Практически все домашние электроприборы спроектированы для использования при напряжении 220 В. Мы часто без лишних раздумий вставляем их в розетку и наслаждаемся функциональностью устройств. Тем не менее, иногда возникает необходимость подсоединения асинхронного двигателя, который рассчитан на напряжение 380 В.
Оказывается, такая возможность есть. Существует несколько способов получить 380 В из однофазной сети. Ниже мы покажем, как это сделать, но для начала разберёмся в том, чем отличается однофазная сеть от трёхфазной.
Конструктивные особенности
Перед тем как приступать к работе, разберитесь с конструкцией АД (асинхронный двигатель).
Устройство состоит из двух элементов — ротора (подвижная часть) и статора (неподвижный узел).
Статор имеет специальные пазы (углубления), в которые и укладывается обмотка, распределенная таким образом, чтобы угловое расстояние составляло 120 градусов.
Обмотки устройства создают одно или несколько пар полюсов, от числа которых зависит частота, с которой может вращаться ротор, а также другие параметры электродвигателя — КПД, мощность и другие параметры.
При включении асинхронного мотора в сеть с тремя фазами, по обмоткам в различные временные промежутки протекает ток.
Создается магнитное поле, взаимодействующее с роторной обмоткой и заставляющее его вращаться.
Другими словами, появляется усилие, прокручивающее ротор в различные временные промежутки.
Если подключить АД в сеть с одной фазой (без выполнения подготовительных работ), ток появится только в одной обмотке.
Создаваемого момента будет недостаточно, чтобы сместить ротор и поддерживать его вращение.
Вот почему в большинстве случаев требуется применение пусковых и рабочих конденсаторов, обеспечивающих работу трехфазного мотора. Но существуют и другие варианты.
Теория
На промышленных электростанциях генераторы вырабатывают трёхфазный ток, и повышают его напряжение до десятков и даже сотен киловольт. По линиям электропередач электричество поставляется потребителям. Но перед этим ток поступает на силовой трансформатор, который понижает напряжение до 380 В. Из распределительной подстанции электроэнергия поступает в потребительскую сеть.
В трёхфазной сети ток подаётся таким образом, что все три сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Напряжение между фазами составляет 380 В, а между фазой и нейтралью 220 В (см.рис. 1). Именно это напряжение подаётся в каждую квартиру.
Так как нашей целью является получение 380 В именно из однофазной сети, то перейдём к способам преобразования 220 В на 380.
Как отмечалось выше, для пуска ЭД с короткозамкнутым ротором от сети с одной фазой чаще всего применяется конденсатор.
Именно он обеспечивает пуск устройства в первый момент времени после подачи однофазного тока. При этом емкость пускового устройства должна в три раза превышать этот же параметр для рабочей емкости.
Для АД, имеющих мощность до 3-х киловатт и применяемых в домашних условиях, цена на пусковые конденсаторы высока и порой соизмерима со стоимостью самого мотора.
Следовательно, многие все чаще избегают емкостей, применяемых только в момент пуска.
По-другому обстоит ситуация с рабочими конденсаторами, использование которых позволяет загрузить мотор на 80-85 процентов его мощности. В случае их отсутствия показатель мощности может упасть до 50 процентов.
Тем не менее, бесконденсаторный пуск 3-х фазного мотора от однофазной сети возможен, благодаря применению двунаправленных ключей, срабатывающих на короткие промежутки времени.
Требуемый момент вращения обеспечивается за счет смещения фазных токов в обмотках АД.
Сегодня популярны две схемы, подходящие для моторов с мощностью до 2,2 кВт.
Интересно, что время пуска АД от однофазной сети ненамного ниже, чем в привычном режиме.
Основные элементы схемы — симисторы и симметричный динистры. Первые управляются разнополярными импульсами, а второй — сигналами, поступающими от полупериода питающего напряжения.
Схема №1.
Подходит для электродвигателей на 380 Вольт, имеющих частоту вращения до 1 500 об/минуту с обмотками, подключенными по схеме треугольника.
