FAQ по электротехнике

Вопрос: Как включить трехфазный двигатель в сеть переменного тока 220 В?
Ответ:

Простой способ включения трехфазного двигателя

Выбор трехфазного двигателя для подключения в однофазную сеть

Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, наиболее простой базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность, развиваемая двигателем в этом случае, составит 50-60% от его мощности в трёхфазном включении. Не все трехфазные двигатели, однако, хорошо работают при включении в однофазную цепь. Среди таких двигателей можно выделить, например, с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АОЛ, АПН, УАД и др.

Для нормальной работы электродвигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость используемого конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить довольно сложно, поэтому используют двухступенчатое управление двигателем. При пуске двигателя подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.

Расчет параметров и элементов электродвигателя

Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380 В, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме представленной на рис. 1. При нажатии на кнопку SB1 начинается разгон электродвигателя М1. После набора оборотов тумблером SA1 отключают пусковой конденсатор Cп. Остановка двигателя осуществляется нажатием на кнопку SB2. Емкость рабочего конденсатора Cp в случае соединения обмоток двигателя в «треугольник» определяется по формуле:

Ёмкость рабочего конденсатора
(1)

где Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ, I – потребляемый электродвигателем ток в амперах, напряжение сети в вольтах.

Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя
в сеть 220 В
Рисунок 1 Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В

Потребляемый ток в формуле (1), при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из следующего выражения:

Потребляемый ток
(2)

Где P – мощность двигателя в ваттах, указанная в его паспорте;

U – напряжение сети в вольтах

– КПД, – коэффициент мощности.

Емкость пускового конденсатора Ср выбирают в 2...2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ,МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В. Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя собой их минусовые выводы, и шунтируя резистором R2 с сопротивлением 200...300 Ом (рис. 2). Резистор R2 необходим для «стекания» оставшегося электролитического заряда в конденсаторах. Общая емкость соединенных конденсаторов составит (C1+C2)/2. В общем случае использование электролитических конденсаторов не рекомендуется. Следует помнить о том, что такие конденсаторы при наличии переменной составляющей напряжения могут взорваться.

Принципиальная схема соединения электролитических конденсаторов
Рисунок 2 Принципиальная схема соединения электролитических конденсаторов
для использования их в качестве пусковых конденсаторов

На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя по табл. 1

Таблица 1. Значения емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного
электродвигателя в зависимости от его мощности при включении в сеть 220 В
Мощность трехфазного двигателя, кВт 0,40,60,8 1,11,52,2
Минимальная емкость рабочего конденсатора Ср, мкФ 406080100150230
Минимальная емкость пускового конденсатора Сп, мкФ 80120160200250300

Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20…30% превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или в холостую, то в этом случае емкость конденсатора Сп следует уменьшить. Может случится , что во время перегрузки электродвигатель остановится, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.

Емкость пускового конденсатора можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.