Как подключить трёхфазный электродвигатель к однофазной сети 220 В

Не редко в быту возникает необходимость в трёхфазной электрической сети для подключения трёхфазных электродвигателей. В данной статье будет рассмотрено три способа реализации включения трёхфазных асинхронных электрических двигателей в бытовую однофазную сеть 220В.

необходимость в трёхфазной электрической сети для подключения трёхфазных электродвигателей

Содержание:

  1. Способ 1. Использование пусковых и рабочих фазосдвигающих конденсаторов
  2. Способ 2. Использование преобразователя частоты “Частотника”
  3. Способ 3. Использование асинхронного электродвигателя в качестве генератора

Способ 1. Использование пусковых и рабочих фазосдвигающих конденсаторов

Данный способ является самым распространённым и наверное самым простым для повторения в бытовых условиях. Суть данного способа заключается в том что трёхфазный электродвигатель получает две фазы со сдвигом в 120 ° каждая относительно другой это ноль и фаза, а третью фазу мы создаём искусственно с помощью фазосдвигающего конденсатора.

Основным недостатком данного способа является то что трёхфазный двигатель работающий в однофазной сети 220В развивает только 70% от своей номинальной мощности.

Для реализации данного подключения необходимо разобраться со способом подключения обмоток нашего электродвигателя, они могут быть включены как по схеме звезда, так и по схеме треугольник.

Схема подключения электродвигателя звезда и треугольник

В нашем случае обмотки электродвигателя должны быть включены по схеме “треугольник”, если подключить обмотки по схеме “звезда” наш двигатель при работе в однофазной электрической сети 220В потеряет более 50% своей мощности. Вся необходимая информация о параметрах асинхронного электродвигателя находится на закреплённом на нём информационном шильдике.

Шильдик электродвигателя

Трёхфазный асинхронный электродвигатель включается в однофазную электрическую сеть 220В по следующей схеме:

Пусковой и рабочий контенсатор электродвигателя схема

В схеме одна из точек подключения питания электродвигателя запитывается через рабочий конденсатор Ср и подключаемый пусковой конденсатор Сп. Пусковой конденсатор Сп подключается путём нажатия кнопки SB только в момент включения и пуска электродвигателя до момента когда электродвигатель наберёт свои номинальные рабочие обороты, после чего кнопка SB отпускается и в работе остаётся только фазосдвигающий рабочий конденсатор Ср.

Собрать подобную схему под силу каждому, единственное что нужно, это правильно рассчитать ёмкость рабочего и пускового конденсатора.

Для расчёта ёмкости рабочего конденсатора применяется формула:

Сраб = K * Iф / Uсети

  • K – является специальным коэффициентом. Его значение составляет 4800 для схемы «треугольник».
  • – номинальный ток статора, указанный на информационной табличке. При невозможности прочтения, выполняются измерения с помощью специальных измерительных клещей.
  • Uсети – напряжение питающей сети, величиной в 220 вольт.

Вся информация для расчёта присутствует на информационном шильдике используемого электродвигателя, для примера расчёта возмём информацию с шильдика на фото выше:

  • K = 4800 (для любых электродвигателей обмотка которых подключена по схеме “треугольник”)
  • Iф = 2,8 (на шильдике указано, что при подключение обмотки электродвигателя по сжеме треугольник номинальный ток статора = 2,8А, а при подключении по схеме звезда номинальный ток статора = 1,8А)
  • Uсети = 220 (Напряжение бытовой электрической сети – 220В)

Подставляем все значения в формулу для расчёта ёмкости рабочего конденсатора:

4800 * 2,8 / 220 = 61,09090909090909 мкФ

Округляем полученное значение и получаем число 61 данное значение измеряется в микрофорадах, т.е. ёмкость рабочего конденсатора для приведённого к примеру асинхронного электродвигателя будет составлять 61 мкФ или μF в буржуйском варианте обозначения.

Для расчёта ёмкости пускового конденсатора применяется следующая формула:

Сп = Сраб * 2,5

В нашем случае ёмкость пускового конденсатора будет составлять:

61 * 2,5 = 152,5 мкФ

Если нагрузка у асинхронного электрического двигателя не значительная например в виде заточного круга на валу, то пусковым конденсатором можно пренебречь и не использовать его, а если нагрузка большая в виде редуктора подключенного к исполнительному механизму – то без пускового конденсатора нам никак не обойтись, электродвигатель в этом случае просто не запустится.

