Как переделать двигатель с 380 на 220 с конденсатором

Содержание

Бывают ситуации, когда мы вынуждены использовать двигатель, который не адаптирован к данному источнику питания. Примером этого является подключение трехфазного двигателя к однофазной сети. Может быть, не все знают, но это возможно и даже и не так сложно осуществить. Но стоит учитывать, что трехфазный двигатель в однофазной сети теряет около 30-50% своей мощности. В сети 220 В двигатели мощностью более 3 кВт включать не имеет смысла – бытовая электропроводка не выдержит нагрузки.

Наиболее распространённый и простой способ подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть – это способ с применением фазосдвигающего конденсатора, через который запитывается третья обмотка электродвигателя.

Существуют пусковые и так называемые рабочие конденсаторы, которые постоянно задействованы во время работы двигателя. Основной задачей рабочих конденсаторов является обеспечение оптимальной нагрузочной способности двигателя. Нормальная работа трехфазного электродвигателя во многом зависит от правильного выбора конденсатора.

Как правильно подобрать конденсаторы

Теоретически предполагается осуществлять расчет необходимой емкости путем деления силы тока на напряжение и полученную величину умножить на коэффициент. Для разного типа соединений обмоток коэффициент составляет:

звездой – 2800
треугольником — 4800

Недостатком этого метода является то, что не всегда на электродвигателе сохранилась табличка с данными. Невозможно точно знать коэффициент мощности и мощность двигателя, а следовательно и силу тока. К тому же на силу тока могут действовать такие факторы как отклонения напряжения в сети и величина нагрузки на двигатель.

Поэтому следует применять упрощенный расчет емкости рабочих конденсаторов. Просто учесть, что на каждые 100 ватт мощности необходимо 7 микрофарад емкости. Удобнее использовать несколько параллельно соединенных конденсаторов малой, желательно одинаковой емкости, чем один большой. Просто суммируя емкость собранных конденсаторов, можно легко определить и подобрать оптимальное значение. Для начала лучше процентов на десять занизить суммарную емкость.

Таких схем несколько, это и самодельные пусковые устройства на тиристорах с транзисторным управлением и подключение двигателя через индукционные катушки или сопротивления. На практике, эти способы сложнореализуемые и малоэффективные.

Как подключить двигатель 380 на 220 легко быстро просто

Для подключения трехфазных двигателей к сети 220В применяются однофазные ПЧ. Хотя, это не самый бюджетный вариант, но частотник позволяет преобразовывать переменное напряжение частотой 50 Гц в напряжение с частотой от 0 Гц до 1 кГц, к тому же импульсное. Благодаря этому появляется возможность осуществить плавный пуск двигателя и регулировать частоту оборотов.

В некоторых ПЧ есть функция построения модели двигателя и преобразователь сам выставляет нужные параметры для работы.

Для подключения частотного преобразователля к двигателю применяют экранированные кабели, рекомендованным производителем марок, сечением, отвечающем мощности выбранного ПЧ. Подключение осуществляется через емкостные входы преобразователя, внешние конденсаторы при этом не нужны.

Для чего нужен конденсатор

Наиболее распространены и применяются в станках трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Их подключение к однофазной сети мы и будем рассматривать. При включении двигателя в трехфазную сеть по трем обмоткам, в разный момент времени протекает переменный ток. Этот ток создает вращающееся магнитное поле, которое начинает вращать ротор двигателя.

При подключении двигателя к однофазной сети, ток по обмоткам течет, но вращающегося магнитного поля нет, ротор не крутится. Выход из этой ситуации был найден. Самым простым и действенным способом оказалось параллельное подключение конденсатора к одной из обмоток двигателя. Конденсатор, импульсно получая и отдавая энергию создает смещение фазы, в обмотках двигателя получается вращающееся магнитное поле и он работает. Емкость постоянно находится под напряжением и называется рабочим конденсатором.

ВАЖНО! Правильно рассчитать и подобрать емкость рабочего конденсатора и его тип.

Как правильно подобрать конденсаторы

звездой – 2800;
треугольником — 4800.