В роли фазосдвигающего устройства выступает RC-цепь. Меняя сопротивление R2, удается добиться на емкости напряжения, смещенного на определенный угол (относительно напряжения бытовой сети).
Выполнение главной задачи берет на себя симметричный динистор VS2, который в определенный момент времени подключает заряженную емкость к симистору и активирует этот ключ.
Выводы
Получить 380 вольт от сети 220 В возможно несколькими способами. Самым эффективным является способ применения электронного инвертора:
- стабильные параметры тока;
- безопасная эксплуатация;
- обеспечение заявленной выходной мощности;
- компактность установки.
Все выше перечисленные способы преобразования 220 Вольт в 380 работают, поэтому имеют право на существование. Но надо быть готовым к потере мощности и к трудностям по достижению других параметров тока, включая его частотные характеристики.
Как подключить через конденсаторы
Для начала определитесь, какая схема собрана на ЭД. Для этого откройте крышку-барно, куда выводятся клеммы АД, и посмотрите, сколько проводов выходит из устройства (чаще всего их шесть).
Обозначения имеют следующий вид: С1-С3 — начала обмотки, а С4-С6 — ее концы. Если между собой объединяются начала или концы обмоток, это «звезда».
Сложнее всего обстоят дела, если с корпуса просто выходит шесть проводов. В таком случае нужно искать на них соответствующие обозначения (С1-С6).
Чтобы реализовать схему подключения трехфазного ЭД к однофазной сети, требуются конденсаторы двух видов — пусковые и рабочие.
Первые применяются для пуска электродвигателя в первый момент. Как только ротор раскручивается до нужного числа оборотов, пусковая емкость исключатся из схемы.
Если этого не происходит, возможные серьезные последствия вплоть до повреждения мотора.
Главную функцию берут на себя рабочие конденсаторы. Здесь стоит учесть следующие моменты:
- Рабочие конденсаторы подключаются параллельно;
- Номинальное напряжение должно быть не меньше 300 Вольт;
- Емкость рабочих емкостей подбирается с учетом 7 мкФ на 100 Вт;
- Желательно, чтобы тип рабочего и пускового конденсатора был идентичным. Популярные варианты — МБГП, МПГО, КБП и прочие.
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.
Как подключить с реверсом
В жизни бывают ситуации, когда требуется изменить направление вращения мотора. Это возможно и для трехфазных ЭД, применяемых в бытовой сети с одной фазой и нулем.
Для решения задачи требуется один вывод конденсатора подключать к отдельной обмотке без возможности разрыва, а второй — с возможностью переброса с «нулевой» на «фазную» обмотку.
Для реализации схемы можно использовать переключатель с двумя положениями.
К крайним выводам подпаиваются провода от «нуля» и «фазы», а к центральному — провод от конденсатора.
Преобразователи частоты
Основная информация о частотных преобразователях ALTIVAR иустройствах плавного пуска ALTISTART Schneider Electric
Преобразователем частоты называют прибор, который, как следует из названия, преобразует входящее напряжение в импульсное. Если при входе напряжение составляет от 220 до 380 Вольт, а частота, 50 Герц, то на выходе модулятор преображает его в синусоидальный ток, где частота может быть 0-400 Гц. При помощи такого преобразования частоты и амплитуды напряжения, обеспечивается мягкое постепенное регулирование скорости вращения двигателя.
Главные возможности преобразователя
Инвертор обеспечивает плавный запуск и торможение электродвигателя, позволяя менять направление и регулировать скорость вращения вала.
Частотные преобразователи Schneider Electric
Преобразователи частоты Schneider Electric используются в комплекте с асинхронными и синхронными электродвигателями. Они обеспечивают изменение частоты переменного тока и помогают регулировать скорость двигателя.
Спектр применения частотников от «Шнайдер Электрик» велик. Их используют на промышленных предприятиях и в зданиях коммерческого назначения, в сферах энергетики, коммунального хозяйства и т.д. Это оборудование стоит приобрести, если требуется создать:
- современную систему обогрева;
- установку кондиционирования воздуха;
- вентиляционную систему;
- систему насосных агрегатов;
- cистему транспортировки (с конвейерами, лифтами и т.д.).
