Нашел хороший 3-фазный электромотор и решил сделать из него мощный наждак. Однако не так-то просто оказалось подключить его к бытовой сети – потребовалось подбирать и внедрять в схему конденсатор. В этом посте хочу рассказать, как правильно выполнить расчет конденсатора для электродвигателя 380 на 220 вольт, а также в чем заключаются особенности 3-х-фазного электропривода.
Особенности 3-фазного двигателя – устройство, подключение
Для начала объясню, как устроен стандартный 3-х-фазный электромотор асинхронного типа. Состоит он следующих основных частей:
- Статор – неподвижная часть. Внешне напоминает пустой цилиндр из наборных пластин с внутренними пазами, на которых крепится проволочная обмотка. При этом она не сплошная, а разделенная на 3 независимых сектора по 1200. К каждому из них подводится отдельная фаза, что благодаря сдвигу формирует вертящееся магнитное поле.
- Ротор – вращающийся на валу в статоре узел. Также состоит из пластинчатых элементов, объединенных внешней обмоткой. Вращение обуславливается возникновением асинхронного магнитного поля с несколько меньшей частотой, чем на статоре.
Запуск мотора происходит по причине естественного сдвига фаз между 3-мя обмотками. Однако если подать всего одну фазу, ничего не произойдет. Для работы от сети 220 В потребуется цепочка пусковых и рабочих конденсаторов, которые бы выполнили необходимый сдвиг для набора момента вращения. Аналогичного результата можно добиться, подключив 2 фазы – но в данном бытовом случае у нас только одна.
Подключение выполнял по схеме «звезды» или «треугольника»:
- Две обмотки подсоединил к 220 В.
- Третью – подключил на одну из них.
- При этом в цепи проводника для нее установил рабочий конденсатор.
- По идее, параллельно ему в схему внедряется пусковой конденсатор, электроток посредством которого идет только в момент надавливания кнопки.
На этапе сборки электросхемы у многих начинающих возникает вопрос, сколько все-таки нужно конденсаторов для запуска 3-х-фазного двигателя от сети 220 вольт – один или два. Лично мне понадобился только один – рабочий, так как запуск наждака с мотором в 0,5 кВт осуществляется без усилия.
Дело в том, что дополнительный, пусковой конденсатор требуется только для разгона мощного мотора с нагрузкой в момент запуска – пока количество оборотов не достигнет 70-80% от номинального значения. Так как потребляемая мощность в данный период превышена как минимум в 2 раза. Если же обойтись без него, мотор сильно нагреется, а фазы перекосит.
Основы выбора конденсатора
Прежде чем перейти к основам подбора и расчета пускового и рабочего конденсатора для трехфазного электродвигателя при работе от сети 220 В, для общего понимания происходящих процессов расскажу, что такое вообще емкостные накопители. Конструкционно, это 2 параллельные токопроводящие пластины, разъединенные диэлектриком. Подразделяются они на 3 вида:
- Полярные. Применяются только в цепи постоянного тока, так как при переменном диэлектрический слой разрушается и вызывает замыкание.
- Неполярные. Универсальны в использовании.
- Электролитические. В стандартном исполнении являются полярными и не предназначены для подключения к переменному току 50 Гц без выпрямления. Их можно использовать только кратковременно — как пусковые, и только при наличии соответствующих ограничений во времени (не более 2–3 секунд).
Хотя можно было воспользоваться специальным калькулятором, я применял для расчета рабочего конденсатора электродвигателя на 380 В для работы в сети 220 вольт такую формулу:
Ераб = К * Ис * Н
Ераб – вычисляемая величина емкости накопителя, выражаемая в мкФ.
К – поправочный коэффициент, для «треугольника» равен 4800, а для «звезды» – 2800.
Ис – сила тока статора, приведенная на технической табличке агрегата, также ее можно замерить спецприбором.
Н – напряжение в сети, то есть в рассматриваемом примере – 220 вольт.
В формуле используется ток одной фазы двигателя, а не общий ток устройства. Формула справедлива для сети частотой 50 Гц.
Видео-пример подбора конденсаторов для запуска 3-фазного двигателя от сети 220 В:
Величина допустимого рабочего напряжения пускового конденсатора должна составлять не менее 400–450 В переменного тока, поскольку фактическое напряжение на нём может превышать 330 В даже при сетевых 220 В.
