можете себе представить!* Установка пускового реле в горизонтальной плоскости, как правило, дает такой же результат и также является неверной (прим. ред.).

Когда мощность двигателя растет (становясь выше, чем 600 Вт), возрастает и сила потребляемого тока, и использование пускового реле тока становится невозможным из-за того, что увеличивается потребный диаметр катушки реле. Пусковое реле напряжения тоже имеет катушку и контакты, но в отличие от реле тока, катушка реле напряжения имеет очень высокое сопротивление (наматывается тонким проводом с большим числом витков), а его контакты нормально замкнуты. Поэтому, вероятность перепутать эти два устройства очень незначительна. представлен внешний вид наиболее распространенного пускового реле напряжения, представляющего собой герметичную коробку черного цвета. Если прозвонить клеммы реле с помощью омметра, можно обнаружить, что между клеммами 1 и 2 сопротивление равно 0, а между 1-5 и 2-5 оно одинаково и составляет, например 8500 Ом (заметим, что клеммы 4 не включаются в схему и используются только для удобства соединения и разводки проводов на корпусе реле).

Контакты реле наверняка находятся между клеммами 1 и 2, поскольку сопротивление между ними равно нулю, однако к какой из этих клемм подключен один из выводов катушки определить нельзя, так как результат при измерениях будет одинаковым (см. схему на рис. 53.29).Если у вас есть схема реле, проблем с определением общей точки не будет. В противном случае вам потребуется выполнить дополнительно маленький опыт, то есть подать питание вначале на клеммы 1 и 5, а затем 2 и 5 (измеренное между ними сопротивление составило 8500 Ом, следовательно, один из концов катушки подключен либо к клемме 1, либо к клемме 2).

Допустим, что при подаче напряжения на клеммы 1-5, реле будет работать в режиме "дребезга" (как зуммер) и вы отчетливо различите постоянное замыкание и размыкание его контакта (представьте последствия такого режима для двигателя). Это будет признаком того, что клемма 2 является общей и один из концов катушки подключен именно к ней. В случаенеуверенности вы можете проверить себя, подав питание на клеммы 5 и 2 (контакты 1 и 2разомкнутся и будут оставаться разомкнутыми).ВНИМАНИЕ! Если вы подадите напряжение на клеммы 1 и 2 (клеммы нормально замкнутых контактов), то получите короткое замыкание, что может быть очень опасным

Чтобы выполнить такую проверку, вы должны использовать напряжение 220 В, если реле предназначено для оснащения двигателя на 220 В (настоятельно рекомендуем использовать в цепи плавкий предохранитель, чтобы защитить схему от возможных ошибок при подключении). Однако может случиться так, что контакты реле не будут размыкаться ни при подаче питания на клеммы 1 и 5, ни при его подаче на клеммы 2 и 5, хотя катушка будет исправной (при прозвонке омметром сопротивление 1-5 и 2-5 одинаково высокое). Это может быть обусловлено самим принципом, заложенным в основу работы схемы с реле напряжения (сразу после данного абзаца мы его рассмотрим), который требует для срабатывания реле повышенного напряжения. Чтобы продолжить проверку, вы можете увеличить напряжение до 380 В (реле при этом ничего не угрожает, так как оно способно выдержать напряжение до 400 В).

Как только на схему подается питание, ток проходит через тепловое реле защиты и основную обмотку (С—>Р). Одновременно он проходит через пусковую обмотку (С—»А). нормально замкнутые контакты 2-1 и пусковой конденсатор (Cd). Все условия для запуска соблюдены и двигатель начинает вращение.По мере того, как двигатель набирает обороты, в пусковой обмотке наводится дополнительное напряжение, которое добавляется к напряжению питания.

В конце запуска наведенное напряжение становится максимальным и напряжение на концах пусковой обмотки может достигать 400 В (при напряжении питания 220 В). Катушка реле напряжения сконструирована таким образом, чтобы разомкнуть контакты точно в тот момент, когда напряжение на ней превысит напряжение питания на величину, определенную разработчиком двигателя. Когда контакты I -2 разомкнутся, катушка реле остается запитанной напряжением, наведенным в пусковой обмотке (эта обмотка, намотанная на основную обмотку, представляет собой как бы вторичную обмотку трансформатора).Во время запуска очень важно, чтобы напряжение на клеммах реле в точности соответствовало напряжению на концах пусковой обмотки. Поэтому пусковой конденсатор всегда должен включаться в схему между точками I и Р, а не между А и 2 Отметим, что при размыкании контактов 1-2 пусковой конденсатор полностью исключается из схемы.Существует множество различных моделей реле напряжения, отличающихся своими характеристиками (напряжением замыкания и размыкания контактов...).

