Асинхронные трехфазные электродвигатели широко известны своими преимуществами, среди которых – надежность, стабильная работа в различных условиях, простота в техническом обслуживании и т.д. Недаром такие двигатели являются
сегодня наиболее распространенными. Кроме того, стоимость трехфазных асинхронных моторов достаточно лояльна, что также играет значительную роль.
Однако у таких двигателей есть одна особенность – они рассчитаны на питание от источника тока 380 В. Тем не менее, такой источник есть не везде. В тех случаях, когда нет возможности запитать двигатель от сети 380 В, специалисты рекомендуют использовать обычную сеть 220 В. В этой статье рассматриваются наиболее распространенные способы подключения трехфазного двигателя 380 В к сети 220 В и нюансы этих способов
Подключение обмотки
У асинхронного трехфазного двигателя есть три обмотки (по одной на фазу). Эти обмотки входят в пазы статора. Для того, чтобы в моторе возникла электродвижущая сила, необходимо, чтобы они соединялись друг с другом. Это важно знать, и понимать устройство мотора, чтобы выбрать правильный способ подключения к сети 220 В.
У каждой обмотки, соответствующей той или иной фазе, есть начало и конец. Вход и выход имеют определенную буквенно-цифровую маркировку. К примеру, у моторов советского производства такая маркировка: С1-С4 – первая фаза, С2-С5 – вторая фаза, С3-С6 – третья фаза. У современных двигателей эти обозначения иные – первая фаза маркируется как U1-U2, вторая – V1-V2, третья – W1-W2.
Для трехфазных асинхронных двигателей предусмотрены две схемы соединения обмоток. Первая схема – это "звезда". Согласно ей, все выходы обмоток соединяются в одной точке, а входы – к фазам. При подключении по схеме "звезда" к каждой отдельной жиле прилагается фаза 220 В, а к двум последовательным – линейное 380 В. "Звезда" имеет ряд преимуществ, главное из которых – возможность приложения линейного тока к двум жилам сразу. Это дает возможность существенно снизить пусковые токи и дать мягкий старт ротора. Из минусов – снижение мощности, обусловленное более слабыми токами обмотки.
Вторая схема подключения – "треугольник". В этой схеме вход предыдущей обмотки подсоединяется к выходу следующей. При подключении двигателя к сети напряжением 380 В токи в обмотке будут значительно выше по сравнению со схемой "Звезда". Это позволит мотору развить большую мощность. Однако есть и минус – увеличенные пусковые токи, которые могут стать причиной перегрузки.
Обратите внимание: для того, чтобы от подключения двигателя получить только преимущества, избежав недостатков, непосредственно подключение и разгон производится по схеме "звезда", после чего она переключается на "треугольник".
Как выбрать схему подключения?
Перед тем, как остановить выбор на той или иной схеме подключения, важно понять особенности работы конкретного двигателя. С этой целью нужно тщательно изучить технические характеристики мотора. Информационная табличка на двигателе содержит все необходимые данные, такие как тип соединения (обозначается соответствующими значками), мощность, вольтаж, обороты и возможность подключения по той или иной схеме.
После изучения этих сведений следует вскрыть клеммную коробку и проверить, правильно ли собрана схема. Концы обмоток мотора обозначаются согласно буквенно-цифровому коду (см. выше). Все, что нужно сделать, – это изучить схему, учитывая обозначения, и понять, какой тип соединения ("звезда" или "треугольник") использован.
Важно знать: если на информационной табличке двигателя указано, что мотор рассчитан только на вольтаж 380 В с подключением типа "звезда", то при попытке подключения по схеме "треугольник" обмотка просто сгорит. Модернизация таких двигателей для работы от сети 220 В возможна, но для этого потребуется профессиональное оборудование. Это сложная и затратная процедура, поэтому в таком случае лучше заменить мотор на тот, который позволяет работать и от сети 220 В, и от сети 380 В.
Как подключить двигатель к сети 220 В?
Есть ряд рабочих способов, позволяющих сделать это. В рамках данной статьи рассмотрим 4 варианта подключения: с конденсатором и без него, с реверсом и по комбинированной схеме. Обратите внимание: в случае подключения двигателя 380 В к сети 220 В необходимо быть готовым к тому, что его мощность упадет до 70% от заводских показателей. В большинстве случаев такое падение мощности приемлемо и не приводит к каким-либо проблемам при эксплуатации двигателя.
Подключение с конденсатором – наиболее распространенный и простой способ. Использование конденсатора в данном случае позволяет создать в обмотках сдвиг фаз, что, в свою очередь, дает возможность добиться формирования вращающегося магнитного поля. Наличие в моторе трех фаз делает это возможным, так как только одна фаза не приведет к вращению ротора. Следовательно, оптимальным способом подключения электродвигателя с четырьмя проводами на одной фазе является использование дополнительной пусковой обмотки.
При подключении асинхронного мотора к сети 220 В конденсатор может использоваться двумя способами:
- рабочий конденсатор Ср,
- рабочий конденсатор Ср и пусковой конденсатор Сп, подключаемые параллельно.
