Rozruch silnika elektrycznego 380v z sieci 220v. Silnik trójfazowy w sieci jednofazowej

Obliczanie kondensatorów do pracy trójfazowej silnik indukcyjny w trybie jednofazowym

Aby włączyć trójfazowy silnik elektryczny (co to jest silnik elektryczny) w sieci jednofazowej, uzwojenia stojana można połączyć w gwiazdę lub trójkąt.

Napięcie sieciowe jest doprowadzane do początku dwóch faz. Do początku trzeciej fazy i jednego z zacisków sieciowych podłączony jest kondensator roboczy 1 i odłączony (rozruchowy) kondensator 2, co jest niezbędne do zwiększenia momentu rozruchowego.

Pojemność startowa kondensatora

C p \u003d C p + C o,

Gdzie C p jest zdolnością roboczą,
C o - pojemność przełączalna.

Po uruchomieniu silnika kondensator 2 jest wyłączony.

zdolność do pracy silnik kondensatorowy dla częstotliwości 50 Hz określają wzory:

dla obwodu na ryc. a: C p \u003d 2800 I nom / U;
dla obwodu na ryc. b: C p \u003d 4800 I nom / U;
dla obwodu na ryc. c: C p \u003d 1600 I nom / U;
dla obwodu na ryc. g: C p \u003d 2740 I nom / U,

gdzie C p - pojemność robocza przy obciążeniu znamionowym, uF;
ja no- prąd znamionowy fazy silnika, A;
U - napięcie sieciowe, V.

Obciążenie silnika z kondensatorem nie może przekraczać 65-85% mocy znamionowej podanej na tabliczce znamionowej silnika trójfazowego.

Jeśli silnik zostanie uruchomiony bez obciążenia, pojemność rozruchowa nie jest wymagana - pojemność robocza będzie jednocześnie pojemnością rozruchową. W takim przypadku obwód przełączający jest uproszczony.

Podczas uruchamiania silnika pod obciążeniem zbliżonym do znamionowego momentu obrotowego konieczne jest posiadanie zdolności rozruchowej C p \u003d (2,5 ÷ 3) C p.

Wybór kondensatorów dokonywany jest według proporcji:

dla obwodu na ryc. a, b: U k \u003d 1,15 U;
dla obwodu na ryc. c: U k \u003d 2,2 U;
dla obwodu na ryc. g: U k \u003d 1,3 U,

gdzie U do i U to napięcia na kondensatorze iw sieci.

Główne dane techniczne niektórych kondensatorów podano w tabeli.

Jeśli trójfazowy silnik elektryczny podłączony do sieci jednofazowej nie osiąga prędkości znamionowej, ale zacina się przy niskiej prędkości, zwiększ rezystancję klatki wirnika obracając pierścienie zwarciowe lub zwiększ szczelinę powietrzną przez szlifowanie wirnika o 15-20%.

W przypadku braku kondensatorów można zastosować rezystory, które włącza się według tych samych schematów, co przy rozruchu kondensatora. Rezystory są włączane zamiast kondensatorów rozruchowych (nie ma działających).

Rezystancję (Ω) rezystora można wyznaczyć ze wzoru

Gdzie R- rezystancja rezystora;
κ oraz I- krotność prądu rozruchowego i prąd linii w trybie trójfazowym.

Przykład obliczenia pojemności roboczej kondensatora dla silnika

Określ pojemność roboczą silnika AO 31/2, 0,6 kW, 127/220 V, 4,2/2,4 A, jeśli silnik jest włączony zgodnie ze schematem przedstawionym na ryc. a, a napięcie sieciowe wynosi 220 V. Rozruch silnika bez obciążenia.

1. Zdolność do pracy

C p \u003d 2800 x 2,4/220 ≈ 30 uF.

2. Napięcie na kondensatorze z wybranym obwodem

U k \u003d 1,15 x U \u003d 1,15 x 220 \u003d 253 V.

Zgodnie z tabelą wybieramy trzy kondensatory MBGO-2 po 10 mikrofaradów każdy o napięciu roboczym 300 V. Połącz kondensatory równolegle.

Często w gospodarstwie domowym lub podczas prac naprawczych istnieje potrzeba podłączenia trójfazowego silnika elektrycznego do sieci 220 woltów. Urządzenia te działają od Ale, jak wiadomo, w większości domów sieć zasilająca ma tylko 220V. Jak podłączyć trójfazowy silnik elektryczny do sieci 220V? Dowiadujemy się o tym z naszego artykułu.

Jak podłączyć silnik trójfazowy do sieci jednofazowej?

Rozważ przykład maszyny do szycia. Oczywiście fabrycznie nie będzie problemów z podłączeniem. Ale do pracy w sieć jednofazowa Musisz trochę podkręcić silnik. Na przykład zmień schemat połączenia uzwojenia z kształtu gwiazdy na trójkąt. Oczywiście należy przestrzegać polaryzacji. Dzięki tej przebudowie możliwe będzie podłączenie trójfazowego silnika elektrycznego do sieci 220V.

Moc silnika maszyny do szycia wynosi 0,4 kW. Jeśli możesz kupić startowe kondensatory metalowo-papierowe MBTT, MBGO lub MBGO o pojemności 50 lub 100 mikrofaradów i napięciu roboczym od 450 do 600, nie będzie problemów z rozruchem. Mogą być jednak zbyt drogie. Dlatego lepiej poszukać alternatywnych „tanich” rozwiązań problemu.

Może to być krótkotrwałe podłączenie dodatkowego kondensatora elektrolitycznego. Powinno działać tylko przez dwie lub trzy sekundy, nie więcej. W końcu jego praca jest potrzebna tylko do uruchomienia silnika elektrycznego. Wtedy ten ostatni będzie działał w trybie dwufazowym i straci do połowy mocy. Jednak jego zapas może być dostarczony. Nawiasem mówiąc, takie same straty mocy będą obserwowane podczas pracy z kondensatorem przesuwającym fazę.