Поэтому, при необходимости замены неисправного реле напряжения, для этого нужно использовать реле той же самой модели.Если реле для замены не вполне соответствует двигателю -это значит, что либо его контакты при запуске не будут замкнуты, либо будут замкнуты постоянно.Когда при запуске контакты реле оказываются разомкнутыми, например из-за того, что реле слишком маломощное (оно срабатывает при 130 В, то есть сразу после подачи напряжения и пусковая обмотка запитана только как вторичная обмотка), двигатель не сможет запуститься, будет гудеть и отключится тепловым реле защиты (см. рис. 53.33).

Отметим, что такие же признаки будут иметь место в случае поломки контакта. В крайнем случае, всегда можно проверить эту гипотезу, замкнув на мгновение накоротко контакты 1 и 2. Если двигатель запустится, значит контакт отсутствует.

Запуск при помощи термистора (СТР)

Термистор, или терморезистор (СТР* - сокращение, в переводе означает положительный температурный коэффициент, то есть повышение сопротивления при росте температуры) включается в цепь так, как показано на рис. 53.37.При неподвижном роторе мотора СТР холодный (имеет окружающую температуру) и его сопротивление очень низкое (несколько Ом). Как только на двигатель подается напряжение, запитывается основная обмотка. Одновременно ток проходит через низкое сопротивление СТР и пусковую обмотку, в результате чего двигатель запускается. Однако ток, текущий через пусковую обмотку, проходя через СТР, нагревает его, что обусловливает резкое повышение его температуры, а следовательно и сопротивления. По истечении одной-двух секунд температура СТР становится более 100°С, а его сопротивление легко превышает 1000 Ом.Резкое повышение сопротивления СТР снижает ток в пусковой обмотке до нескольких миллиампер, что эквивалентно отключению этой обмотки так, как это сделало бы обычное пусковое реле. Слабый ток, не оказывая никакого влияния на состояние пусковой обмотки, продолжает проходить через СТР, оставаясь вполне достаточным, чтобы поддерживать его температуру на нужном уровне.Такой способ запуска используется некоторыми разработчиками, если момент сопротивления при запуске очень малый, например, в установках с капиллярными расширительными устройствами (где при остановке неизбежно выравнивание давлений).Однако, когда компрессор остановился, длительность остановки должна быть достаточно большой, чтобы не только обеспечить выравнивание давлений, но и, главным образом, охладить СТР (по расчетам для этого нужно как минимум 5 минут).Всякая попытка запуска двигателя при горячем СТР (имеющим, следовательно, очень высокое сопротивление) не позволит пусковой обмотке запустить двигатель. За такую попытку можно поплатиться значительным возрастанием тока и срабатыванием теплового реле защиты.Терморезисторы представляют собой керамические диски или стержни и основным видом неисправностей этого типа пусковых устройств является их растрескивание и разрушение внутренних контактов, наиболее часто обусловленное попытками запуска при горячих СТР, чтонеизбежно влечет за собой чрезмерное повышение пускового тока.. Мы часто указывали на важность соблюдения идентичности моделей при замене неисправных элементов электрооборудования (тепловые реле защиты, пусковые реле...) на новые, либо на те, которые рекомендуются для замены разработчиком. Мы советуем также при замене компрессора менять и комплект пусковых устройств (реле + конденсатор(ы)).* Иногда встречается термин РТС, который означает то же самое, что и СТР {прим. peo.j.

