Вітаю. Інформацію з цієї теми важко не знайти, але я постараюся зробити цю статтю найповнішою. Йтиметься про таку тему, як схема підключення трифазного двигунана 220 вольт та схема підключення трифазного двигуна на 380 вольт.
Спочатку трохи розберемося, що таке три фази і навіщо вони потрібні. У звичайному житті три фази потрібні тільки для того, щоб не прокладати по квартирі або будинку проводу великого перерізу. Але коли йдеться про двигуни, то тут три фази потрібні для створення кругового магнітного поля і, як результат, вищого ККД. синхронні та асинхронні. Якщо дуже грубо, то синхронні двигуни мають великий пусковий момент і можливість плавного регулювання обертів, але складніші у виготовленні. Там, де ці характеристики не потрібні, набули поширення асинхронні двигуни. Нижчевикладений матеріал підходить для обох типів двигунів, але більшою мірою відноситься до асинхронних.
Що потрібно знати про двигун? На всіх двигунах є шильдики з інформацією, де вказані основні характеристики двигуна. Як правило, двигуни випускаються відразу на дві напруги. Хоча якщо у вас двигун на одну напругу, то за сильного бажання його можна переробити на два. Це можливо через конструктивну особливість. Усі асинхронні двигуни мають щонайменше три обмотки. Початки і кінці цих обмоток виводяться в коробку БРНО (блок розключення (або розподілу) почав обмоток) і в неї, як правило, вкладається паспорт двигуна: 
Якщо двигун на дві напруги, то БРНО буде шість висновків. Якщо двигун на одну напругу, то виводу буде три, а решта висновків роз'єднана і знаходиться всередині двигуна. Як їх звідти «дістати» у цій статті ми не розглядатимемо.
Отже, які двигуни нам підійдуть. Для включення трифазного двигуна на 220 вольт підійдуть лише ті, де є напруга 220 вольт, а саме 127/220 або 220/380 вольт. Як я вже казав, двигун має три незалежні обмотки і в залежності від схеми з'єднання вони здатні працювати на двох напругах. Схеми ці називаються «трикутник» та «зірка»: 
Думаю, навіть не треба пояснювати, чому вони так називаються. Потрібно звернути увагу, що обмотки мають початок і кінець і це не просто слова. Якщо, наприклад, лампочці не має значення, куди підключити фазу, а куди нуль, то в двигуні при неправильному підключенні виникне «коротке замикання» магнітного потоку. Відразу двигун не згорить, але як мінімум не обертатиметься, як максимум втратить 33% своєї потужності, почне сильно грітися і, зрештою, згорить. У той самий час, немає чіткого визначення, що «ось це початок», а «ось це кінець». Тут йдеться скоріше про односпрямованість обмоток. Дам невеликий приклад. 
Припустимо, що у нас є три трубки в якійсь посудині. Приймемо за початку цих трубок позначення з великими літерами (A1, B1, C1), а за кінці зі рядковими (a1, b1, c1) Тепер, якщо ми подамо воду на початку трубок, то вода закрутиться за годинниковою стрілкою, а якщо в кінці трубок, то проти вартовий. Ключове словотут "приймемо". Тобто, від того назвемо три однонаправлені висновки обмотки початком або кінцем змінюється тільки напрям обертання. 
А ось така картина буде, якщо ми переплутаємо початок і кінець однієї з обмоток, а точніше не початок і кінець, а напрямок обмотки. Ця обмотка почне працювати проти течії. У результаті, неважливо, який саме висновок ми називаємо початком, а який кінцем, важливо, щоб при подачі фаз на кінці або початку обмоток не відбулося замикання магнітних потоків, створюваних обмотками, тобто, збігся напрямок обмоток, або ще точніше, напрямок магнітних потоків які створюють обмотки.
В ідеалі, для трифазного двигуна бажано використовувати три фази, тому що конденсаторне включення до однофазної мережі дає втрату потужності близько 30%.
Ну а тепер безпосередньо до практики. Дивимося на шильдик двигуна. Якщо напруга двигуна 127/220 вольт, то схема з'єднання буде «зірка», якщо 220/380 – «трикутник». Якщо інші напруги, наприклад, 380/660, то для включення двигуна в мережу 220 вольт такий двигун не підійде. Точніше, двигун напругою 380/660 можна увімкнути, але втрати потужності тут вже будуть понад 70%. Як правило, на внутрішній стороні кришки коробки БРНВ вказано, як треба з'єднати висновки двигуна, щоб отримати потрібну схему. Подивіться ще раз уважно на схему з'єднання: 
Що ми тут бачимо: при включенні трикутником напруга 220 вольт подається на одну обмотку, а при включенні зіркою - 380 вольт подається на дві послідовно з'єднані обмотки, що в результаті дає ті ж 220 вольт на одну обмотку. Саме за рахунок цього і з'являється можливість використовувати для одного двигуна відразу дві напруги.
Існує два методи включення трифазного двигуна до однофазної мережі.
- Використовувати частотний перетворювач, який перетворює одну фазу 220 вольт на три фази 220 вольт (у цій статті ми розглядати такий метод не будемо)
- Використовувати конденсатори (цей метод ми й розглянемо докладніше).
Для цього нам будуть потрібні конденсатори, але не аби які, а для і номіналом не менше 300, а краще 350 вольт і вище. Схема дуже проста. 