Wada metody i rozwiązanie problemu

Wiele osób wie, że w sieci prądu przemiennego kondensator elektrolityczny bardzo szybko się nagrzewa. Znajdujący się w nim elektrolit wrze i wybucha. Praktyka pokazała, że może to nastąpić w ciągu dziesięciu do piętnastu sekund. Ale jeśli ten kondensator zostanie włączony tylko na półtorej sekundy, przy małym oporze, urządzenie nie ulegnie uszkodzeniu, ponieważ po prostu nie będzie miał czasu na rozgrzanie.

W pralki przez krótki czas używany jest przycisk PNVS. Jest trójstronny. Dwóch z nich ma fiksację, a jeden obywa się bez niej. Ze względu na ostatni kontakt kondensator włącza się i przestaje działać po zatrzymaniu prasowania.

Napięcie na kondensatorach elektrolitycznych musi wynosić co najmniej 450V. Dlatego pojemność może być zbierana z kilku kondensatorów umieszczonych w skrzynce ochronnej. Taki schemat połączeń sprawdził się w praktyce. To prawda, że eksperymenty przeprowadzono tylko przy mocy mniejszej niż jeden kW. W przypadku silniejszych silników najprawdopodobniej konieczne będzie dodanie małego rezystora ograniczającego prąd z kondensatorem o niezbędnej mocy rozpraszania.

Drugi sposób

Zastanów się, jak asynchroniczny trójfazowy silnik elektryczny z wirnikiem klatkowym jest podłączony do sieci jednofazowej.

W praktyce, nawet gdy najlepszy wybór pojemność kondensatora przesuwającego fazę, moment obrotowy nie przekroczy trzydziestu pięciu procent wartości nominalnej. Wynika to z faktu, że prąd płynący przez jedno uzwojenie jest przesunięty w fazie względem pozostałych uzwojeń. Dlatego w polu magnetycznym stojana, oprócz tego, który obraca wirnik w wymaganym kierunku, tworzy się jeszcze jeden składnik.

Formowany element obraca się w Przeciwna strona i spowalnia wirnik, zmniejszając moment obrotowy na wale i marnując energię przez podgrzewanie konwencjonalnych i magnetycznych drutów silnika. Ale jeśli wyłączysz uzwojenie, moment obrotowy wzrośnie do czterdziestu jeden procent. A jeśli zmienisz kierunek prądu w nim i ponownie go podłączysz, to wzrośnie jeszcze bardziej i może osiągnąć nawet pięćdziesiąt osiem procent.

Jak dalej usprawnić proces

Ta optymalizacja procesu jest możliwa nie tylko poprzez zmianę kierunku obrotu elementu. Okazuje się również kompensacja pól innych uzwojeń, które pokrywają się w kierunku i nie uczestniczą w obrocie obrotowym. Rozruch silnika poprawi się również przy zastosowaniu dwóch kondensatorów z przesunięciem fazowym.

Ich zdolności muszą być takie same. Takie wskaźniki są obliczane za pomocą specjalnej formuły. Są testowane przez pomiar napięcia na uzwojeniach i powinny wykazywać mniej więcej takie same wyniki.

Równe napięcia można połączyć przeciwnie równolegle linią przerywaną.

Jak podłączyć silnik trójfazowy do sieci 220 V?

Radioamatorzy często muszą korzystać z tych silników. Dlatego bezwzględnie muszą wiedzieć, jak podłączyć trójfazowy silnik elektryczny do sieci 220V. Wiadomo już, że do tego nie trzeba mieć sieć trójfazowa. Lepiej jest połączyć trzecie uzwojenie z kondensatorem przesuwającym fazę.

Do normalnej pracy silnika zmieniają się, biorąc pod uwagę liczbę obrotów. W praktyce warunek ten jest bardzo trudny do spełnienia. Wychodzą z sytuacji dwustopniowo: silnik jest włączany z mocą początkową i jednocześnie pozostaje działający. W trybie ręcznym przechodzi do pracy.

Kondensator jest używany tylko typu papierowego, a jego napięcie robocze powinno być ponad półtora raza większe niż napięcie sieciowe. Obwód odwracania silnika z rozruchem kondensatora jest dość prosty. Po uruchomieniu przełącznika silnik zmienia kierunek obrotów. Ale musisz znać cechy działania takich silników. Jeśli urządzenie jest bezczynne przez uzwojenie, prąd będzie płynął od dwudziestu do czterdziestu procent więcej niż prąd znamionowy. Dlatego podczas pracy z obciążeniem pojemność robocza musi zostać zmniejszona. Jeśli silnik jest przeciążony, wyłączy się, a kondensator rozruchowy będzie musiał zostać ponownie włączony, aby ponownie uruchomić.

Silnik elektryczny można podłączyć do sieci 220V, dowolnej, nawet trójfazowej. Jednak niektóre z nich mogą nie działać dobrze. Przykładem jest podwójna klatka wirnik klatkowy MAMA. Ale jeśli obwód przełączający zostanie wykonany poprawnie, a niezbędne parametry kondensatorów zostaną odpowiednio dobrane, przepływ pracy będzie doskonały. Dobrymi opcjami są na przykład silniki asynchroniczne A, AO2, APN, AO, AOL i UAD.

Wady trzech metod połączenia

Wady powyższych ścieżek są następujące:

Czwarty sposób

Możesz wyeliminować te niedociągnięcia, korzystając z następującej metody. Jak podłączyć trójfazowy silnik elektryczny do sieci 220V?

W napięcie trójfazowe każda krzywa jest przesunięta o jedną trzecią w stosunku do drugiej.

