Как подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220 В — методика расчета и монтажа

Домашнее хозяйство часто нуждается в средствах механизации. Самодельный станок, насос для воды, оборудование для малого бизнеса… да мало ли для чего может понадобиться хороший электродвигатель! Однако проблема в том, что промышленные электродвигатели рассчитаны на работу в трехфазной сети (380 В).

В то время как в жилых домах и квартирах сеть однофазная, или 220 В. Но решение есть! Давайте рассмотрим, как заставить работать промышленный двигатель от бытовой сети.

Содержание статьи

  • Отличия однофазного двигателя от трехфазного
  • Схемы подключения трехфазных двигателей на 220 вольт
  • Подбор емкости конденсатора
    • Приведем пример расчета
    • Дополнительные замечания и предостережения:

ul

Одна фаза вместо трех

Самый распространенный вариант – трехфазный асинхронный двигатель. В пазах неподвижного статора уложены три обмотки со сдвигом 120 электрических градусов. Для пуска необходимо через них пропустить трехфазный ток, который, проходя по каждой обмотке в разное время, создает вращающий момент, раскручивающий ротор. При подключении однофазной сети такого не происходит. Поэтому здесь необходимы дополнительные элементы, такие как фазосдвигающий конденсатор. Это самый простой способ.

На скорость вращения ротора это не повлияет, а вот мощность такой электрической машины упадет. В зависимости от нагрузки на валу, емкости конденсатора, схемы подключения, потери составляют 30–50 %.

Стоит сразу отметить, что аппараты не всех марок работают по однофазной схеме. Но все-таки большинство позволяет проводить с собой подобные манипуляции. Всегда стоит обращать внимание на прикрепленные таблички. Там есть все характеристики, глядя на которые можно увидеть, какая это модель и где она будет работать.

Из первой картинки (А) можно сделать вывод, что данный двигатель рассчитан на два напряжения – 220 и 380 В. Включение обмоток – треугольник и звезда. От обычной домашней сети его запустить можно (есть соответствующее напряжение), и желательно треугольником.

Вторая (Б) показывает: электрическая машина рассчитана на 380 В, включение звездой. Теоретически, на меньшее напряжение переключиться возможно, но для этого нужно разбирать корпус, искать соединение обмоток и переключать их на треугольник. Можно, конечно, ничего не переключать просто поставив конденсатор. Однако потери мощности будут колоссальными.

Предупреждение! Если на табличке написано: Δ/Ỵ 127/220, то к сети 220 В такой аппарат можно включать только звездой, иначе он сгорит!

ul

Расчет конденсатора

Вполне естественный вопрос о том, конденсатор с какими параметрами нужно использовать для запуска и работы такого аппарата. Все зависит от того, звездой или треугольником соединены обмотки на трехфазной машине.

  • Для звезды существует такой расчет: Cр = 2800 I/U.
  • Треугольник:Cр = 4800 I/U.

Cр– емкость рабочего конденсатора в микрофарадах; I – ток в амперах, U – напряжение сети в вольтах.

  • Ток можно посчитать таким образом: I = P/(1.73 U n cos ф).

Р – это мощность асинхронного аппарата, написанная на его бирке,n – его КПД. Он указан там же; рядом написан и cos ф.

Есть и упрощенный вариант расчета. Он выглядит таким образом: C = 70 P н, где P н – это номинальная мощность, кВт (на бирке). Из этой формулы можно сделать вывод, что на каждые 100 Вт должно быть около 7 мкФ емкости.

При завышенной емкости конденсатора обмотки будут сильно греться, при заниженной ротор будет тяжело раскручиваться. Поэтому идеальным вариантом является, когда после всех расчетов делается своеобразная «подгонка»: замеряется ток при помощи клещей и добавляются или убираются дополнительные конденсаторы.

Если нужен пусковой конденсатор, то необходимо подобрать его так, чтобы общая емкость (С р +С п) в 2–3 раза превышала рабочую(С р).

ul

Схемы подключения трехфазных двигателей на 220 вольт

Если двигатель маломощный (менее 1,5 кВт), и подключение происходит без нагрузки, то для успешной работы достаточно просто подключить к схеме конденсатор. Например, один вывод припаять к входу нулевого провода, а другой — к свободному концу обмотки, или третьему выводу треугольника. Если направление вращения не устраивает, то нужно просто прикрепить второй вывод конденсатора к входу фазного провода.

shema-podkljuchenija-s-2-kondensatorami          shema-podkljuchenija-380-na-220v

Для запуска нагруженного или мощного двигателя необходим более мощный «толчок», который может обеспечить дополнительный (пусковой) конденсатор. Он впаивается в схему параллельно основному, однако работает не постоянно, а только несколько секунд, на время старта двигателя. Обычно его подключают через кнопку или двухпозиционный тумблер. Для запуска требуется нажать кнопку (включить тумблер) на то время, пока двигатель запустится и наберет обороты. Затем кнопку отпускают, разрывая сеть и отключая емкость.