Частотные преобразователи для электродвигателей особенно хорошо зарекомендовали себя на тех предприятиях, где важна эффективная транспортировка жидкостей. Эти устройства позволяют снизить расходы при водоподготовке, водоснабжении и водоотведении.
Преимущества преобразователей частоты от «Шнайдер» Schneider Electric обеспечивает:
- Оптимальный режим работы электрооборудования, защиту от перегрузок и других внештатных ситуаций.
- Гибкий план ТО: состояние компонентов постоянно отслеживается системой, при неисправностях оператору поступает уведомление.
- Простоту введения в эксплуатацию. Преобразователь частоты от “Шнайдер Электрик» легко встраивается в существующие системы и адаптируется с ними, его просто модифицировать.
- Удобное управление: на каждой модели стоят выносные терминалы.Разные степени защиты – классические IP21 и IP23, более специфические UP54, IP64 и т.д.
- Общую продолжительность жизненного цикла в 20 лет, на каждом этапе которого предоставляется сервисное обслуживание.
- Минимальные расходы при эксплуатации за счёт качественных систем мониторинга.
Габариты преобразователей частоты различны: есть компактные варианты 144х350х206, а напольные устройства могут занимать 400-1200 мм в ширину и 2150 в высоту. Есть возможность подобрать и комплектные «книжные» форматы корпуса. Монтировать устройства можно без оболочки, а есть модели для установки в шкаф.
Автоматизация, мониторинг и диагностика
«Шнайдер» уделяет автоматизации управления и удобству контроля не меньше внимания, чем техническим характеристикам самих частотников. Поэтому частотные преобразователи Schneider Electric снабжены системой мониторинга и диагностики. Передача данных в систему управления производится через порт Ethernet, работает интегрированный веб-сервер.
- Открыть систему мониторинга можно с компьютера, планшета или смартфона. При этом:
- для операторов все данные выводятся на монитор и постоянно обновляются без задержек;
- для гаджетов предусмотрено специальное приложение, поэтому управлять технологическим процессом можно прямо из дома или из машины;
- для сотрудников можно настроить в приложении уровни доступа к тем или иным функциям;
- ПО снабжено киберзащитой: вероятность перехвата управления или выведения из строя системы мониторинга исключена;
- документация и справочные материалы доступны по QR-коду, размещённому на терминале: не нужно тратить время на самостоятельный поиск информации;
- даже при разрыве соединения срок простоя будет минимален благодаря надёжным сетевым технологиям;
- возможен обмен данными между несколькими преобразователями с целью контроля за всем оборудованием в комплексе.
- В приложениях выводятся данные энергопотребления и другая информация на дополнительных инфопанелях. Всё это позволяет оптимизировать энергопотребление: абсолютно каждый элемент под контролем, а все значения регулируются.
Читать также: Рассверливание отверстий в металле
В чем проявляется экономия при использовании перобразователей частоты?
Эффект экономии при введении состоит из таких пунктов:
- снижение потребления электроэнергии до 50% в приборах, работающих с насосами, вентиляторами или компрессорными устройствами;
- электродвигатель повышает срок службы, поскольку регулирование осуществляется менее затратными способами;
- повышается качество производимых товаров;
- увеличиваются объемы производства и производительности оборудования;
- значительно снижается износ механических элементов, поскольку улучшается динамика самих приборов.
Как подключить по схеме «звезда-треугольник» (с тремя проводами)
В большей части в ЭД отечественного производства уже собрана схема звезды. Все, что требуется — пересобрать треугольник.
Главным достоинством соединения «звезда/треугольник» является тот факт, что двигатель выдает максимальную мощность.
Несмотря на это, в производстве такая схема применяется редко из-за сложности реализации.
Чтобы подключить мотор и сделать схему работоспособной, требуется три пускателя.
К первому (К1) подключается ток, а к другому — обмотка статора. Оставшиеся концы подключаются к пускателям К3 и К2.
Далее обмотка последнего пускателя (К2) объединяется с оставшимися фазам для создания схемы «треугольник».