Ponieważ częstotliwość sieci wynosi pięćdziesiąt herców, okres będzie wynosił dwadzieścia mikrosekund. Wtedy jego trzecia wyniesie 6,666… mikrosekundy. Przyjmijmy jednofazowe napięcie sinusoidalne przy 220V i 50 Hz. Jeśli przejdziesz przez obwód opóźniający przez jedną trzecią okresu, otrzymasz przesunięte napięcie, które będzie równe amplitudzie i częstotliwości oryginału. Jeśli zostanie również przepuszczony przez ten sam obwód opóźniający, przesunięte napięcie zostanie uzyskane o kolejną trzecią okresu.

Nie wiem, jak się połączyć silnik trójfazowy w sieci jednofazowej? Schemat powinien zostać przestudiowany przez Ciebie tak szczegółowo, jak to możliwe. I tak to wygląda.

Mechanizm zawiera zasilanie i dodatnią biegunowość na transformatorze. Zasilacz składa się z drugiego uzwojenia transformatora, mostka prostowniczego i stabilizatora. Generator montowany jest w trzecim uzwojeniu transformatora, rezystora i prostownika diodowego. Dioda Zenera chroni wejścia części przed przypadkowym wzrostem powyżej dopuszczalnego napięcia, czyli ponad dwanaście woltów. Część zawiera prostokątny kształtownik impulsów. Wyjście to impulsy prostokątne przy pięćdziesięciu hercach biegunowości dodatniej.

Podczas transformacji można zastosować trzy jednofazowe lub specjalne z rdzeniem w postaci prętów. Zjednoczyć poszczególne elementy musi być w układzie gwiazda-gwiazda.

Wniosek

Tak więc rozwiązanie problemu podłączenia trójfazowego silnika elektrycznego do sieci 220 V jest możliwe na kilka sposobów. Niektóre z nich są trudniejsze do wdrożenia, ale proces przebiega lepiej. Inne metody są prostsze, ale nie pozbawione wad.

Zdarzają się sytuacje, w których trzeba podłączyć urządzenie elektryczne w inny sposób niż jest to zapisane w paszporcie. Na przykład często wymagane jest podłączenie silnika trójfazowego do sieci jednofazowej, co chociaż zmniejsza jego moc, czasami jest całkiem uzasadnione. Istnieją podstawowe schematy włączania takich silników elektrycznych, które są szeroko i z powodzeniem stosowane w praktyce. Istnieją również pewne niuanse, które pomagają rozwiązać nieoczekiwane trudności związane z brakiem niektórych materiałów.

Obliczanie kondensatorów
Modele kondensatorów
Dane silnika
- Rewers w sieci jednofazowej

Eksploatacja silnika trójfazowego w sieci jednofazowej

Aby poprawnie zrozumieć zadanie, musisz jasno zrozumieć zasadę działania trójfazowych silników elektrycznych. Dzięki trzem uzwojeniom przesuniętym względem siebie o 120 stopni są one w idealnych warunkach: pole magnetyczne obraca się równomiernie na całym obwodzie, tworząc siłę napędową bez szarpnięć i zmarszczek. Po przyłożeniu napięcia do obwodu pojawia się moment rozruchowy, a wirnik zaczyna się rozpędzać do prędkości roboczej.

Prąd trójfazowy można przedstawić jako trzy obwody jednofazowe, również odsunięte od siebie o 120 stopni. Jest jasne, dlaczego silnik będzie działał bez szarpnięć: gdy wirnik obraca się co trzecią, jest „podnoszony” przez następną fazę, która „towarzyszy” mu przez kolejną trzecią obrotu. W rezultacie uzyskuje się pełny obrót.

Ale teraz konieczne stało się włączenie takiego aparatu w jednej fazie. Jeśli po prostu weźmiesz to i przyłożysz takie napięcie do dowolnych dwóch uzwojeń, nic się nie stanie. W jednej z cewek stojana będzie pulsujące pole magnetyczne, które nie wpływa na nic innego. Nie ma momentu rozruchowego, ani momentu obrotowego - silnik tylko się rozgrzeje. Ale teraz, znając zasadę działania takich maszyn, łatwo jest zrozumieć, co jest potrzebne. Konieczne jest użycie wszystkich trzech uzwojeń, podczas gdy musi nastąpić przesunięcie fazowe.

Podłączenie silnika trójfazowego do sieci jednofazowej odbywa się zgodnie z najpopularniejszym schematem - z kondensatorem rozruchowym. Ta metoda pozwala wykorzystać wszystkie trzy uzwojenia, a także stworzyć niezbędne przesunięcie fazowe.

Uzwojenia trójfazowego silnika elektrycznego można włączać według dwóch głównych schematów: gwiazdy i trójkąta. W zależności od tego połączenie kondensatora również się różni.

Można by sobie poradzić z jednym kondensatorem, ale najczęściej silniki elektryczne mają jakieś obciążenie, co oznacza, że do ich uruchomienia potrzebna będzie dodatkowa pojemność. Dlatego konieczne jest krótkie włączenie dodatkowego elementu pojemnościowego do obwodu - kondensator rozruchowy.

Obliczanie kondensatorów

Oczywiste jest, że pierwszy kondensator, który się pojawi, nie może być podłączony do obwodu rozruchowego. Jeśli pojemność jest większa niż to konieczne, silnik elektryczny nagrzeje się, jeśli będzie mniejszy, nie będzie pracował stabilnie. Istnieją specjalne obliczenia, aby znaleźć pożądane wartości.

I - prąd fazowy stojana. Najlepiej zmierzyć go szczypcami lub, jeśli nie jest to możliwe, możesz przyjąć wartości podane na tabliczce znamionowej - przywieszka na ramie silnika.