А це наочніша картинка: 
Як правило, використовуються два конденсатори (або два набори конденсаторів), які умовно називаються пускові та робочі. Пусковий конденсатор використовується тільки для старту та розгону двигуна, а робітник включений постійно і служить для формування кругового магнітного поля. Для того, щоб розрахувати ємність конденсатора, застосовуються дві формули: 
Струм для розрахунку ми візьмемо з шильдика двигуна: 
Тут, на шильдику бачимо через дріб кілька вікон: трикутник/зірка, 220/380V і 2,0/1,16А. Тобто якщо ми з'єднуємо обмотки за схемою трикутник (перше значення дробу), то робоча напруга двигуна буде 220 вольт і струм 2,0 ампера. Залишилося підставити у формулу: 
Місткість пускових конденсаторів, як правило, береться в 2-3 рази більше, тут все залежить від того, яке навантаження знаходиться на двигуні - чим більше навантаження, тим більше потрібно брати пускових конденсаторів, щоб двигун запустився. Іноді для запуску вистачає і робочих конденсаторів, але це зазвичай трапляється, коли навантаження на вал двигуна мала.
Найчастіше на пускові конденсатори ставлять кнопку, яку натискають в момент запуску, а після того, як двигун набирає обертів, відпускають. Найбільш просунуті майстри ставлять напівавтоматичні системи запуску з урахуванням реле струму чи таймера.
Є ще один спосіб визначення ємності, щоб вийшла схема включення трифазного двигуна на 220 вольт. Для цього знадобиться два вольтметри. Як ви пам'ятаєте, з , сила струму прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна опору. Опір двигуна можна вважати константою, отже, якщо ми створимо рівні напруги на обмотках двигуна, автоматично отримаємо необхідне кругове поле. Схема виглядає так: 
Суть методу, як я вже говорив, полягає в тому, щоб показання вольтметра V1 та вольтметра V2 були однакові. Домагаються рівності показань зміною номіналу ємності C раб
Підключення трифазного двигуна на 380 вольт
Тут взагалі нема нічого складного. Є три фази, є три виведення двигуна та рубильник. Нульову точку (де з'єднуються три обмотки, початками або кінцями – як я вже говорив вище, абсолютно неважливо, як ми назвемо висновки обмоток) при схемі з'єднання обмоток зіркою, підключати до нульового дроту не треба. Тобто для включення трифазного двигуна в трифазну мережу 380 вольт (якщо двигун 220/380) потрібно з'єднати обмотки за схемою зірка, і подати на двигун тільки три дроти з трьома фазами. А якщо двигун 380/660 вольт, то схема з'єднання обмоток буде трикутник, а там точно нульовий провід нікуди підключати.
Зміна напрямку обертання валу трифазного двигуна
Незалежно від того, це буде конденсаторна схема включення або повноцінна трифазна, для зміни обертання валу потрібно поміняти місцями дві будь-які обмотки. Тобто поміняти місцями два будь-які проводи.
На чому хочеться докладніше зупинитися. Коли ми вважали ємність робочого конденсатора, ми використовували номінальний струм двигуна. Простіше кажучи, такий струм у двигуні буде лише тоді, коли він повністю навантажений. Чим менше навантажений двигун, тим менше буде струм, тому ємність робочого конденсатора, отримана за цією формулою, буде МАКСИМАЛЬНО МОЖЛИВОЮ ємністю для даного двигуна. Чим погано використовувати максимальну ємність для недовантаженого двигуна – це викликає підвищене нагрівання обмоток. Загалом чимось доводиться жертвувати: маленька ємність не дає двигуну набрати повну потужність, велика ємність при недовантаженні викликає підвищене нагрівання. Зазвичай у цьому випадку я пропоную такий вихід – зробити робочі конденсатори із чотирьох однакових конденсаторів із перемикачем або набором перемикачів (що буде доступніше). Допустимо, ми порахували ємність 40 мкф. Значить, для роботи нам треба використовувати 4 конденсатори по 10 мкф (або три конденсатори 10, 10 і 20 мкф) і в залежності від навантаження використовувати 10, 20, 30 або 40 мкф.
Ще один момент щодо пускових конденсаторів. Конденсатори для змінної напруги коштують набагато дорожче за конденсатори для постійного. для постійної напругиу мережах зі змінним, вкрай не рекомендується через те, що конденсатори вибухають. Однак для двигунів існує спеціальна серія конденсаторів Starter, призначена саме для роботи, як пускові. Використовувати конденсатори серії Starter як робітники теж заборонено.
І на завершення потрібно відзначити такий момент - домагатися ідеальних значень немає сенсу, оскільки це можливо тільки, якщо навантаження буде стабільним, наприклад, якщо двигун використовуватиметься як витяжка. Похибка у 30-40% це нормально. Інакше кажучи, конденсатори треба підбирати те щоб запас по потужності 30-40%.
Однофазний двигун працює за рахунок змінного електричного струмута підключається до мереж з однією фазою. Мережа повинна мати напругу 220 Вольт і частоту, що дорівнює 50 Герц.
Електромотори цього типу знаходять застосування переважно в малопотужних пристроях:
- Побутова техніка.
- Вентиляторинизька потужність.
- Насоси.
- Верстатахдля обробки сировини тощо.
Випускаються моделі із потужністю від 5 Вт до 10 кВт.
Значення ККД, потужності та пускового моменту, у однофазних моторів істотно нижчі, ніж у трифазних пристроїв тих самих розмірів. Перевантажувальна здатність також вища у двигунів з 3 фазами. Так, потужність однофазного механізму не перевищує 70% трифазної потужності того ж розміру.