Мощность электродвигателя, кВт	0,4	0,6	0,8	1,1	1,5	2,2
Ёмкость конденсатора C2 в номинальном режиме, мкФ	40	60	80	100	150	230
Ёмкость конденсатора C2 в недогруженном режиме, мкФ	25	40	60	80	130	200
Ёмкость пускового конденсатора C1 в номинальном режиме, мкФ	80	120	160	200	250	300
Ёмкость конденсатора C1 в недогруженном режиме, мкФ	20	35	45	60	80	100

Если двигатель легко запускается и мощности его достаточно для работы, то все подобрано правильно. Если нет – нужно еще подсоединять конденсаторы, пока двигатель не достигнет оптимальной мощности.

СПРАВКА. При подключении трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в однофазную сеть теряется не менее трети его мощности.

Следует помнить, что много не всегда хорошо, и при превышении оптимальной емкости рабочих конденсаторов двигатель будет перегреваться. Перегрев может привести к сгоранию обмоток и выходу электродвигателя из строя.

ВАЖНО! Конденсаторы следует соединять между собой параллельно.

Желательно выбирать конденсаторы с рабочим напряжением не менее 450 вольт. Самыми распространенными являются так называемые бумажные конденсаторы, с буквой Б в наименовании. В настоящее время выпускаются и специализированные, так называемые моторные конденсаторы, например К78-98.

ВНИМАНИЕ! Желательно выбирать конденсаторы для переменного тока. Использование иных тоже возможно, но связано с усложнением схемы и возможными нежелательными последствиями.

В случае, если запуск двигателя осуществляется под нагрузкой и происходит тяжело, необходим еще и пусковой конденсатор. Он включается параллельно рабочему на непродолжительное время пуска электродвигателя. Его емкость должна быть равной или не более чем в два раза превышать емкость рабочего.

Как подбирать конденсаторы?

Если вы собрались подключить электродвигатель, то выбор конденсатора осуществляется по таким принципам:

Номинальное напряжение выбирается из соотношения 1,15 от подаваемого на мотор. Если брат больше, это увеличит стоимость установки и ее габариты. Если емкость рассчитать впритык, конденсатор перегреется и перегорит.
Тип конденсатора – наиболее распространенные модели – бумажные, но они обладают большими габаритами. Поэтому выгоднее приобретать полипропиленовые. От электролитических лучше отказаться.
Чтобы выбрать емкость пускового и рабочего конденсатора, необходимо воспользоваться таблицей соответствия по мощности электродвигателя:

Таблица: определение емкости конденсаторов

Мощность трехфазного электродвигателя, кВт	0,4	0,6	0,8	1,1	1,5	2,2
Минимальная емкость конденсатора Ср , мкф	40	60	80	100	150	230
Емкость пускового конденсатора (Сп), мкф	80	120	160	200	250	300

Если нужной вам мощности в таблице нет, можно воспользоваться расчетными формулами:

Сраб = (2800*I)/U — для включения трехфазного двигателя звездой

Cраб = (4800*I)/U — для включения трехфазного двигателя треугольником

где I – величина ток, протекающего через обмотки электродвигателя, а U – напряжение сети. Чтобы узнать емкость пускового конденсатора для подключения трехфазного агрегата, необходимо полученную величину рабочего умножить на два.

Видео в помощь

Поделиться в социальных сетях

николай

Если использовать схему с конденсаторным пуском, я советую на пусковой конденсатор поставить гасящий резистор. Иначе после того как вы запустите движок и отключите пусковой кондёр он долгое время будет оставаться под напряжением ,даже на следующий день.

Виктор

Не слушайте гаражных «корифеев». Для звезды С=1800 I nom/U nom, для треугольника С= 2700 I nom/U nom. С пусковая=3 рабочих. Есть ещё схема «разомкнутая звезда» и дуюновская «славянка», для них не считал.