Aby zaoszczędzić na rachunkach za prąd, nasi czytelnicy polecają skrzynkę oszczędzania energii elektrycznej. Miesięczne płatności będą o 30-50% niższe niż przed użyciem wygaszacza. Usuwa z sieci składnik reaktywny, w wyniku czego zmniejsza się obciążenie, a co za tym idzie pobór prądu. Urządzenia elektryczne zużywają mniej energii elektrycznej, zmniejszając koszty jej płatności.

Pojemność kondensatora rozruchowego jest pobierana z obliczenia podrzędnego 2–3 C.

Jednak mimo wszystko najlepsza opcja będzie dodatkowy eksperymentalny wybór wymaganych pojemników. Ta tabela pomoże:

Napięcie kondensatorów musi być 1,5 razy powyżej napięcia sieciowego. Wynika to z faktu, że napięcie skuteczne to 220 V, ale na kondensator będzie oddziaływać napięcie o pełnej amplitudzie. I jest 2 razy wyższy niż obecny. To około 1,4. Proste obliczenia matematyczne pomagają zobaczyć: 220 * 1,4 \u003d 308 V. Cóż, jeśli weźmiesz pod uwagę, że w gniazdku rzadko jest dokładnie 220, najczęściej napięcie płynie w jednym kierunku, a w drugim, musisz wziąć większy wartość.

Modele kondensatorów

Najlepiej oczywiście użyć kondensatorów papierowo-metalowych. Jeśli nie ma odpowiednich pojemników, rekrutuje się je z kilku elementów. Ale co, jeśli nie ma metalowo-papierowych? Czy dopuszczalne jest stosowanie elektrolitu?

Do sprawnych kondensatorów - zdecydowanie nie. Pojemniki elektrolityczne są polarne, czyli są przeznaczone do prąd stały, a podczas podłączania ważne jest przestrzeganie biegunowości. W sieci prądu przemiennego lub przy niewłaściwym podłączeniu po prostu eksplodują, rozpryskując dookoła papier i elektrolit.

Ale jest też kilka sztuczek. Co zrobić, jeśli są same elektrolity, a trzeba tu i teraz uruchomić silnik elektryczny? Najbardziej prosty obwód zamienić element polarny w niepolarny:

Połącz z ujemnymi przewodami. Warto pamiętać, że przy takim połączeniu ich całkowita pojemność będzie dwa razy mniejsza (jeśli wartości są takie same, możesz po prostu podzielić przez dwa).

Ale w naszym łańcuchu są wysokie prądy, więc lepiej użyć innego połączenia:

Zastosowano przeciwnie - połączenie równoległe, dlatego musisz poprawnie obliczyć wynikową pojemność. Diody są również dobierane pod kątem prądu i napięcia.

Jeśli silnik będzie działał na potężnej maszynie, lepiej wziąć elementy metalowo-papierowe. Elektrolity są używane do pojemności startowej, ale tutaj ważne jest, aby nie przesadzić z przyciskiem start.

Dane silnika

Na co należy zwrócić uwagę przy podłączaniu trójfazowych silników elektrycznych do sieci jednofazowej:

moc użyteczna jest zmniejszona do 70-80%;
przy wartościach roboczych 380/220, Ỵ / Δ konieczne jest połączenie z jedną fazą za pomocą trójkąta. Po podłączeniu w gwiazdę nie będzie maksymalnej mocy;
jeśli na tabliczce znamionowej jest wskazana tylko jedna wartość - 380 V, gwiazda, będziesz musiał zdemontować silnik, aby przełączyć się na trójkąt, co nie jest zbyt wygodne. Jeśli to możliwe, lepiej poszukać innego silnika.

Rewers w sieci jednofazowej

Aby odwrócić silnik trójfazowy podłączony do sieci jednofazowej, należy przełączyć kondensator rozruchowy na inne uzwojenie. Należy to zrobić przy odłączonym napięciu zasilania i włączyć je dopiero po całkowitym zatrzymaniu wirnika. To najprostszy schemat odwrócenia.

Istnieją inne rozwiązania tego problemu, ale są one bardziej złożone i droższe.

Jak widać z powyższego, trójfazowe asynchroniczne są dość wszechstronne samochody elektryczne. Sprawdzili się w pracy, można je włączać inaczej niż jest to zapisane w paszporcie, a także, w zależności od wersji, mogą pracować w różnych warunkach.

Dodaj witrynę do zakładek

Aby wyłączyć kondensator rozruchowy, można użyć dodatkowego przekaźnika K1, wtedy nie ma potrzeby używania przełącznika SA1, a kondensator wyłączy się automatycznie (rys. 5).

Po naciśnięciu przycisku SB1 przekaźnik K1 jest aktywowany, a para styków K1.1 włącza rozrusznik magnetyczny KM1, a K1.2 - kondensator rozruchowy C p. Rozrusznik magnetyczny KM1 jest samoblokujący para kontaktowa KM 1.1, a styki KM 1.2 i KM 1.3 łączą silnik elektryczny z siecią.

Przycisk „Start” jest trzymany wciśnięty, aż silnik zostanie całkowicie przyspieszony, a następnie zwolniony. Przekaźnik K1 rozładowuje napięcie i wyłącza kondensator rozruchowy, który jest rozładowywany przez rezystor R2. Jednocześnie rozrusznik magnetyczny KM 1 pozostaje włączony i zasila silnik elektryczny w trybie pracy.

Aby zatrzymać silnik, naciśnij przycisk „Stop”. W ulepszonym urządzeniu rozruchowym zgodnie ze schematem z ryc. 5 można użyć przekaźnika typu MKU-48 lub podobnego.

Zastosowanie kondensatorów elektrolitycznych w obwodach rozruchowych silników

Podczas włączania trójfazowego asynchroniczne silniki elektryczne, w sieci jednofazowej z reguły stosuje się zwykłe kondensatory papierowe. Praktyka pokazała, że zamiast nieporęcznych kondensatorów papierowych można zastosować kondensatory tlenkowe (elektrolityczne), które są mniejsze i tańsze w zakupie.

