Подключение трехфазного электродвигателя к сети 220 вольт.

Сначала нужно убедиться в возможности подключить мотор на напряжение 220 вольт. Проще всего это выяснить изучив табличку на статоре. Самые распространенные двигатели 220/380, причем для каждого напряжения обмотки подключаются в один из двух вариантов.



Шильдик мотора 0.37 кВт.



обмотки собраны в звезду



обмотки собраны в треугольник

Для 220 собираем обмотки в треугольник и тут имеется особенность - напряжение на шильдике указано для трехфазных 220 вольт т.е. около 127 вольт в каждой фазе, а между двумя фазами будет 220, что как раз отмечено на табличке мотора. Для подключения к обычной однофазной сети 220 вольт существую "фазосдвигающие" конденсаторы, которые делятся на пусковые и рабочие. Лично мне они больше напоминают "костыль" для имитации трехфазного питания, но вполне работоспособны, выглядят вот так:



Поменьше рабочие (на 450V.), большой пусковой (на 300V). Производитель FUJI.

В чем разница между пусковыми и рабочими.

  • По роли конденсаторов: рабочий всегда подключен и работает с двигателем, а пусковой подключается на время старта, далее отключается.
  • По напряжению: рабочие рассчитаны на 400-450 вольт переменного тока, пусковые 300-350. Полярность не указывается.
  • По стоимости: 1 мкф емкости рабочего будет стоить гораздо выше 1 мкф пускового.
  • По взаимозаменяемости: рабочий как пусковой использовать возможно, но обязательно предусматривается способ его разряда после отключения (как и с пусковым). Пусковой как рабочий не используется, на них производители прямо указываю MOTOR STARTING.

    Как рассчитывается.

    Есть простой способ расчета рабочего конденсатора: на каждые 100 ватт мощности двигателя берется 7 мкф. Например для двигателя 0.37 кВт, что на фото, будет так: 3.7*7 = 25.9 мкф.

    И более точный по формуле: к*Iф/U, где:

  • к-специальный коэффициент, для треугольника 4800, для звезды 2800;
  • Iф - фазный ток статора, совпадает с отмеченным для звезды на табличке мотора. (хотя казалось более логично использовать ток указанный для конкретного соединения обмоток и напряжения, но нет, нужен именно фазный ток, он совпадает номинальным (линейным), указанным для звезды)
  • U-напряжение сети т.е. 220 вольт

    Попробуем расчет по формуле: 4800*1.182/220 = 25,78 мкф, почти тоже самое, что по упрощенной.

    Для пускового емкость берется в 1-3 раза больше рабочего, все зависит от условий старта, чем тяжелее тем больше емкость.

    Как подключается.

    Подключение рабочего конденсатора делается так, провода по которым пойдет фаза и ноль идут на прямую к клеммам обмоток и с любого из них берется перемычка на конденсатор, с конденсатора на оставшуюся свободную клемму обмоток, выглядит как-то так:



    Если старт будет тяжелый параллельно рабочему подключают пусковой через выключатель:



    Выключатель (4) на картинке это не автомат, а выключатель нагрузки, по сути простой тумблер в корпусе автоматического выключатель. Изготавливают на разный ток.

    Лампа (5) это светодиодная индикационная лампа СКЛ, должна быть на 380 вольт, (думаю можно заменить резистором 500 кОм - 1 Мом) разряжает конденсатор после выключения тумблера. Если не разряжать он долгое время, если не бесконечно, сохранять заряд, даже после выключения.

    Как пользоваться: перед запуском двигателя включаем тумблер пускового конденсатора, как только двигатель запущен - выключаем. После окончания подачи питания можно опять включить тумблер для лучшего разряда конденсатора (заряд пойдет в мотор, возможно он провернется) и подготовки к следующему запуску.

    "Подводные камни" с которыми столкнулся.

    Первый камень основной и связан с расчетом рабочей емкости конденсатора. Формулы выше обще известны, но не универсальны. Скорее всего рассчитывают емкость для полностью нагруженного двигателя, а ведь не ясно полностью ли он нагружен? Вот пример подключаю рассчитанный конденсатор 25 мкф к двигателю 0.37 кВт:



    Самое большое напряжение между перемычками получилось 250 V, что больше погрешности в 10% от номинального (такой предел указывают например IEK для своих моторов). Самое главное ток по одной из линий составил 2,253 А и это уже выше номинального., по другим 1.4 А и 1.6 А. Из сети потреблялось 1,135 - 1,3 А.

    Странно! Потребление из сети меньше чем в линиях, думаю конденсатор частично компенсирует/потребляет реактивную мощность двигателя, но это как говорится не точно.

    Понижаю емкость до 16 микрофарад, ток в той-же линии становится 2 А, по другим 1,3 А и 1,3 А. Потребление из сети стало выше 1,4 - 1,542 А. Максимальный ток не ушел за номинал, самое большое измеренное напряжение 233 V - укладывается в погрешность.

    Такой перекос потребления в обоих случаях, связан с тем, что двигатель слабо нагружен, если увеличить нагрузку максимальный ток, измеренный на линии, будет снижаться, а на других линиях расти. Как бы "перетекать" в другие "фазы" т.е. лучше распределяться. Потребление мощности из сети при этом вырастает.

    Второй камень это вибрация электродвигателя, она гораздо выше чем если запитывать от стандартных трех фаз или трех фаз преобразователя частоты. Даже при почти одинаковом потреблении в линиях и напряжениях между перемычками, чего достаточно тяжело добиться, двигатель больше "дрожит".

    Заключение: при недогруженном двигателе следует уменьшать емкость рабочего конденсатора. Расчеты дают отправную точку, далее нужно корректировать емкость. Напряжение между перемычками не должно уходить за пределы ± 10% от номинального. Ток лучше измерять в линиях, как при питании от 3-х фаз, он не должен превышать номинальный и чем разница между линиями меньше - тем лучше. Мотор не должен перегреваться.

    Как быть если о электромоторе мало что известно?

    Если знать обороты и вес, то можно сравнить с двигателями от других производителей. Так и вбиваю в поисковик "электродвигатель 1320 оборотов, вес 5.5 кг". Результат по первой же ссылке:



    Совпадает с АИР63В4, указана мощность, но не указан ток. Вбиваю уже "АИР63В4 характеристики" результат:



    Номинальное потребление почти совпал с током мотора, что у меня 1,182 А. и 1,12 А. у найденого в сети.

    Обороты очень важны, например на 750 об/мин. будет весить почти 13 кг. против 5-6 кг. моторов 3000-1500 об/мин. на одинаковой мощности 0.37 кВт. Стоит учитывать материал изготовления, из чугуна будут тяжелее чем из сплава алюминия, а также внешний вид и способ крепления - фланцы и лапы добавляют веса.