Переделать трехфазный двигатель в однофазный: Как переделать трехфазный двигатель для подключения в однофазную сеть

Как переделать трехфазный двигатель для подключения в однофазную сеть

Работа любого трехфазного асинхронного двигателя рассчитана на два основных напряжения, присутствующих в трехфазной сети, из которых чаще всего встречаются номинальные значения в 380 или 220 вольт. При возникновении определенных ситуаций, нередко возникает вопрос, как переделать трехфазный двигатель для подключения в однофазную сеть.

Как переделать электродвигатель с 380 на 220

Электродвигатель переключается с одного вида напряжения на другой при помощи специальных подключений обмоток. Для 380-ти вольт – это положение «звезда», а для 220-ти вольт применяется «треугольник». На практике,  схема переключения «звезда-треугольник» осуществляются с помощью специальных колодок подключения, установленных на двигателе. Колодка имеет шесть выводов, соединенных перемычками в определенном порядке.

При отсутствии в двигателе колодок и наличии шести выводов, провода собираются в пучки, по три вывода в каждом. Один пучок содержит в себе начало обмотки, а другой пучок является концом обмотки, то есть обмотки последовательно соединяются между собой.

Таким образом, вопрос, как переделать трехфазный двигатель для подключения в однофазную сеть, технически вполне решаемый. Однако, применяемые в цепи конденсаторы, вовсе не способствуют нормальной работе электродвигателя. Конечно, электродвигатель будет работать, но его максимальная мощность будет составлять всего 70% от номинальной.

Пусковой момент находится в прямой зависимости от величины пусковой емкости конденсатора. Постоянно изменяющаяся нагрузка вызывает определенные сложности при подборе оптимальной емкости. Применение трехфазного двигателя в однофазной сети является вынужденной мерой, хотя во многих ситуациях, это единственный выход.

Расчет емкости конденсатора

Формулы, позволяющие рассчитать рабочую емкость конденсатора, в данном случае не могут быть использованы по следующим причинам:

• Электродвигатель почти не работает с номинальной мощностью, и в случае недогрузки он будет перегреваться. Это произойдет из-за того, что конденсатор обладает излишней емкостью, а это увеличивает в обмотке силу тока.
• Номинальная и фактическая емкость конденсатора различаются между собой на 20%, что отмечено на корпусе. На практике, это значение гораздо больше, поэтому, конденсатор следует подбирать для каждого конкретного двигателя, таким образом, выравнивая значение токов.

Система запуска асинхронного двигателя: устройство и принцип работы, схема,

Соединение типа звезда и треугольник для электродвигателей при помощи колодки для электродвигателей

Как проверить электродвигатель мультиметром: проверка ротора и статора на межвитковое замыкание, прозвонка асинхронного и трехфазного двигателя

Реверсивная схема подключения электродвигателя

Подключение электродвигателя: схемы, проверка, видео

Как проверить конденсатор мультиметром: пошаговая инструкция

Как переделать электродвигатель с 380 на 220

Содержание

1. Что можно переделывать
2. Этапы переделки
3. Соединение обмоток
4. Расчет конденсаторов
5. Сборка по схеме
6. Как поменять направление вращения

Если у вас есть трехфазный электродвигатель, вы знаете, что это недешевое удовольствие. Поэтому при необходимости использовать однофазный мотор, мысль о покупке нового оборудования посетит вас только тогда, когда вы не знаете, как сделать электродвигатель в домашних условиях. Мы расскажем, как переделать электрический двигатель с 380 на 220 Вольт своими руками.

Что можно переделывать

Для переделки подойдут маломощные электродвигатели 380 Вольт: до 3 кВт. Теоритически переподключаются и мощные моторы. Но это дополнительно повлечет за собой установку отдельного автомата в электрощите и проведение специальной проводки. И эти работы теряют смысл, если вдруг обнаруживается, что такую нагрузку не потянет вводной кабель.

Даже если ваша сеть держит высокие нагрузки, и вам удалось переделать двигатель от 3 кВт с 380 на 220 Вольт, вы огорчитесь при первом его пуске в ход. Запуск будет тяжелым. Вы решите, что труд был напрасным. Поэтому если переделывать, то именно маломощные модели.

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):

• Звезда;
• Треугольник.

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.

Ещё по теме:
— Схемы подключения асинхронного и синхронного однофазных двигателей
— Схемы подключения электродвигателя через конденсаторы
— Реверсивная схема подключения электродвигателя
— Плавный пуск электродвигателя своими руками
—В чем разница асинхронного и синхронного двигателей
— Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками
— Как проверить электродвигатель
— Ремонт электродвигателей

Как правильно эксплуатировать трехфазный двигатель, используя однофазную мощность

Итак, вы сказали соседу, что работаете с электрооборудованием, и теперь он думает, что вы можете решить его проблему, потому что он купил трехфазный двигатель, который может t работают от однофазной сети. Просьба переоборудовать этот мотор уже звучит как больше проблем, чем того стоит. Хотя это не совсем так. Есть несколько способов облегчить этот процесс.