Schemat wymiany zwykłego kondensatora papierowego podano na ryc. 6.

Dodatnia półfala prądu przemiennego przechodzi przez łańcuch VD1, C2 i ujemną VD2, C2. Na tej podstawie kondensatory tlenkowe mogą być używane z dopuszczalne napięcie dwa razy mniejsze niż w przypadku konwencjonalnych kondensatorów o tej samej pojemności.

Na przykład, jeśli w obwodzie dla sieci jednofazowej o napięciu 220 V stosuje się kondensator papierowy na napięcie 400 V, to przy wymianie zgodnie z powyższym schematem kondensator elektrolityczny na napięcie 200 V może być używany urządzenie rozruchowe.

Włączenie silnika trójfazowego do sieci jednofazowej z wykorzystaniem kondensatorów elektrolitycznych

Schemat podłączenia silnika trójfazowego do sieci jednofazowej za pomocą kondensatorów elektrolitycznych pokazano na ryc. 7.

Na powyższym schemacie SA1 to przełącznik kierunku obrotów silnika, SB1 to przycisk przyspieszania silnika, kondensatory elektrolityczne C1 i C3 służą do uruchamiania silnika, C2 i C4 są używane podczas pracy.

Dobór kondensatorów elektrolitycznych w obwodzie z ryc. 7 najlepiej wykonać miernikiem cęgowym. Prądy mierzone są w punktach A, B, C, a równość prądów w tych punktach uzyskuje się poprzez stopniowy dobór pojemności kondensatorów. Pomiary wykonujemy przy obciążonym silniku w trybie, w jakim ma pracować.

Diody VD1 i VD2 dla sieci 220 V są wybierane z maksymalnym dopuszczalnym napięciem wstecznym co najmniej 300 V. Maksymalny prąd przewodzenia diody zależy od mocy silnika. W przypadku silników elektrycznych do 1 kW odpowiednie są diody D245, D245A, D246, D246A, D247 o prądzie stałym 10 A.

Przy większej mocy silnika od 1 kW do 2 kW trzeba wziąć mocniejsze diody z odpowiednim prądem przewodzenia lub włożyć trochę mniej mocne diody równolegle, instalując je na grzejnikach.

Należy zwrócić uwagę do tego, że przy przeciążeniu diody może nastąpić jej przebicie i przepływ przez kondensator elektrolityczny prąd przemienny co może spowodować jego przegrzanie i wybuch.

Włączenie potężnych silników trójfazowych do sieci jednofazowej

Obwód kondensatora do podłączenia silników trójfazowych do sieci jednofazowej pozwala uzyskać z silnika nie więcej niż 60% mocy znamionowej, podczas gdy limit mocy zelektryfikowanego urządzenia jest ograniczony do 1,2 kW. To wyraźnie nie wystarcza do działania strugarki elektrycznej lub piły elektrycznej, która powinna mieć moc 1,5 ... 2 kW. Problem w tym przypadku można rozwiązać stosując większy silnik elektryczny, np. 3...4 kW. Silniki tego typu są zaprojektowane na napięcie 380 V, ich uzwojenia są połączone „gwiazdą”, a w skrzynce zaciskowej są tylko 3 wyjścia.

Włączenie takiego silnika do sieci 220 V prowadzi do 3-krotnego spadku mocy znamionowej silnika i 40% przy pracy w sieci jednofazowej. Ta redukcja mocy sprawia, że silnik nie nadaje się do użytku, ale można go wykorzystać do obracania wirnika na biegu jałowym lub przy minimalnym obciążeniu. Praktyka pokazuje, że większość silniki elektryczne pewnie rozpędzają się do prędkości nominalnej, a w tym przypadku prądy rozruchowe nie przekraczać 20 A.

Udoskonalenie silnika trójfazowego

Najłatwiejszym sposobem przeniesienia potężnego silnika trójfazowego w tryb pracy jest przekształcenie go w tryb pracy jednofazowej, przy jednoczesnym otrzymaniu 50% mocy znamionowej. Przełączenie silnika w tryb jednofazowy wymaga trochę dopracowania.

otworzyć skrzynka zaciskowa i określić, z której strony obudowy silnika pasują przewody uzwojenia. Poluzuj śruby mocujące pokrywę i zdejmij ją z obudowy silnika. Znajdź połączenie trzech uzwojeń do wspólnego punktu i przylutuj dodatkowy przewodnik o przekroju odpowiadającym przekrojowi drutu nawojowego do wspólnego punktu. Skrętka z lutowanym przewodem jest izolowana taśmą elektryczną lub rurką PCV, a dodatkowe wyjście jest wciągane do puszki zaciskowej. Następnie pokrywa obudowy jest instalowana na swoim miejscu.

Obwód przełączający silnika elektrycznego w tym przypadku będzie miał postać pokazaną na ryc. osiem.

Podczas przyspieszania silnika stosuje się połączenie uzwojeń w gwiazdę z połączeniem kondensatora przesuwnego fazowego Sp. W trybie pracy tylko jedno uzwojenie pozostaje podłączone do sieci, a obroty wirnika są utrzymywane przez pulsowanie pole magnetyczne. Po przełączeniu uzwojeń kondensator Sp jest rozładowywany przez rezystor Rp. Praca przedstawionego schematu została przetestowana z silnikiem typu AIR-100S2Y3 (4 kW, 2800 obr./min), zainstalowanym na domowej maszynie do obróbki drewna i wykazała jego skuteczność.

Detale

W obwodzie łączeniowym uzwojeń silnika jako urządzenie przełączające SA1 należy zastosować wyłącznik pakietowy o prądzie roboczym co najmniej 16 A, np. wyłącznik typu PP2-25/N3 (dwubiegunowy z przewodem neutralnym, dla prądu 25 A). Przełącznik SA2 może być dowolnego typu, ale dla prądu co najmniej 16 A. Jeśli bieg wsteczny silnika nie jest wymagany, wówczas przełącznik SA2 można wyłączyć z obwodu.

