Как подключить электродвигатель 380В на 220В через конденсатор

Большинство собственников частных гаражей или мастерских сталкиваются с таким вопросом, как подключить электродвигатель 380В на 220В через конденсатор или другими методами. Некоторые виды оборудования, которые могут находиться в частной собственности, например, бетономешалки, точильные или деревообрабатывающие станки, потребляют большую мощность.

Обеспечить ее может асинхронный трехфазный двигатель, только главная его беда – расчет на подключение к силовой сети напряжением 380В, которое в большинстве частных домохозяйств отсутствует или сильно ограничено. Варианты выхода из существующей ситуации 380/220 рассмотрим далее.

Разница между однофазными и трехфазными агрегатами

Прежде чем приступить к непосредственному рассмотрению схем подключения типа 380/220, нужно разобраться в следующем:

• что собой представляют двигатели обоих классов,
• как они работают,
• каковы принципы функционирования однофазной (220) и трехфазной (380) сети.

Поскольку большинство асинхронных электродвигателей являются трехфазными (на 380В), то начнем, пожалуй, с них. Любой подобный агрегат имеет два ключевых элемента: подвижный ротор, соединенный с приводным валом, и неподвижный кольцевидный статор. Каждый из них имеет фазные обмотки, смещенные относительно друг друга на 120º. Принцип действия двигателя на 380В заключается в создании подвижного (вращающегося) магнитного поля. Оно создается в обмотках статора при подаче напряжения на них. За счет разности частот полей ротора и статора, между контактными обмотками возникает ЭДС, которая заставляет вал вращаться. На клеммы такого двигателя должны приходить три фазы (по 220 В) через соединение по схеме звезда или треугольник.

Однофазным принято называть силовой агрегат, рассчитанный на подключение к идентичной, чаще всего бытовой сети 220В. Учитывая, что любой такой кабель имеет две жилы (фаза и ноль), двигателю достаточно иметь всего одну фазную обмотку. По факту, на статоре конструктивно есть две обмотки, но одна используется как рабочая, а вторая – пусковая. Для того, чтобы двигатель на 220В начал работать, то есть, чтобы возникло вращающееся магнитное поле и следом за ним ЭДС, необходимо задействовать обе цепи. При этом, пусковая обмотка подключается через промежуточную емкостную/индуктивную цепь или же замыкается, если мощность агрегата мала.

Как можно заключить, главная разница между этими двумя классами двигателей (220 и 380 В) заключается не столько в количестве фаз/проводов подключения, сколько в организации пуска.

Особенности и способы подключения к однофазной сети

Однофазный ток 220В, подающийся на электродвигатель, точнее на его статор и ротор, формирует два равнозначных магнитных поля, вращающихся в противоположные стороны. Для того, чтобы заставить ротор вращаться, нужно вручную или за счет пусковых устройств организовать сдвиг фаз. Мощность будет ниже номинальной (50…70%), но двигатель будет работать.

Очевидно, что прямым включением одной из фазных обмоток к сети в 220В при неработающих остальных запустить двигатель не удастся. Следовательно, нужно все три фазы соединить через промежуточный контур. Сделать это можно двумя основными способами:

1. Емкостная цепь. Одна из обмоток двигателя подключается через емкость, которая формирует сдвиг фазы тока вперед на 90º. После пуска, эту цепь можно отключить,
2. Индуктивная цепь. Действует примерно так же, как и предыдущая, только сдвиг фазы происходит в обратном направлении.

Иногда бывает достаточно даже механического поворота ротора, чтобы двигатель на 380 заработал от 220.

Общие схемы подключения двигателей с 380В на 220В через конденсатор

Чаще всего при необходимости решения такой задачи используют рабочий и пусковой конденсаторы (батареи конденсаторов). Базовые схемы подключения треугольником и звездой на 380В можно видеть на следующей иллюстрации:

Нефиксированная кнопка «Разгон» используется для активации параллельно подключенного пускового конденсатора. Ее необходимо удерживать до тех пор, пока двигатель не наберет максимальных оборотов. После этого пусковую цепь необходимо обязательно разъединить, чтобы предотвратить перегревание обмоток. Если мощность двигателя мала, пусковым конденсатором можно пренебречь, работая только через рабочий.

Расчет емкости конденсаторов ведется по следующим формулам:

Емкость пускового конденсатора при этом должна быть вдвое выше рабочей. Если не прибегать к расчету по формулам, то можно воспользоваться значением 7 мкФ/кВт.

Практическое применение показывает, что более эффективным является подключение треугольником, так как при этом распределение напряжения в обмотках будет более равномерным, да и мощность снижается меньше. Есть правда одно ограничение, которое касается компоновки клеммного блока двигателя. Если под его крышкой находится лишь три вывода на 380, то имеет место заранее предустановленная схема соединения, которую не изменишь. Если же там располагается шесть выводов, то можно выбирать, какой вариант организовать. Характерное обозначение наносится на металлическую табличку с характеристиками.

Если 380-вольтовый двигатель предполагается использовать на 220В в режиме с частыми пусками и остановками, то базовую схему можно доработать с организацией цепи динамического торможения:

Здесь можно видеть включение двигателя треугольником через емкостную цепь конденсаторов С1 (пускового) и С2 (рабочего). Дополнительно организована цепь на транзисторе и элементе сопротивления, которая подключается трехпозиционным ключом. Когда он находится в положении «3», напряжение сети 220В поступает на обмотки статора и кнопкой К1 можно совершить его запуск. Для остановки двигателя ключ переводится в положение «1», после чего на обмотки подается постоянный ток и осуществляется торможение. Следует отметить, что этот переключатель имеет только два фиксированных положения «2» и «3». Для использования обычного двухпозиционного ключа в эту цепь необходимо будет добавить еще один конденсатор. Выглядит это следующим образом:

Ранее уже упоминался тот факт, что однофазный ток приводит к организации разнонаправленных эквивалентных магнитных полей статора и ротора, которые можно сдвинуть (заставить вращаться) в ту или иную сторону. Следовательно, можно реализовать на практике схему реверсного подключения электродвигателя на 380В:

Схема является в некотором роде комбинацией двух предыдущих, только здесь использованы сдвоенный переключатель и пуск через реле Р1.

Рассмотренные в статье схемы являются базовыми, но в зависимости от конкретного случая их можно модифицировать как угодно, чтобы добиться включения в однофазную сеть 220В трехфазного асинхронного электродвигателя на 380В.

Как подключить электродвигатель от 380 до 220: цепи

Существуют ситуации, когда оборудование рассчитано на 380 вольт, вам необходимо подключиться к домашней сети на 220 В. Поскольку двигатель не запускается, вам необходимо изменить в нем некоторые детали. Это легко сделать самостоятельно. Хотя эффективность несколько снижается, такой подход оправдан.

Трехфазные и однофазные двигатели

Чтобы понять, как подключить электродвигатель от 380 до 220 вольт, мы выясним, что такое 380-вольтный источник питания.

Трехфазные двигатели имеют много преимуществ по сравнению с бытовыми однофазными. Поэтому их использование в промышленности обширно. И дело не только в мощности, но и в коэффициенте полезного действия. Они также включают пусковые обмотки и конденсаторы. Это упрощает конструкцию механизма. Например, защитное реле запуска холодильника отслеживает, сколько обмоток обрезано. И в трехфазном двигателе этот элемент больше не нужен.

Это достигается тремя фазами, во время которых электромагнитное поле вращается внутри статора.

Почему 380 В?

Когда поле внутри статора вращается, ротор также перемещается. Обороты не совпадают с пятьдесят герц сети из-за того, что больше обмоток, число полюсов отлично, и по разным причинам происходит проскальзывание. Эти индикаторы используются для регулирования вращения вала двигателя.

Все три фазы имеют значение 220 В. Однако разница между любыми двумя из них в любое время будет отличаться от 220. Таким образом, получится 380 Вольт.То есть двигатель использует 220 В для работы с фазовым сдвигом в сто двадцать градусов.

Следовательно, как напрямую подключить электродвигатель 380 к 220В невозможно, нужно использовать хитрости. Конденсатор считается самым простым способом. Когда контейнер проходит фазу, последний изменяется на девяносто градусов. Хотя он не достигает ста двадцати, этого достаточно для запуска и эксплуатации трехфазного двигателя.

Как подключить электродвигатель от 380 В к 220 В

Чтобы понять задачу, необходимо понять, как устроены намотки.Обычно корпус защищен кожухом, а под ним расположена проводка. Убрав его, нужно изучить содержимое. Часто схему подключения можно найти здесь. Для подключения электродвигателя к сети 380-220 используется коммутация в форме звезды. Концы обмоток находятся в общей точке, называемой нейтральной. Фазы подаются на противоположную сторону.