Метод фантомной ноги

Трехфазное питание включает три симметричные синусоидальные волны, которые сдвинуты по фазе друг относительно друга на 120 электрических градусов (см. рис. 1). Одним из методов преобразования однофазной мощности, который хорошо работал в течение десятилетий, было подключение двух фаз к входящей однофазной мощности 220 В и создание «фантомной ветви» для третьей фазы с использованием конденсаторов для принудительного смещения между основной и вспомогательной обмотками. . В данном случае смещение равно 90 электрических градусов.

Для этого метода конденсаторы должны иметь размер, соответствующий нагрузке. Ток будет несбалансированным, если это не так. В отличие от фазового сдвига на 120 градусов, показанного в нижней части рисунка 1, неправильное сопряжение конденсатора и нагрузки может привести к большому отклонению. Чем больше несоответствие, тем ниже крутящий момент.

Метод с вращающимся преобразователем фаз

Еще один действенный метод — с вращающимся преобразователем фаз (см. рис. 2). Например, в деревообрабатывающем цехе может использоваться вращающийся фазовый преобразователь для работы нескольких трехфазных машин с однофазным входом питания. Одним из недостатков является то, что процесс может быть очень дорогим в течение всего времени преобразования вращательной фазы, независимо от того, используется ли какое-либо оборудование. Ток может быть уравновешен, когда работает определенное оборудование, но если работает несколько машин или все они сильно загружены, трехфазная мощность — ток и напряжение — резко неуравновешена.

«Стандарт NEMA. MG 1: Двигатели и генераторы» требует, чтобы двигатели работали от напряжения, сбалансированного в пределах 1%. Если применить правило 10x (процентная асимметрия тока может в 10 раз превышать процентную асимметрию напряжения) к двигателю, работающему с 1%-ной асимметрией напряжения, то асимметрия тока может составить 10%. Это полезно, потому что большинство трехфазных двигателей, работающих в описанной выше системе, работают с асимметрией тока от 15% до 50%. Даже с учетом графика снижения номинальных характеристик NEMA MG 1 (см. рис. 3) ни один двигатель не должен работать с такой большой асимметрией тока.

Метод частотно-регулируемого привода

Преобразователь частоты (ЧРП) выпрямляет каждую пару фаз в постоянный ток и инвертирует постоянный ток в мощность для трехфазного выхода, что означает, что ЧРП может использоваться с однофазным входом для работы трехфазный двигатель. Поддержка производителя варьируется, и рекомендуется с осторожностью снижать номинальные характеристики диска на 1, деленное на квадратный корень из 3 (около 58%). Также обратите внимание, что номинал ЧРП в л.с./кВт указан для удобства определения размеров приводов, поскольку они рассчитаны по току. Например, двигатель мощностью 10 л.с. (7,5 кВт) будет использовать частотно-регулируемый привод мощностью 15 л.с. (11 кВт). Пользователю настоятельно рекомендуется сотрудничать с производителем привода при выборе и определении размера частотно-регулируемого привода для такого использования.

Компрессоры, механическая мастерская и деревообрабатывающее оборудование, а также декоративные фонтаны являются хорошими кандидатами для этого метода. Вместо того, чтобы покупать дорогой однофазный двигатель, менять элементы управления и решать проблемы с регулированием скорости и пусковым моментом, лучше использовать частотно-регулируемый привод для управления существующим двигателем от однофазной мощности. Для многих приложений мощностью до 5 л.с. (4 кВт) подходящий частотно-регулируемый привод можно приобрести гораздо дешевле, чем стоимость перемотки трехфазного двигателя и обеспечения необходимых элементов управления для его работы.

Дополнительными преимуществами являются то, что купить трехфазный двигатель обычно дешевле, элементы управления не требуют замены или модификации, а преобразователь частоты обеспечивает дополнительное регулирование скорости. Лучше всего то, что вам не нужно портить выходные, помогая тому, кто не совсем понимает, чем вы занимаетесь.

Чак Юнг является старшим специалистом по технической поддержке в Ассоциации обслуживания электрооборудования (EASA). EASA является контент-партнером CFE Media. Под редакцией Криса Вавры, производственного редактора CFE Media, [email protected].

ОНЛАЙН дополнительный номер

См. дополнительные статьи EASA, ссылки на которые приведены ниже.

Оригинальный контент можно найти на сайте www.easa.com.

Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этом содержании? Вам следует подумать о том, чтобы внести свой вклад в нашу редакционную команду CFE Media и получить признание, которого вы и ваша компания заслуживаете. Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.

Как запустить 3-фазную машину с 1-фазным питанием?

• «Хочу устроить небольшую столярную мастерскую в своем домашнем гараже; Мне нужно будет запустить рубанок и пылесборник от 3-фазной сети 220».
• «Проверяю, будет ли что-нибудь работать на моей настольной пиле 220 3 л.
• «У меня есть перевернутый фрезерный станок Onsurd 3025 для деревообработки с 3-фазным входом 5 л. с. 230 вольт. У меня только одна фаза к моему магазину».

