Schematy połączeń do podłączenia silnika trójfazowego do sieci jednofazowej: kondensator, rezystor, przez konwerter

W osobistym gospodarstwie domowym często wymagane jest podłączenie jakiejś maszyny lub urządzenia w celu ułatwienia czynności. Może to być krajalnica do pasz i domowa kruszarka, okrągła i betoniarka i wiele więcej. Wszystkie urządzenia zwykle używają silniki asynchroniczne 3 fazowe. Są najczęstsze. Pozostaje tylko wybrać metodę włączenia tego silnika na jednofazowy 220 V.

Połączenie standardowe

Wszystkie trójfazowe silniki asynchroniczne są podłączone do sieci 380 V. W tym samym czasie wydają maksymalna moc i najwyższe obroty. Ale nie każdy właściciel ma możliwość przeprowadzenia wszystkich trzech faz na swojej stronie. Wynika to z kosztów finansowych instalacji specjalnych liczników i różnych tablic pomiarowych energii elektrycznej. Ponadto sama formalność zajmuje sporo czasu.

Zgodnie ze standardowym schematem, aby podłączyć silnik trójfazowy do 380 V, podłącza się trzy fazy ze standardowymi zaciskami silnika poprzez startery, z którymi odbywa się uruchomienie. W skrzynce przyłączeniowej silnika zwykle są wolne trzy styki, do których dołączone są trzy fazy. Nie ma absolutnie żadnej różnicy, którą fazę podłączyć do konkretnego przewodu. To prawda, że ​​jest jeden niuans - przy zmianie przewodów połączeniowych, bez dotykania trzeciego przewodu, silnik elektryczny obraca się w przeciwnym kierunku, co czasami jest konieczne w działalności gospodarczej.

Połączenie uzwojeń

Schematy połączeń tylko dwa uzwojenia w silniku - „gwiazda” lub „trójkąt”. A sposób ich połączenia zależy od wydajności silnika. Żadne połączenie nie marnuje energii. Z drugiej strony przy nadmiernym obciążeniu silniki z „gwiazdą” spowalniają swoją prędkość niż ich odpowiedniki z „trójkątem”. Stąd wyciąga się wniosek, że silniki z „gwiazdą” wymagają mniejszego prądu rozruchowego, a tym samym mniejszego obciążenia sieci energetycznej podczas rozruchu.

Silniki z połączeniem uzwojenia „delta” dostarczają swoją moc do końca, nawet przy dużym obciążeniu, nie tracąc w ogóle prędkości. Ale potem nagle się zatrzymują, a do następnego uruchomienia wymagany jest ogromny prąd rozruchowy, który nadmiernie przeciąża sieć elektryczną.

W przemyśle stosowane są oba schematy połączeń. Silniki z „gwiazdą” znajdują zastosowanie tam, gdzie wymagane jest ich systematyczne włączanie i wyłączanie, np. na dowolnych liniach produkcyjnych, przetwórczych, montażowych i tak dalej. Do pracy potrzebne są silniki z uzwojeniami połączonymi w „trójkąt” na stałych trybach ładuje np. przenośnik wyładowczy z kopalni i inne.

W prywatnych gospodarstwach pomocniczych najczęściej stosuje się silniki, w których wykonuje się połączenie uzwojeń zgodnie z zasadą „gwiazdy”. Zgodnie z tym schematem silniki łatwo się uruchamiają, a to nie obciąża sieci elektrycznej prywatnego domu.

Silnik elektryczny w sieci domowej

Zwykłe napięcie nominalne gniazdka domowego wynosi 220 V. Jest uważany za jednofazowy i wszystkie urządzenia elektryczne są do niego przeznaczone. Urządzeniaod telewizora po najnowszy młynek.

Ale jeśli konieczne jest podłączenie silnika trójfazowego do sieci jednofazowej, pojawia się kilka problemów. Mianowicie:

• uruchomienie jest niemożliwe bez dodatkowych urządzeń;
• gdy silnik pracuje, 30-40% mocy jest tracone. Jest to wymuszona strata, ponieważ w pracę zaangażowane są tylko dwa uzwojenia stojana zamiast trzech.