Двигатель можно заставить работать в прямом и реверсивном режимах. Для этого в схеме подключения добавляется тумблер, который в одном положении подключает конденсатор к нулевому, а в другом — к фазовому проводу. В реверсивной схеме, если двигатель медленно запускается или не стартует вообще, также может быть добавлен пусковой конденсатор. Он точно так же подключается параллельно основному и включается кнопкой «Пуск».

Часто можно услышать вопрос, а можно ли в принципе запустить трехфазный двигатель без конденсатора? К сожалению, этого сделать нельзя. Так можно запустить только мотор, изначально предназначенный для работы с однофазной сетью 220 В.

ul

Подбор емкости конденсатора

Рабочее напряжение конденсатора должно быть не меньше 300 В. Лучше всего для схемы подходят конденсаторы марок БГТ, МБЧГ, МБПГ и МБГО. Все данные (тип, Uраб, емкость) указаны на корпусе.

Для расчета необходимой емкости следует воспользоваться формулой:

  • для подключения «треугольником» С = (I/U)x4800;
  • для подключения «звездой» С = (I/U)x2800.

Где С — емкость конденсатора в микрофарадах (мкФ), I — номинальный ток в обмотках (по паспорту), U — напряжение питания (220 В), а цифры — коэффициенты для разных типов подключения обмотки.

Что касается пусковых конденсаторов, то их емкость необходимо подбирать путем эксперимента. Обычно она составляет 2-3 от рабочего номинала.

Приведем пример расчета

Соединение — треугольник. Потребляемый номинальный паспортный ток — 3 А. Подставляя значения в формулу, получаем С=(3/220)х4800 = 65 мкФ. В этом случае емкость пускового конденсатора нужно выбирать в пределах 130-180 мкФ. Однако конденсаторов на 65 мкФ в продаже не бывает, поэтому собираем набор из 6 шт. по 10 мкФ и добавляем еще один — 5 мкФ.

Нужно учитывать, что при расчете использовались данные на номинальную мощность. Если двигатель будет работать с недогрузом, он будет перегреваться. В этом случае необходимо уменьшить емкость конденсаторов, чтобы снизить ток в обмотке. Но со снижением емкости уменьшится и мощность, которую может развить двигатель.

Инновационный автомобильный ВИДЕОРЕГИСТРАТОР-ЗЕРКАЛО! hdcarmiror.ru Камеры переднего и заднего вида, высочайшее качество FullHD съемки, не перекрывает обзор.

Увлекаетесь охотой или рыбалкой? Вам нужна особая экипировка! arsenal-suit.com Распродажа высококачественных, НЕПРОМОКАЕМЫХ костюмов от интернет-магазина «Мужской Арсенал». Успевайте!

РАСПРОДАЖА КАЧЕСТВЕННЫХ ЯПОНСКИХ ВОБЛЕРОВ! 9vobler.ru 9 лучших воблеров для эффективной рыбалки на судака, щуку, окуня. Выбери свой самый уловистый!

Поэтому при подключении рекомендуется действовать методом подбора. Начинать с минимально необходимой емкости, а затем постепенно увеличивать ее до получения оптимальных показателей.

Дополнительные замечания и предостережения:

  • Следует помнить, что двигатель, переделанный с 380 на 220 В, при работе без нагрузки может просто сгореть.
  • Двигатели мощнее 3 кВт не рекомендуется подключать к стандартной проводке жилого дома. Из-за высокой потребляемой мощности он будет выбивать пробки и автоматы, а если поставить более мощные автоматы, то может просто расплавиться изоляция на проводах. Это может привести к пожару или поражению током.
  • Даже после отключения конденсаторы долго сохраняют напряжение на выводах. Поэтому при монтаже они должны быть ограждены, чтобы не допустить случайного касания. Перед работой с конденсаторами обязательно проводите их «контрольную» разрядку.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Вам также может быть интересно