Олег

Ребят подскажите, может кому еще тоже интересно будет….
Есть: 220V, ПНВС 10, АД 2,2 кВт 220/380V и куча конденсаторов. Я не электрик, читаю и пытаюсь сам подключить дома АД 2 — треуголкой с нагрузкой (ременная передача на вал с небольшим эксцентриком). Я уже несколько таких таблиц видел в разных статьях, как «таблица: определение емкости конденсаторов» которые меня сбивают с толку относительно двух формул, которые следует после этих таблиц : С раб = 4800 * I / U (в моём случае I = 5, 1 А и U=220 V). Итого емкость С раб = 111 мкф. Почему в таблицах 230 ? Или я что не так понял ? Есть вторая формула (в моём случае) : 70 *22 (или 7 мкф 220 Вт )= 154 мкф. Так как ? Сколько в моём случае С раб = ?
Второй вопрос, какое номинальное напряжение на Ср и Сп надо? Для Сп 250 В же пойдет вроде (220* 1, 15 (или 220 +10 (15) %) , а для Ср вроде не менее 600 В надо ? или для Ср 250 В тоже пойдет ?
Третий вопрос: Подойдут ли для блока Сраб конденсаторы с различными номин. напряж. такие как на 600 В, 400 В, 420 В и 250 В с необходимой суммой мкф. Заранее спасибо

Иван

В первой схеме подключение э/д к трехфазной сети, ваша защита от перегрузки работать не будет. Контакт реле необходимо включать в цепь управления контактором.

Сергей

У нас на работе попросили электрика собрать установку для пилорамы. Он рассказывал, что сначала рассчитал конденсаторы по формуле, а потом подбирал их , выравнивая ток в обмотках двигателя. и получилось значение намного меньше расчётного.

Дима

Извиняюсь, автор, но Вы меня рассердили.. По первой схеме. Симисторы у Вас на схеме, и никаких транзисторов и динисторов. Автор, Вы в теме на счёт электроники. Или просто так ?? И не надо так утверждённо вешать лапшу на уши, ведь люди не учившиеся в электротехнических ВУЗах принимают всерьёз. Вы — Хотя бы почитали курс — 2 книжки всего — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Китаева, Норохова и Свирина, а потом уже лезли.. Электродвигателей тысячи разных моделей для разных условий эксплуатации и соответственно материалов их изготовления — от подводных лодок, атомных реакторов. Самолётов и космоса. И трёхфазка — звезда существует очень давно, и схем компенсации сдвига фазы для подключения двигателя со звезды 380 V на треуголку 220 V очень много разных, суть одна — сдвиг фазы в третьей обмотке. С помощью конденсаторов это легко сделать, и пусковой дополнительный нужен только для движков под нагрузкой сходу, т.е. конвейерная лента или нория и т.п., так же надо учитывать, что мощность двигателя должна быть на 35-40% выше расчётной. Или же преобразователь можно использовать две фазы в три, но у них синусоида всё равно искажённая, нужно в 1.3 -1.5 раз с запасом брать по мощности двигателя для надёжной долговременной работы, а это хоть и компактнее конденсаторов, но стоимость зашкаливает.. С Уважением, это просто моё мнение.

Макаров Дмитрий (Эксперт)

Не извиняйтесь, внимательно читайте статью, сердиться можете лишь на свою невнимательность и скоропостижность набивания текста! В статье черным по белому написано о первой схеме – «Для этого применяется транзисторный или динисторный ключ», а вот ниже идет описание самой схемы, где говориться, что ключ – это динистор VS1, который пропускает сигнал на открытие симистора VS2. Вы элементарно не дочитали до конца, и пытаетесь меня чему-то учить, вот это действительно некрасиво, вы просто перефразировали то, что и так было написано в тексте, а глупцом выставляете меня. По поводу электрических машин не учите меня витки в шихтовку укладывать, что их существует великое множество, я и так прекрасно знаю. Лично меня в разрезе электродвигателей обучал профессор кафедры Дубинец, и не нужно разбрасываться громкими названиями книг, полагая, что остальные лишь блеклая тень на фоне прочитанной вами литературы. Статья создавалась применительно к бытовым условиям, как понимаете, от атомного реактора, подводной лодки или космолета движок ни у кого дома не валяется. Вы пишете, что схем достаточно много, возможно и так, но с практической точки зрения в статье рассмотрено несколько наиболее интересных и практичных. Если вам действительно есть чем полезным поделиться – милости просим, а разбрасываться пустыми фразами здесь не нужно. По поводу вашего комментария о мощности, снова подниму вопрос о невнимательности, в самом начале статьи четко сказано, что КПД при таком включении составит порядка 30 – 50% от номинального, разумеется, что вам придется учесть это в дальнейшей работе электрической машины.