Wadę proponowanego schematu podłączenia potężnego trójfazowego silnika elektrycznego do sieci jednofazowej można uznać za wrażliwość silnika na przeciążenia. Jeśli obciążenie na wale osiągnie połowę mocy silnika, wówczas prędkość obrotowa wału może się zmniejszyć, aż do całkowitego zatrzymania. W takim przypadku obciążenie jest usuwane z wału silnika. Przełącznik najpierw przestawia się do pozycji „Przyspieszenie”, a następnie do pozycji „Praca”, po czym kontynuują dalszą pracę.

W celu poprawy charakterystyk rozruchowych silników oprócz kondensatora rozruchowego i roboczego można zastosować również indukcyjność, która poprawia równomierność obciążenia fazowego.

Wśród różnych metod uruchamiania trójfazowych silników elektrycznych w sieci jednofazowej najpopularniejsza polega na podłączeniu trzeciego uzwojenia przez kondensator przesuwający fazę. Wymagana moc opracowany przez silnik w tym przypadku wynosi 50 ... 60% jego mocy w połączeniu trójfazowym. Jednak nie wszystkie trójfazowe silniki elektryczne działają dobrze po podłączeniu do sieci jednofazowej. Wśród takich silników elektrycznych można wyróżnić np. podwójną sekcję wirnika klatkowego serii MA. W związku z tym przy wyborze trójfazowych silników elektrycznych do pracy w sieci jednofazowej należy preferować silniki serii A, AO, AO2, APN, UAD itp.

Do normalnej pracy silnika elektrycznego z rozruchem kondensatorowym konieczne jest, aby pojemność zastosowanego kondensatora zmieniała się w zależności od liczby obrotów. W praktyce warunek ten jest dość trudny do spełnienia, dlatego stosuje się dwustopniowe sterowanie silnikiem. Podczas rozruchu silnika podłączone są dwa kondensatory, a po przyspieszeniu jeden kondensator jest odłączony i pozostaje tylko kondensator roboczy.

1.2. Obliczanie charakterystyk i części silnika elektrycznego.

Jeśli na przykład w paszporcie silnika elektrycznego jego napięcie zasilania wynosi 220/380, to silnik jest podłączony do sieci jednofazowej zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. jeden

Schemat podłączenia trójfazowego silnika elektrycznego do sieci 220 V

C p - kondensator roboczy;
C p - kondensator rozruchowy;
P1 - przełącznik wsadowy

Po włączeniu przełącznika pakietów P1, styki P1.1 i P1.2 zamykają się, po czym należy natychmiast nacisnąć przycisk „Przyspieszenie”. Po serii obrotów przycisk zostaje zwolniony. Odwrócenie silnika następuje poprzez przełączenie fazy na jego uzwojeniu przełącznikiem SA1.

Pojemność kondensatora roboczego Cp w przypadku połączenia uzwojeń silnika w „trójkąt” określa wzór:

, gdzie

U - napięcie sieciowe, V

A w przypadku połączenia uzwojeń silnika w „gwiazdę” określa to wzór:

, gdzie
Cp to pojemność kondensatora roboczego w uF;
I to prąd pobierany przez silnik elektryczny w A;
U - napięcie sieciowe, V

Prąd pobierany przez silnik elektryczny w powyższych wzorach, przy znanej mocy silnika elektrycznego, można obliczyć z następującego wyrażenia:

, gdzie
P - moc silnika w W, wskazana w jego paszporcie;
h - wydajność;
cosj jest współczynnikiem mocy;
U - napięcie sieciowe, V

Pojemność kondensatora rozruchowego Sp dobiera się 2...2,5 razy większa pojemność działający kondensator. Kondensatory te muszą mieć wartość znamionową 1,5-krotności napięcia sieciowego. W przypadku sieci 220 V lepiej jest stosować kondensatory typu MBGO, MBPG, MBGCH o napięciu roboczym 500 V i wyższym. Pod warunkiem krótkotrwałego włączenia jako kondensatory rozruchowe mogą być również stosowane kondensatory elektrolityczne typu K50-3, EGC-M, KE-2 o napięciu roboczym powyżej 450 V. Dla większej niezawodności kondensatory elektrolityczne są połączone kolejno, łącząc ze sobą ich ujemne zaciski i bocznikowane diodami (ryc. 2)

Schemat podłączenia kondensatorów elektrolitycznych do zastosowania jako kondensatory rozruchowe.

Całkowita pojemność podłączonych kondensatorów wyniesie (C1 + C2) / 2.

W praktyce wartość pojemności kondensatorów roboczych i rozruchowych dobiera się w zależności od mocy silnika zgodnie z tabelą. jeden

Tabela 1. Wartość pojemności kondensatorów roboczych i rozruchowych trójfazowego silnika elektrycznego zależy od jego mocy po podłączeniu do sieci 220 V.

Należy podkreślić, że w silniku elektrycznym z rozruchem kondensatora w trybie jałowym prąd przepływa o 20 ... 30% wyższy niż prąd znamionowy przez uzwojenie zasilane przez kondensator. W związku z tym, jeśli silnik jest często używany w trybie niedociążenia lub na biegu jałowym, wówczas w takim przypadku pojemność kondensatora Cp powinna zostać zmniejszona. Może się zdarzyć, że podczas przeciążenia silnik elektryczny zahamuje, wtedy aby go uruchomić należy ponownie podłączyć kondensator rozruchowy, całkowicie usuwając obciążenie lub zmniejszając je do minimum.

