Как подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220
Нередко в домашнем хозяйстве либо при проведении ремонтных работ возникает необходимость подключения трехфазного электродвигателя в сеть 220 вольт. Наиболее часто в руках пользователей оказываются самые распространенные на сегодняшний день асинхронные устройства, обладающие отличными техническими характеристиками и высокой мощностью. Как подключить трехфазный двигатель к сети 220 вольт и на что обратить внимание при сборке работоспособной схемы, рассмотрим в данной статье.
Принцип работы трехфазного двигателя асинхронного типа
Асинхронный электродвигатель является техническим устройством, работающим с использованием принципа преобразования электрической энергии переменного тока в механическую. Понятие «асинхронный» можно расшифровать как «не одновременный». У асинхронного двигателя частота вращения магнитного поля статора всегда выше частоты вращения ротора. Питанием данное устройство обеспечивает сеть переменного тока 220 или 380 В.
Устройство асинхронного электродвигателя
Основными составляющими асинхронного электрического двигателя являются неподвижный статор и вращающийся ротор.
Статор имеет цилиндрическое исполнение, его сборка осуществляется с использованием стальных листов. В пазы сердечника укладываются обмотки, выполненные из специального провода. Оси последних сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Концы обмоток могут соединяться разными способами.
Ротор асинхронного электродвигателя может быть либо короткозамкнутым, либо фазным:
- Первый вариант представляет собой сердечник, изготовленный из листов стали. Его пазы заливаются расплавленным алюминием или медью (в мощных устройствах). Собранный узел конструктивно представляет собой набор стержней с короткозамкнутыми торцевыми кольцами. Такая конструкция носит название «беличья клетка» и является замкнутой накоротко системой обмоток.
- Фазный ротор оснащается трехфазной обмоткой, аналогичной по исполнению обмотке статора. Как правило, выводы в фазных роторах соединяются так называемой «звездой».
Что такое трехфазный ток
Трехфазная система переменного тока в настоящее время получила наиболее широкое распространение. Данная система представляет собой три электрических цепи, в которых действуют переменные электродвижущие силы одинаковой частоты. Их значения сдвинуты по фазе относительно друг друга на 1/3 периода.
В отдельности каждая цепь носит название фазы, система из трех сдвинутых по фазе переменных токов считается системой трехфазного тока.
Как работает трехфазный двигатель асинхронного типа
При подаче на обмотку статора напряжения в каждой фазе формируется магнитный поток, меняющийся с частотой подаваемого тока. Эти движущиеся магнитные поля сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Результирующий (общий) поток магнитного поля является вращающимся.
При подаче напряжения на обмотки в проводниках мотора возникает электродвижущая сила, на двигателе создается пусковой момент, который поворачивает ротор в направлении движения магнитного поля статора. В процессе работы возникает так называемое скольжение, способствующее стабильному функционированию устройства.
Варианты подключения обмоток асинхронных моторов
Трехфазная обмотка статора электрического двигателя может соединяться «звездой» или «треугольником». В случае с однофазным питанием используется второй вариант. Концы обмоток могут быть соединены как внутри мотора с выводом трех контактных проводов, так и снаружи с выводом шести проводов на распределительную коробку для их соединения в разных вариантах.
Как подключить трехфазный электромотор в сеть 220 В
Трехфазный асинхронный электродвигатель может быть подключен к бытовой электрической сети с напряжением 220 вольт с использованием специальных фазосдвигающих элементов — резисторов, дросселей или конденсаторов. При этом мотор может работать как в однофазном режиме с пусковой обмоткой либо как конденсаторное устройство с постоянно включенным в цепь рабочим конденсатором.
Сдвиг фаз с помощью конденсаторов
Прямое подключение трехфазного двигателя в электросеть 220 вольт не даст ожидаемого эффекта ввиду отсутствия возникновения в моторе необходимого пускового вращающего момента. Правильным решением является применение специальных пусковых устройств, создающих сдвиг фаз. Без данного условия электромотор не сможет запуститься и не будет способен в течение длительного времени стабильно функционировать под нагрузкой.
Одним из наиболее эффективных и доступных фазосдвигающих элементов является конденсатор. Данная радиотехническая деталь обеспечивает существенное снижение времени входа двигателя в рабочий режим (пусковой конденсатор) и оптимальную нагрузочную способность мотора (рабочий конденсатор).
