Работа трехфазного двигателя в однофазной сети: Работа трехфазного асинхронного двигателя от сети однофазного тока

Содержание

Работа трехфазного асинхронного двигателя от сети однофазного тока

Трехфазный асинхронный двигатель нормального исполнения может создавать вращающий момент без принятия специальных мер при питании от сети однофазного тока.
Предположим, что цепь одного из проводов работающего двигателя, присоединенного к трехфазной сети, разомкнулась (например, вследствие перегорания плавкой вставки предохранителя). Машина, оказавшаяся в однофазном режиме с последовательным или последовательно-параллельным соединением обмоток статора (рис. 1), будет продолжать вращаться, преодолевая момент сопротивления нагрузки.

Рис. 1. Однофазное включение асинхронного двигателя при соединении:
а — звездой; б — треугольником
Рис. 2 Разложение пульсирующего магнитного поля на два вращающихся (1 и 2)


В первом случае одна фаза полностью теряет питание, во втором происходит уменьшение напряжения на каждой из двух фаз, соединенных последовательно. Частота вращения двигателя при этом в обоих случаях снижается, а скольжение увеличивается.
Увеличение скольжения при неизменной нагрузке на валу сопровождается значительным возрастанием тока. Для предупреждения чрезмерного перегрева обмоток необходимо снизить нагрузку двигателя до 50—60 % номинальной. Остановив трехфазный двигатель, работающий в однофазном режиме, легко убедиться в том, что пустить его в ход непосредственно включением в сеть однофазного тока невозможно. Вращающий момент при пуске оказывается равным нулю. Это обусловлено характером магнитного поля статора, которое в однофазном режиме является пульсирующим.

Пульсирующее поле может быть представлено в виде двух полей, вращающихся с одной и той же синхронной частотой в противоположные стороны. Наибольшее значение (амплитуда) каждого из них равно половине амплитуды пульсирующего поля. Разложение пульсирующего поля и его изменение во времени иллюстрируются простым графическим построением (рис. 2) с допущением, что обмотка, по которой проходит ток (показанная в виде одного витка), создает в воздушном зазоре машины синусоидально распределенное магнитное поле (сплошная линия). Каждое из вращающихся полей (пунктирные линии 1 и 2) наводит в обмотке ротора ЭДС, под влиянием которых возникают токи. Взаимодействие вращающихся полей с токами ротора приводит к образованию вращающихся моментов, направленных в противоположные стороны. Неподвижный ротор по отношению к этим полям находится в одинаковых условиях, поэтому вращающие моменты полностью уравновешивают друг друга, этим и объясняется то обстоятельство, что трехфазный двигатель в однофазном режиме не имеет начального (пускового) момента.
Прямое поле, т. е. поле, направление вращения которого совпадает с направлением вращения ротора, наводит в его обмотке токи небольшой частоты (2—3 Гц при частоте напряжения сети 50 Гц). Обозначим момент, обусловленный прямым полем, через М\. Встречному (обратному) полю соответствует тормозной момент М2. Токи, индуктированные в обмотке ротора
встречным полем, при малых значениях скольжения имею г повышенную частоту (около 100 Гц) и, становясь поэтому почти чисто реактивными, оказывают размагничивающее действие. Ослабление встречного поля вызывает уменьшение тормозного момента М2.
Скольжение ротора по отношению к обратному полю равно
По этой причине токи ротора, наведенные обратным полем, имеют повышенную частоту

Каждое из вращающихся магнитных полей (прямое и обратное) является круговым. Пространственный вектор магнитодвижущей силы (МДС) кругового поля вращается с равномерной скоростью (rtj=const), причем конец вектора перемещается по окружности. Диаграммы прямого и обратного магнитных полей с МДС F\ и F2 показаны на рис. 3, а, б.
Результирующее магнитное поле, обусловленное результирующей МДС F, становится эллиптическим: конец вектора F при вращении описывает эллипс. Для эллиптического поля характерно непостоянство мгновенной скорости вращения пространственного вектора результирующей МДС и, соответственно, магнитного поля машины. Это обстоятельство может стать причиной возникновения вибраций, особенно при малых моментах инерции ротора.


Рис. 3. Диаграммы вращающихся магнитных полей: а — прямого кругового; б — обратного кругового; в — эллиптического
Построение диаграммы вращающейся МДС эллиптического поля приведено на рис. 3, в. Большая и малая оси эллипса находятся по соотношениям

Таким образом, эллиптическое поле можно рассматривать как результат наложения двух круговых полей — прямого и обратного.
Результирующий момент однофазного двигателя равен разности моментов от прямого и обратного полей:


Наличие тормозного момента приводит к ухудшению характеристик двигателя в однофазном режиме: по сравнению с трехфазным двигатель имеет меньшие КПД и коэффициент мощности.
Уменьшение КПД связано с возрастанием потерь, обусловленных появлением обратного поля. Снижение коэффициента мощности объясняется увеличением намагничивающего тока.
Как уже отмечалось, существенным недостатком трехфазного двигателя при однофазном включении является отсутствие пускового момента. Двигатели малой мощности можно пустить е ход «от руки», но этот способ неприменим для более мощных приводов. Поэтому задача непосредственного пуска трехфазного двигателя от однофазной сети имеет важное значение. Одно из возможных ее решений рассматривается в настоящей книге. Идея его состоит в образовании в воздушном зазоре машины вращающегося магнитного поля — эллиптического или кругового.
В эллиптическом поле кроме вращающего момента Мх возникает тормозной момент М2. В круговом поле тормозной момент отсутствует.
Для получения кругового вращающегося поля должны быть соблюдены определенные условия. При двух статорных обмотках магнитное поле становится круговым, если их МДС, равные по значению, сдвинуты в пространстве на 90° (электрических) и во времени. Заметим, что под МДС понимают произведение тока обмотки на число ее витков (эффективных). Ось МДС всегда совпадает с осью обмотки.
Рассмотрим схему включения трехфазного двигателя в однофазную сеть (рис. 4, а). Одна обмотка статора образована фазой С1—С4, другая состоит из двух последовательно соединенных фаз: С2—С5, СЗ—Сб. Назовем первую обмотку пусковой, а вторую рабочей, или главной. Стрелками /—3 (рис. 4, б) для некоторого момента времени условно показаны направления и значения пульсирующих МДС отдельных фаз двигателя. Ось МДС "главной обмотки (стрелка 4) находят по правилу параллелограмма )(рис. 4, в).

Рис. 4. Образование пространственного угла сдвига между осями главной и пусковой обмоток однофазного двигателя

Как видно, ось МДС главной фазы оказывается сдвинутой относительно осей МДС статорных обмоток С2—С5, СЗ—С6 на 30°. При этом между осями МДС главной и пусковой обмоток создается пространственный сдвиг, равный 90°. При соединении обмоток двигателя треугольником получается тот же результат.
Для получения сдвига МДС, создаваемых токами обмоток во времени, в цепь пусковой обмотки включают активное сопротивление, индуктивное сопротивление или конденсатор. В первом и втором случаях создается эллиптическое вращающееся поле, так как сдвиг во времени между токами обмоток получается значительно меньше 'А периода. К достоинству этих способов пуска относятся простота и относительно невысокая стоимость пусковых элементов.

Если в качестве фазосдвигающего элемента использовать конденсатор, то можно получить вращающееся
магнитное поле, близкое к круговому, а в некоторых случаях и круговое.
Пуск двигателя в ход производится следующим образом. При замкнутом рубильнике S2 (рис. 4, б) включается рубильник S1. По достижении частоты вращения, близкой к синхронной, цепь пусковой обмотки с пусковым элементом ПЭ размыкается вручную или автоматически, например, с помощью центробежного выключателя. Под напряжением сети на время работы остается только главная фаза.
Сравнение различных способов пуска показало, что пусковой ток для одного и того же значения момента получается наименьшим при пуске с помощью включения конденсатора. С уменьшением пускового тока уменьшаются колебания напряжения в линии, что приводит к улучшению условий пуска вследствие известной пропорциональности между вращающим моментом асинхронного двигателя и квадратом приложенного напряжения.
Для одинаковых пусковых токов начальный вращающий момент двигателя с конденсатором в цепи пусковой обмотки значительно превосходит момент, получаемый при включении активного сопротивления или индуктивности.

Пуск трёхфазного двигателя без конденсаторов: 4 схемы

Асинхронные электродвигатели просты по конструкции, дешевы, массово применяются в различных производствах. Не обходятся без них домашние мастера, запитывая их от 220 вольт с пусковыми и рабочими емкостями.

Но, есть альтернативный вариант. Это — подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов, который тоже имеет право на существование.

Ниже я показываю 4 схемы реализации такого проекта. Вы можете выбрать для себя любой из них, более подходящий под ваши личные интересы и местные условия эксплуатации.

Содержание статьи

С этой темой я впервые столкнулся в конце 1998 года, когда к нам в электролабораторию РЗА пришел друг связист с журналом Радио за №6 от 1996 года и показал статью про безконденсаторный запуск.

Мы сразу решили испытать ее в деле, благо все детали, включая тиристоры и подходящий двигатель, у нас имелись. Как раз был перерыв на обед.

Для проверки спаяли электронный блок навесным монтажом. Справились где-то меньше, чем за час. Схема заработала практически без наладки. Оставили ее для наждака.

Порадовали маленькие габариты блока и отсутствие необходимости подбирать конденсаторы. Особых отличий в потере мощности по сравнению с конденсаторным пуском замечено не было.

Принципы работы электронной схемы: запуск трехфазного асинхронного электродвигателя без конденсаторов

Для подключения в однофазную сеть по этому методу подойдет любой асинхронный движок типового исполнения.

Автор Голик обращает внимание, что обороты ротора в минуту должны составлять не 3000, а 1500. Связано это с конструкцией обмоток статора.

Мощность устройства ограничена электрическими характеристиками силовых диодов и тиристоров — 10 ампер с величиной обратного напряжения более 300 вольт.

Три обмотки статора необходимо подключать по схеме треугольника.

Их выводы собираются на клеммной колодке тремя последовательными перемычками.

Напряжение 220 вольт подключается через защитный автоматический выключатель параллельно одной обмотке, назовем ее «A». Две другие оказываются последовательно соединенными между собой и параллельно — с ней.

Обозначим их «B» и «C». На выводы одной из них, например, «B» подключается электронный блок. Назовем его ключом «k».

Представим, что ее контакт всегда разомкнут, а напряжение подано. Тогда по цепочкам «A» и «B+C» станут протекать токи Ia и Ib+c. Мы знаем, что сопротивление всех обмоток статора (резистивно-индуктивное) одинаково.

Поэтому в цепи «A» ток станет в два раза превышать вектор Ib+c, а по фазе они будут совпадать.

Каждый из этих токов создаст вокруг себя магнитный поток. Но, они не смогут в этой ситуации привести во вращение ротор.

Чтобы электродвигатель стал работать, необходимо сдвинуть по углу два этих магнитных потока (или токи между собой). Эту функцию в нашем случае выполняет электронный ключ.

Его конструкция собрана так, что он кратковременно замыкается, а затем размыкается, шунтируя обмотку «B».

Для этого процесса выбирается момент времени, когда синусоида напряжения достигает максимального амплитудного значения, а сила тока в обмотке «C», ввиду ее индуктивного сопротивления, минимальна.

Резкое закорачивание сопротивления «B» в цепи «B+C» создает бросок тока через замкнутый электронный контакт по виткам обмотки «C», который быстро возрастает и затем снижается под влиянием уменьшения амплитуды напряжения до нуля.

Между токами в обмотках «A» и «C» образуется временной сдвиг, обозначенный буквой φ. За счет возникновения этого угла сдвига фаз создается суммирующий магнитный поток, начинающий раскрутку ротора двигателя.

Форма тока в обмотке «C» при работе электронного ключа отличается от гармоничной синусоиды, но она не мешает создать на валу ротора крутящий момент.

При переходе полуволны синусоиды напряжения в область отрицательных значений картина повторяется, а двигатель продолжает раскручиваться дальше.

Электронная схема В Голик: устройство запуска трехфазных электродвигателей на доступной элементной базе

Силовая выходная часть электронного ключа, осуществляющая коммутацию обмотки, выполнена на двух мощных диодах (VD1, VD2) и тиристорах (VS1, VS2), включенных по схеме обычного моста.

Однако здесь они выполняют другую задачу: своими плечами из одного тиристора и диода поочередно шунтируют обмотку подключенного электродвигателя при достижении амплитудного значения синусоиды напряжения на схеме.

За счет такого подключения создан электронный ключ двунаправленного действия, реагирующий на положительную и отрицательную полуволну гармоники.

Диодами VD3 и VD4 осуществляется двухполупериодное напряжение сигнала, поступающего на цепи управления. Оно ограничивается и стабилизируется резистором R1 и стабилитроном VD5.

Сигналы на открытие тиристоров электронного ключа поступают от биполярных транзисторов (VT1 и VT2).

Переменный резистор R7 с номиналом на 10 килоом предназначен для регулировки момента открытия силового тиристора. Когда его ползунок установлен в минимальное положение сопротивления, то электронный ключ срабатывает при наибольшем напряжении амплитуды на обмотке B.

Максимальное введение сопротивления резистора R7 закрывает электронный ключ.

Запуск схемы осуществляют при положении ползунка R7, соответствующем максимальному сдвигу фаз токов между обмотками. После этого его сдвигают, определяют наиболее устойчивый режим работы, который зависит от приложенной нагрузки и мощности двигателя.

Все электронные детали со своими номиналами приведены на схеме. Они не являются дефицитными. Их можно заменить любыми другими элементами, соответствующими по электрическим характеристикам.

Вариант их размещения на электронной печатной плате показан на картинке. Регулировочный резистор R7 показан справа двумя подключенными проводами, синим и коричневым. Сам он не виден на фото.

Силовая часть, созданная для работы с электродвигателями небольшой мощности, может выполняться без радиаторов охлаждения, как показано здесь. Если же диоды и тиристоры работают на пределе своих возможностей, то теплоотвод обязателен.

Электронный блок ключа работает под напряжением сети 220 вольт. Его детали должны быть надежно заизолированы и защищены от случайного прикосновения человеком. Меры безопасности от поражения электрическим током необходимо соблюдать.

2 схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов автора В Бурлако: в чем отличия

Здесь я полагаюсь на информацию из интернета, ибо вижу, что в принципе конструкции рабочие, а принципы управления токами в обмотках те же, что предложил В Голик.

Кстати, авторы статей ссылаются на автомобильный украинский журнал «Сигнал» №4 за 1999 год. Пришлось поискать его в интернете. Однако разочаровался, там оказалась полностью перепечатанная статья из журнала Радио под авторством В Голик. Вот так…

Если знаете, где можно найти первоисточник на эту информацию, то сообщите в комментариях.