Pojemność kondensatora rozruchowego Sp można zmniejszyć przy rozruchu silników elektrycznych o Na biegu jałowym lub z małym obciążeniem. Aby włączyć np. silnik AO2 moc 2,2 kW przy 1420 obr./min można użyć kondensatora roboczego o pojemności 230 mikrofaradów, a rozruchowego - 150 mikrofaradów. W takim przypadku silnik elektryczny uruchamia się pewnie przy niewielkim obciążeniu wału.

1.3. Przenośna uniwersalna jednostka do uruchamiania trójfazowych silników elektrycznych o mocy ok. 0,5 kW z sieci 220 V.

Aby uruchomić silniki elektryczne różnych serii, o mocy około 0,5 kW, z sieci jednofazowej bez cofania, można zmontować przenośną uniwersalną jednostkę rozruchową (ryc. 3)

Schemat przenośnej uniwersalnej jednostki do uruchamiania trójfazowych silników elektrycznych o mocy około 0,5 kW z sieci 220 V bez rewersu.

Po naciśnięciu przycisku SB1 uruchamiany jest rozrusznik magnetyczny KM1 (przełącznik SA1 jest zamknięty) i z własnym układem styków KM 1.1, KM 1.2 łączy silnik elektryczny M1 z siecią 220 V. Natychmiast z tym trzecia grupa styków KM 1.3 zamyka przycisk SB1. Po pełnym przyspieszeniu silnika przełącznik SA1 wyłącza kondensator rozruchowy C1. Silnik jest zatrzymywany przez naciśnięcie przycisku SB2.

1.3.1. Detale.

W urządzeniu zastosowano silnik elektryczny A471A4 (AO2-21-4) o mocy 0,55 kW przy 1420 obr/min oraz rozrusznik magnetyczny typu PML, przeznaczony do prądu przemiennego o napięciu 220 V. Przyciski SB1 i SB2 są sparowane typu PKE612 . Przełącznik T2-1 jest używany jako przełącznik dwustabilny SA1. W urządzeniu stały rezystor R1 to drut, typ PE-20, a rezystor R2 to typ MLT-2. Kondensatory C1 i C2 typu MBGCH na napięcie 400 V. Kondensator C2 składa się z kondensatorów połączonych równolegle 20 mikrofaradów 400 V. Lampa HL1 typu KM-24 i 100 mA.

Urządzenie startowe jest zamontowane w żelaznej obudowie o wymiarach 170x140x50 mm (ryc. 4)

1 - ciało
2 - uchwyt do przenoszenia
3 - lampka sygnalizacyjna
4 - wyłącznik kondensatora rozruchowego
5 – Przyciski „Start” i „Stop”
6 - zmodyfikowana wtyczka elektryczna
7 - panel z gniazdami przyłączeniowymi

Na Górny panel W obudowie znajdują się przyciski „Start” i „Stop” - lampka sygnalizacyjna i przełącznik do wyłączania kondensatora rozruchowego. Na przednim panelu obudowy urządzenia znajduje się złącze do podłączenia silnika elektrycznego.

Aby wyłączyć kondensator rozruchowy, można użyć dodatkowego przekaźnika K1, wtedy nie ma potrzeby używania przełącznika SA1, a kondensator wyłączy się automatycznie (rys. 5)

Schemat urządzenia rozruchowego z automatycznym odłączeniem kondensatora rozruchowego.

Po naciśnięciu przycisku SB1 przekaźnik K1 jest aktywowany, a para styków K1.1 włącza rozrusznik magnetyczny KM1, a K1.2 - kondensator rozruchowy Sp. Sam rozrusznik magnetyczny KM1 jest blokowany za pomocą własnej pary styków KM 1.1, a styki KM 1.2 i KM 1.3 łączą silnik elektryczny z siecią. Przycisk „Start” jest trzymany wciśnięty, aż silnik zostanie całkowicie przyspieszony, a następnie zwolniony. Przekaźnik K1 rozładowuje napięcie i wyłącza kondensator rozruchowy, który jest rozładowywany przez rezystor R2. W tym czasie rozrusznik magnetyczny KM 1 pozostaje włączony i zasila silnik elektryczny w trybie pracy. Aby zatrzymać silnik, naciśnij przycisk „Stop”. W ulepszonym urządzeniu rozruchowym zgodnie ze schematem na ryc. 5 można zastosować przekaźnik typu MKU-48 lub podobny.

2. Wprowadzenie kondensatorów elektrolitycznych w obwodach rozruchowych silników elektrycznych.

Podczas włączania trójfazowych asynchronicznych silników elektrycznych w sieci jednofazowej zwykle stosuje się proste kondensatory papierowe. Ale praktyka pokazała, że zamiast masywnych kondensatorów papierowych można zastosować kondensatory tlenkowe (elektrolityczne), które mają najmniejsze wymiary i są bardziej przystępne cenowo pod względem zakupu. Równoważny obwód zastępczy dla konwencjonalnego kondensatora papierowego pokazano na ryc. 6

Schemat wymiany kondensatora papierowego (a) na elektrolityczny (b, c).

Dodatnia półfala prądu przemiennego przechodzi przez łańcuch VD1, C2 i ujemną VD2, C2. Na tej podstawie można zastosować kondensatory tlenkowe o dopuszczalnym napięciu o połowę niższym niż w przypadku konwencjonalnych kondensatorów o tej samej pojemności. Na przykład, jeśli w obwodzie dla sieci jednofazowej o napięciu 220 V stosuje się kondensator papierowy na napięcie 400 V, to przy wymianie, zgodnie z powyższym schematem, kondensator elektrolityczny na napięcie 200 Można zastosować V. Na powyższym schemacie pojemności obu kondensatorów są podobne i dobierane są podobnie do metody wyboru kondensatory papierowe dla urządzenia rozruchowego.

