Подключение двигателя 380 на 220 Вольт с конденсатором
Трёхфазный асинхронный электродвигатель при необходимости можно подключить и к однофазной электросети. Вал движка будет вращаться, но при этом, конечно же, не будет на нём той силы, которая существует при его трёхфазном подключении. Помимо вращающегося магнитного поля в статоре получается наложение электромагнитных полей трёх обмоток. Они и определяют силу и крутящий момент на валу. Но при однофазном включении трёхфазный асинхронный двигатель можно рассматривать и как крупногабаритную разновидность однофазного двигателя. Ведь в нем, по сути, присутствуют одна рабочая и две пусковые обмотки.
Штатное подключение к трёхфазной электросети предусматривает одну из схем соединения обмоток – либо «треугольник», либо «звезда». Поэтому электрические режимы обмоток при соединении их по схеме «треугольник» допускают напряжение 380 В как номинальное. При однофазном напряжении его величина равна 220 В. Это меньше чем при включении по схеме «треугольник» и поэтому безопасно для электрических режимов обмотки относительно надёжности изоляции и насыщения сердечников обмоток. Но уменьшение напряжение приводит к снижению уровня, как электрической мощности, так и мощности на вале движка.
Для чего нужен конденсатор?
Поэтому одну из обмоток надо присоединить в однофазной электросети напрямую. Чтобы остальные обмотки также давали максимальную отдачу их используют совместно при соединении через конденсатор, которым создаётся фазовый сдвиг напряжения на них. В результате получается такое же соединение обмоток по схеме «треугольник», но уже для однофазной электрической цепи с конденсатором. Но поскольку необходимое для вращения ротора пространственное перемещение магнитного поля создаётся конденсатором, имеет значение величина его ёмкости. Трёхфазный движок сконструирован для перемещения максимума магнитного поля в пределах 120 градусов. А при использовании конденсатора можно получить перемещение максимума магнитного поля только в пределах 90 градусов.
Поэтому при запуске двигателя ёмкости конденсатора может оказаться недостаточно. Чтобы увеличить пусковой момент потребуется увеличение ёмкости конденсатора. Однако после разгона ротора движка может получиться так, что добавленная ёмкость слишком велика для этого режима работы двигателя и при меньшей величине он работает лучше. Поэтому чтобы оптимизировать режим запуска и режим номинальных оборотов двигателя конденсаторов используется два. Один из них постоянно присоединён к электрической цепи, а другой присоединяется с использованием кнопки только при запуске электродвигателя.
Ещё одной особенностью конденсатора в электрической цепи с трёхфазным асинхронным двигателем является его присоединение относительно обмоток, фазного и нулевого проводов. Он подключается либо к обмоткам и фазному проводу, либо к обмоткам и нулевому проводу. В зависимости от этих подключений получается то или иное направление вращения ротора электродвигателя. Поэтому, добавив в электрическую цепь всего лишь один переключатель, можно управлять направлением вращения вала движка.
Как известно, ёмкость это не единственный параметр электрической цепи, который влияет на фазовый сдвиг напряжения и тока в ней. Индуктивность так же создаёт фазовый сдвиг в электрической цепи, но при ином соотношении угла между напряжением и током. Но если вместо конденсатора в электрическую цепь включить дроссель он существенно уменьшит силу тока в пусковых обмотках и в результате движок не запустится из-за слабого магнитного поля, которое эти обмотки создают. Поэтому конденсатор это единственный элемент, который пригоден для получения эффективного перемещающегося магнитного поля в статоре электродвигателя в однофазной электросети.
Как правильно подобрать конденсаторы?
Чтобы получить надёжную работу трёхфазного асинхронного двигателя в однофазной электросети конденсаторы надо правильно выбрать. При этом надо помнить о том, что величина 220 В напряжения однофазной электрической сети это величина условная, поскольку реально напряжение изменяется от нуля и до амплитудного значения, которое больше чем 220 В и равно примерно 310 В, то есть больше в 1,42 раза. Но реальные величины напряжения могут быть ещё больше. А поскольку для конденсатора существует номинальное напряжение, его величина при работе от электросети должна быть выбрана с небольшим запасом. Желательно использовать конденсаторы с номинальным напряжением 350 В.
Если нашёлся асинхронный движок предназначенный для трёхфазной электросети в которой величина фазного напряжения меньше 220 В вместо схемы «треугольник» надо применить схему «звезда». Конденсаторы также будут для такого варианта с иными величинами ёмкости применительно к мощности движка. Она является паспортной величиной и всегда указывается в сопроводительной документации к электродвигателю и обычно есть на его металлическом ярлыке, расположенном на корпусе (на шильдике). По величине мощности легко определить силу тока в номинально нагруженном движке. Для этого делится его мощность в Ваттах на 220.
Полученное значение умножается на коэффициент 12,73 для схемы «звезда» и на коэффициент 24 для схемы «треугольник». В результате получается ёмкость в микрофарадах. Ёмкость конденсаторов при запуске двигателя суммируется из двух конденсаторов. Дополнительный конденсатор подбирается опытным путём по запуску нагруженного движка. При опытах надо быть предельно аккуратным в обращении с заряженными конденсаторами. Поскольку рекомендуется применять различные модели металло- бумажных конденсаторов, они долго удерживают заряд. Поэтому рекомендуется припаять к клеммам конденсаторов резисторы с сопротивлением 3 – 5 кОм для ускорения их разряда.
Важно запомнить, что подключение двигателя 380 на 220 Вольт это всегда нестандартные решения. Всегда приходится идти на эксперимент. Его надо выполнять при строгом соблюдении мер безопасности.