Электронные ключи, выполненные по технологии Бурлако, работают так же. Они просто выполнены из других, более усовершенствованных полупроводников, как и силовая часть.

Схема запуска асинхронного двигателя от симисторного электронного ключа: усовершенствование конструкции В Голик

Картинка подключения трехфазного электродвигателя упростилась. Вместо двунаправленного силового блока из двух тиристоров и диодов здесь работает один симистор VS1 серии ТС-2-10.

Он также шунтирует одну обмотку «B» в момент достижения синусоидой напряжения амплитудного значения, когда ток параллельной цепочки минимален.

При этом создается сдвиг фаз токов в параллельных обмотках, как и в предыдущей схеме, порядка 50-80 угловых градусов, что достаточно для вращения ротора.

Работой симитора VS1 управляет ключ, выполненный на симметричном динисторе VS2 для каждого полупериода гармоники напряжения. Он получает команды от фазосдвигающей цепочки, выполненной из резистивно-емкостных элементов.

Сдвиг фазы сигнала конденсатором C дополняется общим сопротивлением R1+R2. Подстроечный резистор R2 на 68 кОм работает как R7 в предыдущей схеме, регулируя время заряда конденсатора и, соответственно, момент подключения VS2, а через него VS1 в работу.

Рекомендации автора по сборке и наладке

Схема испытывалась и предназначена для работы с электродвигателями, раскручивающими ротор до 1500 оборотов в минуту с электрической мощностью 0,5÷2,2 кВт.

На устройствах электронных ключей, работающих с мощными электродвигателями, необходимо обеспечивать теплоотвод с симистора VS1.

При наладке устройства обращают внимание на оптимальную подгонку угла сдвига фаз токов между обмотками, когда двигатель запускается и работает нормально: без шума, гула и вибраций. Для этого может потребоваться изменение номиналов у элементов фазосдвигающей цепочки.

Семисторы можно использовать другой марки. Важно, чтобы они соответствовали электрическим характеристикам. Вместо DB3 допустимо установить отечественный динистор KP1125.

Схема безконденсаторного запуска электродвигателей с большими пусковыми моментами

Она же хорошо подходит под управление двигателями, собранными для вращения со скоростью 3000 оборотов в минуту. С этой целью у нее изменена система подключения обмоток с треугольника на разомкнутую звезду.

На картинке ниже их полярность показана точками.

В этой ситуации создается больший крутящий момент для запуска ротора.

Рассматриваемая схема отличается от предыдущей дополнительным электронным ключом, подключенным к обмотке «A», создающим дополнительно сдвиг фазы тока. Он необходим для трудных условий работы.

Рекомендации автора по наладке и работе не изменились.

Преимущества схемы тиристорного преобразователя: автор В Соломыков

Эта разработка позволяет максимально эффективно сохранить мощность асинхронного двигателя при его подключении в однофазную сеть. Она является прообразом современных частотных преобразователей, но выполнена на старой и доступной элементной базе.

Тиристорный преобразователь позволяет сделать формы напряжений на каждой фазе очень похожими на идеальные, гармоничные синусоиды, под которые и создается асинхронный электродвигатель.

Питание от сети 220 вольт происходит через защиту — автоматический выключатель SF1 и диодный мост на базе Д233В.

Силовые выходные цепи образуются работой тиристорных ключей VS1-VS6.

Сдвиг фаз токов для питания каждой обмотки двигателя своим напряжением создается работой двух микросхем:

  1. DD1 — К176ЛЕ5;
  2. DD2 — К176 ИР2.

Они формируют такты сдвига напряжений сигналов в регистрах, а их сочетания подаются на входы управления тиристорами VS1÷VS6 через индивидуальные транзисторы VT1÷VT6 по запланированной временной диаграмме.

Логическая часть

Микросхема К176ИР2 вырабатывает по 2 раздельных 4-х разрядных регистра сдвига с четырьмя выходами Q от любого триггера. Каждый триггер двухступенчатый, типа D.

Ввод данных в регистр происходит через вход D. Также имеется вход для тактовых импульсов типа C. Они поступают через вход D 1-го триггера, а затем смещаются по ходу вправо на один такт.

Обнуление данных на выходе регистра Q происходит при поступлении на вход R (асинхронный сброс) напряжения логического уровня.

Таблица данных К176ИР2 и состояний регистров

Число разрядов

4х2

Входы

Выход

Сторона сдвига

Направо

C

D

R

Q0

Qn

Тип ввода

Последовательно

H

Н

H

Qn-1

Тип вывода

Параллельно

B

H

B

Qn-1

Тактовая частота

2,5MHz

X

H

Q1

Qn не меняется

Рабочая температура

-45÷+85

X

X

B

H

H

Работой микросхемы К176ИР2 управляет элементы DD1 на сборке К176ЛЕ5.

Они обеспечивают подачу импульсов на управляющие электроды тиристоров по следующей временной диаграмме.

Силовая часть схемы, принципы ее управления и наладки

При подаче напряжения на схему обнуляется регистр сдвига микросхемы DD2 до окончания заряда емкости C2 по цепочке через R5. В момент заряда срабатывает логический элемент DD1.1, разрешающий сдвиг импульса регистру DD2.

При переходе регистра в положение «логической 1» подается сигнал на базу его биполярного транзистора (VT1÷VT6). Последний открывается и подает команду на управляющий электрод своего тиристора.

В результате работы этой цепочки между выходными силовыми клеммами создается трехфазное напряжение (довольно близкое к синусоидальной форме) со сдвигом векторов между собой на 120 градусов.

Асинхронный двигатель, работающий по этой схеме, развивает наибольшую мощность по сравнению с тремя предыдущими вариантами.

Частота коммутации тиристоров подбирается экспериментально при наладке за счет выбора номиналов емкостей С4, С5, С6. Их номиналы зависят от мощности электродвигателя.

Емкость конденсаторов предварительно рассчитывают по формуле:

С = 0.01P (Вт) / n ∙ 1 / 30n (мкФ).

При номинальной частоте вращения ротора выставляют n=1.

Резисторы R3 и R4 после окончания настройки устройства демонтируют, а вместо R4 запаивают конденсатор с емкостью 0,68 микрофарад.

Затем к точкам A и B припаивают регулировочный резистор на 15 килоом. Его назначение — точное выставление частоты вращения ротора у двигателя.

Все четыре схемы, которые я привел, не содержат дефицитных деталей и могут быть собраны в домашних условиях людьми с начальным уровнем навыков электрика.

Для продвинутых мастеров могу порекомендовать схему, по которой выполнил подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без конденсаторов на современной электронной базе владелец сайта Радиокот.

Он фактически собрал частотный преобразователь, которому отдал много времени. К тому же простым паяльником и обычным цифровым мультиметром там отделаться не получится. Нужны практические навыки, специальный инструмент, осциллограф для наладки.

Все это я написал, чтобы подвести вас к выводу: запустить асинхронный двигатель на 3 фазы в сеть 220 вольт без потерь мощности можно только через промышленный частотный преобразователь.

Рекомендую посмотреть два коротких видеоролика по этой теме и сравнить результат.

Видео владельца Kick Ass с самодельным регулятором по схеме В Голик.

Видео владельца Capricorn WorkShop о самом простом частотном преобразователе.

Выводы сделайте сами. А если остались еще вопросы и неясности, или заметили случайную ошибку, то воспользуйтесь разделом комментариев. Обязательно обсудим.

Как правильно подключить трехфазных двигатель к однофазной сети

Бывают ситуации, когда нужно подключить электроприбор не так, как записано в его паспорте. К примеру, часто требуется подключение трехфазного двигателя к однофазной сети, что, хотя и снижает его мощность, иногда бывает вполне оправданным. Существуют основные схемы включения таких электродвигателей, которые широко и успешно применяются на практике. Также есть и некоторые нюансы, помогающие решать неожиданные трудности, связанные с отсутствием тех или иных материалов.

Работа такого двигателя в однофазной сети

Для правильного понимания поставленной задачи нужно четко представлять, по какому принципу работают трехфазные электродвигатели. Имея три обмотки, смещенные на 120°, они находятся в идеальных условиях: магнитное поле равномерно вращается по окружности, создавая движущую силу без каких-либо рывков и пульсаций. После подачи в схему напряжения, появляется пусковой момент, и ротор начинает раскручиваться до рабочих оборотов.

Работа трехфазного двигателя

Трехфазный ток можно представить как три однофазные схемы, также смещенные друг относительно друга на 120°. Понятно, почему двигатель будет работать без рывков: при повороте ротора на каждую треть, он «подхватывается» следующей фазой, которая «провожает» его еще на треть оборота. И как результат получается полный оборот.

Но вот возникла необходимость включения такого аппарата на одной фазе. Если просто взять, и на любые две обмотки подать такое напряжение, то ничего не произойдет. В одной из катушек статора будет пульсирующее магнитное поле, никак не влияющее ни на что больше. Пускового момента нет, крутящего тоже – двигатель будет только нагреваться. Но теперь, зная принцип работы таких машин, несложно понять, что нужно. Необходимо задействовать все три обмотки, при этом должно быть смещение по фазам.

Подключение такого типа двигателя к однофазной сети производится по самой распространенной схеме – с пусковым конденсатором. Такой метод позволяет задействовать все три обмотки, а также создать необходимый сдвиг по фазам.

Обмотки электродвигателя можно включить по двум основным схемам: звезда и треугольник. В зависимости от этого различается и подключение конденсатора.

Можно было бы обойтись и одним конденсатором, но чаще всего электродвигатели имеют какую-то нагрузку, а значит, чтобы их запустить, нужна будет дополнительная емкость. Поэтому в цепь нужно кратковременно включить дополнительный емкостной элемент – пусковой конденсатор.

Расчет конденсаторов

Понятно, что к цепи запуска нельзя подключать первый попавшийся конденсатор. Если емкость будет больше чем нужно, электродвигатель будет греться, если меньше – не будет устойчиво работать. Существуют специальные расчеты для нахождения нужных значений.

Пример расчетов для конденсатора

I – фазный ток статора. Его лучше всего измерить клещами, либо, если нет такой возможности, можно взять значения, указанные на шильде – бирке на станине двигателя.

Емкость пускового конденсатора берется из расчета 2–3 Сраб.

Однако все равно, лучшим вариантом будет дополнительный подбор нужных емкостей экспериментальным путем. В этом поможет таблица:

По напряжению конденсаторы должны быть в 1,5 раза выше напряжения сети. Это обусловлено тем, что 220В – это действующее напряжение, но ведь на конденсатор будет воздействовать полное, амплитудное напряжение. А оно в 2 выше действующего. Это приблизительно 1,4. Несложный математический подсчет помогает увидеть: 220*1,4=308 В. Ну а если учесть, что в розетке редко бывает ровно 220, чаще всего напряжение плавает в одну и другую сторону, то нужно брать большее значение.

Модели конденсаторов

Лучше всего использовать металлобумажные конденсаторы. Если нет подходящих по емкости, их набирают из нескольких элементов. Но что, если нет и металлобумажных? Допустимо ли использование электролитических?

Для рабочих конденсаторов – однозначно нет. Электролитические емкости полярные, то есть, они для постоянного тока, и при подключении важно соблюдать полярность. В сети переменного тока, или при неправильном соединении, они попросту взрываются, забрызгивая бумагой и электролитом все окружающее пространство.

Но есть и свои хитрости. Что делать, если есть только электролиты, а запустить электродвигатель нужно прямо здесь и сейчас? Самая простая схема для превращения полярного элемента в неполярный:

Соединять необходимо отрицательными выводами. При этом стоит помнить, что при таком соединении их суммарная емкость будет в два раза ниже (если значения одинаковые, то можно просто разделить на два).

Но в нашей цепи присутствуют большие токи, поэтому предпочтительнее использовать другое соединение:

Применяется встречно – параллельное соединение, следовательно, нужно правильно посчитать результирующую емкость. Диоды также выбираются по току и напряжению.

Если двигатель будет работать на мощном станке, тогда подойдут металлобумажные элементы. Для пусковой емкости используют электролиты, но здесь важно не передержать кнопку пуска.

Данные двигателя

На что стоит обратить внимание при включении в однофазную сеть 3ех фазных электродвигателей:

  • полезная мощность снижается до 70–80%,
  • при рабочих значениях 380/220,Ỵ/Δ, подключать на одну фазу нужно треугольником. При соединении звездой не будет максимальной мощности,
  • если на шильде указано только одно значение – 380В, звезда, тогда придется двигатель разбирать, чтобы сделать переключение на треугольник, что не совсем удобно. При возможности стоит поискать другой двигатель.

Реверс в однофазной сети

Чтобы сделать реверс такого двигателя, подключенного к однофазной сети, нужно пусковой конденсатор переключить на другую обмотку. Делать это необходимо при снятом напряжении питания, и включать его только после полной остановки ротора. Это самая простая схема реверсирования.

Существуют и другие варианты решения этой проблемы, но они более сложные и дорогостоящие.

Как видно из вышесказанного, трехфазные асинхронники – это довольно универсальные электрические машины. Они хорошо зарекомендовали себя в работе, их можно включать не так, как записано в паспорте, а также в зависимости от варианта исполнения, могут работать в самых разных условиях.

Способы пуска асинхронного трехфазного двигателя от однофазной сети ~ Электропривод

Как запускать трехфазный асинхронный двигатель от однофазной сети?

Самый простой способ запуска трехфазного двигателя в качестве однофазного, основывается на подключении его третьей обмотки через фазосдвигающее устройство. В качестве такого устройство может выступать активное сопротивление, индуктивность или конденсатор.

 

Прежде, чем подключать трехфазный двигатель в однофазную сеть, необходимо убедиться, что номинальное напряжение его обмоток соответствуют номинальному напряжению сети. Асинхронный трехфазный двигатель имеет три статорных обмотки. Соответственно в клемной коробке должно быть выведено 6 клемм для подключения питания. Если открыть клеммную коробку, то мы увидим борно двигателя. На борно, выведены 3 обмотки двигателя. Их концы подключены к клеммам. На эти клеммы и подключается питание двигателя.

Каждая обмотка имеет начало и конец. Начала обмоток маркируют как С1, С2, С3. Концы обмоток промаркированы соответственно С4, С5, С6. На крышке клемной коробки мы увидим схему включения двигателя в сеть при разных напряжениях питания. Согласно этой схемы мы и должны подключить обмотки. Т..е. если двигатель допускает использование напряжений 380/220, то для его подключения к однофазной сети 220В, необходимо переключить обмотки в схему «треугольник».

Если же его схема подключения допускает 220/127 В, то к однофазной сети 220 В, его необходимо подключать по схеме «звезда», как показано на рисунке.

Схема с пусковым активным сопротивлением

На рисунке показана схемы однофазного включения трехфазного двигателя с пусковым активным сопротивлением. Такая схема используется только в двигателях малой мощности, так как в резисторе теряетя большое количество энергии в виде тепла.