Г) Обобщение наиболее часто встречающихся схем пусковых устройств

В документации различных разработчиков встречается множество схем с несколькими экзотическими названиями, которые мы сейчас разъясним. Воспользовавшись этим случаем, мы пополним наши знания и увидим роль рабочих конденсаторов.Для лучшего понимания дальнейшего материала напомним, что в отличие от пусковых конденсаторов, рабочие конденсаторы рассчитаны на постоянное нахождение под напряжением и что конденсатор включается в схему последовательно с пусковой обмоткой, позволяя повысить крутящий момент на вачу двигателя.1) Схема PSC (Permanent Split Capacitor) - схема с постоянно подключенным конденсатором является самой простой, поскольку в ней отсутствует пусковое реле.Конденсатор, постоянно находясь под напряжением (см. рис. 53.40\ должен быть рабочим конденсатором. Поскольку с ростом емкости такой тип конденсаторов быстро увеличивается в размерах, их емкость ограничивается небольшими значениями (редко более 30 мкФ).Следовательно, схема PSC используется, как правило, в небольших двигателях с незначительным моментом сопротивления на валу (малые холодильные компрессоры для капиллярных расширительных устройств, обеспечивающих выравнивание давлений при остановках, вентиляторные двигатели небольших кондиционеров).  При подаче напряжения на схему, постоянно подключенный кон-денсатор (Ср) дает толчок, позволяя запустить двигатель. Когда двигатель запущен, пусковая обмотка остается под напряжением вместе с последовательно включенным конденсатором, что ограничивает силу тока и позволяет повысить крутящий момент при работе двигателя.2) Схема СТР. изученная ранее, называется также РТС (Positive Temperature Coefficient) и используется в качестве относительно простого пускового устройства.Она может быть усовершенствована добавлением постоянно подключенного конденсатор.При подаче напряжения на схему (после остановки длительностью не менее 5 минут), сопротивление термистора СТР очень низкое и конденсатор Ср, будучи замкнутым накоротко, не влияет на процесс запуска (следовательно, момент сопротивления на валу должен быть незначительным, что требует выравнивания давлений при остановке).В конце запуска сопротивление СТР резко возрастает, но вспомогательная обмотка остается подключенной к сети через конденсатор Ср, который позволяет повысить крутящий момент при работе двигателя (например, при росте давления конденсации).Поскольку конденсатор все время находится под напряжением,пусковые конденсаторы в схемах этого типа использовать нельзя.

53.2. УПРАЖНЕНИЕ 2

Однофазный двигатель с напряжением питания 220 В, оснащенный рабочим конденсатором с емкостью 3 мкФ, вращает вентилятор кондиционера. Переключатель имеет 4 клеммы: "Вход" (В), "Малая скорость" (МС), "Средняя скорость" (СС), "Большая скорость" (БС), позволяющие скоммутировать двигатель с сетью таким образом, чтобы выбрать требуемое значение (МС, СС или БС) числа оборотов.

Решение

Набросаем, согласно нашему предположению внутреннюю схему двигателя, сверяясь с данными измерения сопротивлений (например, между Г и Ж должно быть 290 Ом, а между Г и 3 - 200 Ом).Остается только включить в схему переключатель, помня о том, что максимальная скорость вращения (БС) достигается, если двигатель напрямую подключен к сети . И напротив, минимальное число оборотов будет обеспечено при самом слабом напряжении питания, следовательно, при задействовании максимального значения гасящего сопротивления.

Такие двигатели, редко встречающиеся в настоящее время, могут однако использоваться в качестве привода сальниковых компрессоров. Чтобы изменить направление вращения двигателя, достаточно крест-накрест поменять точку соединения пусковой и основной обмоток.В качестве примера на рис.  показано, как конец пусковой обмотки стал началом, а начало — концом.Заметим, что в этом случае направление прохождения тока по пусковой обмотке изменилось на противоположное, что позволяет дать в момент запуска импульс магнитного поля в обратном направлении.Наконец, отметим также двухпроводные двигатели с "витком Фраже" или с "фазосдвигаю-щим кольцом", широко используемые для привода небольших вентиляторов с низким моментом сопротивления (как правило, лопастных). Эти двигатели очень надежные, хотя и имеют малый крутящий момент, и при их включении в сеть отсутствуют какие-либо особые проблемы, поскольку они имеют всего два провода (конечно, плюс заземление).