При выборе конденсаторов нужно учитывать то, что это должны быть специальные неполярные пусковые конденсаторы с рабочим напряжением 450В, пусковые и рабочие конденсаторы с номинальным напряжением ниже 450В использовать запрещается, они могут взорваться.

Если при подборе конденсаторов с необходимым значением ёмкости в ваших закромах или в продаже не оказалось, то можно набрать необходимую ёмкость из нескольких конденсаторов с разной номинальной ёмкостью подключив их параллельно, при этом ёмкость всех конденсаторов суммируется.

Параллельное включение конденсаторов

У конденсаторов существует процент погрешности номинальной ёмкости при их изготовление на производстве, и если расчётная ёмкость отличается от типовых номиналов промышленных конденсаторов в пределах от +/-5% до +/- 10%, то этим можно пренебречь и установить конденсатор который у Вас имеется или набрать батарею параллельно включенных конденсаторов в рамках этой погрешности.


Купить пусковые конденсаторы Вы можете в нашем партнёрском магазине:


Пусковые конденсаторы c номинальной ёмкостью от 1 мкФ до 20 мкФ и номинальным напряжением 450В

Цена на AliExpress: US $0.73 – 4.27


Пусковые конденсаторы c номинальной ёмкостью от 40 мкФ до 150 мкФ и номинальным напряжением 450В

Цена на AliExpress: US $5.00 – 12.00


Пусковые конденсаторы c номинальной ёмкостью от 5 мкФ до 150 мкФ и номинальным напряжением 450В с крепёжным болтом

Цена на AliExpress: US $2.45 – 18.42


Внимание! Техника безопасности!

При работе с конденсаторами возникает опасность поражением электрическим током даже при отключенном оборудование от сети 220В. Конденсатор накапливает в себе электрический заряд из сети 220В и сохраняет его довольно длительный период времени. Данное свойство конденсатора при небрежной эксплуатации обеспечит Вас не только неприятными ощущениями, но и возможно фатальными последствиями. Если после отключения схемы от электрической сети 220В рабочий конденсатор имеет постоянное включение и постепенно разряжается на обмотку, то пусковой конденсатор не имеет такой возможности, его необходимо разрядить после отключения двигателя от сети 220В нажатием с задержкой кнопки SB замкнув тем самым на обмотку двигателя. Также необходимо ограничить доступ к неизолированным контактам конденсаторов и токоведущих частей схемы разместив все компоненты в закрытом изолированном корпусе.

Способ 2. Использование преобразователя частоты “Частотника”

Асинхронный преобразователь частоты служит для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного тока частотой 50 (60) Гц в трёхфазный или однофазный ток, частотой от 1 Гц до 800 Гц.

Частотный преобразователь вх. 1ф 220В, вых. 220. 3ф 0,75 кВт - 5 кВт.

Для нашей цели подойдут частотные преобразователи для преобразования однофазной электрической сети в трёхфазную. Промышленностью выпускаются два типа подобных преобразователей с выходом на три фазы рабочего напряжения 220В и выходом на три фазы рабочего напряжения 380В. В первом случае 220В асинхронный электродвигатель подключается к частотному преобразователю по схеме “треугольник”, во втором случае 380В по схеме “звезда”.

Использование частотного преобразователя с асинхронным электродвигателем имеет массу преимуществ:

  • Экономичность — использование частотного управления электродвигателем снижает энергопотребление.
  • Защита электродвигателя по многим параметрам — замыкание обмотки на корпус (землю), защита двигателя от перенапряжения, защита от тока перегрузки, защита от возможного понижения напряжения, контроль фаз выходной цепи, контроль фаз питающей цепи, защита электропривода от работы с недогрузкой, защита двигателя от заклинивания, защита двигателя от перегрузок.
  • Возможность управления электродвигателем — регулировка частоты вращения электродвигателя, включение/выключение и изменение частоты оборотов электродвигателя по контролю параметров различных датчиков.
  • КПД 100% при преобразовании однофазной сети в трёхфазную — трёхфазный асинхронный электродвигатель работает на 100% своей мощности.

Хотя использование частотного преобразователя для получения трёхфазной сети из однофазной и имеет огромное преимущество перед другими способами, есть и спорный момент, подключить к частотнику электродвигатель согласно идущей в комплекте инструкции не составит труда и двигатель будет работать при включении как надо, но для того чтобы использовать весь его функционал нужны навыки по работе с ЧПУ (числовое программное управление).


Купить частотный преобразователь Вы можете в нашем партнёрском магазине:


Частотно – импульсный преобразователь для управления, регулирования частоты вращения асинхронного электро двигателя и преобразования однофазной электрической сети 220 В в трёхфазную электрическую сеть 220 В с выходной мощностью от 0,75 до 5 кВт.