«Звезда» должна быть изменена. Для этого обмотка двигателя должна быть соединена в другую форму - в форме треугольника, совмещая их на концах друг с другом.

Как подключить электродвигатель от 380 до 220: цепи

Диаграмма может выглядеть следующим образом:

• Напряжение сети подается на третью обмотку;
,
• , тогда первое напряжение обмотки будет проходить через конденсатор с фазовым сдвигом в девяносто градусов;
• вторая обмотка будет зависеть от разности напряжений.

Понятно, что фазовый сдвиг составит девяносто и сорок пять градусов. Из-за этого вращение не является равномерным.Кроме того, форма фазы на второй обмотке не будет синусоидальной. Поэтому после подключения трехфазного электродвигателя к 220 вольт это будет возможно, это невозможно реализовать без потери мощности. Иногда вал даже залипает и перестает вращаться.

Работоспособность

После набора оборотов, пусковая мощность больше не будет необходима, так как сопротивление движению станет незначительным. Чтобы уменьшить емкость, она сокращается до сопротивления, через которое ток больше не проходит.Для правильного выбора рабочей и пусковой емкости необходимо прежде всего учитывать, что напряжение на рабочем конденсаторе должно существенно перекрывать 220 вольт. Как минимум должно быть 400 В. Также необходимо обратить внимание на провода, чтобы токи были рассчитаны на однофазную сеть.

Если рабочая емкость слишком низкая, вал заклинивает, поэтому для него используется начальное ускорение.

Работоспособность также зависит от следующих факторов:

• Чем мощнее двигатель, тем больше номинальная емкость.Если значение составляет 250 Вт, то достаточно нескольких десятков мкФ. Однако если мощность выше, то номинальное значение можно считать сотнями. Конденсаторы лучше покупать пленочные, потому что электрические придется дополнительно комплектовать (они рассчитаны на постоянный, не переменный ток и без переделки могут взорваться).
• Чем выше частота вращения двигателя, тем выше рейтинг. Если вы возьмете двигатель при 3000 об / мин и мощности 2,2 кВт, то для батареи потребуется от 200 до 250 мкФ.И это огромная ценность.

Эта мощность также зависит от нагрузки.

Заключительный этап

Известно, что электродвигатель 380 В при 220 В будет работать лучше, если напряжения получаются с равными значениями. Для этого не следует прикасаться к обмотке, соединяющей сеть, но потенциал измеряется на обеих других.

Асинхронный двигатель имеет собственное реактивное сопротивление. Необходимо определить минимум, при котором он начинает вращаться.После этого номинал постепенно увеличивается, пока все обмотки не выровняются.

Но когда двигатель раскручивается, может оказаться, что равенство нарушено. Это связано с уменьшением сопротивления. Поэтому перед подключением двигателя от 380 до 220 вольт и его фиксацией необходимо сравнить значения, даже когда устройство работает.

Напряжение может быть выше 220 В. Обратите внимание, чтобы обеспечить стабильную стыковку контактов, и не было потери питания или перегрева. Наилучшее переключение выполняется на специальных клеммах с фиксированными болтами.После подключения электродвигателя от 380 до 220 вольт получилось с необходимыми параметрами, кожух снова надевается на агрегат, а провода пропускаются через боковые стенки через резиновое уплотнение.

Что еще может случиться и как решить проблемы

Часто после сборки обнаруживается, что вал вращается не в том направлении, в котором это необходимо. Направление должно быть изменено.

Для этого третья обмотка подключается через конденсатор к резьбовой клемме второй обмотки статора.

Бывает, что из-за длительной работы с током появляется шум двигателя. Однако этот звук совершенно другого типа по сравнению с гулом при неправильном подключении. Это происходит со временем и вибрацией двигателя. Иногда вам даже приходится вращать ротор с силой. Это обычно вызвано износом подшипника, который вызывает слишком большие зазоры и шум. Со временем это может привести к заклиниванию, а позже - к повреждению деталей двигателя.

Лучше не допускать этого, иначе механизм станет непригодным для использования.Подшипники легче заменить новыми. Тогда электродвигатель прослужит еще много лет.

,