- Використання електролітичних конденсаторів в схемах запуску електродвигунів
- Включення потужних трифазних двигунів в однофазну мережу.
Іноді в розпорядженні домашнього майстра виявляється трифазний двигун тієї чи іншої потужності. Залежно від його потужності можна зробити точильний верстат, привід для гаражних воріт, привід для саморобної бетономішалки, і так далі. Одним із завдань при використанні такого двигуна є його підключення до мережі, як правило - однофазної, 220 вольт. Нагадаємо, що трифазний двигун як правило розрахований на 380 вольт і підключення до 3-х фазної мережі, оскільки має 3 обмотки. Тому що б змусити його крутитись, доводиться вдаватися до додаткових хитрувань.
Серед різних способів запуску трифазних електродвигунів в однофазну мережу, найбільш простий базується на підключенні третьої обмотки через фазосдвігающій конденсатор. Корисна потужність розвивається двигуном в цьому випадку становить 50 ... 60% від його потужності в трифазному включенні. Не всі трифазні електродвигуни, однак, добре працюють при підключенні до однофазної мережі. Серед таких електродвигунів можна виділити, наприклад, з подвійною кліткою короткозамкнутого ротора серії МА. У зв'язку з цим при виборі трифазних електродвигунів для роботи в однофазної мережі слід віддати перевагу двигунам серій А, АТ, АО2, АПН, УАД та ін.
Для нормальної роботи електродвигуна з конденсаторним пуском необхідно, щоб ємність використовуваного конденсатора мінялася залежно від числа обертів. На практиці ця умова виконати досить складно, тому використовують двоступенева управління двигуном. При пуску двигуна підключають два конденсатора, а після розгону один конденсатор відключають і залишають тільки робочий конденсатор.
Якщо, наприклад, в паспорті електродвигуна вказано напругу його живлення 220/380, то двигун включають в однофазну мережу за схемою, представленої на рис. 1
Мал. 1 Принципова схема включення трифазного електродвигуна в мережу 220 в., Де
З р - робочий конденсатор;
З п - пусковий конденсатор;
П1 - пакетний вимикач
Після включення пакетного вимикача П1 замикаються контакти П1.1 і П1.2, після цього необхідно відразу ж натиснути кнопку \\\ "Розгін \\\". Після набору оборотів кнопка відпускається. Реверсування електродвигуна здійснюється шляхом перемикання фази на його обмотці тумблером SA1.
Ємність пускового конденсатора Сп вибирають в 2..2,5 рази більше ємності робочого конденсатора. Ці конденсатори повинні бути розраховані на напругу в 1,5 рази більше напруги мережі. Для мережі 220 В краще використовувати конденсатори типу МБГО, МБПГ, МБГЧ з робочою напругою 500 В і вище. За умови короткочасного включення в якості пускових конденсаторів можна використовувати і електролітичні конденсатори типу К50-3, ЕГЦ-М, КЕ-2 з робочою напругою не менше 450 В.
Для більшої надійності електролітичні конденсатори з'єднують послідовно, поєднуючи між собою їх мінусові висновки, і шунтируют резистором R1 з опором 200 ... 300 Ом
Резистор R1 необхідний для \\\ "стікання \\\" залишився електричного заряду на конденсаторах. Загальна ємність з'єднаних конденсаторів складе (С1 + С2) / 2.
На практиці величину ємностей робітників і пускових конденсаторів вибирають в залежності від потужності двигуна по табл. 1
потужність трифазного
двигуна, кВт 0,4 0,6 0,8 1,1 1,5 2,2
мінімальна ємність
робочого конденсатора
Ср, мкФ 40 60 80 100 150 230
мінімальна ємність
пускового конденсатора
Ср, мкФ 80 120 160 200 250 300
Слід зазначити, що у електродвигуна з конденсаторним пуском в режимі холостого ходу по обмотці, яка живиться через конденсатор, протікає струм на 20 ... 30% перевищує номінальний. У зв'язку з цим, якщо двигун часто використовується в недовантажених режимі або вхолосту, то в цьому випадку ємність конденсатора Ср слід зменшити. Може трапитися, що під час перевантаження електродвигун зупинився, тоді для його запуску знову підключають пусковий конденсатор, знявши навантаження взагалі або знизивши її до мінімуму.
Ємність пускового конденсатора Сп можна зменшити при пуску електродвигунів на холостому ходу або з невеликим навантаженням. Для включення, наприклад, електродвигуна АО2 потужністю 2,2 кВт на 1420 об / хв можна використовувати робочий конденсатор ємністю 230 мкФ, а пусковий - 150 мкФ. В цьому випадку електродвигун впевнено запускається при невеликому навантаженні на валу.
Використання електролітичних конденсаторів в схемах запуску електродвигунів
При включенні трифазних асинхронних електродвигунів в однофазну мережу, як правило, використовують звичайні паперові конденсатори. Практика показала, що замість громіздких паперових конденсаторів можна використовувати оксидні (електролітичні) конденсатори, які мають менші габарити і більш доступні в плані покупки. Схема еквівалентної заміни звичайного паперового дана на малюнку.
Позитивна полуволна змінного струму проходить через ланцюжок VD1, С1, а негативна VD2, С2. Виходячи з цього можна використовувати оксидні конденсатори з допустимою напругою в два рази меншим, ніж для звичайних конденсаторів тієї ж ємності. Наприклад, якщо в схемі для однофазно мережі напругою 220 В використовується паперовий конденсатор на напругу 400 В, то при його заміні, за вищенаведеною схемою, можна використовувати електролітичний конденсатор на напругу 200 В. У наведеній схемі ємності обох конденсаторів однакові і вибираються аналогічно методиці вибору паперових конденсаторів для пускового пристрою.
Принципова схема включення трифазного двигуна в однофазну мережу за допомогою електролітичних конденсаторів.
У наведеній схемі, SA1 - перемикач напрямку обертання двигуна, SB1 - кнопка розгону двигуна, електролітичні конденсатори С1 і С3 використовуються длч пуску двигуна, С2 і С4 - під час роботи.
Підбір електролітичних конденсаторів в схемі рис. 7 краще проводити за допомогою струмовимірювальних кліщів. Вимірюють струми в точках А, В, С і домагається рівності струмів в цих точках шляхом ступеневої підбору ємностей конденсаторів. Заміри проводять при навантаженому двигуні в тому режимі, в якому передбачається його експлуатація. Діоди VD1 і VD2 для мережі 220 В вибираються зі зворотним максимально допустимою напругою не менше 300 В. Максимальний прямий струм діода залежить від потужності двигуна. Для електродвигунів потужністю до 1 кВт підійдуть діоди Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 з прямим струмом 10 А. При більшій потужності двигуна від 1 кВт до 2 кВт потрібно взяти більш потужні діоди з відповідним прямим струмом, або поставити кілька менш потужних діодів паралельно , встановивши їх на радіатори.
Слід звернути УВАГА на те, що при перевантаженні діода може статися його пробою і через електролітичний конденсатор потече змінний струм, що може привести до його нагрівання і вибуху.
Включення потужних трифазних двигунів в однофазну мережу.
Конденсаторная схема включення трифазних двигунів в однофазну мережу дозволяє отримати від двигуна не більше 60% від номінальної потужності, в той час як межа потужності весь-електричний пристрої обмежується 1,2 кВт. Цього явно недостатньо для роботи електрорубанка або електропили, які повинні мати потужність 1,5 ... 2 кВт. Проблема в даному випадку може бути вирішена використанням електродвигуна більшої потужності, наприклад, з потужністю 3 ... 4 кВт. Такого типу двигуни розраховані на напругу 380 В, їх обмотки з'єднані \\\ "зіркою \\\" і в клемній коробці міститься всього 3 виведення. Включення такого двигуна в мережу 220 В призводить до зниження номінальної потужності двигуна в 3 рази і на 40% при роботі в однофазної мережі. Таке зниження потужності робить двигун непридатним для роботи, але може бути використано для розкрутки ротора вхолосту або з мінімальним навантаженням. Практика показує, що більша частина електродвигунів впевнено розганяється до номінальних обертів, і в цьому випадку пускові струми не перевищують 20 А.
Найбільш просто можна здійснити переклад потужного трифазного двигуна в робочий режим, якщо переробити його на однофазний режим роботи, отримуючи при цьому 50% номінальної потужності. Перемикання двигуна в однофазний режим вимагає невеликої його доопрацювання. Розкривають клемник і визначають, з якого боку кришки корпусу двигуна підходять висновки обмоток. Відвертають болти кріплення кришки і виймають її з корпусу двигуна. Знаходять місце з'єднання трьох обмоток в загальну точку і підпоюють до спільної точки додатковий провідник з перетином, відповідним перетину проводу обмотки. Скручування з підпаяти провідником ізолюють ізоляційною стрічкою або полівінілхлоридної трубкою, а додатковий висновок простягають в клемник. Після цього кришку корпусу встановлюють на місце.
Під час розгону двигуна використовується з'єднання обмоток \\\ "зіркою \\\" з підключенням фазосдвигающей конденсатора Сп. У робочому режимі в мережу залишається включеною тільки одна обмотка, і обертання ротора підтримується пульсуючим магнітним полем. Після перемикання обмоток конденсатор Сп розряджається через резистор Rр. Робота представленої схеми була випробувана з двигуном типу АІР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об / хв), встановленому на саморобному деревообробному верстаті і показала свою ефективність.
Недоліком запропонованої схеми включення потужного трифазного електродвигуна в однофазну мережу можна вважати чутливість двигуна до перевантажень. Якщо навантаження на валу досягне половини потужності двигуна, то може відбутися зниження швидкості обертання валу врлоть до повної його зупинки. У цьому випадку знімається навантаження з вала двигуна. Перемикач перекладається спочатку в положення \\\ "Розгін \\\", а потім в положення \\\ "Робота \\\" і продовжують подальшу роботу.
За матеріалами статті з http://www.elremont.ru/electrik/trifaz220.php
Публікується з дозволу автора.