Евгений

В одном из комментариев, правильно подмечено, купите частотный преобразователь и не надо мозг людям выносить. Я пробовал запускать 3х фазный двигатель на звезде, при этом использовал ЧП на 380в, от сети 220в. На частотник подавал одну фазу от сети, вторую через конденсаторную установку из расчёта 0.1мф на 1вт мощности эл.двигателя. Получается, что на ЧП подавал две фазы, а на двигатель с частотника, как положено все три фазы. Работает на ура, разгонял двигатель с 1500 до 7800 обмин, более 7800 на ЧП срабатывала защита. Так что не обязательно покупать частотника 220/380 которые дороже чем на 380.

Александр

Ещё можно приобрести частотный преобразователь и вопрос решен, тут вам и число оборотов регулируем и реверс есть, правда он дороговат, и смотря на какой станок ставить.

Ёпрст

В таблице какие-то дикие нереальные значения! Где автор надыбал такую хню?!
У меня эд 1,5 кВт 3000 обмин на наждаке работает через кондёр 10 мкФ(!) и безо всяких пусковых кондёров. Ёмкость подбирается по оборотам: включаешь движок через кондёр, меряешь обороты. Чем ближе к номиналу, тем лучше. Подбираешь ёмкость. И не греется, если правильно подобрать. Учись, студент)

Особенности подключения по схеме звезды

Этот вариант подключения подразумевает сборку концов обмотки в одну точку с помощью горизонтально расположенных перемычек, которые находятся в коробке с клеммами. При этом к ней не подводятся электропровода от внутридомовой сети.

На фазном же проводе сначала устанавливается коммутационный выключатель (автомат). Потом он соединяется с одной клеммой начала обмоток, а к другой – подводится нулевой проводник домашней сети. При этом во время подключения используется рабочий и пусковой конденсатор. Они устанавливаются в параллельной цепочке, которая подсоединяется к клемме, оставшейся свободной после подведения фазы и нуля. К фазному электропроводу пусковой конденсатор подключается через еще один выключатель, а рабочий – соединяется напрямую.

Изначально ротор двигателя неподвижен. Поэтому при запуске его выводят из этого состояния путем раскручивания, чтобы он преодолел силу трения в подшипниках. Во время данного процесса мастер увеличивает магнитный поток статора путем повышения электротока, который проходит через электроцепь с пусковым конденсатором. Как только ротор выйдет на рабочий режим, его отключают. В противном случае обмотка электродвигателя перегреется пусковым электротоком.

На заметку! Из-за неудобства использования переключателя для отключения электроцепи пуска нередко вместо него устанавливают реле.

Определенная часть мастеров применяет пусковую кнопку от стиральной машинки советских времен. Эта деталь отличается наличием автоматически отключающего с задержкой одного из двух контактов. Именно из-за этого такая кнопка популярна у электриков.

Описанный вариант подсоединения по звезде применяется для устройств с небольшой мощностью. Если реализуется такая схема подключения 3х фазного двигателя на 220 через конденсаторы с кнопкой, обычным дополнительным выключателем или реле, тогда происходит повышение потерь электроэнергии. Они могут достигать 50% от системы электропитания на 380 В.

Особенности подключения по схеме треугольника

Перед тем как переделать двигатель 380 на 220 В по схеме треугольника, собирают внешнюю электроцепочку. Она такая же, что и у подключения звездой. Все внешние провода, включая фазу, ноль и среднюю линию, на которой устанавливаются конденсаторы, последовательно соединяются с перемычками в коробке электромотора.

Об особенностях определения начала обмоток электродвигателя при помощи контрольной лампочки рассказано в данном видео:

Схема подключения по треугольнику позволяет подводимому двухфазному напряжению создавать электроток большего значения во всех обмотках по сравнению с соединением звездой. Этот вариант еще отличается меньшими потерями электроэнергии и более высоким КПД.

Важно! Подсоединение трехфазного электродвигателя по треугольной схеме к электросети на 220 В – это способ полезного использования от 70 до 80% потребляемой электрической мощности.

При реализации данного подключения используют конденсаторы с меньшей емкостью. Кроме того, выполняют реверс электродвигателя, потому что во время его запуска он может начать вращаться в другом противоположном направлении. Для этого при подключении звездой и треугольником меняют местами внешние электропровода, подсоединяемые к колодке. Это позволяет изменить направление течения электротока.

Этапы переделки

Чтобы переделать электродвигатель с 380 Вольт на 220 сначала откиньте крышку мотора, чтобы посмотреть, сколько снаружи концов у статорных намоток. Их может быть 6 или 3. Если 6, то есть возможность поменять схему соединения: если была «звезда», можно перейти на «треугольник», и наоборот.

Если конца всего 3, значит, внутри короба намотки уже соединяются либо «звездой», либо «треугольником» (всего 6 концов, которые попарно объединяются клеммами, их и будет 3, так как на каждую клемму – 2 конца). В таком случае придется оставить прежнюю схему.

Внимание! Если вы решили поменять схему соединения статорных обмоток с тремя концами снаружи, то придется своими руками вскрыть корпус мотора. Это трудоемко, но возможно.

Соединение обмоток

Неважно, каков источник питания, трехфазный или однофазный, соединять статорные намотки можно любым из способов (можете прочитать подробнее про способы подключения электродвигателей):

Звездой обычно соединяют намотки, если двигатель будет питаться от сети 380 В. Благодаря этому пуск становится плавным, хотя теряется треть мощности. Треугольник же рекомендуется при запитывании от 220 Вольт. Пусковые токи при этом не так высоки по сравнению с теми, что возникают от трехфазного питания. Зато мощность равна той, что дает «звездное» соединение, если мотор подключен к 380 В.

Схемы посмотрите ниже. Разница в том, что в первом случае соединяются все начала так, что получается трехконечная звезда. А во втором – конец одной обмотки соединяется с началом следующей так, что образуется фигура с тремя вершинами (треугольник).

Расчет конденсаторов

Когда концы намоток соединяют звездой или треугольником, образуется 3 места, где они стыкуются. На этих местах ставят клеммы. При питании от 380 Вольт на каждую из них подают фазу. Но наша задача, имея те же 3 контакта, подать лишь 1 фазу 220 Вольт и нуль. Это можно реализовать своими руками, компенсировав отсутствие трехфазного питания конденсаторами. Пусковой будет активным только на время запуска, а рабочий – постоянно.

Чтобы электрический двигатель хорошо запускался и работал, нужно правильно подобрать емкость конденсаторов. У рабочего накопителя она зависит от схемы соединения. Если это звезда, то работает формула:

Если треугольник, то формула преобразует свой вид:

Ср – искомая емкость рабочего накопительного элемента. U – напряжение в сети (220 Вольт). I – сила тока, которую находят по формуле:

Р – мощность, U – уже известное нам напряжение, ƞ – КПД, косинус «фи» — коэффициент мощности. Все эти значения можно посмотреть в техническом паспорте от вашего трехфазного мотора.

Расчет емкости пускового конденсатора (Сп) прост: умножьте Ср на 1,5 или 2. Если Ср=50 мкФ, то Сп будет от 75 до 100 мкФ. Поочередно ставьте то одну емкость, то другую, запуская каждый раз мотор. По звуку хода слушайте: если нет гула, то все в порядке.

Внимание! Конденсаторы обязательно должны быть бумажными. Для переделки двигателя своими руками хорошо идут МБГП или МБГО. Если не нашли накопителя нужной емкости, то соедините несколько штук параллельно.

Сборка по схеме

Схема выше показывает, как правильно соединить своими руками намотки статора с конденсаторами и проводами сети 220 В. К одной из вершин треугольника или звезды нужно подключить накопительные элементы параллельно друг другу (предусмотрите ключ для ручного отключения пускового накопителя после разгона). Затем их выводят либо на фазу, либо на ноль: неважно. От этого будет зависеть только направление вращения вала.

Как поменять направление вращения

Если поменять направление нужно только 1 раз, то это можно сделать еще на стадии переделки. Для этого достаточно поменять местами любые две обмотки статора. Той же цели достигает перекидывание ветки конденсаторов с нуля на фазу, или наоборот. Но если вам нужно часто реверсировать трехфазный переделанный мотор, необходим переключатель. Собрав электродвигатель по схеме ниже, вы освободите себя от смены намоток каждый раз, когда нужно задать обратное направление вращения вала.

В переделке трехфазного электрического двигателя под однофазную сеть своими руками нет ничего трудного. Наибольшую сложность составит только расчет емкости рабочего конденсатора и экспериментальный подбор емкости из подсчитанного диапазона для пускового накопителя. Но и это становится легко, если вы не потеряли технический паспорт, а под рукой есть калькулятор.

Подключение без конденсаторов

Но ведь можно и без конденсаторов подключить двигатель 380 на 220, для этого даже не придется покупать частотный преобразователь. Достаточно порыться в гараже и отыскать несколько главных компонентов:

Два транзистора типа КТ315Г. Стоимость на радиорынке около 50 коп. за штуку, иногда даже меньше.
Два тиристора типа КУ202Н.
Полупроводниковые диоды Д231 и КД105Б.

Вам также потребуется наличие конденсаторов, резисторов (постоянных и одного переменного), стабилитрона. Вся конструкция заключается в корпус, который сможет защитить от поражения электрическим током. Элементы, используемые в конструкции, должны работать при напряжении до 300 В и токе до 10 А.

Можно осуществить как навесной монтаж, так и печатный. Во втором случае потребуется фольгированный материал и умение с ним работать. Обратите внимание на то, что отечественные тиристоры типа КУ202Н сильно нагреваются, особенно если мощность привода свыше 0,75 кВт. Поэтому элементы устанавливайте на радиаторы из алюминия, при необходимости используйте дополнительный обдув.

Теперь вы знаете, как самостоятельно двигатель на 380 подключить на 220 (в бытовую сеть). Ничего сложного в этом нет, вариантов много, поэтому можно выбрать самый подходящий для конкретной цели. Но лучше один раз потратиться и приобрести частотный преобразователь, он увеличивает число функций привода во много раз.

Схема подключения электродвигателя без конденсаторов

Реально работающих схем подключения трехфазного двигателя в бытовую сеть 220 вольт без конденсаторов нет. Некоторые изобретатели предлагают подключать двигатели через индукционные катушки или сопротивления. Якобы, таким образом, создается сдвиг фаз на необходимый угол и двигатель вращается. Другие предлагают тиристорные схемы подключения. На практике это не работает, и не стоит изобретать велосипед. Когда есть дешевый и проверенный способ пуска посредством конденсаторов.

Действительно рабочим вариантом является подключение трехфазного асинхронного двигателя через преобразователь частоты. Преобразователь подключается в бытовую сеть и выдает трехфазный ток, причем с возможностью плавного пуска и регулировки оборотов. Но стоит такое чудо примерно от 7000 рублей с подключаемой мощностью всего в 250 ватт. Мощные приборы стоят гораздо дороже. За такие деньги можно приобрести электрооборудование с возможностью подключения к однофазной цепи. Будь то мини токарный станок, циркулярка, насос или компрессор.

Как подключить с реверсом

Обеспечить вращение ротора в обратную сторону не представляет затруднения. В схему подключения двигателя необходимо добавить двухпозиционный переключатель. Средний контакт переключателя подсоединяется к одному из контактов конденсаторов, а крайние к выводам двигателя.

ВНИМАНИЕ! Сначала необходимо переключателем выбрать направление вращения, и только потом запустить двигатель. При работающем электродвигателе переключателем направления вращения пользоваться нельзя.

Рассмотренные варианты подключения промышленных двигателей в бытовую сеть не представляют большой сложности при их реализации. Важно только внимательно отнестись к некоторым нюансам и оборудование, хоть и с небольшой потерей мощности, прослужит долго и принесет пользу.