Схемы конденсаторного пуска асинхронного двигателя

Наибольшее распространение получили схемы с конденсаторами. Для изменения направления вращения двигателя необходимо применять переключатель. В идеале для нормальной работы такого двигателя необходимо, чтобы емкость конденсатора изменялась в зависимости от числа оборотов. Но такое условие выполнить довольно трудно, поэтому обычно применяют схему двухступенчатого управления асинхронным электродвигателем. Для работы механизма, приводимого в движение таким двигателем, используют два конденсатора. Один подключается только при запуске, а после окончания пуска его отключают и оставляют только один конденсатор. При этом происходит заметное снижение его полезной мощности на валу до 50…60% от номинальной мощности при включении в трехфазную сеть. Такой пуск двигателя получил название конденсаторного пуска.

При применении пусковых конденсаторов имеется возможность увеличить пусковой момент до величины Мп/Мн=1,6-2. Однако, при этом значительно увеличивается емкость пускового конденсатора, из за чего вырастают его размеры и стоимость всего фазосдвигающего устройства. Для достижения максимального пускового момента, величину емкости необходимо выбирать из соотношения, Xc=Zk, т. е. емкостное сопротивление равно сопротивлению короткого замыкания одной фазы статора. По причине высокой стоимости и габаритов всего фазосдвигающего устройства конденсаторный пуск применяется лишь при необходимости большого пускового момента. В конце пускового периода пусковой обмотки необходимо отключить, в противном случае пусковая обмотка перегреется и сгорит. В качестве пускового устройства можно применять индуктивность— дроссель.

Пуск трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети, через частотный преобразователь

Для пуска и управления трехфазным асинхронным двигателем от однофазной сети, можно применять преобразователь частоты с питанием от однофазной сети. Структурная схема такого преобразователя представлена на рисунке. Пуск трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети с помощью преобразователя частоты является одним из самых перспективных. Поэтому именно он наиболее часто используется в новых разработках систем управления регулируемыми электроприводами. Принцип его лежит в том, что, меняя частоту и напряжение питания двигателя, можно в соответствии с формулой, изменять его частоту вращения.

Сам преобразователь состоит состоят из двух модулей, которые обычно заключены в один корпус:
— модуль управления, который управляет функционированием устройства;
— силовой модуль, который питает двигатель электроэнергией.

Применение преобразователя частоты для пуска трехфазного асинхронного двигателя. позволяет значительно снизить пусковой ток, так как электродвигатель имеет жесткую зависимость между током и вращающим моментом. Причем значения пускового тока и момента можно регулировать в достаточно больших пределах. Кроме того с помощью частотного преобразователя можно регулировать обороты двигателя и самого механизма, уменьшая при этом значительную часть потерь в механизме.

Недостатки применения частотного преобразователя для пуска трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети: достаточно высокая стоимость самого преобразователя и периферийных устройств к нему. Появление несинусоидальных помех в сети и снижение показателей качества сети.

подключение трехфазного двигателя к однофазной и трехфазной сети

За счет простой конструкции и легкости обслуживания асинхронные электрические двигатели находят широкое применение практически в любой сфере от промышленных предприятий до бытовой техники. Из-за особенности рабочего принципа они по-разному подключаются к трехфазным и однофазным электросетям.

Содержание:

  1. Принцип работы
  2. Подключение к однофазной сети через конденсатор
  3. Подключение без конденсатора
  4. Реверс двигателя в однофазной сети
  5. Подключение к трехфазной сети двигателя с короткозамкнутым ротором
  6. Подключение двигателя с фазным ротором

Принцип работы

Асинхронный трехфазный электродвигатель представляет собой конструкцию из двух основных компонентов: статора – большого неподвижного элемента, служащего одновременно и корпусом двигателя, и ротора – подвижной детали, передающей механическую энергию на вал. Читайте более подробно о принципе работы асинхронного двигателя в отдельной статье. Очень рекомендуем сделать это, т.к. информация там может быть полезна в работе!

Коротко, статор представляет собой корпус, внутри которого находится сердечник или магнитопровод. Внешне он похож на беличье колесо и собирается из электротехнической стали, изолированный с помощью нанесения специального лака. Такая конструкция снижает количество вихревых токов, появляющихся при воздействии с круговым магнитным полем двигателя. В пазах сердечника располагаются три обмотки, на которые подается питание.

беличье колесо

Ротор представляет собой шихтованный сердечник и вал. Стальные листы, используемые в роторном сердечнике, не обрабатываются лаком-изолятором. Обмотка ротора – короткозамкнутая.

Рассмотрим принцип действия этой конструкции. После подачи энергии на асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на фиксированных обмотках статора создается магнитное поле. При подключении к сети с синусоидальным переменным током, характер поля будет изменяться с изменением показателей сети. Поскольку обмотки статора смещены относительно друг друга не только в пространстве, но и во времени, возникают три магнитных потока со смещением, в результате взаимодействия которых возникает вращающееся результирующее поле, проводящее ротор в движение.

Несмотря на то, что фактически ротор неподвижен, вращение магнитных полей на обмотках статора создает относительно вращение, что и приводит его в движение. Результирующее поле, «собранное» потоками обмоток, в процессе вращения наводит электродвижущую силу в проводники ротора. Согласно правилу Ленца, основное поле буквально пытается догнать поток на обмотках с целью сокращения относительной скорости.

Асинхронные двигателя относятся к электрическим машинам и, следовательно, могут использоваться не только в качестве моторов, но и как генераторы. Для этого необходимо, чтобы вращение ротора осуществлялось через некий внешний источник энергии, например, через другой двигатель или воздушную турбину. При наблюдении остаточного магнетизма на роторе, то в обмотках статора также будет генерироваться переменный поток, что приведет к получению напряжения на них за счет принципа индукции. Такие генераторы называют индукционными, они находят в бытовой и хозяйственной сфере для обеспечения бесперебойной работы непостоянных сетей переменного тока.

Подключение к однофазной сети через конденсатор

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети невозможно в чистом виде, без изменения схемы питания. Дело в том, что для создания вращающегося магнитного потока необходимо наличие как минимум двух обмоток со сдвигом по фазе, за счет которого и создает относительное движение статора. Если мотор подключить к бытовой однофазной сети напрямую, подав питание на одну из обмоток статора, он не будет работать. Это связано с тем, что одна работающая фаза создает пульсирующее поле, которое может обеспечивать движение вращающегося ротора, но не способно запустить его.

Для решения этой проблемы в двигателе размещается дополнительная обмотка под углом в 90˚ относительно основной, в цепь которой последовательно включен фазосмещающий элемент. В этом качестве могут выступать резисторы, индукционные катушки и другие устройства, однако лучшую эффективность показало применение конденсаторов.

Дополнительная обмотка, создаваемая с помощью конденсаторов, чаще всего выступает в роли пускателя двигателя, поэтому её называют пусковой. По достижении определенной температуры и скорости вращения вала срабатывает переключатель, размыкающий цепь. После этого работа двигателя обеспечивает взаимодействием между ротором и пульсирующим полем рабочей обмотки, как уже было описано выше.

Для обеспечения максимальной эффективности работы необходимо использование конденсаторов, чья ёмкость подходит под сетевые показатели. Кроме того, нередко в таких двигателях используется магнитный пускатель или реле тока для автоматического управления рабочим процессом. В видео ниже, будет и про магнитный пускатель.

Функциональные особенности подключения асинхронного двигателя с одним конденсатором отличаются хорошими пусковыми характеристиками, но сравнительно небольшой мощностью. Поскольку частота бытовой сети с напряжением 220 В составляет 50 Гц, такие моторы не могут вращаться со скоростью более 3000 об/мин. Это сокращает сферу их использования до бытовых приборов: пылесосов, холодильников, триммеров, блендеров и т.д.

Очень настоятельно рекомендуем посмотреть два видео ролика в этом разделе (одно сверху, другое снизу), т.к. наглядное пособие, может быть крайне полезным.

Подключение без конденсатора

Для подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без использования конденсаторов существуют две популярные схемы. Для обеспечения работы двигателя берутся синисторы с разнополярными импульсами управления и симметричный динистор.

Первая схема предназначена для электродвигателей с величиной номинального вращения от 1500 об/мин. В качестве фазосмещающего элемента выступает специальная цепочка. Схема соединения обмоток статора – треугольник.

Необходимо создать сдвинутое напряжение на конденсаторе путем изменения сопротивления. После того, как напряжение конденсатора достигнет нужного уровня, динистор переключится и включит заряженный конденсатор в схему запуска.

Вторая схема подходит для электродвигателей с большим пусковым сопротивлением или номинальной скоростью вращения от 3000 об/мин.

Очевидно, в данной ситуации необходимо создать сильный пусковой момент. Именно по этой причине в машинах этого типа для подключения статорных обмоток используется треугольник. Вместо фазосдвигающих конденсаторов в этой схеме применяются электронные ключи. Первый из них последовательно включается в цепь рабочей фазы, а второй – параллельно. В результате этой хитрости создается опережающий сдвиг тока. Однако данный способ эффективен только для двигателей 120˚ электрическим смещением.

Трехфазный электромотор можно подключить с помощью тиристорного ключа. Это, пожалуй, самый простой и эффективный способ подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без конденсаторов. Принцип его действия таков: ключ остается закрытым во время максимального сопротивления. Благодаря этому создается наибольший фазовый сдвиг и, соответственно, пусковой момент. По мере ускорения вала сопротивление снижается до оптимального уровня, сохраняющего сдвиг по фазе в пределах значения, обеспечивающего работу двигателя.

При наличии тиристорного ключа можно и вовсе отказаться от конденсаторов – он демонстрирует лучшие рабочие и пусковые характеристики даже для двигателей мощностью более 2 кВт.

Реверс электродвигателя в однофазной сети

При подключении асинхронного двигателя в сеть с однофазным током управлять реверсом (обратным вращением) ротора можно с помощью третьей обмотки. Для этого необходим тумблер или аналогичный двухпозиционный переключатель. Сначала с ним через конденсатор соединяется третья обмотка. Два контакта тумблера подключаются к двум другим обмоткам. Такая простая схема позволит управлять направлением вращения, переводя переключатель в нужное положение.

Подключение к трехфазной сети двигателя с короткозамкнутым ротором

Самыми эффективными и часто используемыми способами подключения асинхронного двигателя к трехфазной сети являются так называемые звезда и треугольник.

В конструкции двигателя с короткозамкнутым ротором есть всего шесть контактов обмоток – по три на каждой. Для того чтобы подключить асинхронный двигатель звездой необходимо соединить концы обмоток в одном месте, подобно лучам звезды. Примечательно, что в такой схеме напряжение у начал обмоток составляет 380 В, а на участке цепи, пролегающем между их соединением и местом подключения фаз – 220 В. Возможность включения двигателя данным методом указывается на его бирке символом Y.

Главное достоинство этой схемы в том, что она предотвращает возникновение перегрузок по току на электродвигателе при условии использования четырехполюсного автомата. Машина запускает плавно, без рывков. Недостаток схемы в том, что пониженное напряжение на каждой из обмоток не дает двигателю развивать максимальную мощность.

схема подключения звезда

Если электродвигатель с короткозамкнутым ротором был подключен по схеме звезда, это можно заметить по общей перемычке на концах обмоток.

Асинхронный двигатель, звезда в сборе

Для обеспечения предельной рабочей мощности трехфазного электродвигателя его подключают к сети треугольником. В этой схеме обмотки статора соединяются друг с другом по принципу конец-начало. При питании от трехфазной сети нет необходимости в соединении с рабочим нулем. Напряжение на участках цепи между выводами будет равняться 380 В. На табличке двигателя, подходящего для подключения треугольников, изображается символ ∆. Иногда производитель даже указывает номинальную мощность при использовании той или иной схемы.

схема подключения «треугольник»

Главный недостаток треугольника – пусковые токи слишком большой величины, которые иногда перегружают проводку и выводят её из строя. В качестве оптимального решения изредка создают комбинированную схему, в которой запуск и набор скорости происходит при «звезде», а затем обмотки переключают на «треугольник».

Подключение с фазным ротором

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором имеют высокие пусковые и регулировочные характеристики, благодаря чему применяются в высокомощных машинах и приборах малой мощности. Конструктивно этот асинхронный двигатель отличается от обычного трехфазного тем, что на роторе есть своя трехфазная обмотка со сдвинутыми катушками.

Для подключения электродвигателей с фазным ротором применяются описанные выше схемы звезда и треугольник (для 380 В и 220 В сетей соответственно). Стоит заметить, что для того или иного двигателя может быть использована только одна схема, указанная в паспорте. Пренебрежение этим требованием может привести к сгоранию мотора.

Соединение обмоток в клеммной коробке производится так же, как на схемах из предыдущего способа. Изменение рабочих характеристик так же закономерно: треугольник выдает практически в полтора раза большую мощность, а звезда, в свою очередь, мягче функционирует и управляется.

В отличие от моделей с короткозамкнутым ротором, асинхронный двигатель с трехфазным ротором имеет более сложную конструкцию, но это позволяет получать улучшенные пусковые характеристики и обеспечивать плавную регулировку вращения. Используются такие машины в оборудовании, требуемом регулировки частоты вращения и запускаемом под нагрузкой, к примеру, в крановых механизмах.

Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсатора


Статья посвящена возможности запуска трехфазного асинхронного двигателя мощностью 250 Вт от сети 220 В не при помощи пускового конденсатора, а с использованием самодельного пускового электронного устройства. Схема его очень проста: на двух тиристорах, с тиристорными ключами и транзисторным управлением.

Схема устройства



Данное управление двигателем мало кому известно и практически не используется. Преимущество предлагаемого пускового устройства в том, что значительно уменьшается потеря мощности двигателя. При пуске трехфазного двигателя 220 В помощью конденсатора потеря мощности составляет минимум 30%, а может достигать 50%. Использование этого пускового устройства снижает потерю мощности до 3%, максимум составит 5%.


Однофазная сеть подключается:

Пусковое устройство подключается к двигателю вместо конденсатора.

Подключенный к устройству резистор позволяет регулировать обороты двигателя. Устройство также можно включить на реверс.

Для эксперимента взят старый двигатель еще советского производства.

С данным пусковым устройством двигатель запускается мгновенно и работает без каких-либо проблем. Такую схему можно использовать практически на любом двигателе мощностью до 3 кВт.

Примечание: в сети 220 В двигатели мощностью более 3 кВт включать просто не имеет смысла – бытовая электропроводка не выдержит нагрузки.
В схеме можно использовать любые тиристоры, ток которых не менее 10 А. Диоды 231, также 10-амперные.

Примечание: у автора в схеме установлены диоды 233, что не имеет значения (только они идут по напряжению 500 В) −поставить можно любые диоды, которые имеют ток 10 А и удерживают более 250 В.
Устройство компактно. Автор схемы собрал резисторы просто наборами, чтобы не тратить время на подборку резисторов по номиналу. Теплоотвод не требуется. Установлен конденсатор, стабилитрон, два диода 105. Схема получилась очень простая и эффективная в работе.

Рекомендуется для использования – сборка пускового устройства проблем не создаст. В итоге при подключении двигатель стартует на своей максимальной мощности и практически без ее потери в отличие от стандартной схемы с использованием конденсатора.

Смотрите видео о работе устройства


Как подключить электродвигатель 380В на 220В

Бывают ситуации, когда мы вынуждены использовать двигатель, который не адаптирован к данному источнику питания. Примером этого является подключение трехфазного двигателя к однофазной сети. Может быть, не все знают, но это возможно и даже и не так сложно осуществить. Но стоит учитывать, что трехфазный двигатель в однофазной сети теряет около 30-50% своей мощности. В сети 220 В двигатели мощностью более 3 кВт включать не имеет смысла – бытовая электропроводка не выдержит нагрузки.

Подключение с помощью фазосдвигающего конденсатора (искусственный фазовый метод)

Наиболее распространённый и простой способ подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть – это способ с применением фазосдвигающего конденсатора, через который запитывается третья обмотка электродвигателя. 

Существуют пусковые и так называемые рабочие конденсаторы, которые постоянно задействованы во время работы двигателя. Основной задачей рабочих конденсаторов является обеспечение оптимальной нагрузочной способности двигателя. Нормальная работа трехфазного электродвигателя во многом зависит от правильного выбора конденсатора.

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.

Таких схем несколько, это и самодельные пусковые устройства на тиристорах с транзисторным управлением и подключение двигателя через индукционные катушки или сопротивления. На практике, эти способы сложнореализуемые и малоэффективные.

Подключение трехфазного асинхронного двигателя через преобразователь частоты

Для подключения трехфазных двигателей к сети 220В применяются однофазные ПЧ. Хотя, это не самый бюджетный вариант, но частотник позволяет преобразовывать переменное напряжение частотой 50 Гц в напряжение с частотой от 0 Гц до 1 кГц, к тому же импульсное. Благодаря этому появляется возможность осуществить плавный пуск двигателя и регулировать частоту оборотов.

В некоторых ПЧ есть функция построения модели двигателя и преобразователь сам выставляет нужные параметры для работы. 

Для подключения частотного преобразователля к двигателю применяют экранированные кабели, рекомендованным производителем марок, сечением, отвечающем мощности выбранного ПЧ. Подключение осуществляется через емкостные входы преобразователя, внешние конденсаторы при этом не нужны.

Заключение

При включении трехфазного двигателя в однофазную сеть существенно изменяются характеристики агрегата. Из-за значительных недостатков такой метод в массово в промышленности не применяется, и допускается только как исключительная мера. Такое подключение допустимо только для маломощных электродвигателей.

Электрическое преобразование, однофазное, трехфазное питание

В дополнение к обеспечению того, чтобы частота генератора соответствовала частоте сети или устройств, также должны быть выполнены следующие условия:

(a) Выходное напряжение генератора должно соответствовать рабочему напряжению сети или устройств, питаемых от сети. генератор.
(b) Не должно быть разности фаз между напряжением сети и напряжением генератора.

Чтобы понять преобразование трехфазного генератора в однофазный и наоборот, давайте сначала кратко рассмотрим внутреннюю конфигурацию этих двух типов генераторов.

Однофазные генераторы:
В однофазном генераторе статор имеет несколько последовательно соединенных обмоток, образующих единую цепь, по которой генерируется выходное напряжение.

• Равное напряжение на всех обмотках статора в фазе друг с другом
Например, в 4-полюсном генераторе четыре полюса ротора равномерно распределены по раме статора. В любой момент времени каждый полюс ротора находится в том же положении относительно обмоток статора, что и любой другой полюс ротора.Следовательно, напряжения, индуцированные во всех обмотках статора, имеют одинаковое значение и амплитуду, а также в каждый момент времени находятся в фазе друг с другом.

• Последовательное соединение обмоток статора
Кроме того, поскольку обмотки соединены последовательно, напряжения, создаваемые в каждой обмотке, в сумме создают конечное выходное напряжение генератора, которое в четыре раза превышает напряжение на каждой из отдельных обмоток статора.

Однофазное распределение электроэнергии обычно используется в жилых районах, а также в сельской местности, где нагрузки небольшие и редкие, а стоимость создания трехфазной распределительной сети высока.

Трехфазные генераторы:
В трехфазном генераторе три однофазных обмотки разнесены таким образом, что между напряжениями, наведенными в каждой из обмоток статора, существует разность фаз 120 °. Эти три фазы независимы друг от друга.

• Конфигурация "звезда" или "Y"
При соединении звездой или Y по одному выводу каждой обмотки соединяется с нейтралью. Противоположный конец каждой обмотки, известный как конечный конец, соединен с линейным выводом каждой.Это создает линейное напряжение, превышающее индивидуальное напряжение на каждой обмотке.

• Дельта-конфигурация
В дельта-конфигурации начальный конец одной фазы соединен с конечным концом соседней фазы. Это создает линейное напряжение, равное фазному напряжению. Электроэнергетические компании и коммерческие генераторы вырабатывают трехфазную энергию.

Преобразование фазы в генераторах:
(1) Изменение конфигурации подключения катушки
Трехфазный генератор можно преобразовать в однофазный, изменив соединение между его обмотками статора внутри или снаружи головки генератора.Например, в случае трехфазного генератора у вас будет 6 выводов. Генераторы большего размера обычно имеют 12 выводов от шести катушек, и все провода выходят из генератора, что упрощает настройку генератора различными способами, как показано ниже -

• Последовательное соединение катушек преобразует генератор в однофазный один.
• Последовательно соединив противоположные катушки, вы можете удвоить выходное напряжение.
• Параллельное соединение удвоит ток.

Сложная часть перенастройки генератора заключается в сопоставлении проводов, выходящих из генератора, с катушками, к которым они подключены. Необходимо наличие документов производителя. В противном случае вам нужно будет изучить, как ваш генератор в настоящее время подключен, и работать в обратном направлении.

(2) Однофазные нагрузки с центральным врезанием в трехфазные генераторы
Трехфазный генератор можно рассматривать как комбинацию трех однофазных блоков.Однофазные нагрузки могут быть подключены к трехфазному генератору одним из следующих способов -

• Подключить нагрузку между фазным проводом и нейтралью системы. Обычно это делается для маломощных нагрузок.
• Подключите нагрузку к двум токоведущим проводам в межфазном соединении. Обычно это делается для мощных нагрузок, таких как кондиционеры или обогреватели, и обеспечивает 208 В. Однако это может привести к снижению производительности, поскольку приборы, требующие для работы 240 В, будут работать при 75% своей номинальной мощности при 208 В.

(3) фазовых преобразователя:
Поворотный фазовый преобразователь (RPC) может быть напрямую подключен к однофазному генератору для создания трехфазного источника питания. Для этого требуется простая конфигурация, состоящая из двух входных соединений, известных как входы холостого хода от однофазного генератора. Напряжение создается на третьем выводе, который не подключен к однофазной сети. Индуцированное напряжение отличается по фазе от напряжения на двух других клеммах на 120 °.

(4) Приводы с регулируемой скоростью (VSD) / частотно-регулируемые приводы (VFD) / инверторы
Они похожи на поворотные фазовые преобразователи.Комбинация частотно-регулируемого привода с однофазным генератором наиболее эффективна в случаях, когда требуется менее 20 лошадиных сил.

Выбор между однофазными и трехфазными генераторами
Мощность однофазных генераторов обычно ограничивается 25 кВА. При более высоких номиналах дешевле получать однофазное питание от трехфазного генератора, чем покупать специальные однофазные блоки для более высоких нагрузок. Прочтите следующую статью «Советы по покупке бывших в употреблении генераторов», чтобы найти подходящий генератор для любой ситуации.

Выбор между однофазным и трехфазным выходом зависит исключительно от типа приложения, на которое будет подаваться питание. Однофазные генераторы лучше всего подходят для однофазного выхода, тогда как трехфазный генератор может легко обеспечивать как однофазное, так и трехфазное питание. Если все ваши приборы работают от однофазного питания, имеет смысл выбрать однофазный генератор. Если вам нужно управлять приборами, которые работают на разных фазах, лучше всего подойдет трехфазный генератор.Однако важно учитывать баланс нагрузки при переходе от однофазного генератора к трехфазному.

Разница между однофазным и трехфазным источником питания переменного тока

Электропитание переменного тока (переменный ток) - это вид электричества, при котором направление тока часто меняется. В начале 1900 года источники питания переменного тока использовались как на предприятиях, так и в домах, а теперь их расширили до. Система электропитания подразделяется на два типа: однофазный источник питания и трехфазный источник питания.В большинстве промышленных и коммерческих предприятий трехфазный источник питания используется для работы с высокими нагрузками, тогда как дома, как правило, питаются от однофазного источника питания, поскольку бытовая техника требует меньше энергии. В этой статье обсуждается разница между однофазными и трехфазными источниками питания, а - как определить однофазный или трехфазный .


Что такое фаза в электричестве?

Обычно подведенное электричество - это ток или напряжение в существующем проводе, а также в нейтральном кабеле.Фаза означает распределение нагрузки, если используется один провод, на нем будет возникать дополнительная нагрузка, а если используются три провода, то нагрузки будут разделены между ними. Это можно назвать меньшей мощностью для 1 фазы и большей мощностью для 3 фазы.

Если это однофазная система, она включает в себя два провода, а когда это трехфазная система, то она состоит либо из трех (или) четырех проводов. Обе системы питания, такие как однофазные и трехфазные, используют питание переменного тока для обозначения блоков. Потому что ток, протекающий с использованием переменного тока, всегда является переменным.Основное отличие этих двух поставок - надежность доставки.

Однофазное питание

Во всей электрической области однофазное питание - это подача переменного тока системой, в которой происходит одновременное изменение всех напряжений питания. Этот тип разделения источника питания используется, когда нагрузки (бытовые приборы), как правило, нагреваются и освещаются огромными электродвигателями.

Когда однофазный источник питания подключен к двигателю переменного тока, он не генерирует вращающееся магнитное поле, вместо этого однофазные двигатели требуют дополнительных цепей для работы, но такие электродвигатели редко имеют номинальную мощность около 10 кВт. .В каждом из циклов однофазное системное напряжение достигает пикового значения два раза; прямая мощность нестабильна.

Однофазный сигнал

Однофазная нагрузка может приводиться в действие от трехфазного разделяющего трансформатора двумя способами. Первый - это соединение между двумя фазами или соединение между одной фазой и нейтралью. Эти два будут давать разное напряжение от данного источника питания. Этот тип фазового питания обеспечивает выходное напряжение около 230 В. Применения этого источника питания используются для управления небольшими бытовыми приборами, такими как кондиционеры, вентиляторы, обогреватели и многие другие.

Преимущества

Преимущества выбора однофазного источника питания объясняются следующими причинами.


  • Конструкция менее сложная
  • Конструктивная стоимость меньше
  • Повышенная эффективность, обеспечивающая мощность переменного тока почти 1000 Вт
  • Он способен выдавать максимальную мощность 1000 Вт
  • Заняты в различных отраслях промышленности и сферах применения

Приложения

Применения однофазного питания включают следующее.

  • Этот блок питания подходит как для дома, так и для бизнеса.
  • Используется для подачи большого количества электроэнергии в дома, а также в непромышленные предприятия.
  • Этого блока питания достаточно для работы двигателей примерно до 5 лошадиных сил (л.с.).

Трехфазное питание

Трехфазный источник питания включает четыре провода, которые состоят из одной нейтрали и трех проводов. Три проводника удалены от фазы и пространства и имеют фазовый угол 120º друг от друга.Трехфазные блоки питания используются как однофазные блоки питания переменного тока.

Для работы с малой нагрузкой можно выбрать однофазный источник питания переменного тока вместе с нейтралью из системы трехфазного переменного тока. Это предложение является постоянным и не будет снижено до нулевого значения. Мощность этой системы можно проиллюстрировать в двух конфигурациях, а именно в соединении звездой (или) соединением треугольником. Соединение по схеме «звезда» используется для связи на большие расстояния, так как оно включает нейтральный кабель для тока ошибки.

Трехфазный сигнал

Преимущества

Преимущества трехфазного питания перед однофазным обусловлены следующими причинами:

  • Трехфазный блок питания требует меньше меди
  • Показывает минимальный риск для сотрудников, работающих с этой системой
  • Имеет больший КПД проводника
  • Работники, работающие в этой системе, также получают заработную плату
  • Он даже способен работать с расширенным диапазоном силовых нагрузок.

Применение трехфазного источника питания

Применения трехфазного источника питания включают следующее.

  • Эти типы источников питания используются в электрических сетях, вышках мобильной связи, центрах обработки данных, самолетах, кораблях, беспилотных системах, а также в других электронных нагрузках мощностью более 1000 Вт.
  • Применимо к промышленным, производственным и крупным предприятиям.
  • Они также используются в энергоемких центрах обработки данных и центрах обработки данных с высокой плотностью размещения.

Ключевые различия между однофазными и трехфазными источниками питания

Ключевые различия между 1 фазой и тремя фазами заключаются в следующем.

Элемент Однофазный Трехфазный
Определение Однофазный источник питания работает от одного провода Трехфазный источник питания с трехпроводным питанием
Цикл волны Имеет только один отчетливый волновой цикл Имеет три отчетливых волновых цикла
Подключение контура Для подключения к цепи нужен всего один провод Эта фаза питания требует трех проводов для подключения к цепи
Уровни выходного напряжения Обеспечивает уровень напряжения почти 230 В Обеспечивает уровень напряжения почти 415 В
Название фазы Имя фазы одной фазы - разделенная фаза Для этой фазы нет конкретного названия
Способность передачи энергии Имеет минимальную мощность для передачи энергии Эта фаза имеет максимальную мощность для передачи энергии
Сложность схемы Однофазный источник питания можно собрать просто Сложная конструкция
Возникновение сбоя питания Частые перебои в подаче электроэнергии Отсутствует сбой питания
Убыток Максимальные потери в одной фазе Потеря в 3 фазе минимальная
КПД Имеет минимальный КПД Максимальный КПД
Стоимость Не дорого чем 3-х фазный источник питания Немного дороже, чем однофазный
Приложения Используется для домашнего использования Трехфазный источник питания используется в крупных отраслях промышленности для работы с большими нагрузками.

Самая запутанная концепция, с которой сталкиваются здесь люди, - это «, как определить однофазный и трехфазный» ?

Ответ заключается в определении ширины главного выключателя. Однофазные блоки питания имеют ширину в один полюс, а трехфазные блоки питания - в три полюса.

Как преобразовать однофазное в трехфазное?