Схемотехника подключения трехфазных двигателей к однофазной сети
Подключение «звездой» выполняется в соответствии с распространенной схемой соединения обмоток с использованием всех трех цепей. Фазы имеют общую точку (нейтраль).
Схема собирается после проверки полярности подключения обмоток статора внутри электромотора. Напряжение 220 вольт через автоматический выключатель подается на начала двух разных обмоток. К одной из них в разрыв врезаются конденсаторы — пусковой и рабочий. Ноль электросети подводится к третьему выводу.
Подключение «треугольником» повторяет алгоритм предыдущей схемы в части запуска, но отличается способом соединения обмоток статора. Данный вариант генерирует более высокие токи, поэтому рабочие конденсаторы здесь должны иметь большие номиналы.
Подключение электродвигателя 380 на 220 Вольт
Очень часто, использование неприхотливых в эксплуатации и простых в обслуживании трехфазных асинхронных электродвигателей, в бытовых условиях бывает серьезно ограничено имеющимся напряжением питания. Далеко не всегда есть возможность подключения двигателя к трехфазной сети — нередко, в наличии имеется лишь питающее напряжение 220 В.
Предложенный ставшим уже “классическим” способ пуска “асинхронника” с использованием фазосдвигающего конденсатора отличается относительной простотой и невысокой стоимостью его реализации. Правда, следует учесть, что двигатель при таком подключении, сохраняя заявленную частоту вращения, существенно теряет в мощности; в лучшем случае (при соединении его статорных обмоток “треугольником”), потери составят 30-40%.
Определить схему соединения обмоток можно по данным на шильдике — металлической бирке на корпусе электродвигателя. Надпись 220/380 означает, что соединение может быть выполнено как по схеме “звезда”, так и “треугольник”. В этом случае, все 6 концов обмоток выведены в клеммную коробку.
Выведенные в коробку 3 конца, свидетельствую о том, что статорные обмотки скоммутированы по схеме “звезда” внутри двигателя. Соединить их “треугольником” более затруднительно: для этого потребуется разобрать двигатель, найти это соединение и, разорвав его, вывести (предварительно “нарастив”) оставшиеся 3 конца в коробку, где и соединить “треугольником” (при этом, важно не перепутать “начала” и ”концы” обмоток).
Использование двух конденсаторов в схеме связано с тем, что для пуска двигателя во время его разгона необходима намного большая емкость, чем по окончании пуска, в его рабочем состоянии. Буквенные обозначения Cр и Cп в данной схеме — рабочий и пусковой конденсаторы. Для нормального пуска, емкость пускового конденсатора должна превышать емкость рабочего приблизительно в 2-3 раза.
Выбор и расчет емкости конденсаторов. Использовать следует конденсаторы МБГО, МБГЧ, МБПГ с Uраб = 500 В. Необходимая емкость определяется, прежде всего, мощностью двигателя; чем он мощнее, тем пусковой и рабочий конденсаторы должны иметь большую емкость.
Для электродвигателей, обмотки которых соединены “звездой” емкость рабочего конденсатора определяется формулой:
При соединении обмоток треугольником, формула для расчета емкости имеет следующий вид:
где I — ток потребления двигателя (А), U — сетевое напряжение (В).
Результат расчета, помноженный на 2,5-3 составит нужную емкость пускового конденсатора — Cп. Данным способом можно добиться относительно неплохой точности результатов, для его упрощения предлагаем воспользоваться нашим калькулятором расчета емкости конденсаторов.
На практике, чаще всего, емкость определяют из расчета 7 мкФ на 100 Вт мощности двигателя. Это более простой способ найти емкость рабочего конденсатора, но менее точный. При эксплуатации электродвигателя в малонагруженном режиме или, преимущественно, вхолостую, емкость рабочего конденсатора может быть снижена.
© Forum220.ru | 2009 — 2022 | Электрические схемы Размещение данных материалов на других веб-ресурсах возможно только при наличии обратной гиперссылки на сайт Forum220.ru
Как подключить электродвигатель с 380 на 220 через конденсаторы
Подключение двигателя 380 В к сети 220 В. Подбор конденсаторов.
Как подключить 3 фазный электродвигатель к сети 220 вольт через конденсатор
Многие любители и профессионалы применяют в работе электрооборудование различного предназначения. И во многих случаях электрооборудование приводится в движение трехфазными двигателями. Но трехфазная сеть зачастую недоступна в гаражных боксах и индивидуальных домовладениях. И тогда на помощь приходят схемы подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть. Наиболее распространены и применяются в станках трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Их подключение к однофазной сети мы и будем рассматривать. При включении двигателя в трехфазную сеть по трем обмоткам, в разный момент времени протекает переменный ток. Этот ток создает вращающееся магнитное поле, которое начинает вращать ротор двигателя. При подключении двигателя к однофазной сети, ток по обмоткам течет, но вращающегося магнитного поля нет, ротор не крутится. Выход из этой ситуации был найден. Самым простым и действенным способом оказалось параллельное подключение конденсатора к одной из обмоток двигателя. Конденсатор, импульсно получая и отдавая энергию создает смещение фазы, в обмотках двигателя получается вращающееся магнитное поле и он работает. Емкость постоянно находится под напряжением и называется рабочим конденсатором.
Общие правила подключения электродвигателя через конденсатор.
Подключение электродвигателя 380В на 220В выполняется через конденсатор. Для такого подключения необходимо использовать бумажные (или пусковые) конденсаторы, при этом ВАЖНО чтобы номинальное напряжение конденсатора было больше либо равно напряжению сети (при этом рекомендуется что бы напряжение конденсатора было в 2 раза больше напряжения сети). Могут применяться конденсаторы следующих марок (типов): МБГО, МБГЧ, МБГП, МБГТ, МБГВ, КБГ, БГТ, ОМБГ, K42-4, К42-19 и др. 
Как правильно подобрать конденсаторы
Теоретически предполагается осуществлять расчет необходимой емкости путем деления силы тока на напряжение и полученную величину умножить на коэффициент. Для разного типа соединений обмоток коэффициент составляет: звездой – 2800;
треугольником — 4800.
Недостатком этого метода является то, что не всегда на электродвигателе сохранилась табличка с данными. Невозможно точно знать коэффициент мощности и мощность двигателя, а следовательно и силу тока. К тому же на силу тока могут действовать такие факторы как отклонения напряжения в сети и величина нагрузки на двигатель. 
Поэтому следует применять упрощенный расчет емкости рабочих конденсаторов. Просто учесть, что на каждые 100 ватт мощности необходимо 7 микрофарад емкости. Удобнее использовать несколько параллельно соединенных конденсаторов малой, желательно одинаковой емкости, чем один большой. Просто суммируя емкость собранных конденсаторов, можно легко определить и подобрать оптимальное значение. Для начала лучше процентов на десять занизить суммарную емкость. Если двигатель легко запускается и мощности его достаточно для работы, то все подобрано правильно. Если нет – нужно еще подсоединять конденсаторы, пока двигатель не достигнет оптимальной мощности.
СПРАВКА. При подключении трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в однофазную сеть теряется не менее трети его мощности.
Следует помнить, что много не всегда хорошо, и при превышении оптимальной емкости рабочих конденсаторов двигатель будет перегреваться. Перегрев может привести к сгоранию обмоток и выходу электродвигателя из строя.
Подключение трехфазного двигателя с в однофазную сеть с реверсом
Использование группы (блока) конденсаторов.
При подключении электродвигателя через конденсатор очень важно как можно точнее подобрать его емкость. Чем ближе будет значение фактической емкости конденсатора к расчетной тем более оптимальным будет сдвиг вектора напряжения относительно вектора тока, что в свою очередь даст более высокие показатели момента на валу двигателя и его КПД. Например: согласно расчету необходимая емкость рабочего конденсатора составила 54 мкФ, при этом найти конденсатор подходящей емкости не удается, в таком случае наиболее целесообразным вариантом является использование группы параллельно соединенных конденсаторов (конденсаторного блока). Как известно, при параллельном соединении конденсаторов их емкость суммируется, таким образом, что бы получить нужные нам 54 мкФ можно использовать 2 параллельно соединенных конденсатора — на 40 и на 14 мкФ (40+14=54), либо любое другое количество конденсаторов суммарная емкость которых будет давать нужное значение, например 30, 20 и 4 мкФ:
Примечание: Все конденсаторы в группе должны быть одного типа, иметь одинаковое номинальное напряжение и частоту.
Выполнение расчёта конденсатора для электродвигателя 380 на 220
Чтобы подключить трехфазный двигатель на 380 В к однофазной сети на 220 В, следует выполнить расчёт конденсатора для электродвигателя 380 на 220 вольт, если быть более точным, пары конденсаторов — рабочего и пускового. Асинхронный электромотор подключается двумя способами: по схемам «треугольник» и «звезда».
