Как подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть своими руками

Асинхронные трехфазные двигатели в последнее время нашли самое широкое применение, из-за чего часто в бытовых условиях может возникнуть необходимость подключения их к однофазной сети. И хотя эта процедура требует определенных знаний в электротехнике и электродинамике, такое подключение можно выполнить самостоятельно, своими руками, не вызывая мастера.

Принцип работы трехфазного электродвигателя

Обычный трехфазный электродвигатель не вдаваясь в подробности, состоит из следующих элементов:

  • неподвижного статора;
  • ротора, который вращается внутри статора под воздействием магнитного поля;
  • обмоток статора.

Screenshot_1

В трехфазном двигателе обмоток у статора три, и они уложены в пазы таким образом, что магнитное поле в каждой обмотке сдвинуто относительно полей двух других обмоток на 120 градусов. Шесть концов от трех обмоток статора электродвигателя выведены и закреплены в распределительной коробке.

При подаче трехфазного переменного тока, в обмотках статора начинает индуцироваться магнитное поле. Оно попеременно возникает в каждой из обмоток, с определенным разрывом во времени. В результате, внутри статора индуцируется вращающееся магнитное поле, сообщающее крутящий момент ротору двигателя, и приводящий к его вращению. Если ротор вращается со скоростью перемещающегося по обмоткам магнитного поля, то двигатель называют синхронным, а если немного медленнее – асинхронным. Большинство электродвигателей, которые используются сегодня в быту и промышленности, относятся к асинхронным. При подключении такого двигателя в однофазную сеть, крутящий момент для ротора создаваться не будет. Одна фаза питающего напряжения создаст магнитное поле во всех  обмотках одновременно.

Типы соединения обмоток статора

Существует два способа соединения обмоток внутри статора, от которых будет зависеть правильность подключения. Обмотки могут быть соединены между собой:

  • звездой;
  • треугольником.

При соединении «звездой» вместе соединяются концы обмоток (С4, С5 и С6), а их начала выводятся к клеммнику (С1, С2 и С3), и к ним подается напряжение.

При соединении обмоток «треугольником» их концы соединяют в следующей последовательности:

  • конец первой (С4) к началу второй (С2);
  • конец второй (С5) присоединяют к началу третьей (С3);
  • конец третьей (С6) к началу первой (С1).

В распределительной коробке обычно эти контакты установлены друг против друга: С1 – С6, С2 – С4 и С3 – С5.

В коробку чаще выведены все шесть концов обмоток статора, а их соединение выполнено перемычками. Но встречаются двигатели, у которых в распределительный щиток выведены только три конца обмоток, а их соединение выполнено уже в корпусе двигателя. Способ соединения обмоток при подключении трёхфазного двигателя к бытовой сети имеет большое значение.

Если обмотки соединены по системе «треугольник», то при питании трехфазного двигателя от однофазного тока будет обеспечена меньшая потеря мощности, чем при соединении по системе «звезда».

Screenshot_2

Все асинхронные трехфазные электродвигатели выпускаются для одного или для двух напряжений (380/220 В или 220/127 В). Обычно эти параметры, как и схемы соединения обмоток статора, указываются на табличке двигателя.

Если конструкцией предусмотрена такая возможность, схему соединения обмоток можно поменять. Главное, что нужно помнить, собираясь использовать трехфазный двигатель в однофазной сети, что при рабочем его напряжении 220/127 Вольт, его можно подключать только по системе «звезда», потому что при подключении обмоток «треугольником» электродвигатель просто сгорит.

Screenshot_20

Способы подключения трёхфазного двигателя к однофазной сети

Принцип, применяемый при подключении асинхронного электродвигателя трехфазного тока к бытовой электросети, состоит в том, что нужно создать определенный сдвиг фаз в обмотках статора, чтобы возник вращающий момент для ротора. Фактически, нужно создать внешнюю дополнительную пусковую обмотку. Для этого могут использоваться:

  • сопротивления;
  • катушки индуктивности;
  • конденсаторы.

Наиболее продуктивными здесь являются ёмкости, потому что при их использовании происходит меньшая потеря мощности двигателя, чем при сопротивлениях или дросселях. Да и самой простой схемой, которую легко сделать своими руками является подключение фазосдвигающего конденсатора. При этом желательно, чтобы обмотки статора были соединены «треугольником». В этом случае ваш двигатель будет работать хотя бы на 70% номинальной мощности, а в лучшем случае и на 85%.