Поскольку это наиболее важная концепция, которую необходимо знать, следующие пункты объясняют преобразование одной фазы в три фазы.

Когда существует крупногабаритный компрессор без какого-либо трехфазного источника питания, соответствующего системе, в которой построена локальная сеть, существует несколько путей для решения этой проблемы и обеспечения надлежащей мощности для компрессора. Известное решение - преобразовать трехфазный двигатель в однофазный.

Для этого преобразования существует в основном три типа трехфазных преобразователей.

  • Статический преобразователь - Когда трехфазный двигатель не запускается с помощью однофазной мощности, он может работать от владельца одной фазы после запуска.Это происходит с поддержкой конденсаторов. Но у этого метода не такая уж большая эффективность и меньший временной промежуток.
  • Поворотный преобразователь фазы - Он работает как интеграция генератора и трехфазного двигателя. Он состоит из двигателя холостого типа, который, когда он находится в движении, вырабатывает мощность и благодаря всей этой настройке может должным образом стимулировать трехфазную систему.
  • Преобразователь частотно-регулируемого привода - Он работает с использованием инверторов, которые генерируют переменный ток на любых уровнях частоты и воспроизводят почти все внутренние условия трехфазного двигателя.

Таким образом, это все о разнице между однофазными и трехфазными источниками питания и сравнительной таблице. Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что при правильном подходе к проектированию источника питания разработчик может дать подходящий совет для максимальной эффективности и экономии средств вашего проекта.

Выбор однофазной (или) трехфазной системы в основном зависит от требований к мощности конкретного приложения. В любом случае хорошо спроектированный компонент обеспечит как надежное, так и надежное распределение энергии.Вот вам вопрос, каковы основные функции трехфазных и однофазных источников питания?

Преимущества трехфазной системы над однофазной

Преимущества трехфазной системы питания перед однофазной системой

Трехфазная система выработки, передачи и распределения энергии очень распространена во всем мире из-за существенных преимуществ перед однофазной и другими многофазными системами. системы.

Однофазная система

Синусоидальное переменное напряжение , имеющее определенный период времени и частоту, генерируемое однообмоточным генератором переменного тока в качестве напряжения источника, известно как однофазная система питания .Цепь, питаемая этими напряжениями, называется однофазной цепью переменного тока. Другими словами, цепь A содержит один переменный ток, а напряжение идентифицируется как цепь 1-Φ.

Трехфазная система

Система содержит более одной фазы, известную как многофазная система или многофазная система . Система 3-Ф содержит три фазы , имеющие одинаковую частоту, где существует фиксированный угол 120 ° между напряжениями источника, генерируемыми генератором переменного тока, имеющим три обмотки.Точно так же существует разность углов 90 ° между двумя фазами в двухфазной системе питания.

Ключевые преимущества системы 3-Φ перед системой 1-Φ

Многофазный или трехфазный источник питания имеет следующие преимущества перед однофазной системой электроснабжения.

  1. Для передачи определенной мощности на определенное расстояние при заданном номинальном напряжении трехфазной системе требуется меньше проводникового материала по сравнению с однофазной системой.
  2. Размер машины, работающей от трехфазной системы, меньше, чем у машины, работающей от однофазного напряжения и имеющей такую ​​же номинальную выходную мощность.
  3. В трехфазной системе питания меньшее падение напряжения происходит от источника к точкам нагрузки.
  4. Трехфазное питание создает однородное вращающееся магнитное поле, поэтому трехфазные двигатели проще по конструкции, имеют небольшие размеры и могут запускаться автоматически с плавной работой.
  5. Многофазная система вырабатывает мощность с постоянной скоростью в нагрузке.
  6. Трехфазная система может передавать больше мощности по сравнению с однофазной системой.
  7. КПД устройств и приборов с трехфазным питанием выше, чем у машин с однофазным питанием.
  8. Трехфазные машины дешевле и эффективнее.
  9. Трехфазная система обеспечивает постоянную мощность, в то время как однофазная система обеспечивает пульсирующую мощность, что приводит к плавной и безвибрационной работе машины 3-Φ по сравнению с машинами 1-Φ с шумом и вибрацией.
  10. Номинальную мощность машин можно увеличить, увеличив количество фаз в системе.
  11. Трехфазная машина с таким же номиналом занимает меньше места по сравнению с однофазной машиной.
  12. Однофазное питание может быть получено от трехфазного источника питания для работы однофазных машин. Трехфазная машина не может работать от однофазного напряжения питания.
  13. Трехфазный источник питания может быть легко преобразован в однофазный источник питания, в то время как для преобразования однофазного источника питания в трехфазную систему питания требуется сложная система. выключить. В случае трехфазного повреждения одной линии, две другие линии обеспечивают питание других подключенных к ним точек однофазной нагрузки.
  14. Многофазный или трехфазный двигатель обеспечивает равномерный крутящий момент, в то время как однофазные двигатели (кроме коллекторных двигателей) обеспечивают пульсирующий крутящий момент.
  15. Трехфазные двигатели запускаются автоматически, а однофазные двигатели не запускаются автоматически.
  16. Если размер рамы трехфазного генератора переменного тока, двигателя или трансформатора такой же, как у однофазного двигателя, генератора переменного тока или трансформатора, мощность трехфазных машин будет выше, чем у однофазной машины.
  17. Многофазный генератор переменного тока может быть легко соединен в пару и работать в параллельном режиме по сравнению с однофазными генераторами переменного тока, имеющими пульсирующую реакцию якоря.
  18. Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения постоянного тока от источника 3-Ф составляет 4%, а коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения постоянного тока от источника 1-Ф составляет 48%. Следовательно, стоимость преобразователя для выпрямленного постоянного тока из источника 3-Ф меньше, чем у преобразователя, используемого для выпрямленного постоянного напряжения из источника 1-Ф, из-за меньшего количества фильтров, используемых в выпрямлении системы питания 3-Ф.
  19. Трехфазные двигатели имеют лучший коэффициент мощности по сравнению с однофазными двигателями.

Связанный пост: Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем

На следующих рисунках показана однородная мощность, вырабатываемая при единичном коэффициенте мощности трехфазным источником питания, когда мощность, производимая однофазной машиной, пульсирует .

Приведенное выше объяснение показывает, почему трехфазная система электроснабжения более эффективна, удобна, экономична и надежна по сравнению с однофазной системой электроснабжения. Из-за вышеупомянутых преимуществ трехфазной системы перед однофазной, большинство стран мира выбрали ее вместо однофазной или других многофазных систем.

Связанные сообщения:

Трехфазная система - обзор

2 Многоуровневые модели: Общая разработка

Рассмотрим трехфазную систему, схематически показанную на рис.1, на котором межфазные поверхности между фазами сложны и могут изменяться во времени. Пусть характерные масштабы длины фаз, называемых α- β- и γ-фазами соответственно, существенно отличаются друг от друга. Тогда по отношению к фазам α и β -фаза γ считается непрерывной, а β-фаза называется дисперсной, но, в свою очередь, по отношению к β- и γ-фазам, β-фаза является непрерывной, а γ-фаза считается дисперсной.Пусть ψ будет скалярной величиной, которая в фазах обозначается ψ α , ψ β и ψ γ . Изменение ψ внутри фаз описывается уравнениями баланса

Рисунок 1. Трехфазная система с трехуровневой пространственной иерархией

(1) ρi∂ψi∂t + ∇∘ (ji) = πi, i = α, β, γ

, где j i - плотность потока, а π i - объемная плотность источника ψ .Транспорт через границы раздела αβ, - и βγ - описывается граничными условиями

(2) nij∘ (ji − ρiψiwij) + nij∘ (ji − ρjψjwij) = σij, i, j = α, βandi , j = β, γ

, где W ij - скорость интерфейса ij , σ ij обозначает поверхностную плотность источника величиной ψ на ij -интерфейс, а n nJ - нормальный единичный вектор для интерфейса ij .

Предположим, что можно определить такие объемы пространственного усреднения

(3) Vα = constantLα3 и Vβ = constantLβ3.

для фаз α, - и β , связанных с координатами x α и x β , что условия

(4) λα≪Lα≪∧αиλβ≪ Lβ≪∧β

(5) ∧β∞λαи∧λ∞λβ

удовлетворены. Затем, следуя процедуре, представленной Lakatos (2001) для двухуровневой модели, молекулярная (одноуровневая) математическая модель системы может быть преобразована в трехуровневую с помощью модифицированной техники объемного усреднения.В этом случае среднее фазовое 〈..〉 α интенсивного количества ψ в α -фазе определяется обычным образом (Whitaker, 1967, Slattery, 1967, Gray, 1975)

( 6) 〈ψα〉 α (xα, t) = 1Vα∫VααψαdV

, где V α = V αα + V βα , V αα и Vp βα - частичные объемы α- и β -фаз в V α , соответственно.Среднее по фазе 〈..〉 α количества ψ в фазе β принимает вид

(7) 〈ψβ〉 α (xα, t) = ∫0vβmax 〈ψβ〉 pnβ (Vβ, xα , t) VβdVβ

, где 〈.〉 P обозначает среднее значение ψ A по β-фазовому элементу (частице):

(8) 〈ψβ〉 p = 1Vβ∫VβψβdV⋅

В уравнении (7 ) функция nβ: R0 + × R3 × R0 + → R0 + называется функцией плотности заселенности β-частиц, которая в данном случае определяется следующим образом: - такая функция, что равенство

(9 ) ∫0Vβmaxg (Vβ) nβ (Vβ, t, xα) dVβ = 1K∑k = 1Kg (Vβk)

выполняется для каждой непрерывной и ограниченной функции g (.), где K - количество β-частиц. С помощью этой функции V α n β (V β , t, x α ) dV β выражает количество частиц, имеющих объем ( V β , V β + dV β ) в момент времени т в объеме усреднения V α , связанном с координатой x α . Пространственное усреднение 〈..〉 β p в отношении β- и γ- фаз выводится аналогично.

Применяя теперь, в свою очередь, операторы усреднения 〈..〉 α и 〈..〉 β к уравнениям (1) - (2), и учитывая, что в силу соотношений (3) - (5),

(10) 〈〈 ..〉 α〉 β = 〈..〉 α

, а также соответствующие теоремы об усреднении объема и общего переноса, мы получаем следующую иерархию уравнений модели. Движение ψ в фазе α , т.е.е. на a-уровне описывается уравнением

(11) 〈ρα〉 α∂ 〈ψα〉 α∂t + 〈ρα〉 α∇∘ 〈jα〉 α− 〈πα〉 α = −∫0vβmax 〈ψβ〉 pdVβdtnβdVβ + + ∫0Vβmaxnβ∫Aβ (Vβ) 〈jβ〉 β∘nβdAdVβ − ∫0Vβmaxnβ∫Aβ (Vβ) 〈σαβ〉 βnβ∘dAdVβ

, где члены в левой части уравнения (11) описывают изменение величины ψ в фазе α- , в то время как члены правой части описывают изменения I ψ из-за изменения объема β-частиц, перенос ψ через αβ -интерфейс и образование ψ с помощью плотности поверхностного источника σ αβ соответственно.Здесь функция плотности населения определяется уравнением баланса населения

(12) ∂nβ∂t + ∇∘ (〈vβ〉 pnβ) + ∂∂Vβ (dVβdtnβ) = 〈πβ〉 pnβ

, описывающим поведение β -частицы, представленные на уровне α в виде точечных стоков, погруженных и движущихся в α-фазе. Аналогично, уравнения на β-уровне:

(13) 〈ρβ〉 β∂ 〈ψβ〉 ∂t + 〈ρβ〉 β∇∘ 〈jβ〉 β− 〈πβ〉 β = −∫0Vγmax 〈ψγ〉 PdVγdtnγdVγ ++ ∫ 0Vγmaxnγ∫Aγ (Vγ) jγ∘nγdAdVγ − ∫0Vγmaxnγ∫Aγ (Vγ) σβγnγ∘dAdVγ

и

(14) ∂nγ∂t + ∇∘ (〈vγ〉 Pnγ) + ∂∂Vγ (dV) 〉 Pnγ.

Наконец, уравнение на уровне γ

(15) ργ∂ψγ∂t + ∇∘ (vγργψγ + qγ) = πγ

описывает изменение количества ψ внутри γ -частиц. Здесь q γ обозначает неконвективную составляющую плотности потока, которая может иметь сложную природу в зависимости от структуры частиц. Уравнения (11) - (15) дополняются соответствующими граничными и начальными условиями. Граничные условия для уравнений (13) - (14) описывают связь системы с окружающей средой, в то время как граничные условия для уравнения.(15) описывают связь между внутренним миром частицы γ и ее сплошным фазовым окружением.

Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем: все, что вам нужно знать - Блог промышленного производства

- Реклама -

Асинхронный двигатель в большинстве случаев является самой скромной электрической машиной с точки зрения конструкции. Это наиболее часто используемый тип двигателя в жилых, коммерческих и промышленных помещениях, поскольку они имеют прочную конструкцию, не требуют какого-либо обслуживания, они сравнительно дешевы и требуют питания только на статоре.Эти двигатели могут быть предназначены для работы от однофазного или трехфазного источника питания. В этой статье мы обсудим однофазные и трехфазные двигатели. Прочтите этот новый блог на Linquip, чтобы узнать о них больше.

Однофазный асинхронный двигатель

Во-первых, давайте кратко рассмотрим однофазные и трехфазные асинхронные двигатели, прежде чем погрузиться в различия между ними.

Однофазный двигатель также известен как напряжение в жилых помещениях, поскольку он более надежен и лучше подходит для управления небольшими нагрузками, например, бытовой техникой в ​​домах и на малых предприятиях.Он одновременно изменяет напряжение питания переменного тока системой. При распределении мощности однофазный использует фазный и нейтральный провода. Фазный провод несет текущую нагрузку, а нейтральный провод обеспечивает путь, по которому ток возвращается.

Когда двигатель подключен к однофазному источнику питания, основная обмотка проходит переменный ток. Однофазный двигатель требует дополнительных цепей для работы, поскольку однофазный источник питания, подключенный к двигателю переменного тока, не генерирует вращающееся магнитное поле.Выходная мощность однофазного источника питания непостоянна, то есть напряжение на нем повышается и падает.

Трехфазный асинхронный двигатель

Эти типы двигателей известны как асинхронные двигатели с самозапуском. Эти двигатели не используют конденсатор, пусковую обмотку, центробежный переключатель или другие пусковые устройства. Трехфазные асинхронные двигатели находят применение в промышленных и коммерческих приложениях. Он обеспечивает три переменных тока с тремя отдельными электрическими линиями. Выходная мощность трехфазного источника питания остается постоянной и никогда не падает до нуля.Для этого требуется четыре провода, а именно один нейтральный провод и трехжильный провод. Эти три проводника удалены друг от друга на 120 градусов. Кроме того, каждый сигнал питания переменного тока на 1200 не совпадает по фазе друг с другом.