Прежде, чем выбрать подходящий стабилизатор напряжения, необходимо знать ответ на вопрос «для чего он

Содержание статьи Какими бывают электросчетчики?Какой счетчик следует выбрать?МощностьТип (механический либо электронный)Одно- или многотарифныйКакой счетчик

Для того, чтобы отремонтировать или проверить электродвигатель, простому обывателю необязательно иметь специальную подготовку, данные

Создание вращения – вот главная задача электродвигателя. В двигателях есть подшипники, которые служат для

Электродвигатель – это электротехническое  устройство для преобразования электрической энергии в механическую. Сегодня повсеместно применяются

Генератор для автомобиля вещь очень важная и незаменимая, а поэтому важно знать, как проверить генератор

ul

Выбор автомата по мощности нагрузки

Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В., обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 6,0 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В., в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.

Можно посчитать точнее и посчитать ток по закону ома I=P/U —  I=1200 Вт/220В =5,45А. Для трех фаз напряжение будет 380В.

Можно посчитать еще точнее и учесть cos φ — I=P/U*cos φ.

Коэффициент мощности

это безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига или cos φ

Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»

Таблица 1. Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника

Тип электроприемника cos φ
Холодильное  оборудованиепредприятий торговли иобщественного питания,насосов, вентиляторов икондиционеров воздухапри мощностиэлектродвигателей, кВт:
до 1 0,65
от 1 до 4 0,75
свыше 4 0,85
Лифты и другоеподъемное оборудование 0,65
Вычислительные машины(без технологическогокондиционирования воздуха) 0,65
Коэффициенты мощностидля расчета сетей освещенияследует принимать с лампами:
люминесцентными 0,92
накаливания 1,0
ДРЛ и ДРИ с компенсированными ПРА 0,85
то же, с некомпенсированными ПРА 0,3-0,5
газосветных рекламных установок 0,35-0,4

Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.

Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника — взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.

Автоматы EKF

Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший  номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.

Очень важно отметить, что выбирать автоматический выключатель только по мощности нагрузки является грубым нарушением требований пожарной безопасности и может привести к возгоранию изоляции кабеля или провода и как следствие к возникновению пожара. Необходимо при выборе учитывать еще и сечение провода или кабеля.

По мощности нагрузки более правильно выбирать сечение проводника. Требования по выбору изложены в основном нормативном документе для электриков под названием ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), а точнее в главе 1.3. В нашем случае, для домашней электросети, достаточно рассчитать ток нагрузки, как указано выше, и в таблице ниже выбрать сечение проводника, при условии что полученное значение ниже длительно допустимого тока соответствующего его сечению.

ul

Выбор автомата по сечению кабеля

Рассмотрим проблему выбора автоматических выключателей для домашней электропроводки более подробно с учетом требований пожарной безопасности.Необходимые требования изложены главе 3.1 «Защита электрических сетей до 1 кВ.», так как напряжение сети в частных домах, квартирах, дачах равно 220 или 380В.

Сечение жил кабеля и провода

Напряжение 220В.

– однофазная сеть используется в основном для розеток и освещения.380В. – это в основном сети распределительные – линии электропередач проходящие по улицам, от которых ответвлением подключаются дома.

Согласно требованиям вышеуказанной главы, внутренние сети жилых и общественных зданий должны быть защищены от токов КЗ и перегрузки. Для выполнения этих требований и были изобретены аппараты защиты под названием автоматические выключатели(автоматы).

Автоматический выключатель «автомат»

это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания и перегрузки.

Короткое замыкание (КЗ)

э- лектрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также, коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.

Ток перегрузки

– превышающий нормированное значение длительно допустимого тока и вызывающий перегрев проводника.Защита от токов КЗ и перегрева необходима для пожарной безопасности, для предотвращения возгорания проводов и кабелей, и как следствие пожара в доме.

Длительно допустимый ток кабеля или провода

– величина тока, постоянно протекающего по проводнику, и не вызывающего чрезмерного нагрева.

Кабели ВВГнг с медными жилами

Величина длительно допустимого тока для проводников разного сечения и материала представлена ниже.Таблица представляет собой совмещенный и упрощенный вариант применимый для бытовых сетей электроснабжения, таблиц № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ.

Сечениетоко-проводящейжилы, мм Длительно допустимыйток, А, для проводови кабелей с медными жилами. Длительно допустимыйток, А, для проводови кабелей с алюминиевыми жилами.
1,5 19
2,5 25 19
4 35 27
6 42 32
10 55 42
16 75 60
25 95 75
35 120 90
50 145 110

ul

Выбор автомата по длительно допустимому току(ДДТ) проводника

Выбор автоматического выключателя для защиты от перегрузки или от перегрева проводника осуществляется на основании величины ДДТ для защищаемого участка провода или кабеля. Номинал автомата должен быть меньше или равен величине ДДТ проводника, указанного в таблице выше. Этим обеспечивается автоматическое отключение автомата при превышении ДДТ в сети, т.е. часть проводки от автомата до последнего электроприемника защищена от перегрева, и как следствие от возникновения пожара.

Провода ПУГНП и ШВВПul

Пример выбора автоматического выключателя

Имеем группу от щитка к которой планируется подключить посудомоечную машину -1,6 кВт, кофеварку – 0,6 кВт и электрочайник – 2,0 кВт.

Считаем общую нагрузку и вычисляем ток.

Нагрузка = 0,6+1,6+2,0=4,2 кВт. Ток = 4,2*5=21А.

Смотрим таблицу выше, под рассчитанный нами ток подходят все сечения проводников кроме 1,5мм2 для меди и 1,5 и 2,5 по алюминию.

Выбираем медный кабель с жилами сечением 2,5мм2, т.к. покупать кабель большего сечения по меди не имеет смысла, а алюминиевые проводники не рекомендуются к применению, а может и уже запрещены.

Смотрим шкалу номиналов выпускаемых автоматов — 0.5; 1.6; 2.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.

Автоматические выключатели Schneider Electric

Автоматический выключатель для нашей сети подойдет на 25А, так как на 16А не подходит потому что рассчитанный ток (21А.) превышает номинал автомата 16А, что вызовет его срабатывание, при включении всех трех электроприемников сразу. Автомат на 32А не подойдет потому что превышает ДДТ выбранного нами кабеля 25А., что может вызвать, перегрев проводника и как следствие пожар.

ul

Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В.

Номинальный ток автоматического выключателя, А. Мощность, кВт. Ток,1 фаза, 220В. Сечение жил кабеля, мм2.
16 0-2,8 0-15,0 1,5
25 2,9-4,5 15,5-24,1 2,5
32 4,6-5,8 24,6-31,0 4
40 5,9-7,3 31,6-39,0 6
50 7,4-9,1 39,6-48,7 10
63 9,2-11,4 49,2-61,0 16
80 11,5-14,6 61,5-78,1 25
100 14,7-18,0 78,6-96,3 35
125 18,1-22,5 96,8-120,3 50
160 22,6-28,5 120,9-152,4 70
200 28,6-35,1 152,9-187,7 95
250 36,1-45,1 193,0-241,2 120
315 46,1-55,1 246,5-294,7 185

ul

Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 В.

Номинальный токавтоматическоговыключателя, А. Мощность, кВт. Ток, 1 фаза 220В. Сечение жилкабеля, мм2.
16 0-7,9 0-15 1,5
25 8,3-12,7 15,8-24,1 2,5
32 13,1-16,3 24,9-31,0 4
40 16,7-20,3 31,8-38,6 6
50 20,7-25,5 39,4-48,5 10
63 25,9-32,3 49,2-61,4 16
80 32,7-40,3 62,2-76,6 25
100 40,7-50,3 77,4-95,6 35
125 50,7-64,7 96,4-123,0 50
160 65,1-81,1 123,8-124,2 70
200 81,5-102,7 155,0-195,3 95
250 103,1-127,9 196,0-243,2 120
315 128,3-163,1 244,0-310,1 185
400 163,5-207,1 310,9-393,8 2х95*
500 207,5-259,1 394,5-492,7 2х120*
630 260,1-327,1 494,6-622,0 2х185*
800 328,1-416,1 623,9-791,2 3х150*

* — сдвоенный кабель, два кабеля соединенных паралельно, к примеру 2 кабеля ВВГнг 5х120

Провода ПВ-3

При выборе автомата необходимо учитывать не только мощность нагрузки, но и сечение и материал проводника.

Для сетей с небольшими защищаемыми участками от токов КЗ, можно применять автоматические выключатели с характеристикой «С»

Номинал автомата должен быть меньше или равен длительно допустимому току проводника.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Понравилась статья?

Поделиться с друзьями:

ul

Поделиться:
Нет комментариев