В) Пусковые релеВне зависимости от конструкции, задачей пускового реле является отключение пусковой обмотки, как только двигатель наберет примерно 80% номинального числа оборотов. После этого, двигатель считается запущенным и продолжает вращение только с помощью рабочей обмотки.Существует два основных типа пусковых реле: реле тока и реле напряжения. Мы упомянем также запуск с помощью термистора СТР.Вначале изучим пусковое реле токаЭтот тип реле, как правило, применяется в небольших однофазных двигателях, используемых для привода компрессоров, мощность которых не превышает 600 Вт (домашние холодильники, небольшие морозильные камеры...).

vmestogaza.ru

Как включить трехфазный двигатель в однофазную сеть 220 в. Использование электродвигателей.

Иногда в распоряжении домашнего мастера оказывается трехфазный двигатель той или иной мощности. В зависимости от его мощности можно сделать точильный станок, привод для гаражных ворот, привод для самодельной бетономешалки, и так далее. Одной из задач при использовании такого двигателя является его подключение к сети, как правило — однофазной, 220 вольт. Напомним, что трехфазный двигатель как правило рассчитан на 380 вольт и подключение к 3-х фазной сети, поскольку имеет 3 обмотки. Поэтому что бы заставить его крутиться, приходится прибегать к дополнительным ухищрениям.

Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, наиболее простой базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность развиваемая двигателем в этом случае составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, например, с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.

Для нормальной работы электродвигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость используемого конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить довольно сложно, поэтому используют двухступенчатое управление двигателем. При пуске двигателя подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.

Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1

Рис. 1 Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 в., где

С р — рабочий конденсатор;

С п — пусковой конденсатор;

П1 — пакетный выключатель

После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после этого необходимо сразу же нажать кнопку \\\»Разгон\\\». После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1.

Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2..2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В.

Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя между собой их минусовые выводы, и шунтируют резистором R1 с сопротивлением 200…300 Ом

Резистор R1 необходим для \\\»стекания\\\» оставшегося электрического заряда на конденсаторах. Общая емкость соединенных конденсаторов составит (С1+С2)/2.

На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя по табл. 1

Мощность трехфазного

двигателя, кВт 0,4 0,6 0,8 1,1 1,5 2,2

Минимальная емкость

рабочего конденсатора

Ср, мкФ 40 60 80 100 150 230

Минимальная емкость

пускового конденсатора

Ср, мкФ 80 120 160 200 250 300

Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20…30 % превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или вхолостую, то в этом случае емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель остановился, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.

Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой — 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.

Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей

При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, используют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что вместо громоздких бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют меньшие габариты и более доступны в плане покупки. Схема эквивалентной замены обычного бумажного дана на рисунке.

Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С1, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением в два раза меньшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости. Например, если в схеме для однофазно сети напряжением 220 В используется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене, по вышеприведенной схеме, можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.

Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов.

В приведенной схеме, SA1 — переключатель направления вращения двигателя, SB1 — кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются длч пуска двигателя, С2 и С4 — во время работы.

Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добивается равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А. При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током, или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.

Следует обратить ВНИМАНИЕ на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.

Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть.

Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя не более 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности эликтрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5…2 кВт. Проблема в данном случае может быть решена использованием электродвигателя большей мощности, например, с мощностью 3…4 кВт. Такого типа двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены \\\»звездой\\\» и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода. Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в 3 раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.

Наиболее просто можно осуществить перевод мощного трехфазного двигателя в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.

Во время разгона двигателя используется соединение обмоток \\\»звездой\\\» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об/мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке и показала свою эффективность.

Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность двигателя к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности двигателя, то может произойти снижение скорости вращения вала врлоть до полной его остановки. В этом случае снимается нагрузка с вала двигателя. Переключатель переводится сначала в положение \\\»Разгон\\\», а потом в положение \\\»Работа\\\» и продолжают дальнейшую работу.

По материалам статьи с http://www.elremont.ru/electrik/trifaz220.php

Публикуется с разрешения автора.

www.delaysam.ru

---

• 
  Проверка дымоходы
• 
  261 фз с изменениями с 1 апреля 2018
• 
  Расчет терморезистора
• 
  Что дает шихтование сердечников электромагнитов переменного тока
• 
  Сак сварочный генератор
• 
  Чернобыльской аэс
• 
  Нетрадиционные электростанции в россии
• 
  Тороидальные трансформаторы
• 
  Как на натяжном потолке установить люстру
• 
  Диаметр провода по току и мощности трансформаторов
• 
  Рисээ расшифровка