Mimo to asynchroniczne silniki trójfazowe do 2,2 kW są z powodzeniem podłączane do zwykłego domowego gniazdka. Są na to trzy sprawdzone sposoby.

1. Podłączenie kondensatora silnika elektrycznego.
2. Przełączanie rezystora.
3. Włączenie poprzez przetwornicę częstotliwości.

Wszystkie trzy metody połączenia mają swoje plusy i minusy, dlatego wybierają najbardziej dogodną do konkretnych warunków. A także wszystko zależy od możliwości finansowych właściciela.

Podłączenie kondensatora

To jest najczęstszy sposób. I polega na wprowadzeniu określonej liczby pojemników, aby: nastąpiło przesunięcie fazowe trzecie nieużywane uzwojenie stojana. To znacznie ułatwia rozruch silnika. Sposób podłączenia silnika trójfazowego 220 V można szczegółowo zobaczyć na schemacie. Przedstawiono tutaj dwa rodzaje połączeń uzwojenia stojana.

• C1-C4, C2-C5, C3-C6 - oznaczenia uzwojeń stojana;
• Ср - kondensator roboczy;
• Cn - kondensator rozruchowy;
• KN - przycisk do startu.

Oczywiście jeśli silnik bez użycia kondensatorów jest odpowiednio obrócony ręcznie do 1 tys. rpm, a następnie podłącz go do sieci 220 V, wtedy najprawdopodobniej zadziała. Ale nikt nigdy tego nie zrobił. Zwykle wyszukiwane lub kupowane pojemniki na start.

Pojemność kondensatora roboczego oblicza się ze wzoru C = 67 × P, gdzie P to moc silnika w kW, a C to pojemność kondensatora w μF. W praktyce stosują jeszcze prostszą formułę – 7 μF na każde 100 W mocy. Na przykład silnik o mocy 2,2 kW wymaga kondensatora 154 μF. Kondensatory o tak dużych pojemnościach są dość rzadkie, dlatego rekrutuje się ich kilka i łączy równolegle. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę napięcie, dla którego są zaprojektowane. Powinien wynosić ponad 220 woltów przez około półtora raza.

Zazwyczaj stosuje się kondensatory takich typów jak BGT, KBP, MBGCH, MBGO i tym podobne. To jest najbardziej bezpieczne pojemniki papierowezdolny do wytrzymania znacznego przeciążenia podczas uruchamiania silnika. Ponadto są słabo podatne na nagrzewanie. Ale w przypadku ich braku stosuje się również kondensatory elektrolityczne. W tym przypadku korpusy tych pojemników są połączone i dobrze izolowane, ponieważ po wyschnięciu elektrolitu mogą eksplodować pod obciążeniem. To prawda, dość rzadko.

Podczas rozruchu silnika o mocy do 2,2 kW używany jest tylko kondensator roboczy. Wystarczy rozpędzić silnik do prędkości nominalnej. Przy większej mocy konieczne jest zastosowanie kondensatora rozruchowego. Jego pojemność jest 2,5 - 3 razy większa niż działająca, czyli dla silnika 2,2 kW będzie to 300 - 450 μF. Te elektrolityczne są często używane jako pojemności rozruchowe, ponieważ w tym przypadku działają przez krótki czas i są potrzebne tylko do rozruchu. Po ustawieniu przez silnik pełnej prędkości kondensatory rozruchowe są wyłączane przyciskiem KN, co pokazano na schemacie.

Aby zmienić kierunek obrotów silnika elektrycznego, konieczne jest dokonanie zmian. Aby to zrobić, musisz odwołać się do schematu, na którym uzwojenia są połączone „gwiazdą”:

• zamiast C1-C2 podłącz do sieci jednofazowej C1-C3;
• kondensator roboczy Cp jest włączony między C2 i C3;
• przełącz przycisk z kondensatorem rozruchowym na C2-C3.

Na schemacie połączeń „trójkąt” wykonywane są podobne działania.

Istnieje specjalny obwód elektryczny do przełączania obrotów silnika, który jest rzadko używany w praktyce. Zwykle obrót jest ustawiony w jednym kierunku. Do napędzania konkretnego urządzenia lub jednostki potrzebny jest silnik, a do zmiany obrotów korpusu roboczego stosuje się zwykłą skrzynię biegów. Widać to na przykładzie tokarki lub innej maszyny. W prywatnych działkach pomocniczych, na przykład, aby zmienić przebieg taśmy, gdzie ziemniaki są kalibrowane, używają również reduktora. To znacznie upraszcza pewne zadanie i zapewnia dobre techniki bezpieczeństwa.

Przełączanie rezystorowe silnika elektrycznego

W przypadku braku kondensatorów do podłączenia silnika trójfazowego do sieci jednofazowej, czasami użyj rezystorów. Są to potężne opory ceramiczne lub zeszklone. Drut wolframowy o grubości do 1 mm wystarczy. Po podłączeniu jest skręcany w sprężynę i umieszczany w ceramicznej rurce.

Wielkość rezystancji oblicza się według wzoru R = (0,87 × U) / I, gdzie U jest napięciem sieci jednofazowej 220 V, a I jest wartością prądu w amperach A.

Schemat połączeń z rezystorami jest stosowany tylko w silnikach do 1 kW, ponieważ w rezystancji występują duże straty energii.

Przez przetwornicę częstotliwości

Uruchamianie silnika 3-fazowego z sieci 220 V za pomocą tego urządzenia jest teraz najbardziej obiecujący. Dlatego jest stosowany w najnowszych projektach sterowania napędem elektrycznym. Faktem jest, że gdy zmienia się napięcie i częstotliwość sieci, zmienia się liczba obrotów silnika, aw rezultacie kierunek obrotów.

Konwerter jest dwie części elektronicznektóre znajdują się w tym samym budynku. To jest moduł sterujący i zasilający. Pierwszy odpowiada bezpośrednio za rozruch i regulację, a drugi zasila silnik w energię elektryczną.

Zastosowanie przekształtnika do uruchomienia silnika trójfazowego z sieci domowej pozwala radykalnie zmniejszyć prąd rozruchowy a tym samym obciążenie. W praktyce silnik można uruchamiać stopniowo, zwiększając jego prędkość od 0 do 1000 - 1500 obr/min.

Chociaż takie urządzenie ma bardzo wysoki koszt, to ogranicza jego użycie w gospodarstwie domowym. Dodatkowo, ze względu na słabe wskaźniki jakości samej sieci energetycznej, urządzenie jest stale ulepszane. Zmusza to wielu właścicieli do korzystania ze starych sprawdzonych metod łączenia silników trójfazowych z siecią jednofazową.

Wykorzystanie silników jednofazowych w życiu codziennym

Oprócz silników trójfazowych szeroko stosowane są również jednofazowe silniki asynchroniczne. Stosowane są wszędzie w potężnych pompach, pralkach, systemach grzewczych i wentylacyjnych, i cieszą się również popularnością wśród prywatnych przedsiębiorców, którzy zdecydowali się otworzyć własne tartak.

Takie silniki są podłączone do zwykłej sieci 220 V. Wewnątrz tych silników są dwa uzwojenia - jedno się uruchamia, drugie pracuje. Kiedy tworzysz między nimi przesunięcie fazowe, uzyskuje się wirujące pole magnetyczne - jest to główny warunek uruchomienia tych silników. Fazy ​​są przesuwane, podobnie jak w przypadku silników trójfazowych, przez dodanie kondensatorów. Schemat okablowania silnika jednofazowego jest bardzo podobny do schematu silnika trójfazowego.

Obliczenia kondensatorów przeprowadza się według tego samego wzoru lub bierze się pod uwagę, że na każdy kilowat mocy silnika potrzebne jest 75 μF pojemności. To jest dla kondensatora roboczego, a dla kondensatora rozruchowego - trzy razy więcej. Ponadto kondensatory muszą być w stanie wytrzymać napięcie co najmniej 300 V. Przy małej mocy silnika są dość kosztowne przy jednej pojemności roboczej.