Если ваш двигатель работает не под нагрузкой, то будет достаточно установить только один рабочий конденсатор (С1). Но если есть хоть маленькая нагрузка, ротор будет медленно набирать обороты. Чтобы ускорить этот процесс, необходим второй, пусковой конденсатор (С2), который будет включаться кратковременно для пуска двигателя, а потом выключаться и разряжаться.

Меняя подключение одного из отводов конденсатора к разным клеммам, добиваются вращения ротора в одну или другую сторону. Чтобы упростить процесс реверса можно установить трехпозиционный тумблер. А для удобства включения/выключения трехфазного двигателя в однофазной сети устанавливают кнопочный выключатель или педаль.

Screenshot_7

Схема подключения при выводе всех шести концов обмотки статора

Проще всего подключить к однофазной бытовой электросети трёхфазный двигатель  своими руками, когда в клеммной коробке имеются выводы всех шести концов обмоток статора. Порядок выполнения этой работы следующий:

  1. Подбираем необходимый конденсатор. Для рабочего конденсатора ёмкость в микрофарадах должна быть в 70 больше мощности двигателя в кВ, а для пускового – в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора. Лучше всего подойдут конденсаторы бумажные в металлическом корпусе типов КБП, МПГО, МБГО или МБГП. Можно применять и металлизированные полипропиленовые конденсаторы типа СВВ.
  2. Снимаем крышку распределительной коробки. Если соединение обмоток выполнено по схеме «звезда», нужно поставить перемычки в положение «треугольник».
  3. Присоединяем конденсатор, шнур питания и трехпозиционный тумблер, как показано на фото.
  4. На крышке делаем отверстие под тумблер и закрепляем его.
  5. Для удобства пользования вместо пусковой кнопки можно установить педаль.
  6. Закрепляем конденсатор на корпусе двигателя и маркируем все провода.
  7. Изолируем места соединения проводов и аккуратно укладываем их в распределительную коробку. Прикручиваем крышку с тумблером.

Если ваш электродвигатель стартует под нагрузкой, то аналогичным образом на него нужно смонтировать пусковой конденсатор, который устанавливается параллельно рабочему, и так же закрепляется на корпусе двигателя.

Screenshot_4

Как определить начала и концы обмоток

Описанная схема подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть подходит для случая, если в коробке промаркированы все выведенные концы обмоток, и можно по ней определить принадлежность каждого из шести концов. Но такое, к сожалению, случается не всегда, и приходится самостоятельно находить начало и конец каждой из обмоток. Хорошо, если выведенные провода разных цветов.

Тогда можно попытаться в интернете найти документацию на двигатель вашего типа и поискать там, чему соответствует каждый цвет провода. Нас будет интересовать:

  • какая пара проводов соответствует одной обмотке;
  • какой из отводов является её концом, а какой началом.

Все это можно определить и с помощью соответствующего прибора. А если его нет, то для этого подойдут нехитрые приспособления. Вот, как это делается:

  1. Омметром прозваниваются пары проводов. Те концы, где стрелка прибора не будет зашкаливать, а покажет определенное значение, и принадлежат к одной обмотке. Прозванивать можно самодельным устройством, представляющим собой последовательно соединенную батарейку с лампочкой от фонарика. Лампочка засветится на концах, принадлежащих к одной обмотке.
  2. Для определения начала и конца обмотки, к одной из них нужно присоединить обычную батарейку. Пусть это будет обмотка «А». К обмотке «В» присоединяем стрелочный вольтметр, он более чувствительный, чем электронный. После чего разнимаем контакт обмотки «А» с батарейкой и фиксируем, в какую сторону отклонится стрелка вольтметра. То же самое проделываем с обмоткой «С» добиваясь, чтобы стрелка качалась в ту же сторону.
  3. Устанавливаем батарейку на обмотку «С», и аналогичным способом определяем соответствие концов обмотки «А» по направлению отклонения стрелки.

Определив, какие из отводов в распределительной коробке принадлежат одной стороне обмоток, можем спокойно собрать нужную нам схему их соединения. При этом нужно понимать, что нет особой разницы между началом и концом обмоток. Здесь принципиально важно другое — чтобы в каждой обмотке концы одной стороны, соответствовали концам другой. А назвать их можно как угодно.

Screenshot_5

Особенности подключения при трех отводах в распределительной коробке

Более сложным вариантом, как подключить трехфазный двигатель к однофазной сети является ситуация, когда обмотки статора в вашем электродвигателе соединены «звездочкой, и его конструкцией не предусмотрена возможность изменения этой схемы на «треугольник». Под крышкой распределительной коробки вы найдете лишь три конца обмотки вместо шести. И тут могут быть возможны три варианта подключения:

  • если мы имеем дело с движком с номинальным напряжением 380 или 380/220 В, и хотим подключить его к бытовой однофазной сети напряжением 220 В, мы должны вывести из корпуса в коробку недостающие три конца обмотки, чтобы соединить их по типу «треугольника» (в таком случае потери мощности будут самыми маленькими — до 30%);
  • если двигатель рассчитан на номинальное напряжение 220/127 В, то менять схему соединения обмоток нельзя. Придется соединять их «звездочкой», жертвуя большей потерей мощности (до 50%).
  • в двигателе под напряжение 220/127В можно изменить соединение обмоток по схеме «треугольника» лишь при подключении его к сети напряжением 127 Вольт, при этом недостающие концы тоже необходимо вывести в распределительную коробку.

Присоединение рабочего и пускового конденсатора для обмоток статора, соединенных звездочкой осуществляется по следующей схеме:

  1. Снять крышку распределительной коробки.
  2. К двум клеммам подвести провода для подключения к сети 220В;\
  3. Третью клемму подключить через трехпозиционный тумблер к рабочему конденсатору и двум другим концам.
  4. При необходимости (если запуск осуществляется под нагрузкой) можно параллельно к рабочему, установить пусковой конденсатор.

Такой вариант подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть тоже имеет место, несмотря на то, что при соединении обмоток «звездочкой», трехфазный двигатель будет работать на половину своей номинальной мощности.

Как извлечь недостающие концы обмоток

Если на табличке двигателя имеется надпись «Y» и «380 V», то обмотки статора в нем соединены «звездочкой», и не предусмотрена возможность изменить эту схему на треугольник. Открыв крышку распределительной коробки, вы обнаружите в ней выводы лишь одного из концов каждой обмотки.

Для того чтобы изменить систему соединения обмоток на «треугольник» необходимо извлечь недостающие концы и вывести их в коробку. Все это можно сделать своими руками, следующим образом:

  1. Чтобы получить доступ к обмоткам статора, снимаем переднюю крышку двигателя. Если мешает ротор его можно удалить из статора.
  2. Из четырех скруток находим ту, в которой соединены концы всех трех обмоток. Остальные три скрутки, это присоединение отводного провода, который выводится в распределительную коробку, к началам обмоток. Эти скрутки можно узнать по изолированному проводу, уходящему в корпус двигателя.
  3. Аккуратно снимаем изоляцию и распускаем скрутку, отделяя каждый из трех концов обмотки, стараясь при этом не повредить лаковое покрытие на медных проводах.
  4. Зачищаем концы от лака и припаиваем к каждому из них изолированный провод сечением равным или чуть большим, чем сечение концов обмотки. Изоляция проводов должна быть разного цвета, чтобы легче было разобраться с принадлежностью их к той или иной обмотке.
  5. Изолируем оголенные участки проводов и, аккуратно укладывая их в корпус, выводим в распределительную коробку электродвигателя. Условно назовем эти выводы началом обмоток статора, а те, которые уже были выведены в заводском исполнении, концами обмоток.
  6. При помощи тестера, или лампочки с батарейкой определяем принадлежность начала и конца одной обмотке. Омметр должен показать определенную величину (а не зашкаливать), а лампочка – загореться, если оба провода относятся к одной обмотке.
  7. Осталось присоединить конец первой обмотки к началу второй, конец второй, к началу третьей, конец третьей к началу первой, замкнув «треугольник»

Подключение такого трехфазного двигателя к однофазной сети, осуществляется по описанной уже схеме.

Screenshot_3

Особенности работы трехфазного двигателя в однофазной сети

Подключенный в однофазную сеть асинхронный трехфазный двигатель, в любом случае будет работать на меньшей мощности, чем его номинальная. При этом большие потери мощности происходят в двигателях, обмотки статора которых соединены по схеме «звезда». Но, одновременно, при таком соединении осуществляется более плавный пуск и работа двигателя.

При соединении обмоток «треугольником», потери мощности составят до 30% от номинальной. Во время запуска такого электродвигателя в однофазной сети, возникают пусковые токи большой величины, и при работе сам двигатель сильнее нагревается. Поэтому, если для вас не особенно важна наибольшая мощность, лучше использовать соединение обмоток по схеме «звезда».

Описанный выше метод подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть, является не единственным, но зато самым простым, который можно легко сделать своими руками, имея под рукой самый обычный инструмент и приспособления.

Как подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть своими руками
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Оставить комментарий

Все права защищены remontnadache.ru

Обратная связь