2.1. Włączenie silnika trójfazowego do sieci jednofazowej z wprowadzeniem kondensatorów elektrolitycznych.

Schemat podłączenia silnika trójfazowego do sieci jednofazowej z wprowadzeniem kondensatorów elektrolitycznych pokazano na ryc. 7.

Schemat podłączenia silnika trójfazowego do sieci jednofazowej za pomocą kondensatorów elektrolitycznych.

Dobór kondensatorów elektrolitycznych w obwodzie z ryc. 7 najlepiej tworzyć przy użyciu cęgów prądowych. Prądy są wyznaczane w punktach A, B, C, a prądy w tych punktach są wyrównane metodą stopniowego doboru pojemności kondensatorów. Pomiary wykonuje się przy silniku obciążonym w trybie, w jakim ma być przewidziana jego praca. Diody VD1 i VD2 dla sieci 220 V są wybierane z bardzo dopuszczalnym napięciem wstecznym większym niż 300 V. Maksymalny prąd przewodzenia diody zależy od mocy silnika. Do silników elektrycznych do 1 kW odpowiednie są diody D245, D245A, D246, D246A, D247 o prądzie stałym 10 A. Przy większej mocy silnika od 1 kW do 2 kW konieczne jest zabranie dużych diod z odpowiednim prąd przewodzenia lub umieść kilka mniejszych diod równolegle, instalując je na grzejnikach.

Powinno być zapłacone UWAGAże gdy dioda jest przeciążona, może nastąpić jej przebicie i przez kondensator elektrolityczny popłynie prąd przemienny, co może doprowadzić do jej nagrzania i wybuchu.

3. Włączenie potężnych silników trójfazowych do sieci jednofazowej.

Obwód kondensatora do podłączenia silników trójfazowych do sieci jednofazowej pozwala uzyskać z silnika mniej niż 60% mocy znamionowej, podczas gdy limit mocy zelektryfikowanego urządzenia jest ograniczony do 1,2 kW. To oczywiście nie wystarcza do działania strugarki elektrycznej lub piły elektrycznej, która musi mieć moc 1,5 ... 2 kW. Problem w tym przypadku można rozwiązać, wprowadzając silnik elektryczny o większej mocy, na przykład o mocy 3 ... 4 kW. Silniki tego typu są zaprojektowane na napięcie 380 V, ich uzwojenia są połączone „gwiazdą”, a skrzynka zaciskowa zawiera tylko 3 wyjścia. Włączenie takiego silnika do sieci 220 V prowadzi do 3-krotnego spadku mocy znamionowej silnika i 40% przy pracy w sieci jednofazowej. Taki spadek mocy sprawia, że silnik nie nadaje się do pracy, ale można go wykorzystać do obracania wirnika na biegu jałowym lub przy małym obciążeniu. Praktyka pokazuje, że większość silników elektrycznych pewnie przyspiesza do prędkości znamionowej, a w tym przypadku prądy rozruchowe nie przekraczają 20 A.

3.1. Modyfikacja silnika trójfazowego.

Łatwiej jest przenieść mocny silnik trójfazowy do trybu pracy, jeśli zostanie on przekonwertowany na tryb pracy jednofazowej, otrzymując 50% mocy znamionowej. Przełączenie silnika w tryb jednofazowy wymaga jego dopracowania. Skrzynka zaciskowa jest otwierana i określa się, od której strony obudowy silnika pasują przewody uzwojenia. Odkręć śruby mocujące pokrywę i wyjmij ją z obudowy silnika. Znajdz miejsce połączenia 3 uzwojenia do wspólnego punktu i przylutować do wspólnego punktu dodatkowy przewód o przekroju odpowiednim do przekroju drutu nawojowego. Skrętka z lutowanym przewodem jest izolowana taśmą elektryczną lub rurką PCV, a dodatkowe wyjście jest wciągane do puszki zaciskowej. Następnie pokrywa obudowy jest instalowana na swoim miejscu.

Obwód przełączający silnika elektrycznego w tym przypadku będzie miał postać pokazaną na ryc. osiem.

Schemat przełączania uzwojeń trójfazowego silnika elektrycznego do włączenia do sieci jednofazowej.

Podczas przyspieszania silnika stosuje się połączenie uzwojeń w gwiazdę z połączeniem kondensatora przesuwnego fazowego Sp. W trybie pracy do sieci pozostaje tylko jedno uzwojenie, a obroty wirnika wspomagane są pulsującym polem magnetycznym. Po przełączeniu uzwojeń kondensator Sp jest rozładowywany przez rezystor Rp. Działanie przedstawionego schematu zostało przetestowane z silnikiem typu AIR-100S2Y3 (4 kW, 2800 obr./min) zainstalowanym na domowej maszynie do obróbki drewna i wykazało jego skuteczność.

3.1.1. Detale.

W obwodzie przełączającym uzwojenia silnika jako urządzenie przełączające SA1 należy zastosować przełącznik dwustabilny o prądzie roboczym powyżej 16 A, np. przełącznik dwustabilny typu PP2-25/N3 (dwubiegunowy z przewodem neutralnym, dla prądu 25 A). Przełącznik dwustabilny SA2 może być dowolnego typu, ale dla prądu większego niż 16 A. Jeśli odwrócenie silnika nie jest wymagane, przełącznik dwustabilny SA2 można wyłączyć z obwodu.

Wadę proponowanego schematu podłączenia potężnego trójfazowego silnika elektrycznego do sieci jednofazowej można uznać za wrażliwość silnika na przeciążenia. Jeżeli obciążenie na wale osiągnie połowę mocy silnika, wówczas może nastąpić spadek prędkości obrotowej wału aż do jego całkowitego zatrzymania. W takim przypadku obciążenie jest usuwane z wału silnika. Przełącznik dźwigienkowy jest najpierw przestawiany do pozycji „Przyspieszenie”, a następnie do pozycji „Praca” i kontynuuje kolejną pracę.