пристрій
Пристрій:
- Фактично має 2 фазиАле роботу виконує лише одна з них, тому мотор називають однофазним.
- Як і всі електромашини, Однофазний двигун складається з 2 частин: нерухомий (статор) та рухомий (ротор).
- Являє собою, на нерухомій складовій якого є одна робоча обмотка, що підключається до джерела змінного струму однофазного.
До сильним сторонамдвигуна даного типуможна віднести простоту конструкції, що є ротором з короткозамкнутою обмоткою. До недоліків – низькі значення пускового моменту та ККД.
Головний мінус однофазного струму- Неможливість генерування ним магнітного поля, що виконує обертання. Тому однофазний електромотор не запуститься сам собою при підключенні до мережі.
Теоретично електричних машин діє правило:щоб виникло магнітне поле, що обертає ротор, на статорі має бути принаймні 2 обмотки (фази). Потрібно також зміщення однієї обмотки на деякий кут щодо іншого.
Під час роботи відбувається обтікання обмоток змінними електричними полями:
- Відповідно з цим, На нерухомому ділянці однофазного мотора розташована так звана пускова обмотка. Вона зміщена на 90 градусів по відношенню до робочої обмотки.
- Зсув струмівможна отримати, включивши в ланцюг фазозсувну ланку. Для цього можуть використовуватися активні резистори, котушки індуктивності та конденсатори.
- Як основадля статора та ротора використовується електротехнічна сталь 2212.
Невірно називати однофазними такі електродвигуни, які за своєю будовою є 2- та 3-фазними, але підключаються до однофазного джерела живлення за допомогою схем узгодження (конденсаторні електромотори). Обидві фази таких пристроїв є робітниками та включені весь час.
Принцип дії та схема запуску
Принцип роботи:
- Електричним струмомпороджується пульсуючий магнітне поле на статорі мотора. Це поле можна розглядати як 2 різних поля, які обертаються різноспрямовано та мають рівні амплітуди та частоти.
- Коли ротор перебуває у нерухомому станіці поля призводять до появи рівних по модулю, але різноспрямованих моментів.
- Якщо у двигуна відсутні спеціальні пускові механізми, то при старті результуючий момент дорівнюватиме нулю, а значить – двигун не буде обертатися.
- Якщо ж ротор приведений у обертання в якийсь бікто відповідний момент починає переважати, а значить, вал двигуна продовжить обертатися в заданому напрямку.
Схема запуску:
- Запуск здійснюється магнітним полем, що обертає рухому частину мотора. Воно створюється 2 обмотками: головною та додатковою. Остання має менший розмір і пусковий. Вона підключається до основної електричної мережічерез ємність чи індуктивність. Підключення здійснюється лише на час запуску. У моторах з низькою потужністю, пускова фаза замкнута коротко.
- Пуск двигуназдійснюють утриманням пускової кнопки кілька секунд, унаслідок чого відбувається розгін ротора.
- Під час відпускання кнопки пуску, електромотор з двофазного режиму перетворюється на однофазний, та його робота підтримується відповідною компонентою змінного магнітного поля.
- Пускова фазарозрахована на короткочасну роботу - як правило, до 3 с. Більш тривалий час знаходження під навантаженням може призвести до перегріву, займання ізоляції та поломки механізму. Тому важливо своєчасно відпустити пускову кнопку.
- З метою підвищення надійностів корпус однофазних двигунів вбудовують відцентровий вимикач та теплове реле.
- Функція відцентрового вимикачаполягає у відключенні пускової фази, коли ротор набирає номінальну швидкість. Це відбувається автоматично без втручання користувача.
- Теплове релевідключає обидві фази обмотки, якщо вони нагріваються вище за допустиме.
Підключення
Для роботи пристрою потрібна 1 фаза з напругою 220 Вольт. Це означає, що підключити його можна до побутової розетки. Саме тому причина популярності двигуна серед населення. На всіх побутових приладах від соковижималки до шліфувальної машини встановлені механізми цього типу.
підключення з пусковим та робочим кондсенсаторами
Існує 2 типи електромоторів: з пусковою обмоткою та з робочим конденсатором:
- У першому типі пристроїв, пускова обмотка працює за допомогою конденсатора лише під час старту. Після досягнення машиною нормальної швидкості вона відключається, і робота триває з однією обмоткою.
- У другому випадкудля моторів з робочим конденсатором, додаткова обмотка підключена через конденсатор постійно.
Електродвигун може бути взятий від одного приладу та підключений до іншого. Наприклад, справний однофазний мотор від пральної машиниабо пилосос може використовуватися для роботи газонокосарки, обробного верстата і т.п.
Існує 3 схеми включення однофазного двигуна:
- У 1 схеміробота пускової обмотки виконується за допомогою конденсатора і тільки на період запуску.
- 2 схематакож передбачає короткочасне підключення, проте воно відбувається через опір, а чи не через конденсатор.
- 3 схемає найпоширенішою. В рамках цієї схеми конденсатор постійно підключений до джерела електрики, а не лише під час старту.
Підключення електромотора з пусковим опором:
- Допоміжна обмоткатаких пристроїв має підвищений активний опір.
- Для запуску електромашиницього типу може бути використаний пусковий резистор. Його слід послідовно підключити до пускової обмотки. Таким чином, можна отримати зсув фаз 30 ° між струмами обмоток, чого буде цілком достатньо для старту механізму.