Когда к фазе подключается пускатель К3, остальные концы укорачиваются, и схема преобразуется в «звезду».
Учтите, что одновременное включение К2 и К3 запрещено из-за риска короткого замыкания или выбиванию АВ, питающего ЭД.
Чтобы избежать проблем, предусмотрена специальная блокировка, подразумевающая отключение одного пускателя при включении другого.
Коротко о главном
Подключить электродвигатель 380 на 220 вольт можно 4-мя основными способами:
- С конденсатором.
- Без конденсатора.
- С реверсом.
- По схеме «звезда-треугольник».
Прежде чем начать работы по подключению, необходимо определить и удостовериться, каким образом соединена обмотка в клеммной коробке, а также узнать необходимые характеристики из технической таблицы. Выполнять электротехнические работы можно при наличии опыта, но лучше доверить её профессионалам с соответствующим допуском.
Оценок 0
Блог прораба
Добрый день. Меня зовут Леонид, мне 42 года. Более 15 лет моя карьера связана со строительством.
Я собираю на этом сайте полезные материалы, которые пригодятся и строителям-самоучкам, и тем, кто платит наемным рабочим (и их же я рекомендую знакомым, как методичку по проверке). Надеюсь, материалы, найденные и собранные мной в сети помогут Вам избежать ошибок и сэкономить время и деньги.
Типы инверторов
Форма генерируемого инвертором напряжения бывает разнообразной:
- синусоидальная;
- приближённая к синусоидальной;
- импульсная.
Однофазные преобразователи бывают двух видов: выдающие чистый синус, либо модифицированную выходную синусоиду. Последняя является упрощённой формой сигнала сети и допускается большинством стандартных электроприборов.
Чистую синусоиду требуют аппараты, оснащённые электродвигателем или трансформатором, а также устройства способные работать только с такой формой напряжения.
Трёхфазные преобразователи в основном используют при необходимости создать трёхфазный ток для электрических двигателей. Обмотки двигателя здесь будут напрямую подключены к выходу преобразователя. Мощность его должна выбираться в зависимости от её максимального значения для прибора-потребителя.
Обыкновенно инвертор функционирует в трёх рабочих режимах:
- режим пуска — используется при заряде ёмкости, пуске холодильника и пр. В этом режиме мощность может на мгновения превысить номинал преобразователя в два раза, однако это считается нормальным для большинства устройств;
- длительный — режим, работы по номиналу преобразователя;
- перегрузочный — включается в случаях превышения номинала мощностью потребляющего энергию прибора (в 1,3 раза), позволяет стандартной модели инвертора работать до получаса.
Как соединить обмотки асинхронного электродвигателя 220 380 Чтобы включить в сеть на напряжение 380в?
Для соединения обмоток асинхронного электродвигателя 220/380В для работы на напряжении 380В необходимо выполнить соединение в соответствии с трехфазной схемой подключения. Для этого следует использовать специальные провода или кабели, которые позволяют соединять три фазы сети электропитания к обмоткам электродвигателя.
Существует несколько типов соединения обмоток, которые можно использовать для этого:
-
Y-образное (треугольник) соединение: В этом случае один конец каждой обмотки соединен между собой и подключен к нулевому проводу сети, а другие концы обмоток подключаются к фазным проводам сети электропитания. Эта схема подключения позволяет работать с высоким коэффициентом мощности и может быть использована для двигателей с мощностью до 15 кВт.
-
Delta-образное (звезда) соединение: В этом случае один конец каждой обмотки подключен к другой обмотке, а оставшиеся концы обмоток подключаются к фазным проводам сети электропитания. Эта схема подключения позволяет работать с высокими токами и может быть использована для двигателей с мощностью более 15 кВт.
При подключении обмоток необходимо убедиться в правильности соединения проводов, чтобы избежать повреждения электродвигателя и оборудования. Рекомендуется проконсультироваться с профессиональным электриком или инженером, чтобы правильно выполнить подключение.
Видео. Подключение конденсатора. Как подключить конденсатор к электродвигателю. Схема.