Второй вариант позволяет осуществлять пуск двигателя более безопасным и плавным способом. При этом конденсатор Сп подключается только на небольшой временной отрезок, а как только ротор наберет требуемые обороты, – отключается.
Предпочтительный тип запуска должен определяться уровнем нагрузки на ротор при пуске. К примеру, если пуск выполняется без усилий, то используется исключительно Ср, если с нагрузкой, при отсутствии свободного вращения, то применяется Сп в обязательном порядке.
Обратите внимание: значение Сп должно превышать значение Ср в 2-3 раза. Формула расчета параметра Ср зависит от типа соединения обмоток и может быть следующей:
- при подключении типа "треугольник" Cр = 4800 * Iн/Uс,
- при подключении типа "звезда" Cр = 2800 * Iн/Uс.
В данной формуле Uс – напряжение источника тока, В; Iн – номинал электротока двигателя, А.
Важно! Многие современные производители, например, Omec Motors, выпускают моторы, уже укомплектованные конденсаторами и потому адаптированные заблаговременно к работе от сети 220 В. В таких двигателях соединение обмоток выполнено по типу "звезда". Эти моторы отличаются плавным пуском и способностью сохранять до 90% от заводской мощности при подключении к сети 220 В.
Следующий способ подключения – подключение с реверсом. Это необходимо в тех случаях, когда, помимо адаптации к работе от сети 220 В, важно изменить вращение ротора на противоположное. Делается это достаточно просто – путем смены фазы, подаваемой напрямую. Например, при вращении по часовой стрелке: на первом выводе – ноль, на втором – фаза от сети, на третьем – фаза через конденсатор. При смене вращения на вращение против часовой стрелки: на первом выводе – ноль, на втором – фаза через конденсатор, на третьем – фаза от сети.
Обратите внимание: для того, чтобы была возможность оперативно и часто переключать направления вращения, можно использовать однополюсный пакетник-переключатель, который сможет работать на оба направления. При его использовании положение "0" будет означать, что двигатель отключен, "1" – что он вращается в одном направлении, "2" – в другом.
Следующий способ подключения – без использования конденсатора. Это стало возможным за счет использования ключей транзисторного либо динисторного типа. При данном способе подключения могут использоваться обе схемы – и "треугольник", и "звезда". Причем первая применяется, если скорость вращения не превышает 1500 оборотов в минуту, вторая (разомкнутая "звезда") – если скорость лежит в пределах до 3000 оборотов в минуту и имеется нагрузка во время запуска.
Алгоритм работы схем следующий.
- Напряжение идет на две точки ввода.
- На третий ввод ток подается через задающую время R-C-цепь.
- Интервал сдвига задается путем перемещения регуляторов.
- После наполнения конденсатора динистор дает команду на открытие симистора.
Обратите внимание: разомкнутая "звезда" имеет свою особенность – в нее включаются два электронных ключа, которые замещают конденсаторы.
Еще один способ подключения – комбинированный, по схеме "звезда – треугольник". Данный способ дает возможность подключать электромотор 380 В к сети 220 В без потери номинальной мощности и при этом уменьшить нагрузку на двигатель при запуске. В состав схемы включены три пускателя. К первому из них подключается питание, ко второму – обмотка, а оставшиеся проводники соединяются с пускателями 2 и 3. Далее обмотка через пускатель 2 соединяется с оставшимися фазами (схема "треугольник"). Когда к фазе подключается пускатель 3, оставшиеся выводы разъединяются, и двигатель уже работает дальше по схеме "звезда".
Обратите внимание: не допускается одномоментный запуск пускателей 2 и 3, так как это приводит к короткому замыканию. С целью предупреждения таких ситуаций устанавливается блокиратор.
Советы
Приведем далее несколько полезных советов, касающихся подключения электродвигателей 380 В к сети 220 В. Соблюдение этих простых правил позволит избежать проблем при запуске и работе двигателя.
- Перед тем, как запускать двигатель с нагрузкой, необходимо испытать мотор на холостых оборотах и убедиться в его нормальном функционировании.
- Если корпус заметно греется даже на холостом ходу, следует снизить емкость рабочего конденсатора.
- В том случае, если после запуска двигатель не вращает вал, а слышен только шум, можно крутануть вал вручную. После этого можно увеличить емкость пускового конденсатора.
- Если мотор под нагрузкой останавливается, необходимо увеличить емкость рабочего конденсатора.
Правильный расчет емкости возможен только при учете номинальной мощности двигателя. Если возникнет недогрузка, то это приведет к перегреву, и емкость снова придется понижать.
Общие выводы
Двигатель 380 В можно подключить к сети 220 В четырьмя способами: с конденсатором, без него, с реверсом и по комбинированной схеме "звезда-треугольник". Перед началом подключения важно ознакомиться с техническими характеристиками конкретного мотора и удостовериться в том или ином типе соединения обмоток. Любые технические работы с двигателем должен производить только опытный специалист – лучше профессионал, и