Как определить однофазный и трехфазный двигатель:

Вот несколько способов проверить, какой у вас тип:

  • Проверьте данные паспортной таблички двигателя, которые обычно находятся на бумажной или металлической этикетке прикреплен к двигателю сбоку.
  • Посмотрите на количество электрических выводов, выходящих из двигателя. Если у вашего двигателя три черных и зеленый провод, вероятно, он трехфазный. Три горячих вывода обычно обозначаются буквами U, V и W, а последний провод - заземленным.
  • Проверьте наличие двух проводов для однофазной сети или трех-четырех проводов для трехфазной.
  • Проверить напряжение мультиметром. Однофазный источник питания должен дать вам показание 230 вольт, а ваш мультиметр должен дать вам показание 208 вольт, если он трехфазный.

Однофазный асинхронный двигатель по сравнению с трехфазным

Основное различие между однофазным и трехфазным состоит в том, что однофазные асинхронные двигатели не запускаются автоматически, в то время как трехфазные асинхронные двигатели самозапускаются. Различия между однофазными и трехфазными асинхронными двигателями объясняются следующими практическими факторами.

Источник питания

  • Однофазный асинхронный двигатель использует однофазное питание.
  • Трехфазный асинхронный двигатель использует трехфазное питание.

Пусковой механизм

  • Однофазный двигатель не запускается автоматически, для этого требуются внешние устройства, такие как запуск двигателя.
  • Трехфазный двигатель самозапускающийся, без каких-либо внешних устройств.

КПД и потребление

  • В зависимости от потребляемой мощности однофазного и трехфазного электродвигателя и КПД однофазный электродвигатель имеет низкий КПД, поскольку весь ток должна пропускать только одна обмотка.
  • Трехфазный двигатель имеет высокий КПД, поскольку для передачи тока используются три обмотки.Блоки питания трехфазных двигателей потребляют меньше электроэнергии, чем блоки питания однофазных двигателей.
Однофазные и трехфазные асинхронные двигатели

Подробнее о Linquip

Простое руководство по эффективности двигателя: что это такое и что делать

Характеристики

  • Однофазный двигатель прост в конструкции, надежен и экономичен по сравнению с трехфазные асинхронные двигатели.
  • Трехфазный двигатель сложен по конструкции и дорог.

Техническое обслуживание

  • Однофазный двигатель легко ремонтировать и обслуживать.
  • Трехфазный двигатель сложно ремонтировать и обслуживать.

Размер (для той же номинальной мощности)

  • Однофазный двигатель больше по размеру.
  • Трехфазный двигатель меньше по размеру.

Конструкция

  • Однофазный двигатель прост и удобен в изготовлении.
  • Трехфазный двигатель сложнее сконструировать из-за задействования дополнительных компонентов.

Вращение двигателя

  • В однофазном двигателе нет механизма для изменения вращения.
  • Вращение трехфазного двигателя можно легко изменить, изменив последовательность фаз в статоре.

Уровни выходного напряжения

  • Однофазный двигатель обеспечивает уровень напряжения почти 230 В.
  • Трехфазный двигатель выдает напряжение почти 415 В.

Пусковой момент

  • Однофазный двигатель обеспечивает очень ограниченный пусковой момент.
  • Трехфазный двигатель обеспечивает очень высокий пусковой момент.

Номинальная мощность

  • Однофазный двигатель рассчитан на малую мощность, обычно менее 5 кВт.
  • Трехфазный двигатель рассчитан на мощность более 5 кВт.

Приложение

  • В соответствии с применением однофазного и трехфазного асинхронного двигателя, однофазный двигатель в основном находит применение в бытовых приборах и более легких нагрузках, таких как нагнетатели, пылесосы, вентиляторы, центробежный насос, стиральная машина, болгарка, игрушки, электробритвы, сверлильные станки, компрессор и т. д.
  • Трехфазные асинхронные двигатели широко используются в промышленных и коммерческих приводах, поскольку они более прочные и экономичные с точки зрения эксплуатационной эффективности, например, подъемники, краны, подъемники, вытяжные вентиляторы большой мощности, токарные станки, дробилки, нефтедобыча. фабрики, текстиль и т. д.

Несколько других отличий между однофазным и трехфазным счетчиком, о которых следует помнить:

  • Однофазный двигатель генерирует механический шум и вибрацию.В то же время трехфазный двигатель работает плавно и с меньшим шумом.
  • Потери в меди однофазного двигателя велики из-за того, что весь ток проходит через одну обмотку. В трехфазном двигателе потери в меди низкие, потому что обмотки разделяют ток.
  • Управление направлением однофазного двигателя немного затруднено, и его можно изменить, поменяв полярность обмотки стартера, в то время как в трехфазном двигателе управление направлением простое, и оно осуществляется путем переключения любых двух входов. фазы.
  • Однофазный двигатель имеет две клеммы, и для его питания требуется только два провода, а трехфазный двигатель имеет три клеммы и для работы требуется три или четыре (включая нейтраль) провода.
  • Коэффициент мощности однофазного асинхронного двигателя ниже, чем у трехфазного асинхронного двигателя.
  • Из-за пиков и провалов напряжения однофазный источник питания не обеспечивает такой стабильности, как трехфазный источник питания. Трехфазный источник питания обеспечивает постоянную подачу питания.

Подводя итог всему, выбор между однофазным или трехфазным двигателем - это вопрос вашей необходимости, экономии и практичности. Несмотря на то, что вы получаете выгоду от этих двух источников питания, всегда учитывайте свои практические потребности. Для практического применения мы предлагаем вам выбрать однофазный источник питания для бытового и бытового использования. Тем не менее, хотя однофазные и трехфазные мощности имеют ощутимые различия, вы всегда должны учитывать такие факторы, как требуемые электрические схемы источника питания, напряжения, место его использования, эффективность работы и применение, чтобы иметь разумные инвестиции.

Итак, у вас есть подробное описание разницы между однофазными и трехфазными асинхронными двигателями. Если вам понравилась эта статья в Linquip, дайте нам знать, оставив ответ в разделе комментариев. Есть ли вопросы, в которых мы можем вам помочь? Не стесняйтесь зарегистрироваться на нашем веб-сайте, чтобы получить самую профессиональную консультацию от наших экспертов.

- Объявление -

Трехфазное питание: треугольник и звезда, объяснение

Электричество используется для питания множества устройств, которые предназначены для удобства и необходимости людей и процессов по всему миру.Трехфазное питание играет ключевую роль в проектировании электрических систем, а трехфазные фильтры электромагнитных помех являются важной частью электрических устройств на различных рынках, в первую очередь в тяжелых промышленных приложениях. Большинству устройств в промышленных приложениях требуется большая мощность, чтобы обеспечить достаточное количество электроэнергии для поддержки больших двигателей, систем отопления, инверторов, выпрямителей, источника питания и индукционных цепей. Из-за этого высокомощное оборудование обычно проектируется для трехфазного или многофазного переменного тока, в котором общая потребляемая мощность делится между многими фазами, оптимизируя систему энергоснабжения (генерацию и распределение) и конструкцию оборудования.

В трехфазной системе есть три проводника, по которым протекает переменный ток. Они называются фазами и обычно обозначаются как A, B и C. Каждая фаза настроена на одинаковую частоту и амплитуду напряжения, но сдвинута по фазе на 120 °, что обеспечивает постоянную передачу мощности во время электрических циклов.

Трехфазные конфигурации электропитания особенно важны, потому что они могут поддерживать в три раза больше мощности, используя всего в 1 ½ - 2 раза больше проводов, чем конфигурация с однофазным питанием.Это может помочь снизить стоимость и количество материалов, необходимых для проектирования системы. Это также может упростить конструкцию двигателя, исключив необходимость в пусковых конденсаторах.

Однако преобразование большой мощности (инвертирование, выпрямление) генерирует шум с чрезмерно высокими частотами (EMI), который обычно представляет собой высшие гармоники различных частот переключения.

По этой причине трехфазные фильтры электромагнитных помех становятся особенно важными в трехфазных приложениях, поскольку они снижают уровень электромагнитных помех, предотвращают нарушения в работе оборудования и помогают компаниям соблюдать правила электромагнитной совместимости.

Различия между Delta и WYE

Трехфазные системы могут быть сконфигурированы двумя различными способами для поддержания равных нагрузок; они известны как конфигурации Delta и WYE. Названия «Дельта» и «WYE» представляют собой специфические индикаторы форм, на которые напоминают провода после соединения друг с другом. «Дельта» происходит от греческого символа «Δ», а «WYE» напоминает букву «Y» и также известна как «звездная» цепь. Обе конфигурации, Delta и WYE обладают гибкостью для подачи питания по трем проводам, но основные различия между ними основаны на количестве проводов, доступных в каждой конфигурации, и текущем потоке.Конфигурация WYE приобрела популярность в последние годы, поскольку она имеет нейтральный провод, который позволяет подключать как фазу к нейтрали (однофазное), так и линейное (2/3 фазы).

Что такое трехфазные фильтры линии питания?

Трехфазные фильтры электромагнитных помех

разработаны в соответствии со строгими требованиями нормативов электромагнитной совместимости для промышленных приложений. Правила определяют максимально допустимые уровни шума (в дБ), допустимые на линиях электропередач. Общие требования к конструкции 3-фазного фильтра электромагнитных помех включают входные токи, линейное напряжение, ограничение размера и требуемые вносимые потери.В дополнение к этому, конфигурация 3-фазного фильтра электромагнитных помех играет важную роль в конструкции.

Delta 3-фазный фильтр электромагнитных помех

3-фазные фильтры электромагнитных помех

Delta предназначены для уменьшения электромагнитных помех в устройствах, подключенных к трехфазному питанию, подключенному по схеме «треугольник». Конфигурация Delta состоит из четырех проводов; три токопроводящих жилы и один заземляющий провод. Фазовые нагрузки (например, обмотки двигателя) соединены друг с другом в форме треугольника, где соединение выполняется от одного конца обмотки к начальному концу другого, образуя замкнутую цепь.

В этой конфигурации нет нейтрального провода, но он может питаться от трехфазной сети WYE, если нейтральная линия опущена / заземлена. Дельта-система используется для передачи энергии из-за более низкой стоимости из-за отсутствия нейтрального кабеля. Он также используется в приложениях, требующих высокого пускового момента.

Из-за отсутствия нейтрального провода конденсаторы, используемые в трехфазных фильтрах электромагнитных помех Delta, должны быть рассчитаны на линейное (межфазное) напряжение, что может увеличить размер, вес и стоимость.Однако отсутствие нейтрального провода позволяет получить более высокие номинальные токи, чем WYE, и лучшую производительность при том же заданном кубическом объеме.

Проектирование и трехфазный дельта-фильтр электромагнитных помех
  1. Определите максимальную мощность, требуемую нагрузкой.
  2. Разделите максимальную мощность, требуемую нагрузкой, на 3, чтобы получить мощность на фазу.
  3. Разделите ответ на линейное напряжение.
  4. Умножьте предыдущий ответ на квадратный корень из 3.
Преимущества дельта-конфигурации
  • Дельта-конфигурации обычно могут быть разработаны для работы с более высоким током и более эффективны.
  • Защита для дельта-конфигураций может быть простой.
  • Конфигурации
  • Delta обычно настраиваются для тяжелых условий эксплуатации и предпочтительны для выработки и передачи электроэнергии.

WYE 3-фазный фильтр для защиты от электромагнитных помех

Фильтры EMI

WYE предназначены для фильтрации типичных устройств преобразования мощности в режиме переключения и других приложений, требующих нейтрального подключения. Эта конфигурация состоит из пяти проводов; три проводника под напряжением, нейтраль и земля.В конфигурации WYE фазные нагрузки подключаются в единственной (нейтральной) точке, к которой подключается нейтральный провод.

Когда нагрузки конфигурации WYE полностью сбалансированы, через нейтральный провод ток не течет. Когда нагрузки неуравновешены, через нейтральный провод проходит ток. Эта конфигурация позволяет использовать конденсаторы более низкого напряжения (120 В переменного тока в системе 208 В переменного тока и 277 В переменного тока в системе 480 В переменного тока) в фильтре, что может привести к экономии затрат, веса и объема.

Во многих случаях нейтральный провод можно оставить плавающим.Однако, как упоминалось ранее, конфигурация WYE обеспечивает гибкость для подключения нагрузок в цепи между фазой и нейтралью или между фазами. В отличие от Delta, эта конфигурация может использоваться как четырехпроводная схема или пятипроводная схема. Конфигурации WYE обычно используются в сетях распределения электроэнергии. Это в первую очередь требуется в приложениях, требующих меньшего пускового тока и перемещаемых на большие расстояния.

Проектирование и трехфазный фильтр электромагнитных помех WYE
  1. Определите максимальную мощность, требуемую нагрузкой.
  2. Разделите максимальную мощность, требуемую нагрузкой, на 3, чтобы получить мощность на фазу.
  3. Разделите ответ на напряжение между фазой и нейтралью / землей.
Преимущества конфигураций WYE
  • Предпочтительно для распределения электроэнергии, поскольку он может поддерживать однофазные (фаза-нейтраль), 2-фазные (междуфазные) и трехфазные нагрузки.
  • Точка звезды обычно заземлена, что отлично подходит для несимметричных нагрузок.
  • Для такой же поддержки напряжения требуется меньшая изоляция.

Стоимость трехфазных фильтров линии питания Delta по сравнению с WYE

Конфигурация трехфазного дельта-фильтра электромагнитных помех может быть технически более рентабельной, чем конфигурации WYE, поскольку для нее требуется только трехжильный кабель вместо четырех, что снижает стоимость материалов для изготовления блоков. Однако некоторые из этих рентабельности могут быть компенсированы необходимостью в компонентах, рассчитанных на высокое напряжение.

Astrodyne TDI Трехфазный фильтр электромагнитных помех Дельта- и WYE-конфигурации

Astrodyne TDI предлагает 3-фазные фильтры электромагнитных помех в конфигурациях Delta и WYE, чтобы помочь снизить электромагнитные помехи в различных приложениях и обеспечить соответствие международным стандартам излучения.Наши трехфазные фильтры электромагнитных помех находятся в диапазоне от 480 В / 520 В до 600 В переменного тока с номинальным током до 2500 А. Сетевые фильтры предлагаются в одно-, двух- и многоступенчатом исполнении, с более высокими значениями тока и напряжения, доступными по запросу.

Благодаря нашему обширному ассортименту фильтров и сильным конструкторским возможностям наша команда инженеров может гарантировать, что найдет наиболее эффективное решение для трехфазного фильтра электромагнитных помех, соответствующее любой спецификации и самым сложным приложениям.

Просмотрите нашу подборку трехфазных фильтров электромагнитных помех или свяжитесь с нашей командой, чтобы узнать больше о продукте, который поможет удовлетворить ваши требования.