- Крім тогозсув фаз може бути отриманий шляхом використання пускової фази з великим значенням опору і меншою індуктивністю. У такої обмотки менше витків і тонше провід.
Підключення двигуна з конденсаторним пуском:
- У даних електромашинпусковий ланцюг містить конденсатор і включається лише період старту.
- Для досягнення максимального значенняпускового моменту, потрібне кругове магнітне поле, яке виконує обертання. Щоб воно виникло, струми обмоток мають бути повернені на 90° відносно один одного. Такі фазосдвігаючі елементи, як резистор і дросель не забезпечують необхідний зсув фаз. Тільки включення в ланцюг конденсатора дозволяє отримати зсув фаз 90 °, якщо правильно підібрати ємність.
- Обчислитиякі проводи до якої обмотці відносяться, можна шляхом вимірювання опору. У робочої обмотки його значення завжди менше (близько 12 Ом), ніж у пусковий (зазвичай близько 30 Ом). Відповідно, переріз дроту робочої обмотки більше, ніж у пусковий.
- Конденсаторпідбирається по споживаному двигуном струму. Наприклад, якщо струм дорівнює 1.4 А, необхідний конденсатор ємністю 6 мкФ.
Перевірка працездатності
Як перевірити працездатність двигуна візуальним оглядом?
Нижче перераховані дефекти, які сигналізують про можливих проблемахз двигуном, їх причиною могла стати неправильна експлуатація або перевантаження:
- Зламана опорачи монтажні щілини.
- Всередині моторапотемніла фарба (вказує на перегрівання).
- Через щілиниу корпусі всередину пристрою втягнуті сторонні речовини.
Щоб перевірити працездатність двигуна, слід включити спочатку на 1 хвилину, а потім дати попрацювати близько 15 хвилин.
Якщо після цього двигун виявиться гарячим, то:
- можливо, підшипники забруднилися, затиснулися чи просто зносилися.
- Причинаможе бути надто високої ємності конденсатора.
Вимкніть конденсатор і запустіть двигун вручну: якщо він перестане нагріватися – необхідно зменшити конденсаторну ємність.
Огляд моделей
електродвигун АІР
Одними з найпопулярніших є електродвигуни серії АІР.Існують моделі, виконані на лапах 1081, та моделі комбінованого виконання – лапи + фланець 2081.
Електродвигуни у виконанні лапи+фланець обійдуться приблизно на 5% дорожче, ніж аналогічні на лапах.
Як правило, виробники надають гарантію від 12 місяців.
Для електродвигунів, що мають висоту обертання 56-80 мм, виконання алюмінієвої станини. Двигуни з висотою обертання понад 90 мм представлені у чавунному виконанні.
Моделі різняться між собою за потужністю, частотою обертання, висотою осі обертання, ККД.
Чим потужніший двигун, тим вища його вартість:
- Двигун потужністю 0.18 кВтможна придбати за 3 тис. рублів (електродвигун АІРЕ 56 B2).
- Модель із потужністю 3 кВткоштуватиме вже близько 10 тис. рублів (АІРЕ 90 LB2).
Що стосується частоти обертання, то найбільш поширені моделі з частотами 1500 і 3000 оборотів/хвилину, хоча існують двигуни з іншими значеннями частот. При рівних потужностях вартість двигуна з частотою обертання 1500 об/хв трохи вище, ніж має частоту 3000 об/хв.
Висота осі обертання для моторів з 1 фазою варіюється від 56 мм до 90 мм і безпосередньо залежить від потужності: чим потужніший двигун, тим більша висота осі обертання, а значить і ціна.
Різні моделі мають різний ККД, зазвичай від 67 до 75%. Більший ККД відповідає більшій вартості моделі.
Слід звернути увагу також на двигуни, які випускають італійська компанія ААСО, заснована в 1982 році:
- Так, електромотор ААСО серії 53, розрахований спеціально для застосування у газових пальниках. Ці мотори можуть бути використані в установках для миття, генераторах теплого повітря, системах централізованого обігріву.
- Електромотори серій 60, 63, 71розроблені для використання у установках водопостачання. Також фірма пропонує універсальні двигуни серій 110 та 110 компакт, які відрізняються різноманітною сферою застосування: пальники, вентилятори, насоси, підйомні пристрої та інше обладнання.
Купити двигуни виробництва компанії ААСО можна за ціною від 4600 рублів.
У різних аматорських електромеханічних верстатах та пристроях здебільшого використовуються трифазні асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором. На жаль, трифазна мережа в побуті - явище дуже рідкісне, тому для їх живлення від звичайної електричної мережі любителі використовують фазозсувний конденсатор, що не дозволяє в повному обсязі втілити потужність і пускові властивості мотора.
Асинхронні трифазні електродвигуни, саме їх, внаслідок поширення, часто доводиться використовувати, складаються з нерухомого статора і рухомого ротора. У пазах статора з кутовою відстанню 120 електричних градусів укладені провідники обмоток, початку та кінці яких (C1, C2, C3, C4, C5 і C6) виведені в розподільчу коробку.
Підключення "трикутник" (для 220 вольт)
Підключення "зірка" (для 380 вольт)
Розподільна коробка трифазного двигуна з положенням перемичок для підключення за схемою зірка
При включенні трифазного мотора до трифазної мережі по його обмотках в різний момент часу по черзі починає йти струм, що створює магнітне поле, що крутиться, яке веде взаємодію з ротором, змушуючи його крутитися. При підключенні двигуна в однофазову мережу, момент, що крутить, здатний зрушити ротор, не створюється.
Якщо ви можете приєднати двигун на стороні до трифазної мережі, то визначити потужність не складно. У розрив однієї із фаз ставимо амперметр. Запускаємо. Показання амперметра умножуємо на фазову напругу.
У хорошій мережі воно 380. Отримуємо потужність P = I * U. Забираємо % 10-12 на ККД. Отримуєте практично правильний результат.
Для вимірювання оборотів є механічні прилади. Хоча на слух також можна визначити.
Серед різних методіввключення трифазних електродвигунів в однофазну мережу найбільш звичайний - включення третього контакту через фазозсувний конденсатор.
Підключення трифазного двигуна до однофазної мережі
Частота обертання трифазного мотора, що працює від однофазової мережі, залишається практично тією ж, як і при його підключенні до трифазної мережі. На жаль, цього неможливо заявити про потужність, втрати якої досягають значних величин. Чіткі значення втрати сили залежить від схеми включення, умов роботи мотора, величини ємності фазосдвигающего конденсатора. Приблизно, трифазний двигун в однофазовій мережі втрачає близько 30-50% своєї сили.
Не багато трифазних електродвигунів готові добре діяти в однофазних мережах, але більшість з них справляються з даним завданням цілком задовільно - якщо не рахувати втрати потужності. В основному для роботи в однофазових мережах застосовуються асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором (А, АО2, АОЛ, АПН та ін.).
Асинхронні трифазні двигуни розраховані на дві номінальних напруги мережі - 220/127, 380/220 і так далі Найбільш поширені електродвигуни з робочою напругою обмоток 380/220В (380В - для "зірки", 220 - для "трикутника"). Найбільша напруга для "зірки", найменша - для "трикутника". У паспорті і на табличці двигунів крім інших параметрів вказується робоча напруга обмоток, схема їх з'єднання і можливість її зміни.
Таблички трифазних електродвигунів
Позначення на табличці А говорить про те, що обмотки двигуна можуть бути підключені як "трикутником" (на 220В), так і "зіркою" (на 380В). При підключенні трифазного мотора в однофазову мережу краще застосовувати схему "трикутник", так як даному випадкудвигун втратить менше сили, ніж при включенні "зіркою".
Табличка Б повідомляє, що обмотки двигуна приєднані за схемою "зірка", і в розгалужувальній коробці не врахована можливість переключити їх на "трикутник" (є не більше ніж 3 висновки). У цьому випадку залишається або змиритися з великою втратою потужності, підключивши двигун за схемою "зірка", або, проникнувши в обмотку електродвигуна, спробувати вивести відсутні кінці, щоб з'єднати обмотки за схемою "трикутник".
Якщо робоча напруга двигуна становить 220/127В, то до однофазної мережі на 220В двигун можна підключити тільки за схемою "зірка". При включенні 220В за схемою "трикутник" двигун згорить.
Початки та кінці обмоток (різні варіанти)
Напевно, основна складність включення трифазного двигуна в однофазову мережу полягає в тому, щоб розібратися в електропроводах, що виходять в розподільну коробку або, за відсутності останньої, легко виведених назовні двигуна.
Найпростіший варіант, коли в двигуні на 380/220В обмотки вже підключені за схемою "трикутник". В даному випадку необхідно просто під'єднати струмопідвідні електропроводи і робочий і пусковий конденсатори до клем мотора згідно зі схемою підключення.
Якщо в двигуні обмотки з'єднані "зіркою", і є можливість змінити її на "трикутник", то такий випадок також не можна віднести до трудомістких. Потрібно легко змінити схему включення обмоток на "трикутник", використовуючи для цього перемички.
Визначення почав і кінців обмоток. Справа важче, якщо в розподільчу коробку виведено 6 проводів без вказівки про їх приналежність до конкретної обмотки і позначення початків і кінців. У цьому випадку справа зводиться до вирішення двох завдань (хоча перш ніж цим займатися, потрібно спробувати пошукати в мережі деяку документацію до електродвигуна. У ній може бути описано до чого ставляться електропроводи різних кольорів.):
визначення пар проводів, що мають відношення до однієї обмотки;
знаходження початку та кінця обмоток.
Перше завдання вирішується "продзвонюванням" всіх проводів тестером (виміром опору). Якщо приладу немає, можна вирішити її за допомогою лампочки від ліхтарика і батарейок, приєднуючи наявні електропроводи в ланцюг по черзі з лампочкою. Якщо остання загоряється, значить, два перевіряються кінця відносяться до однієї обмотки. Цим методом визначаються 3 пари проводів (A, B і C на малюнку нижче), що мають відношення до 3 обмоток.
Визначення пар проводів, що відносяться до однієї обмотки
Друге завдання, потрібно визначити початки та кінці обмоток, тут буде дещо складніше і буде необхідна наявність батарейки та стрілочного вольтметра. Цифровий для цього завдання не підійде через інертність. Порядок визначення кінців та почав обмоток показаний на схемах 1 та 2.
Знаходження початку та кінця обмоток
До кінців однієї обмотки (наприклад, A) підключається батарейка, до кінців іншої (наприклад, B) - стрілочний вольтметр. Зараз, коли порвати контакт проводів А з батарейкою, стрілка вольтметра хитнеться в якийсь бік. Потім потрібно підключити вольтметр до обмотки і зробити таку ж операцію з розривом контактів батарейки. При необхідності змінюючи полярність обмотки С (міняючи місцями кінці С1 і С2) необхідно домогтися того, щоб стрілка вольтметра хитнулася в таку ж сторону, як і у випадку з обмоткою В. Так само перевіряється і обмотка А - з батарейкою, приєднаною до обмотки C чи B.
Зрештою всіх маніпуляцій має вийти таке: при розриві контактів батарейки з будь-якою з обмоток на двох інших повинен виникати електричний потенціал однакової полярності (стрілка пристрою хитається в одну сторону). Тепер залишається помітити висновки одного пучка як початку (А1, В1, С1), а висновки іншого - як кінці (А2, В2, С2) і з'єднати їх за необхідною схемою - "трикутник" або "зірка" (коли напруга двигуна 220 / 127в).
Вилучення відсутніх кінців. Напевно, найскладніший варіант - коли двигун має злиття обмоток за схемою "зірка", і немає можливості переключити її на "трикутник" (у розподільну коробку виведено не більше ніж 3 електропроводи - початку обмоток С1, С2, С3).
В даному випадку для включення двигуна за схемою "трикутник" необхідно вивести в коробку відсутні кінці обмоток С4, С5, С6.
Схеми включення трифазного мотора до однофазної мережі
Включення за схемою "трикутник". В разі домашньої мережі, З точки зору отримання більшої вихідної потужності більш відповідним вважається однофазне включення трифазних двигунів за схемою "трикутник". При цьому їх потужність може досягати 70% від номінальної. Два контакти в розгалужувальній коробці приєднуються безпосередньо до електропроводів однофазної мережі (220В), а третій - через робочий конденсатор Ср до будь-якого з двох перших контактів або електропроводів мережі.
Забезпечення запуску. Запуск трифазного мотора без навантаження можна проводити і від робочого конденсатора (докладніше нижче), але якщо ел-двигун має якесь навантаження, він або не запуститься, або буде набирати оберти дуже повільно. Тоді вже для швидкого запускупотрібний допоміжний пусковий конденсатор Сп (розрахунок ємності конденсаторів описаний нижче). Пускові конденсатори включаються тільки на час запуску двигуна (2-3 сек, поки обороти не досягнуть приблизно 70% від номінальних), потім пусковий конденсатор потрібно відключити і розрядити.
Комфортний пуск трифазного двигуна за допомогою особливого вимикача, одна пара контактів якого замикається при натиснутій кнопці. При її відпусканні одні контакти розмикаються, інші залишаються включеними - поки не буде натиснута кнопка " стоп " .
Вимикач для запуску електродвигунів
Реверс. Напрямок обертання двигуна залежить від того, до якого контакту (фазі) приєднана третя фазна обмотка.
Напрямком обертання можна керувати, приєднавши останню, через конденсатор, до двопозиційного перемикача, з'єднаного двома своїми контактами з першою і другою обмотками. Залежно від положення перемикача двигун буде обертатися в одну чи іншу сторону.
На малюнку нижче представлена схема з пусковим і робочим конденсатором і кнопкою реверсу, що дозволяє робити зручне керування трифазним двигуном.
Схема підключення трифазного двигуна до однофазної мережі, з реверсом та кнопкою для підключення пускового конденсатора
Підключення за схемою "зірка". Подібна схема підключення трифазного двигуна до мережі з напругою 220В використовується для електродвигунів, у яких обмотки розраховані на напругу 220/127В.
Конденсатори.Необхідна ємність робочих конденсаторів для роботи трифазного двигуна в однофазній мережі залежить від схеми включення обмоток двигуна та інших параметрів. Для з'єднання "зіркою" ємність розраховується за формулою:
Cр = 2800 I/U
Для з'єднання "трикутником":
Cр = 4800 I/U
Де Ср – ємність робочого конденсатора в мкФ, I – струм в А, U – напруга мережі у В. Струм розраховується за формулою:
I = P/(1.73 U n cosф)
Де Р – потужність електродвигуна кВт; n – ККД двигуна; cosф - коефіцієнт потужності, 1.73 - коефіцієнт, що визначає відповідність між лінійним та фазним струмами. ККД та коефіцієнт потужності вказані в паспорті та на табличці мотора. Зазвичай їх значення розташовується у діапазоні 0,8-0,9.
На практиці значення ємності робочого конденсатора при під'єднанні "трикутником" можна вважати за полегшеною формулою C = 70 Pн, де Pн - номінальна потужність електродвигуна в кВт. Згідно з цією формулою на кожні 100 Вт потужності електродвигуна потрібно близько 7 мкФ ємності робочого конденсатора.
Коректність підбору ємності конденсатора перевіряється результатами експлуатації двигуна. Якщо її значення виявляється більше, ніж потрібно за цих умов роботи, двигун буде перегріватись. Якщо ємність виявилася менш необхідною, вихідна потужність електродвигуна стане дуже низькою. Має сенс підшукувати конденсатор для трифазного двигуна, починаючи з невеликої ємності і поступово підвищуючи її значення до оптимального. Якщо є можливість, краще вибрати ємність вимірюванням струму в електропроводах приєднаних до мережі і до робочого конденсатора, наприклад струмовимірювальними кліщами. Значення струму має бути ближчим. Виміри слід проводити при тому режимі, в якому двигун буде працювати.
При визначенні пускової ємності виходять, перш за все, з вимог створення необхідного пускового моменту. Не переплутувати пускову ємність із ємністю пускового конденсатора. На наведених вище схемах, пускова ємність дорівнює сумі ємностей робочого (Ср) та пускового (Сп) конденсаторів.
