В статье вы узнаете о том, каким образом можно двигатель на 380 подключить на 220 В. В бытовой сети напряжение однофазное 220 В. А большая часть асинхронных моторов рассчитана на 380 В и три фазы. А при изготовлении самодельных сверлильных станков, бетономешалок, наждаков и прочих возникает необходимость использовать мощный привод. Мотор от болгарки, например, не получится использовать – у него много оборотов, а мощность маленькая, приходится применять механические редукторы, которые усложняют конструкцию.
Особенности конструкции асинхронных трехфазных моторов
Асинхронные машины переменного тока – это просто находка для любого хозяина. Вот только подключить к бытовой сети их оказывается проблематично. Но все равно можно найти подходящий вариант, при использовании которого потери мощности окажутся минимальными.
Перед тем, как подключить двигатель 380 на 220, нужно разобраться с его конструкцией. Он состоит из таких элементов:
- Ротор, изготовленный по типу «беличья клетка».
- Статор с тремя одинаковыми обмотками.
- Клеммная коробка.
Обязательно на двигателе должен быть металлический шильдик – на нем прописаны все параметры, даже год выпуска. В клеммную коробку выходят провода из статора. При помощи трех перемычек все провода коммутируются между собой. А теперь давайте рассмотрим, какие схемы подключения мотора существуют.
Узнаем, как выполняется соединение обмоток трехфазных электродвигателей
Трехфазные асинхронные электродвигатели (синхронные машины применяются в качестве генераторов переменного тока) всегда имеют три одинаковые катушки (по числу фаз), и соответственно, 6 выводов. Посмотрим, сколько проводов выходит из нашего агрегата. Дла этого снимем крышку барно
(это такая коробочка сверху, куда выведены концы намоток) and обратим свой внимательный взор на то, каким образом соединены выходы статора. Скорее всего, мы увидим следующее:
Начала выводов статора обозначаются символами С1 С2 С3, концы – С4 С5 С6. В одну точку могут соединяться либо начала, либо концы обмоток, эта схема соединения называется “звездой”. Если из корпуса двигателя просто выходят 6 проводов, то ищите на них обозначения С1 .. С6, нередко в таких случаях у таблички приводится схема включения с номиналами конденсаторов тоже. Но для того, что бы можно было подключать машину 380в в сеть 220в, необходимо немного изменить схему подсоединения выводов.
Подключение по схеме «звезда»
У каждой обмотки есть начало и конец. Перед тем, как подключить двигатель 380 на 220, нужно выяснить, где концы обмоток. Для соединения по схеме «звезда» достаточно установить перемычки таким образом, чтобы все концы были замкнуты. Три фазы нужно подключать к началам обмоток. При запуске двигателя от трехфазной сети желательно использовать именно эту схему, так как при работе не индуцируются высокие токи.
Но добиться высокой мощности вряд ли удастся, поэтому применяют на практике гибридные схемы. Запускают мотор с включенными обмотками по схеме «звезда», а при выходе на устоявшийся режим происходит переключение на «треугольник».
Схема подключения обмоток «треугольник»
Минус использования такой схемы в трехфазной сети – в обмотках и проводах индуцируются большие токи. Это приводит к повреждению электрооборудования. Зато при работе в бытовой сети 220 В таких проблем не наблюдается. И если вы думаете, как подключить асинхронный двигатель 380 на 220 В, то ответ очевиден – только при помощи использования схемы «треугольник». Для того чтобы произвести подключение по такой схеме, нужно начало каждой обмотки соединить с концом предыдущей. К вершинам полученного треугольника нужно подключить питание.
Общие правила
Перед началом включения обязательно проверяется величина напряжения, на которое рассчитан электродвигатель – если подключить разность потенциалов больше указанной, обмотки перегреются, если низкое, он не запустится.
Как правило, на асинхронных машинах указывается сразу два параметра, реже только один:
- 660/380 В;
- 380/220 В;
- 220/127 В.
Номинал определяется совместно со схемой соединения обмоток – звезда или треугольник. В первом случае обмотки имеют общую точку, а фазные провода соединяются с остальными тремя выводами катушек. Во втором, конец одной обмотки присоединяется к началу следующей таким образом, что образуется замкнутый контур. Одни агрегаты включаются только звездой, другие, треугольником, а некоторые можно самостоятельно подключать любым из способов, обе характеристики указаны на шильде электродвигателя.
Для треугольника используется меньшее напряжение, а для звезды большее из двух указанных. Отличие в том, что трехфазные двигатели, соединенные звездой, будут иметь плавный пуск, а треугольник сможет выдать большую мощность.
Физически подключение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть не принесет никакого результата – вращение вала так и не произойдет. Причина этого в отсутствии переменного электрического поля, обеспечивающего попеременное воздействие на ротор. Поэтому проблему можно решить, обеспечив смещение электрического напряжения и тока в фазных обмотках. Чтобы получить желаемый результат от одной фазы, можно дополнительно включить в цепь конденсатор, который обеспечит отставание напряжения до -90º.
Однако полноценного смещения напряжения в обмотках статора добиться не получится. Хоть на электродвигатель подается и номинальное напряжение, КПД составит всего 30 – 50%, что будет определяться схемой соединения обмоток асинхронного электродвигателя.
Не включайте электродвигатель без нагрузки. Так как он не предназначен для такого режима, электрическая машина быстро выйдет со строя. Минимизируйте холостой ход насколько это возможно.
Подключение двигателя с помощью частотного преобразователя
Этот способ одновременно является самым простым, прогрессивным и дорогим. Хотя, если вам нужна функциональность от электропривода, никаких денег не пожалеете. Стоимость самого простого преобразователя частоты составляет около 6000 рублей. Но с его помощью не составит труда двигатель на 380 подключить на 220 В. Но нужно правильно выбрать модель. Во-первых, нужно обращать внимание на то, к какой сети разрешается производить подключение прибора. Во-вторых, обратите внимание на то, сколько выходов у него.
Для нормальной работы в бытовых условиях вам необходимо, чтобы частотный преобразователь подключался к однофазной сети. А на выходе должно быть три фазы. Рекомендуется внимательно изучить инструкцию по эксплуатации, чтобы не ошибиться с подключением, в противном случае могут погореть мощные транзисторы, которые установлены в устройстве.
Использование конденсаторов
При использовании мотора мощностью до 1500 Вт можно устанавливать только один конденсатор – рабочий. Чтобы вычислить его мощность, воспользуйтесь формулой:
Сраб=(2780*I)/U=66*P.
I – рабочий ток, U – напряжение, Р – мощность двигателя.
Чтобы упростить расчет, можно поступить иначе – на каждые 100 Вт мощности необходимо 7 мкФ емкости. Следовательно, для двигателя 750 Вт нужно 52-55 мкФ (нужно поэкспериментировать немного, чтобы добиться нужного смещения фазы).
В том случае, если нет в наличии конденсатора нужной емкости, нужно соединить параллельно те, которые имеются, при этом используется такая формула:
Собщ=C1+C2+C3+…+Cn.
Пусковой конденсатор необходим при использовании двигателей, мощность которых свыше 1,5 кВт. Пусковой конденсатор работает только в первые секунды включения, чтобы дать «толчок» ротору. Он включается через кнопку параллельно рабочему. Другими словами, с его помощью сильнее сдвигается фаза. Только таким образом можно подключить двигатель 380 на 220 через конденсаторы.
Суть использования рабочего конденсатора – это получение третьей фазы. В качестве первых двух используются ноль и фаза, которая уже есть в сети. Проблем с подключением двигателя возникнуть не должно, самое главное – прячьте конденсаторы подальше, желательно в герметичный крепкий корпус. Если элемент выйдет из строя, он может взорваться и нанести вред окружающим. Напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 В.
Проверка и сборка
Далее делают сборку двигателя, наживив основные болты для «прозвонки» и проверки токов каждой фазы. С помощью токовых клещей проверяют токи обмоток каждой из фаз через нагрузку и автоматический выключатель. Они должны быть одинаковыми. Затем двигатель собирают, закручивая все болты и проверяя его на правильность вращения и работу в холостом режиме.
Если всё работает нормально, то механизм разбирают снова для покрытия обмоток статора лаком. Статор помещают в лак для пропитки обмоток и заполнения пустот. Затем его поднимают, давая стечь лаку, и сушат на открытом воздухе или в специальной сушилке. Для ускорения сушки применяют лампу накаливания мощностью 0,5-1 кВт, вставленную в статор и включённую в сеть.
После просушки двигателя производят его полную сборку, ещё раз проверяют сопротивление изоляции. Делают проверку двигателя на холостом ходу. Лучше для этой цели использовать понижающий трансформатор и автоматический выключатель (желательно УЗО). Только после проверки можно использовать двигатель на полном напряжении.
Правильно провести перемотку помогут следующие советы специалистов:
При проведении всех работ необходимо пользоваться исправным инструментом, а также заведомо исправными измерительными приборами и тестерами
Особое внимание нужно обратить на исправность защиты элементов питания , качество изоляции и влажность материалов, применяемых во время ремонта
Однофазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором должен иметь пусковую и рабочую обмотки. Их расчет производят так же, как расчет обмоток трехфазных асинхронных двигателей.
Число проводников в пазу рабочей обмотки (укладывается в 2/3 пазов статора) N р = (0.5 ÷ 0.7) x N x U с / U , где N — число проводников в пазу трехфазного электродвигателя; U с — напряжение однофазной сети, В; U — номинальное напряжение фазы трехфазного двигателя, В.
Меньшие значения коэффициента берутся для двигателей большей мощности (около 1 кВт) с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы.
Диаметр (мм) провода по меди рабочей обмотки, где d — диаметр провода по меди трехфазного двигателя, мм.
Пусковая обмотка укладывается в 1/3 пазов.
Наиболее распространены два варианта пусковых обмоток: с бифилярными катушками и с дополнительным внешним сопротивлением.
Обмотка с бифилярными катушками наматывается из двух параллельных проводников с разным направлением тока (индуктивное сопротивление рассеяния бифилярных обмоток близко к нулю).
Подключение без конденсаторов
Но ведь можно и без конденсаторов подключить двигатель 380 на 220, для этого даже не придется покупать частотный преобразователь. Достаточно порыться в гараже и отыскать несколько главных компонентов:
- Два транзистора типа КТ315Г. Стоимость на радиорынке около 50 коп. за штуку, иногда даже меньше.
- Два тиристора типа КУ202Н.
- Полупроводниковые диоды Д231 и КД105Б.
Вам также потребуется наличие конденсаторов, резисторов (постоянных и одного переменного), стабилитрона. Вся конструкция заключается в корпус, который сможет защитить от поражения электрическим током. Элементы, используемые в конструкции, должны работать при напряжении до 300 В и токе до 10 А.
Можно осуществить как навесной монтаж, так и печатный. Во втором случае потребуется фольгированный материал и умение с ним работать. Обратите внимание на то, что отечественные тиристоры типа КУ202Н сильно нагреваются, особенно если мощность привода свыше 0,75 кВт. Поэтому элементы устанавливайте на радиаторы из алюминия, при необходимости используйте дополнительный обдув.
Теперь вы знаете, как самостоятельно двигатель на 380 подключить на 220 (в бытовую сеть). Ничего сложного в этом нет, вариантов много, поэтому можно выбрать самый подходящий для конкретной цели. Но лучше один раз потратиться и приобрести частотный преобразователь, он увеличивает число функций привода во много раз.
Теория В. Голика
В основе такой реализации лежит запуск мотора с использованием имеющейся элементной базы. В состав силовой части электрического ключа, с помощью которого осуществляется коммутация, входят такие мощные элементы:
- два диода: VD 1 и 2;
- тиристоры: VS 1 и 2.
Все эти детали подключены с применением схемы обыкновенного моста. Но, в данной схеме эти элементы реализуют другую функцию – проводят шунтирование обмотки подсоединенного мотора посредством своих «плеч» из одного диода и транзистора. Осуществляется это сразу после достижения агрегатом амплитудных параметров от синусоиды, представленной на схеме. Благодаря такому подключению создается электронный блок двунаправленного срабатывания, который в процессе работы реагирует на волны гармоник. Они бывают двух типов:
- положительные;
- отрицательные.
С помощью диодов VD 3 и 4 реализуется напряжение импульса с двумя полупериодами. Сигнал этот поступает напрямую на цепи управления. Ограничивается он и далее стабилизируется при помощи резисторного элемента R1 и стабилизатора VD5.
Сигналы, нацеленные на открывание тиристоров электрического ключа, исходят от транзисторов с 2 полюсами, на рисунке они маркируются как VT 1 и 2. Резистор переменного действия R7, рассчитанный на 10 кОм, выполняет важную функцию регулирования момента открывания тиристора.
В ситуациях, когда его регулятор находится в начальномм положении сопротивления, электрический блок активируется даже при самом малом напряжении амплитуды, которая имеет место в обмотке «В».
Наличие наивысшего ввода резисторного сопротивления R7 позволяет отключать ключ. Старт схемы проводится, когда положение ползунка вышеуказанного резистора соответствует показателю самого высокого сдвига токовых фаз между катушками.
Электронный ключ на симисторе
Старт системы реализуется достаточно просто – необходимо перевести ползунок R7 в положение, полностью соответствующее наибольшему фазовому сдвигу токов между катушками. Далее происходит сдвигание регулятора, тем самым определяя самый устойчивый рабочий режим, напрямую зависящий от уровня приложенной нагрузки и мощности электродвигателя. Силовые агрегаты с разными показателями номиналов взаимозаменяемые, широко представленные на отечественном рынке.
Силовые компоненты системы, реализованные с целью дальнейшей работы с моторами малых мощностей, могут конструироваться без охладительных радиаторов в конструкции. Когда же распределители функционируют на максимальных ресурсах, использование теплоотвода является обязательным.
Электрические блоки применяются под напряжением сети 220В . Отдельные компоненты необходимо тщательно заизолировать, тем самым защитив от случайных касаний. Соблюдение мер безопасности – еще один немаловажный аспект при реализации подключения, который обязательно необходимо соблюдать.