Электронный компонент накопления электроэнергии
Конденсатором называется электронный элемент, который предназначен для аккумулирования электроэнергии. Характер работы не предусматривает активных действий компонента. С учетом рабочего режима выделяют конденсаторы переменной и постоянной ёмкости.
В зависимости от вида напряжения различают полярные, где следует строго придерживаться определенной полярности, и неполярные (применяются в цепях переменного и постоянного тока). При выборе требуемой емкости следует помнить, что в цепи с параллельным соединением итоговая ёмкость складывается.
Чтобы электромотор запустился и продолжил работать, применяют пусковые (Сп) и рабочие (Ср) конденсаторы. Предназначение пускового конденсатора — пуск электродвигателя.
Когда двигатель достигает рабочей частоты и мощности, пусковой конденсатор выключают. Основная функция рабочего конденсатора — создание достаточного сдвига электромагнитного поля.
Емкость рабочего конденсатора для подсоединения электромотора по схеме подключения обмоток «звезда» рассчитывают по формуле:
C р =2800 * I н /U с (мкф), где:
- I н — номинальный ток электромотора, измеряемый в Амперах (соответствует паспортным данным электродвигателя);
- U с — напряжение сети. Единица измерения — Вольт.
Пусковой конденсатор подсоединяется параллельно рабочему и включается только на этапе пуска электромотора. В момент набора оборотов двигателем нужно выключить пусковой конденсатор.
Емкость пускового конденсатора должна превышать емкость рабочего в 2,5−3 раза. Рассчитывается по формуле: C п = (2,5…3) * C р; (мкф).
Установление выводов обмоток
Первым делом необходимо разделить выводы обмоток попарно. У каждой пары должны быть концы, соответствующие обмотке. Для этого потребуется тестер или индикатор напряжения. При использовании тестера устанавливают флажок переключателя на измерение сопротивления (обозначается греческой буквой Ω «омега»). Если используется индикатор напряжения, перед началом работы нужно дотронуться к токоведущим частям на несколько секунд, чтобы зарядить и протестировать прибор.
После этого берется один из выводов обмотки, который будет условно принят началом первой обмотки, и маркируется «U1». Далее необходимо коснуться одним измерительным стержнем тестера или измерителя напряжения вывода «U1», а другим — любого из оставшихся выводов.
Если после этого значения тестера или индикатора остались неизменными, этот конец оставляют, а вторым измерительным стержнем касаются другого вывода остальных четырех проводов, перебирая до того момента, пока показатели измерительных приборов не изменятся. Отыскав таким способом второй вывод обмотки, его принимают за конец первой обмотки и маркируют «U2». Аналогичным способом поступают с другими четырьмя проводами.
Способы подключения электродвигателей
В быту нередко возникает необходимость подключить электромотор 380 на 220 вольт. Несмотря на то что коэффициент полезного действия существенно снижается (более чем 50%), такое преобразование может быть оправданным. Фактически после модернизации двигатель начинает выполнять работу двухфазного.
Отечественные производители электромоторов нередко собирают схему «звезда» по умолчанию, тогда как «треугольник» нужно будет ещё выполнить, подсоединив три фазы и собрав звезду. Сильной стороной схемы подключения двигателя 380 на 220 вольта «треугольник» трёхфазовой электроцепи считается максимальная мощность, вырабатываемая двигателем.
Для соединения обмоток двигателя «треугольником» нужно:
- подсоединить начало второй обмотки с концом первой;
- начало третьей обмотки с концом второй;
- начало первой обмотки с концом третьей обмотки.
Если двигатель подключён по схеме «треугольник», то он способен выдавать стопроцентную паспортную мощность, но во время запуска сила тока настолько велика, что возникает риск нарушения изоляции проводов. По этой причине в мощных электродвигателях используют смешанную схему подсоединения «звезда-треугольник». Двигатель запускается на малых пусковых токах, а при вхождении его в рабочий режим выполняется переход на схему «треугольник».
Пуск по схеме подключения трёхфазного электродвигателя на 220 «звезда» выполняется плавно из-за невозможности добиться максимально возможной работоспособности электромотора.
Схема «треугольник» подойдет электродвигателям с частотой вращения не более 1,5 тыс. оборотов в минуту. В этом типе соединения применяют конденсаторы. Смысл подключения эл. двигателя 380 на 220 через рабочий конденсатор — это появление третьей фазы.