Знакомо? Ты не один! Проклятием многих клиентов является ограничение однофазного бытового электроснабжения.

Не всем повезло иметь в своем гараже трехфазную электроэнергию промышленного класса, но это не мешает нам использовать милую вертикальную мельницу, которую мы нашли на eBay, или нуждаться в том, чтобы каким-то образом поливать посевы.

Итак, какие есть варианты? К сожалению, большинство частотно-регулируемых приводов, предназначенных для однофазного входа, обычно имеют максимальную мощность около 3 лошадиных сил. Низкая мощность делает однофазные частотно-регулируемые приводы далеко не идеальными во многих приложениях, а это означает, что решение находится в другом месте. Снижение номинальных характеристик вашего диска может быть вашим лучшим и единственным решением.

Превышение размера вашего привода = снижение номинальных характеристик вашего привода

Начнем с самых основных определений. Что означает снижение номинальных характеристик вашего привода? «Снижение номинальных характеристик» просто означает, что вы берете привод и работаете с мощностью ниже максимальной номинальной.

Имейте в виду, что вам также необходимо учитывать такие характеристики, как размер диска, окружающая среда и требования к приложениям.

Как правило, при подключении однофазного входа к трехфазному частотно-регулируемому приводу вы почти всегда подключаете выводы входной линии к L1 и L3 частотно-регулируемого привода. L2 останется открытым, и ничего не будет подключено. Проблема в том, что теперь мы концентрируем одинаковую силу тока на двух фазах вместо трех, что может привести к потенциальному выходу из строя входного диода и перегреву клемм. Чтобы решить эти проблемы, вы должны увеличить размер частотно-регулируемого привода, чтобы учесть большую мощность.

Ниже приведено видео от Тима Уилборна, объясняющее «Как запустить трехфазную машину с однофазным питанием с приводом переменного тока, включая установку частотно-регулируемого привода». умножьте номинальный выходной ток частотно-регулируемого привода на 0,6 (это в основном включает коэффициент sq rt 3 плюс немного, чтобы учесть, что эффективность частотно-регулируемого привода не равна 100%).

Однако, как указывает Fuji Electric:

«Хотя обычно просто удваивают номинальную мощность привода, это может привести к неточному снижению номинальных характеристик. Чтобы убедиться, что инвертор может безопасно работать с током полной нагрузки, потребляемым трехфазным двигателем, просто прочтите диаграмму мощности для однофазной сети, где номинальный выходной ток привода равен или превышает ток полной нагрузки (FLA), указанный на заводской табличке. двигателя»
(Белый лист по параметрам однофазной потребляемой мощности Fuji Eco).

Пример однофазного применения:

«У вас есть трехфазный двигатель 230 В переменного тока мощностью 5 л.с. У вас есть только однофазный источник питания 230 В переменного тока, поэтому вы хотите использовать привод для преобразования энергии. Вам нужно будет снизить номинальные характеристики трехфазного привода, чтобы применить к нему однофазный источник питания. FLA на паспортной табличке двигателя показывает 15Amps. Для того чтобы привод мог справиться с этой токовой нагрузкой, инвертор должен быть рассчитан на выходной ток не менее 15 А при подаче однофазного входного питания.

Чтобы найти подходящий привод, обратитесь к таблице на странице X Руководства по эксплуатации FRENIC-Eco (INR-SI47-1225c-E). Привод, рассчитанный на выходную нагрузку не менее 15 А при однофазном входном напряжении 230 В переменного тока, имеет мощность 10 л.с. Этот привод рассчитан на работу с двигателем с полной нагрузкой до 17 А. Соответствующий номер модели — FRN010F1S-2U , который правильно рассчитан на преобразование вашего однофазного источника питания в трехфазный выход для вашего двигателя»  (Примечания по применению расчета однофазной потребляемой мощности Fuji Eco) .

Итак, как нам найти и установить правильный диск, не повредив оборудование, которое мы собираемся запустить?

Тут на помощь приходит Fuji! Следуя таблицам снижения номинальных характеристик Fuji, вы сможете использовать однофазный вход при работе частотно-регулируемого привода в соответствии со списком безопасной эксплуатации UL. Вы не хотите рисковать разжиганием огня!

См. примечания по применению ниже, относящиеся к выбранной вами модели Fuji Electric.

Надеюсь, это прольет свет на то, как использовать ваше трехфазное оборудование в сценарии с однофазным входом.

Если вы хотите узнать больше о частотно-регулируемых приводах и их применении, посетите эти блоги →

В противном случае свяжитесь с нами сегодня, и мы будем рады помочь вам найти подходящий привод для вашего приложения!

Большое спасибо Марку Буну, региональному менеджеру по продажам Fuji Electric в Америке, за помощь в создании этого блога.