Цена на AliExpress: US $37.50 – 256.00


Частотный преобразователь для управления, регулирования частоты вращения асинхронного электро двигателя и преобразования однофазной электрической сети 220 В в трёхфазную электрическую сеть 380 В с выходной мощностью 5 кВт.

Цена на AliExpress: US $239.40


Частотный преобразователь для управления, регулирования частоты вращения асинхронного электро двигателя и преобразования однофазной электрической сети 220 В в трёхфазную электрическую сеть 380 В с выходной мощностью 11 кВт.

Цена на AliExpress: US $369.60


Способ 3. Использование асинхронного электродвигателя в качестве генератора

Данный способ основан на использование трёхфазного асинхронного электрического в качестве преобразователя/генератора однофазной электрической сети 220В в трёхфазную электрическую сеть 380В

Схема преобразователя/генератора однофазной электрической сети 220В в трёхфазную электрическую сеть 380В выглядит следующим образом:

Использование асинхронного электродвигателя в качестве генератора

Порядок работы следующий, при подключении преобразователя/генератора к электрической сети 220В нажимаем и удерживаем кнопку SA1 подключая тем самым пусковой конденсатор С1 до выхода электродвигателя используемого в качестве преобразователя/генератора на рабочие обороты, после этого можно разомкнуть кнопку SA1 и подключить нагрузку к выходу 380В.

Отключение производят в следующей последовательности – отключаем трёхфазную нагрузку от выхода 380В преобразователя/генератора, а затем отключаем от сети 220В сам преобразователь/генератор.

В качестве преобразователя/генератора можно использовать любой трёхфазный асинхронный электродвигатель с обмотками включенными по схеме “звезда”. Мощность этого двигателя должна быть минимум на 30% больше мощности подключаемой нагрузки. Лучше для этих целей использовать электромоторы с частота вращения ротора 1000 об/мин и меньше.

Электродвигатель в качестве нагрузки подключается по схеме звезда.

Конденсатор C1 в данной схеме выполняет роль пускового, его ёмкость рассчитывается по следующей формуле:

Сраб = (K * Iф / Uсети) * 2,5

  • K – является специальным коэффициентом. Его значение составляет 2800 для схемы «звезда».
  • – номинальный ток статора, указанный на информационной табличке. При невозможности прочтения, выполняются измерения с помощью специальных измерительных клещей.
  • Uсети – напряжение питающей сети, величиной в 220 вольт.

Основным недостатком данного преобразователя/генератора является повышенное энергопотребление, общая мощность потребления будет складываться из мощьности подключаемой нагрузки и примерно 45-50% мощности электромотора используемого в качестве преобразователя/генератора.

Внимание! Техника безопасности!

Используя в быту трёхфазную сеть с напряжением 380В Вы подвергаете себя и своих близких высокой опасности поражением электрическим токомВсе монтажные и электромонтажные работы необходимо производить только со снятием питающего напряжения, все токопроводящие элементы оборудования и электропроводки должны быть заизолированные, металлические части корпусов электрооборудования должны быть надёжно заземлены!


Поделиться ссылкой:


3 Комментарии “Как подключить трёхфазный электродвигатель к однофазной сети 220 В

  1. Делал преобразование однофазной сети в трёхфазную с помощью асинхронного электродвигателя, но она отличается от приведённой тем, что на выходе ток с напряжением 220 В и в качестве нагрузки подключал асинхронный электродвигатель по схеме треугольник.

    В качестве генератора использовал электродвигатель 1,5 кВт с пусковым конденсатором 180 мКф, а нагрузкой является электродвигатель 0,75 кВт в качестве привода для вибростола. Три месяца полёт нормальный, хотя собрал всё ради эксперимента, так и пользуюсь.

    Народ в сети есть схема:

    Кто нибудь собирал? Работает? А то время терять просто так не охота, вроде как до 2 кВт.

    1. Это “УСТРОЙСТВО ЗАПУСКА ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ” автор В. ГОЛИК, как я понимаю принцип действия заключается в сдвиге фаз токов в определенные моменты времени. Думаю схема вполне работоспособная. Попытаюсь в ближайшее время собрать её и провести испытания, о результатах подробно отпишусь.

    2. Алексей касательно первого рисунка, подключал электродвигатели Вашим способом и способом который описывается в статье, делал замеры потребляемого тока, Ваш вариант преобразователя/генератора кушает электричества из сети 220 В., меньше процентов на 15-20 =).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *