Трехфазные двигатели асинхронного типа широко применяются как в быту, так и в промышленности. Ими оборудованы станки, циркулярные пилы, бетономешалки, компрессоры.
Двигатели, которые применяются в производстве обычно питаются от трехфазной сети, что почти невозможно для обычных людей в домах. Поэтому возникает большая необходимость подключения трехфазных двигателей в однофазную сеть.
В данной статье я постараюсь как можно более детально описать, как решить данную проблему.
Содержание страницы
Что такое трехфазный двигатель
Итак, из чего же состоит трехфазный двигатель? Основными конструкционными элементами такого типа двигателей является подвижный ротор и неподвижный статор.
В пазы статора проложены проводники трех обмоток, концы которых выводятся в коробку распределения. Для соединения обмотки стартера используются две схемы: звезда (для 380 вольт) и треугольник (для 220 вольт).
В паспорте двигателя находится информация о рабочем напряжении обмоток, а также схемы их подключения. На корпусе также крепятся специальные таблички, на которых указана вся необходимая информация по подключению и характеристикам.
Если трехфазный двигатель подключен в сеть на три фазы, то в таком случае ток проходит по очереди по всех его обмотках. В результате этого возникает магнитное поле, которое действует на ротор, заставляя его вращаться. При подключении такого же двигателя в однофазную сеть, создать необходимый крутящий момент для работы мотора уже не получится.
Схемы подключения трехфазного двигателя
Схема подключения «Звезда» – это способ, при котором концы обмоток будут соединены в одной «нейтральной» точке. Преимуществом данной схемы является относительно небольшой нагрев корпуса, благодаря чему не обязательно применять его охлаждение, а также разгон двигателя будет достаточно плавным, в следствии чего напряжение будет более стабильным.
Схема подключения «Треугольник» – это способ, при котором обмотки соединяются последовательно (конец одного присоединяется к концу другого). Это позволяет ему работать с максимальной мощностью, поэтому повышается как вращательный момент, так и тяговые способности.
Теоретически можно проводить подключение трехфазного двигателя как схемой «Звезда», так и схемой «Треугольник», но в схеме «Звезда» есть один большой недостаток – это слишком большая потеря мощности, в следствии чего такой мотор может банально не справиться с возлагаемыми на него задачами, хоть и свои плюсы он все же имеет. Мотор со схемой «Треугольник» мощнее в три раза «Звездочного», поэтому он подойдет для решения большинства производственных задач.
Начала и концы обмоток (различные варианты)
Асинхронный трехфазный двигатель обладает шестью выводами, которые представляют собой три обмотки, у которых есть начало и конец. Чтобы правильно подключить двигатель необходимо правильно определить начало и конец каждой из обмоток. Таких вариантов есть достаточно большое количество, поэтому остановлюсь на наиболее популярных, которые применимы в домашних условиях.
Вариант 1
Итак, для определения начала и конца обмотки нам прежде всего нужно определить для каждой из обмоток выводы (определить каждую из обмоток). Для этого нам нужно найти цепь, которая будет между концом и началом обмотки, а помочь нам в этом сможет мультиметр, или если же такого под рукой не найдется, тогда можно применить двухполюсный указатель с функцией определения цепи. При использовании мультиметра один его конец подключаем к одному выводу, а другим концом мультиметра касаемся поочередно к каждому из пяти оставшихся выводов.
Между началом и концом одной обмотки в режиме измерения сопротивления значение у нас будет близким к нулю, а между остальными выводами – бесконечным. Далее определяем начало и кон
ец обмотки. Для начала рассмотрим статор.
В нем есть три обмотки, и если сделать соединение одного конца обмотки к концу другой обмотки и подать на один конец подать напряжение, то в месте подключения электродвижущая сила (ЭДС) будет примерно равна нулю, поскольку ЭДС одной обмотки компенсирует другую, причем в третьей обмотке ЭДС не будет наводится.
Вариант 2
Второй вариант – если вы соединили конец одной обмотки с началом другой. В этом случае в каждой из обмоток наводится ЭДС, в результате чего они суммируются. В следствии электромагнитной индукции в третьей обмотке наводится ЭДС.
При применении данного метода представляется возможным найти конец и начало каждой из обмоток. Чтобы это сделать нужно подключить к выводам одной из обмоток обычную лампочку, или вольтметр, затем выберите два любых других вывода и соедините их между собой. В результате у вас останется два вывода, которые подключаем в сеть 220 вольт. Если получилось так, что соединены конец одной обмотки с концом другой обмотки, вольтметр покажет близкое
к нулю значение.
В случае правильного подключения конца одной обмотки к началу другой, то вольтметр покажет значение в диапазоне от 10В до 60В, в зависимости от конструктивных особенностей двигателя. Повторяем данную процедуру еще дважды, до того момента, пока не определим конец и начало всех обмоток. Рекомендую результаты записывать, дабы не повторять процедуру, запутавшись в результатах.
Схемы подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть
При бытовой сети для лучших показателей мощности более целесообразным является подключение по схеме «Треугольник». В таком случае показатель мощности может достигать до 70% от номинальной.
Для подключения 2 контакта распределительной коробки подключаются напрямую подсоединяются к проводам однофазной сети, третий же – через конденсатор к проводам сети или к одному из первых контактов. Возможен пуск двигателя и с помощью рабочего конденсатора, но есть риск того, что он будет очень медленно набирать обороты или не запустится вовсе в случае, если двигатель имеет нагрузку.
Для быстрого пуска тогда нужен еще один дополнительный пусковой конденсатор, но задействовать его можно только на 2-3 секунды, чтобы двигатель сам по себе запустился и набрал обороты. Более удобным способом является запуск двигателя с помощью специального выключателя, в котором несколько контактов замыкаются при нажатии этого выключателя, а при отпускании контакты размыкаются, но все, обеспечивая работу двигателя. Также можно управлять и направление вращения двигателя с помощью специального конденсатора и тумблера. За направление вращения двигателя отвечает контакт, к которому подсоединена третья обмотка.
По схеме «Звезда» подключаются электродвигатели, у которых сами обмотки рассчитаны на показатель напряжения 200/127В.
Есть возможность подключить также однофазный двигатель в однофазную сеть с помощью частотного преобразователя. Это специальное устройство, которое предназначено для регулирования и управления двигателей переменного тока. Он способен изменять и регулировать частоту вращения с помощью изменения напряжения.
Применяется для подключения двигателя в сеть 220В. Также он способен устранить некоторые недостатки запуска через конденсатор. Среди них:
- сильный шум;
- сильный нагрев;
- достаточно низкий КПД.
Преобразователь подключают в сеть только 220В, а запас мощности должен быть не менее 2кВт. Во время работы трехфазного двигателя в однофазной сети будут наблюдаться броски напряжения, а если у преобразователя показатель мощности будет достаточно низкий, привод будет работать нестабильно. Чтобы правильно подключить двигатель, нужно выполнить следующие действия:
- Проверьте визуальную составляющую двигателя. Все крышки должны плотно прилегать друг к другу, а внешние повреждения – отсутствовать. Измеряем сопротивление обмоток и определяем начала и концы обмоток.
- Соедините обмотки по схеме «Треугольник». Если используете для подключения преобразователь частоты, нужно достигнуть межфазного напряжения в 220В при соединении обмоток.
- Подключите сам двигатель к частотному преобразователю с помощью специальных экранированных кабелей, характеристики которых соответствуют требуемым мощностям.
- Преобразователь частоты обычно самостоятельно проведет настройку и корректировку показателей после запуска.
Обычно трехфазные двигатели не подключают в однофазную сеть, поскольку такая сеть существенно меняет набор характеристик двигателя. В промышленности такой способ подключения применяется только в крайних случаях, например для экстренного запуска оборудования и только маломощных двигателей.