Емкость пускового конденсатора должна быть в 2–3 раза больше, чем у рабочего.
Рекомендация! Если вы не знаете, как грамотно рассчитать емкость конденсатора, предлагаю простую эмпирическую зависимость, наглядно показывающую, сколько микрофарад нужно на 1 киловатт для работы трехфазного двигателя в сети 220 вольт. Это примерно 70 мкФ на 1 кВт (или 7 мкФ на каждые 100 Вт).
Советы по выбору
Зачастую в продаже доступны 3 типа конденсаторов:
- Бумажные – МБГП, МБГО и КБП.
- Электролитические.
- Металлизированные – СВВ.
Экземпляры 1-го вида, как правило, распространены и недороги. Однако для них характерны большие размеры и недостаточная емкость. Электролитические (полярные) в роли рабочих применять нельзя, так как они не предназначены для переменного тока. Даже как пусковые они должны использоваться очень ограниченное время и только в неполярном исполнении. Наконец, СВВ – оптимальный вариант, так как у них практически исключены минусы аналогов.
Видео-обзор подключения 3-фазного мотора в однофазную сеть:
Коротко о главном
3-фазный электромотор состоит из статора и ротора. Три сегмента обмотки обеспечивают естественное вращение вала – за счет сдвига фаз. Для запуска его от сети 220 В потребуется контур из рабочего и пускового конденсатора.
Чтобы правильно подобрать рабочий и пусковой конденсатор для работы трехфазного электродвигателя от сети 220 В, применяется формула с коэффициентом 4800 или 2800 (в зависимости от схемы). Либо можно ориентироваться на правило: 70 мкФ на 1 кВт мощности двигателя.
Напишите в комментариях, как думаете – нужно ли использовать пусковой конденсатор для подключения 3-фазного мотора мощностью до 0,5 кВт к сети 220 вольт без нагрузки?
Скорее всего, у вас трехфазный электродвигатель мощностью 0,75 кВт на 380 В, который вы хотите подключить к однофазной сети 220 В. В этом случае «компенсатор» не нужен, задача решается другими способами.
Наиболее правильный вариант – использовать частотный преобразователь с однофазным входом и трехфазным выходом. Он позволяет полноценно питать двигатель, обеспечивает плавный пуск, защиту и регулировку оборотов. Вам подойдет модель частотника на 0,75 или 1,1 кВт.
Бюджетная альтернатива – подключение через рабочий и пусковой конденсаторы. Однако при этом двигатель теряет до 30-40% мощности, работает с перегрузкой и не может выдавать номинальную тягу. Для двигателя 0,75 кВт обычно используют рабочий конденсатор на 40-50 мкФ, но точное значение зависит от модели и схемы подключения.
Если двигатель будет работать с нагрузкой или долго – предпочтителен частотный преобразователь. Подключение через конденсаторы допустимо только при легких и коротких режимах работы.
Основной из них – схемы подключения обмоток двигателя «звезда» или «треугольник». Для схемы «треугольник» требуется большая емкость, чем для «звезды» – при той же мощности. Также нужно учитывать номинальный ток двигателя, который указан на его шильдике.
В статье приведена упрощенная формула для расчета емкости рабочего конденсатора: Ераб = К * Ис * Н, где К – коэффициент (4800 для «треугольника» и 2800 для «звезды»), Ис – ток статора, Н – напряжение сети (220 В). Эта формула дает более точный результат, чем простое умножение мощности на 6-8 мкФ.
Для еще более точных расчетов можете воспользоваться специализированными онлайн-калькуляторами. Но даже при использовании формулы или калькулятора лучше всего проконсультироваться с квалифицированным электриком, так как неправильный выбор конденсатора приведет к перегреву и повреждению двигателя.
На 2,5 стоит схема не понятна 5 концов из двигателя выходит думаю кондей поменять
Некорректное подключение приведет к неисправностям или опасным ситуациям. Лучше обратитесь к электрику. Он проверит всю схему, определит точное место для соединения и при необходимости обновит контактные узлы. Без точной схемы и знаний рисковать не стоит.
После формулы дана расшифровка букв - что и какая из них обозначает