Якщо за умовами роботи запуск електродвигуна відбувається без навантаження, то пускова ємність зазвичай приймається однаковою робочою, тобто пусковий конденсатор не потрібен. У цьому випадку схема підключення спрощується та здешевлюється. Для такого спрощення і основне здешевлення схеми, можна організувати можливість відключення навантаження, наприклад, зробивши можливість швидко і зручно змінювати положення двигуна для падіння ремінної передачі, або зробивши для ремінної передачі притискає ролик, наприклад, як у ремінного зчеплення мотоблоків.
Запуск під навантаженням вимагає присутності додаткової ємності (Сп) тимчасово пуску двигуна, що підключається. Підвищення ємності, що відключається, призводить до зростання пускового моменту, і при деякому конкретному її значенні момент досягає власного найбільшого значення. Подальше підвищення ємності призводить до зворотного ефекту: пусковий момент починає зменшуватися.
Відштовхуючись від умови пуску двигуна під навантаженням найближчої до номінальної, пускова ємність повинна бути в 2-3 рази більшою за робочу, тобто, якщо ємність робочого конденсатора 80 мкФ, то ємність пускового конденсатора повинна бути 80-160 мкФ, що забезпечить пускову ємність (Сума ємності робочого і пускового конденсаторів) 160-240 мкФ. Хоча якщо двигун має невелике навантаження при запуску, ємність пускового конденсатора може бути меншою або її може і не бути взагалі.
Пускові конденсатори діють недовго (всього кілька секунд за весь період підключення). Це дає можливість використовувати при запуску двигуна більш дешеві електролітичні пускові конденсатори, спеціально створені для цієї мети.
Зауважимо, що у двигуна приєднаного до однофазної мережі через конденсатор, що працює без навантаження, по обмотці, що живиться через конденсатор, слід струм на 20-30% перевищує номінальний. Тому, якщо двигун використовується в недовантаженому режимі, то ємність робочого конденсатора слід мінімізувати. Але тоді вже, якщо двигун запускався без пускового конденсатора, останній може знадобитися.
Набагато краще використовувати не один великий конденсатор, а дещо набагато менше, частково через можливість підбору оптимальної ємності, приєднуючи додаткові або відключаючи непотрібні, останні використовують як пускові. Потрібне число мікрофарад набирається паралельним з'єднанням декількох конденсаторів, відштовхуючись від того, що сумарна ємність при паралельному з'єднанніпідраховується за формулою:
Визначення початку та кінця фазних обмоток асинхронного електродвигуна
Стаття присвячена можливості запуску асинхронного трифазного двигуна потужністю 250 Вт від мережі 220 В не за допомогою пускового конденсатора, а з використанням саморобного пускового електронного пристрою. Схема його дуже проста: на двох тиристорах, з тиристорними ключами та транзисторним керуванням.
Схема пристрою
Дане керування двигуном мало кому відомо і практично не використовується. Перевага пропонованого пускового пристрою полягає в тому, що значно зменшується втрата потужності двигуна. При пуску трифазного двигуна 220 За допомогою конденсатора втрата потужності становить щонайменше 30%, а може досягати 50%. Використання цього пускового пристрою знижує втрату потужності до 3%, максимум становитиме 5%.
Однофазна мережа підключається:
Пусковий пристрій підключається до двигуна замість конденсатора.
Підключений до пристрою резистор дозволяє регулювати оберти двигуна. Можна також увімкнути пристрій на реверс.
Для експерименту взято старий двигун ще радянського виробництва.
З цим пусковим пристроєм двигун запускається миттєво та працює без будь-яких проблем. Таку схему можна використати практично на будь-якому двигуні потужністю до 3 кВт.
Примітка: у мережі 220 В двигуни потужністю понад 3 кВт включати просто не має сенсу – побутова електропроводка не витримає навантаження.
У схемі можна використовувати будь-які тиристори, струм яких не менше 10 А. Діоди 231 також 10-амперні.
Примітка: у автора в схемі встановлені діоди 233, що не має значення (тільки вони йдуть за напругою 500 В) - можна поставити будь-які діоди, які мають струм 10 А і утримують більше 250 В.
Пристрій компактний. Автор схеми зібрав резистори просто наборами, щоб не витрачати час на добірку резисторів за номіналом. Тепловідведення не потрібне. Встановлено конденсатор, стабілітрон, два діоди 105. Схема вийшла дуже проста та ефективна в роботі.
Рекомендується для використання - збирання пускового пристрою проблем не створить. У результаті при підключенні двигун стартує на своїй максимальній потужності і практично без втрати на відміну від стандартної схеми з використанням конденсатора.
Непоодинокі випадки, коли необхідно підключити електродвигун до мережі 220 вольт - це відбувається при спробах долучити обладнання до своїх потреб, але схема не відповідає технічним характеристикам, зазначеним у паспорті такого обладнання Ми постараємося розібрати в цій статті основні прийоми вирішення проблеми та представимо кілька альтернативних схем з описом для підключення електродвигуна однофазного з конденсатом на 220 вольт.
Чому так відбувається? Наприклад, у гаражі необхідно підключення асинхронного електродвигуна на 220 вольт, який розрахований на три фази. При цьому необхідно зберегти ККД (коефіцієнт корисної дії), так чинять у разі, якщо альтернативи (у вигляді движка) просто не існує, тому як у схемі на три фази легко утворюється магнітне поле, що обертається, яке забезпечує створення умов для обертання ротора в статорі. Без цього ККД буде менше порівняно з трифазною схемою підключення.
Коли в однофазних двигунах є тільки одна обмотка, ми спостерігаємо картину, коли поле всередині статора не обертається, а пульсує, тобто поштовх для пуску не відбувається, поки власноруч не розкрутити вал. Для того, щоб обертання могло відбуватися самостійно, додаємо допоміжну пускову обмотку. Це друга фаза, вона переміщена на 90 градусів та штовхає ротор при включенні. При цьому двигун все одно включений у мережу з однією фазою, тому назва однофазного зберігається. Такі однофазні синхронні мотори мають робочу та пускову обмотки. Різниця в тому, що пускова діє тільки при включенні заводячи ротор, працюючи лише три секунди. Друга ж обмотка увімкнена весь час. Для того щоб визначити, де яка, можна використовувати тестер. На малюнку можна побачити співвідношення їх зі схемою загалом.
Підключення електродвигуна на 220 вольт: двигун запускається шляхом подачі 220 вольт на робочу та пускову обмотки, а після набору необхідних обертів потрібно вручну відключити пускову. Для того, щоб фазу зрушити, необхідно омічний опір, який і забезпечують конденсатори індуктивності. Зустрічається опір як у вигляді окремого резистора, так і частини самої пускової обмотки, яка виконується по біфілярній техніці. Вона працює так: індуктивність котушки зберігається, а опір ставати більше через подовжений дроти з міді. Таку схему можна спостерігати малюнку 1: підключення електродвигуна 220 вольт.
Малюнок 1. Схема підключення електродвигуна 220 вольт із конденсатором
Існують також мотори, у яких обидві обмотки безперервно підключені до мережі, вони називаються двофазними, тому що поле всередині обертається, а конденсатор передбачений, щоб зрушувати фази. Для роботи такої схеми обидві обмотки мають провід з рівним один одному перерізом.
Схема підключення колекторного електродвигуна на 220 вольт
Де можна зустріти у побуті?
Електричні дриля, деякі пральні машинки, перфоратори та болгарки мають синхронний колекторний двигун. Він здатний працювати в мережах із однією фазою навіть без пускових механізмів. Схема така: перемичкою з'єднуються кінці 1 і 2, перший бере початок якорі, другий - статорі. Два кінчики, які залишилися, необхідно приєднати до живлення 220 вольт.
Підключення електродвигуна 220 вольт з пусковою обмоткою
Увага!
- Така схема виключає блок електроніки, а отже - мотор відразу ж з моменту старту, працюватиме на повну потужність - на максимальних оборотах, при запуску буквально зриваючись із силою від пускового електроструму, що викликає іскри в колекторі;
- існують електромотори із двома швидкостями. Їх можна визначити по трьох кінцях у статорі, що виходять із обмотки. В цьому випадку швидкість валу при підключенні зменшується, а ризик деформації ізоляції при старті збільшується;
- Напрямок обертання можна змінити, для цього слід поміняти місцями закінчення підключення в статорі або якорі.
Схема підключення електродвигуна 380 на 220 вольт із конденсатором
Є ще один варіант підключення електродвигуна потужність 380 Вольт, який починає рухатися без навантаження. Для цього також потрібний конденсатор у робочому стані.
Один кінець підключається до нуля, а другий до виходу трикутника з порядковим номером три. Щоб змінити напрямок обертання електромотора, варто підключити його до фази, а не до нуля.
Схема підключення електродвигуна 220 вольт через конденсатори
У разі коли потужність двигуна більше 1,5 Кіловата або він при старті працює відразу з навантаженням, разом із робочим конденсатором необхідно паралельно встановити і пусковий. Він служить збільшенню пускового моменту і включається лише кілька секунд під час старту. Для зручності він підключається з кнопкою, а весь пристрій від електроживлення через тумблер або кнопку з двома позиціями, яка має два фіксованих положення. Щоб запустити такий електромотор, необхідно все підключити через кнопку (тумблер) і тримати кнопку старту, поки він не запуститься. Коли запустився – просто відпускаємо кнопку та пружина розмикає контакти, відключаючи стартер
Специфіка полягає в тому, що асинхронні двигуни спочатку призначаються для підключення до мережі з трьома фазами 380 або 220 В.
Важливо! Для того щоб підключити однофазний електромотор до однофазної мережі, необхідно ознайомитися з даними двигуна на бирці і знати наступне:
Р = 1,73 * 220 В * 2,0 * 0,67 = 510 (Вт) розрахунок для 220 В
Р = 1,73 * 380 * 1,16 * 0,67 = 510,9 (Вт) розрахунок для 380 В
За формулою стає зрозуміло, що електрична потужність перевершує механічну. Це необхідний запас для компенсації втрат потужності при старті — створенні моменту магнітного поля, що обертається.
Існують два типи обмотки - зіркою та трикутником. За інформацією на бирці двигуна можна визначити яка система в ньому використана.
Це схема обмотки зіркою
Червоні стрілки - це розподіл напруги в обмотках мотора, говорить про те, що на одній обмотці розподіляється напруга одиничної фази 220 В, а двох інших - лінійної напруги 380 В. Такий двигун можна пристосувати під однофазну мережу за рекомендаціями на бирці: дізнатися для якого напруги створені обмотки, можна з'єднувати їх зіркою чи трикутником.