Схема управления трехфазным двигателем от однофазной сети. Бесконденсаторный пуск трехфазных электродвигателей от однофазной сети

Все электрики знают, что трехфазные электродвигатели работают эффективнее однофазных 220 вольт. Поэтому, если в вашем гараже есть трехфазный питающий кабель, то оптимальным вариантом будет установка любой машины с мотором на 380 вольт. Это не только эффективно с точки зрения операционной эффективности, но и с точки зрения стабильности.В этом случае нет необходимости добавлять какие-либо пусковые устройства в схему подключения, потому что магнитное поле будет формироваться в обмотках статора сразу после пуска двигателя. Давайте рассмотрим один вопрос, который сегодня часто задают на форумах электриков. Вопрос звучит так: как правильно подключить трехфазный электродвигатель к трехфазной сети?

Схемы подключения

Давайте начнем с рассмотрения конструкции трехфазного электродвигателя. Здесь нас будут интересовать три обмотки, которые создают магнитное поле, вращающее ротор двигателя.То есть именно так происходит преобразование электрической энергии в механическую.

Есть две схемы подключения:

Сразу оговоримся, что подключение звездой делает пуск агрегата более плавным. Но при этом мощность электродвигателя будет ниже номинальной почти на 30%. В этом плане выигрывает соединение треугольником. Подключенный таким образом мотор не теряет мощность. Но есть один нюанс, касающийся текущей нагрузки.Это значение резко возрастает при запуске, что отрицательно сказывается на обмотке. Высокая сила тока в медном проводе увеличивает тепловую энергию, которая влияет на изоляцию провода. Это может привести к пробою изоляции и выходу из строя самого электродвигателя.

Обращаю ваше внимание на то, что большое количество европейского оборудования, вывезенного на просторы России, оснащено европейскими электродвигателями, которые работают под напряжением 400/690 вольт. Кстати, ниже фото шильдика такого мотора.


Значит, эти трехфазные электродвигатели необходимо подключать к бытовой сети 380В только по схеме треугольник. Если подключить звездой европейский мотор, то под нагрузкой он сразу сгорит. Отечественные трехфазные электродвигатели подключаются к трехфазной сети по схеме звезды. Иногда соединение производят треугольником, это делается для того, чтобы выжать из мотора максимальную мощность, необходимую для некоторых видов технологического оборудования.

Производители

сегодня предлагают трехфазные электродвигатели, в коробке подключения которых сделаны выводы концов обмоток в количестве трех или шести штук. Если есть три конца, это означает, что схема подключения звездой уже сделана внутри двигателя на заводе. Если концов шесть, то трехфазный двигатель можно подключать к трехфазной сети как по схеме звезды, так и по схеме треугольника. При использовании схемы звезды необходимо соединить три конца начала обмоток в одну скрутку.Остальные три (напротив) подключены к фазам трехфазной сети 380 вольт. При использовании схемы треугольника нужно соединять все концы между собой по порядку, то есть последовательно. Фазы подключаются к трем точкам соединения между концами обмоток. Ниже фото демонстрирует два типа подключения трехфазного двигателя.

Это подключение к трехфазной сети используется редко. Но он существует, поэтому есть смысл сказать о нем несколько слов.Для чего это используется? Весь смысл такого подключения основан на положении, что при пуске электродвигателя используется схема звезды, то есть плавный пуск, а для основной работы используется треугольник, то есть максимальная мощность агрегата составляет выдавил.

Правда, такая схема довольно сложная. При этом обязательно устанавливаются три магнитных пускателя в соединении обмоток. Первый с одной стороны подключается к электросети, а с другой стороны к нему подключаются концы обмоток.Противоположные концы обмоток подключаются ко второй и третьей. Второй стартер соединен треугольником, третий - звездой.


Внимание! Невозможно одновременно включить второй и третий стартеры. Между подключенными к ним фазами произойдет короткое замыкание, что приведет к сбросу автомата. Следовательно, между ними устанавливается блокировка. На самом деле все будет так - при включении одного размыкаются контакты другого.

Принцип работы следующий: при включении первого стартера временное реле также включает стартер №3, то есть стартер подключен. Двигатель запускается плавно. Реле времени касается определенного периода, в течение которого двигатель вернется в нормальный режим работы. После этого стартер номер три отключается, а второй элемент включается, переводя в цепь треугольник.

Подключение электродвигателя через магнитный пускатель

В принципе, схема подключения трехфазного двигателя через магнитный пускатель практически такая же, как и через автомат.Он просто добавляет блок включения и выключения с кнопками «Старт» и «Стоп».


Одна из фаз подключения к электродвигателю проходит через кнопку «Пуск» (нормально замкнута). То есть при ее нажатии контакты замыкаются, и ток начинает течь на электродвигатель. Но есть один момент. Если отпустить кнопку «Пуск», контакты разомкнутся, и ток не будет течь должным образом. Поэтому в магнитном пускателе есть еще один дополнительный контактный разъем, который называется самозахватывающимся контактом.По сути, это блокирующий элемент. Это необходимо, чтобы при нажатии кнопки «Пуск» не прерывалась цепь питания электродвигателя. То есть отключить его можно было бы только кнопкой «Стоп».

Что можно добавить в тему, как подключить трехфазный двигатель к трехфазной сети через стартер? Обратите внимание на этот момент. Иногда после долгой эксплуатации схемы подключения трехфазного электродвигателя перестает работать кнопка «пуск».Основная причина в том, что контакты кнопок перегорели, потому что при запуске двигателя появляется пусковая нагрузка с большим током. Решение этой проблемы может быть очень простым - очистить контакты.

Связанные записи:

Итак, вы получили в руки промышленный трехфазный электродвигатель на 380 вольт. Как у вас это получилось - углубляться не будем, но что с ним можно сделать, и как подключить электродвигатель 380 в 220в, мы рассмотрим подробнее.

Для начала расшифровываем название электродвигателя

Для начала разберем надписи на табличке нашего двигателя.

Должно быть название с названием модели, например: двигатель асинхронный трехфазный 5AMX160M2BPU3 , стоит примерно как двигатель серии 5А модернизированный с алюминиевой рамой, высотой оси вращения 160 мм, количество полюсов равно 2 (3000 об / мин).

Еще он содержит несколько отдельных полей, из которых нас интересует наличие обозначения 380/220 - если оно есть, то это вполне подходит, так как его можно запустить в однофазной сети 220 вольт.Если, например, есть надпись 380/660 - в сеть 220в воткнуть такое устройство, к сожалению, нельзя. ИЗ

мы также видим скорость вращения - вполне приемлемую для бытовых целей от 1500 до 3000 об / мин, а мощность - для изготовления электрофаянса, например, нормальную будет 250..750 Вт. В надписях на табличке есть все еще может быть номинальная емкость конденсатора для подключения к однофазной сети и / или ток, потребляемый блоком, что будет полезно позже для расчета пусковой емкости.Если в обозначении присутствует только надпись Электродвигатель 220 вольт, то это, скорее всего, коллектор постоянного тока.

Узнаем, как выполняется соединение обмоток трехфазных электродвигателей

Трехфазные асинхронные электродвигатели (в качестве генераторов переменного тока используются синхронные машины) всегда имеют три одинаковые катушки (по количеству фаз) и, соответственно, 6 выводов. Посмотрим, сколько проводов выходит из нашего блока.Для этого снимаем крышку барно (это такая коробка сверху, куда выводятся концы обмоток) и обращаем внимательный взгляд на то, как подключены выводы статора. Скорее всего, мы увидим следующее:

Начало выводов статора обозначено символами С1 С2 С3, концы - С4 С5 С6. В одну точку можно подключать как начало, так и концы обмоток, такая схема подключения называется «звездой». Если из корпуса мотора просто выходит 6 проводов, то ищите обозначения С1.. С6 на них, часто в таких случаях на табличке тоже показана схема подключения с номиналами конденсаторов.
Но для того, чтобы можно было подключить автомат 380в к сети 220в, необходимо немного изменить схему подключения выводов.

Попробуем подключить трехфазный электродвигатель к однофазной сети

Для запуска движка в домашней сети потребуется переделать существующее подключение по схеме «треугольник». У вас должно получиться:


На схеме мы видим два конденсатора - рабочий и пусковой.Через них приводится в действие «третья фаза» двигателя. Конденсаторный спуск. он включается на короткое время кнопкой без фиксации только на время, пока электродвигатель 220 В не разгонится до номинальной скорости, это занимает от 2 до 5 секунд. Данные номинальных характеристик конденсаторов можно рассчитать на основе тока, потребляемого двигателем, по формуле Сраба. = 4800 × I / V Спуск. = 2,5 × Краб.

Вы можете следовать упрощенной формуле «на каждый киловатт мощности 100 мкФ емкости», т.е.е. Сраб = P / 10. Но на практике как всегда лучший метод расчета емкостей - это подбор, поэтому мы тщательно подбираем конденсаторы исходя из надежного пуска и отсутствия перегрева двигателя при длительной эксплуатации. Номинальное напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 вольт. Возможно подключение нескольких резервуаров параллельно для увеличения общего рейтинга. а последовательно - для увеличения рабочего напряжения.

Можно изменить направление вращения мотора, перебросив концы блока контейнера на другой провод питания.

Схема подключения к сети 220 вольт

На практике включение может осуществляться по следующей схеме:


Надо подключиться к питанию через предохранитель или. Пуск электрической машины происходит при нажатии нефиксирующей кнопки «Пуск» с двумя парами контактов, через один из которых подается напряжение на катушку электромагнитного пускателя К1, а вторую - на пусковой конденсатор. После разгона двигателя отпусканием кнопки «Старт» аппарат не останавливается из-за подключенных параллельных кнопок.Если необходимо остановить устройство, нажимают кнопку «Стоп» и разрывают силовую цепь магнитного пускателя, отключая двигатель от сети. Приведенная схема является базовой, ее можно дополнить элементами реверса, плавного торможения и прочего.

Стоит обратить внимание на то, что подключение электродвигателя на 380 вольт к 220 все еще нестандартно для трехфазных машин, поэтому мощность получившегося агрегата редко будет больше 50% от номинальной.

При изготовлении и установке таких устройств не забывайте - электробезопасность превыше всего!

Асинхронные электродвигатели, широко используемые в производстве, подключаются по схеме «треугольник» или «звезда». Первый тип в основном используется для двигателей с непрерывным пуском и работой. Совместное соединение используется для пуска электродвигателей большой мощности. Соединение звездой используется в начале пуска, затем при переходе к треугольнику. Также используется схема подключения трехфазного электродвигателя на 220 вольт.

Есть много типов двигателей, но для всех основной характеристикой является напряжение, подаваемое на механизмы, и мощность самих двигателей.

При подключении к сети 220В высокие пусковые токи сокращают срок его службы. В промышленности соединение треугольником используется редко. Мощные электродвигатели соединены «звездой».

Для перехода со схемы подключения электродвигателя 380 на 220 существует несколько вариантов, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Повторное подключение с 380 вольт на 220

Очень важно понимать, как трехфазный электродвигатель подключается к сети 220в. Чтобы подключить трехфазный двигатель к 220в, отметим, что он имеет шесть выводов, что соответствует трем обмоткам. Тестером вызываются провода для поиска катушек. Соединяем их концы пополам - получаем соединение «треугольник» (и три конца).

Для начала подключаем два конца сетевого провода (220 В) к любым двум концам нашего «треугольника».Оставшийся конец (оставшаяся пара скрученных проводов катушки) подключается к концу конденсатора, а оставшийся провод конденсатора также подключается к одному из концов сетевого провода и катушек.

Выберем ли мы одно или другое, будет зависеть от того, в каком направлении начинает вращаться двигатель. Проделав все эти действия, запускаем двигатель, подав на него 220 вольт.

Электродвигатель должен работать. Если этого не произошло, или он не достиг необходимой мощности, необходимо вернуться к первому этапу, чтобы поменять местами провода, т.е.е. переподключить обмотки.

Если при включении мотор гудит, но не крутится, необходимо дополнительно установить (кнопкой) конденсатор. В момент запуска он дает толчок двигателю, заставляя его вращаться.

Видео: Как подключить электродвигатель от 380 до 220

Вызов, т.е. измерение сопротивления, проводимое тестером. Если его нет, можно использовать для фонарика батарейку и обычную лампу: определяемые провода подключаются к цепи, последовательно с лампой.Если обнаружены концы одной обмотки, лампа загорается.

Найти начало и концы обмоток намного сложнее. Без вольтметра со стрелкой не обойтись.


Вам нужно будет подключить к обмотке аккумулятор, а к другой вольтметр.

Разрыв контакта провода с аккумулятором, наблюдать, отклоняется ли стрелка и в каком направлении. Такие же действия проделываем с остальными обмотками, при необходимости меняя полярность.Убедитесь, что стрелка отклоняется в том же направлении, что и при первом измерении.

Схема звезда-треугольник

В отечественных моторах «звезда» часто уже собрана, а треугольник нужно реализовать, т.е. соединить три фазы, а с оставшихся шести концов обмотки собрать звезду. Ниже приведен рисунок, чтобы облегчить понимание.

Основным преимуществом соединения трехфазной цепи звездой является то, что двигатель вырабатывает наибольшую мощность.

Тем не менее, любителям такое подключение «нравится», но в производстве используется нечасто, так как схема подключения сложная.

Для работы нужно три стартера:

Обмотка статора подключена к первому из них, К1, с одной стороны, и току, с другой. Остальные концы статора подключаются к пускателям К2 и К3, а затем обмотка с К2 подключается к фазам, чтобы получился «треугольник».

Подключив к фазе К3, оставшиеся концы немного укорачивают для получения схемы «звезда».

Важно: недопустимо одновременно включать К3 и К2, чтобы не произошло короткого замыкания, которое может привести к остановке электродвигателя машины. Чтобы этого избежать, используйте электрическую блокировку. Работает это так: при включении одного из пускателей отключается другой, т.е. его контакты размыкаются.

Как работает схема

Когда K1 включается с помощью реле времени, K3 включается.Трехфазный звездообразный двигатель работает с большей мощностью, чем обычно. Через некоторое время контакты реле К3 размыкаются, но К2 запускается. Теперь схема двигателя «треугольник», и его мощность становится меньше.

Когда требуется отключение электроэнергии, запускается K1. Схема повторяется в последующих циклах.

Очень сложное соединение требует навыков и не рекомендуется для новичков.

Другие подключения двигателя

Есть несколько схем:


  1. Чаще, чем описанный вариант, используется схема с конденсатором, что поможет значительно снизить мощность.Один из контактов рабочего конденсатора подключен к нулю, второй - к третьему выводу электродвигателя. В итоге получаем маломощный блок (1,5 Вт). При большой мощности двигателя в цепи потребуется пусковой конденсатор. При однофазном подключении просто компенсирует третий выход.
  2. Асинхронный двигатель звездой или треугольником легко подключить при переключении с 380в на 220. Такие двигатели имеют три обмотки. Чтобы изменить напряжение, нужно поменять местами выходы, идущие к вершинам соединений.
  3. При подключении электродвигателей важно внимательно изучить паспорта, сертификаты и инструкции, ведь в импортных моделях часто встречается «треугольник», адаптированный к нашим 220В. Такие моторы, если их игнорировать и включать «звездой», просто сгорают. Если мощность больше 3 кВт, мотор нельзя подключать к бытовой сети. Это чревато коротким замыканием и даже выходом из строя УЗО автомата.

Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть

Ротор, подключенный к трехфазной цепи трехфазного двигателя, вращается благодаря магнитному полю, создаваемому током, протекающим в разное время в разных обмотках.Но когда такой двигатель подключен к однофазной цепи, нет крутящего момента, который мог бы вращать ротор. Самый простой способ подключить трехфазный двигатель к однофазной цепи - это подключить его третий контакт через фазосдвигающий конденсатор.

При подключении к однофазной сети такой двигатель имеет ту же скорость, что и при работе от трехфазной сети. Но этого нельзя сказать о мощности: ее потери значительны и зависят от емкости фазовращающего конденсатора, условий работы двигателя, выбранной схемы подключения.Потери примерно достигают 30-50%.

Цепи могут быть двух-, трех-, шестифазными, но чаще всего используются трехфазные. Под трехфазной схемой понимается совокупность электрических цепей с одинаковой частотой синусоидальной ЭДС, различающихся по фазе, но создаваемых общим источником энергии.

Если нагрузка в фазах одинакова, цепь симметрична. Для трехфазных несимметричных цепей дело обстоит иначе. Полная мощность состоит из активной мощности трехфазной цепи и реактивной мощности.

Хотя большинство двигателей могут работать в однофазном режиме, не все могут работать хорошо. Лучше других в этом смысле асинхронные двигатели, которые рассчитаны на напряжение 380/220 В (первый для звезды, второй для треугольника).

Это рабочее напряжение всегда указывается в паспорте и на табличке, прикрепленной к двигателю. Там же показана схема подключения и варианты ее изменения.



Если присутствует "A", это означает, что можно использовать как треугольник, так и звезду.«B» означает, что обмотки соединены «звездой» и не могут быть соединены иначе.

Результат должен быть таким: при разрыве контактов обмотки с аккумулятором на двух оставшихся обмотках должен появиться электрический потенциал той же полярности (т.е. отклонение стрелки происходит в одном направлении). Выводы начала (А1, В1, С1) и конца (А2, В2, С2) помечаются и подключаются по схеме.

Использование магнитного пускателя

Использование схемы подключения электродвигателя 380 через стартер удобно тем, что пуск может производиться дистанционно.Преимущество пускателя перед автоматом (или другим устройством) в том, что пускатель можно разместить в шкафу, а элементы управления можно вынести в рабочую зону, напряжение и токи минимальны, поэтому провода меньше.

Кроме того, подключение с помощью стартера обеспечивает безопасность в случае «пропадания» напряжения, поскольку при этом размыкаются силовые контакты, и при повторном появлении напряжения стартер не подаст его на оборудование без нажатия кнопки запуска.

Схема подключения стартера асинхронного электродвигателя 380в:


На контактах 1,2,3 и пусковой кнопке 1 (разомкнут) в начальный момент присутствует напряжение. Затем через замкнутые контакты этой кнопки (при нажатии «Пуск») подается на контакты катушки стартера К2, замыкая ее. Катушка создает магнитное поле, сердечник притягивается, контакты пускателя замыкаются, приводя двигатель в движение.

При этом замыкается замыкающий контакт, от которого фаза подается на катушку через кнопку Stop.Получается, что при отпускании кнопки «Пуск» цепь катушки остается замкнутой, как и силовые контакты.

При нажатии «Стоп» цепь разрывается, возвращаясь размыканием силовых контактов. Пропадает напряжение с проводников, питающих двигатель и NO.

Видео: Подключение асинхронного двигателя. Определение типа двигателя.

Инструкции

Как правило, для подключения трехфазного электродвигателя используют три провода и напряжение питания 380 вольт.В сети 220 вольт всего два провода, поэтому для работы двигателя на третий провод тоже нужно подавать напряжение. Для этого используется конденсатор, который называется рабочим конденсатором.

Емкость конденсатора зависит от мощности двигателя и рассчитывается по формуле:
C = 66 * P, где C - емкость конденсатора, мкФ, P - мощность электродвигателя, кВт.

То есть на каждые 100 Вт мощности двигателя необходимо подбирать емкость около 7 мкФ.Таким образом, для двигателя мощностью 500 Вт необходим конденсатор емкостью 35 мкФ.

Требуемую емкость можно собрать из нескольких конденсаторов меньшей емкости, подключив их параллельно. Затем рассчитывается общая емкость по формуле:
Cобщ = C1 + C2 + C3 +… .. + Cn

Важно помнить, что рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1,5 раза больше напряжения питания электродвигателя. . Следовательно, при напряжении питания 220 вольт конденсатор должен быть 400 вольт.Могут применяться конденсаторы типа КБГ, МБГЧ, БГТ.

Для подключения двигателя используются две схемы подключения - «треугольник» и «звезда».

Если в трехфазной сети двигатель был включен по схеме «треугольник», то в однофазную сеть подключаемся по такой же схеме с добавлением конденсатора.

Подключение двигателя звездой осуществляется следующим образом.

Для работы электродвигателей мощностью до 1.5 кВт, емкости рабочего конденсатора вполне достаточно. Если подключить мотор большей мощности, то такой мотор будет очень медленно разгоняться. Поэтому необходимо использовать пусковой конденсатор. Он подключен параллельно рабочему конденсатору и используется только во время разгона двигателя. Затем конденсатор отключается. Емкость конденсатора для запуска двигателя должна быть в 2-3 раза больше емкости рабочего.

Трехфазный двигатель в однофазной сети

Трехфазные двигатели необходимы для различных самоделок: циркулярных, деревообрабатывающих, точильных и сверлильных станков.
Среди различных способов пуска трехфазных электродвигателей в однофазных сетях самый простой и эффективный - с подключением третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Учитывая, что конденсатор сдвигает фазу третьей обмотки на 90 ° С, а между первой и второй фазами сдвиг незначительный, электродвигатель теряет мощность примерно на 40 ... 50% при включении обмоток по схема треугольника. На практике это условие выполнить сложно, обычно двигатель управляется в два этапа: сначала его включают пусковым конденсатором (из-за больших пусковых токов), а после разгона отключают, оставляя только рабочий ( Инжир.1).

C2 = 4800 I / U

U - напряжение сети, В.
Ток, потребляемый электродвигателем, можно измерить амперметром или рассчитать по формуле: на практике это условие выполнить сложно, электродвигатель не работает. обычно управляется в два этапа: сначала включается пусковым конденсатором (из-за больших пусковых токов), а после разгона отключается, оставляя только рабочий (рис. 1).

При нажатии кнопки СБ1 (можно использовать кнопку от стиральной машины - стартер ПНВС-10 УХЛ2) электродвигатель М начинает разгоняться, а когда набирает скорость, кнопка отпускается.SB1.2 открывается, а SB1.1 и SB1.3 остаются закрытыми. Они открываются для остановки двигателя. Если SB 1.2 в кнопке не отрывается, под нее следует подложить шайбу, чтобы она оторвалась. При соединении обмоток двигателя по схеме «треугольник» емкость рабочего конденсатора С2 определяется по формуле:

С2 = 4800 I / U
где I - ток, потребляемый двигателем, А;
U - напряжение сети, В.
Ток, потребляемый электродвигателем, можно измерить амперметром или рассчитать по формуле:
где Р - мощность двигателя, Вт;
U - напряжение сети, В;
н- КПД;
cosψ - коэффициент мощности.Емкость пускового конденсатора С1 выбирается в 2 ... 2,5 раза больше рабочего при большой нагрузке на вал, а их допустимые напряжения должны превышать в 1,5 раза напряжение сети. Лучше всего использовать конденсаторы марки МГБО, МБГП, МБГЧ с рабочим напряжением от 500 В и выше. Пусковые конденсаторы необходимо зашунтировать резистором R1 на 200 ... 500 кОм, через который «течет» оставшийся электрический заряд.

Реверс электродвигателя осуществляется переключением фазы на его обмотке тумблером SA1 (рис.1) типа ТВ1 ... 4 и т. Д.

При работе на холостом ходу по обмотке, подводимой через конденсаторы, протекает ток, па 20 ... 40% превышающий номинальный. Следовательно, если электродвигатель будет часто использоваться в режиме недогрузки или холостого хода, емкость конденсатора C2 должна быть уменьшена. Например, для включения двигателя мощностью 1,5 кВт в качестве рабочего конденсатора можно использовать конденсатор на 100 мкФ, а в качестве пускового - 60 мкФ. Значения емкостей рабочих и пусковых конденсаторов в зависимости от мощности двигателя приведены в таблице.

Если нет возможности закупить бумажные конденсаторы, можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы в качестве пусковых. На рис. 2 приведена схема замены бумажных конденсаторов на электролитические. Допустимое напряжение, чем для обычных бумажных конденсаторов. Так, если для бумажных конденсаторов требуется напряжение 400 В и выше, то для электролита достаточно 300 ... 350 В , поскольку он пропускает только одну полуволну переменного тока, а значит, только половину рабочего напряжения, а для надежности он должен выдерживать амплитудное напряжение однофазной сети, т.е.е. примерно 300 В. Их расчет аналогичен расчету по бумаге.
Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети с использованием электролитических конденсаторов представлена ​​на рис. 3. Подобрать необходимое значение емкости бумажных и оксидных конденсаторов проще всего, измерив, ток в точках a , б, в - токи должны быть равными при оптимальной нагрузке на вал двигателя. Диоды VD1, VD2 подбираются с обратным напряжением не менее 300 В и 1 пр. макс = 10А.При более высокой мощности двигателя диоды устанавливаются на радиаторах по два в плече, иначе может произойти пробой диодов и через оксидный конденсатор будет протекать переменный ток, в результате чего через некоторое время электролит может нагреться и взорваться. Электролитические конденсаторы в качестве рабочих использовать нежелательно, так как длительное протекание через них больших токов приводит к их нагреву и взрыву. Их лучше всего использовать как пусковые установки.

При использовании трехфазного электродвигателя с динамическими (большими) нагрузками на валу можно использовать схему подключения пускового конденсатора с использованием реле тока, что позволяет автоматически подключать и отключать пусковые конденсаторы в момент тяжелого вала нагрузки (рис.3).

При подключении обмоток трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме, представленной на рис. 4, мощность электродвигателя составляет 75% от номинальной мощности в трехфазном режиме, т.е. потери составляют порядка 25%, так как обмотки А и В включены в противофазе при полном напряжении 220 В, а напряжение вращения определяется включением обмотки С. Фазировка обмоток показана точками.

Более практичными и удобными в работе с трехфазными двигателями являются резисторно-индуктивно-емкостные преобразователи однофазной сети 220 В в трехфазную, с токами по фазам до 4А и сдвигом напряжения по фазам около 120 °.Такие устройства универсальны, монтируются в жестяном корпусе и позволяют подключать трехфазные электродвигатели мощностью до 2,5 кВт к однофазной сети 220 В практически без потерь мощности.
В преобразователе используется дроссель с воздушным зазором. Дроссельное устройство показано на рис. 6. При правильном подборе R, C и соотношения витков в секциях дроссельной обмотки такой преобразователь обеспечивает нормальную длительную работу электродвигателей независимо от их характеристик и мощности. степень нагрузки на вал.Вместо индуктивности дано индуктивное сопротивление XL, так как его легче измерить: обмотка дросселя соединяется с крайними выводами через амперметр на напряжение 100 ... 220 В частотой 50 Гц параллельно с вольтметр. Индуктивное сопротивление (активным можно пренебречь) практически определяется как отношение напряжения в вольтах к току в амперах XL = U / J.

Конденсатор С1 должен выдерживать напряжение не менее 250 В, С2 - не менее 350 В. Если использовать конденсаторы КБГ, МБГ-4, то напряжение соответствует номиналу, указанному на маркировке, а конденсаторы МБГП, МБГО при подключении к цепи переменного тока должны иметь примерно двойной запас по напряжению.Резистор R1 должен быть рассчитан на ток до 3А, т.е. на мощность около 700 Вт (намотана никель-хромовой проволокой диаметром 1,3 ... 1,5 мм на фарфоровой трубке с подвижным кронштейном, что позволяет для получения необходимого сопротивления для разных мощностей двигателя). Резистор необходимо защищать от перегрева, защищать от других элементов, токоведущих частей, от прикосновения к людям. Металлическое шасси шасси должно быть заземлено.

Сечение магнитопровода индуктора S = 16... 18см2, диаметр проволоки d = l, 3 ... 1,5 мм, общее количество витков W = 600 ... 700. Форма магнитопровода и марка стали любые, Главное - предусмотреть воздушный зазор (а значит, возможность изменять индуктивное сопротивление), который устанавливается винтами (рис. 6). Чтобы исключить сильное дребезжание дроссельной заслонки, между W-о-разными половинками магнитопровода закладывается деревянный брусок и зажимается саморезами. В качестве дросселя подходят силовые трансформаторы от ламповых цветных телевизоров мощностью 270... 450 Вт. Вся обмотка индуктора выполнена в виде одной катушки с тремя секциями и четырьмя выводами. Если вы используете сердечник с постоянным воздушным зазором, вам придется сделать испытательную катушку без промежуточных отводов, собрать дроссель с примерным зазором, подключить его и измерить XL. Затем подогнать полученное значение к искомому. XL нужно перематывать или перематывать на несколько витков. Выяснив необходимое количество витков, намотайте необходимую катушку, разделив каркас на секции в соотношении W1: W2: W3 = 1: 1: 2.Итак, если общее количество витков равно 600, то Wl = W2 = 150, а W3 = 300. Чтобы увеличить выходную мощность преобразователя и при этом избежать разбаланса напряжений, необходимо изменить значения XL, Rl, Cl, C2, которые рассчитываются исходя из того, что токи в фазах A, B и C должны быть равны при номинальной нагрузке на валу двигателя. В режимах недогрузки двигателя асимметрия фазных напряжений не опасна, если наибольший из фазных токов не превышает номинальный ток двигателя.Преобразование параметров преобразователя на другую мощность осуществляется по формулам:

С1 = 80П;
С2 = 40П;
Рл = 140 / П;
XL = 110 / P,
W = 600 / P,
S = 16P,
d = 1.4P;

Где P - мощность преобразователя в киловаттах, а номинальная мощность двигателя - его мощность на валу. Если коэффициент полезного действия двигателя неизвестен, его можно принять в среднем 75 ... 80%.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *