Зміст:
- Як працює двигун на 380В
- Як можна запустити трифазний двигун на 380В від домашньої мережі
- Як вибрати значення робочої і пусковий ємності для підключення трифазного двигуна на 220В
Розглянемо для початку, чому вважається, що двигун живиться від напруги 380В. Насправді там мають місце бути три фази по 220В кожна. На таких простих питаннях зазвичай пливуть всі новачки, а відсутність знання теорії породжує виникнення помилок на практиці. Ми щиро дякуємо також всіх ентузіастів, які закидали Ютуб своїми навчальними роликами, тому що без такого багатого матеріалу було б складно дати слушні поради для тих, хто планує здійснити підключення електродвигуна 380 на 220 Вольт з конденсатором. А тепер приступимо до реалізації теорії на практиці.
Як працює двигун на 380В
Подібні двигуни називаються трифазними. Вони мають купою переваг перед звичайними побутовими, тому широко використовуються у промисловості. Переваги стосуються не тільки великої потужності, але і ККД. Крім того, саме в трифазних двигунів можна обійтися без пускових обмоток і конденсаторів при наявності відповідного харчування. За рахунок цього з конструкції вдається виключити зайві елементи. Якщо, наприклад, пускозахисний реле холодильника чітко стежить за тим, скільки буде врублев пускова обмотка, то у випадку з трифазними двигунами необхідність у подібних діях відпадає.
Простий приклад роботи ротора і статора
Чому так відбувається? За рахунок наявності трьох фаз вдається створити всередині статора обертається електромагнітне поле без будь-яких хитрощів. Давайте подивимося на малюнок. Для простоти показаний ротор всього лише з двома полюсами, а статор містить по одній котушці на кожну фазу змінного струму. Насправді конфігурації типових двигунів 380В зазвичай більш складна, але це не завадить нам пояснити суть процесів, що протікають всередині. (Див. також: Підключення трифазного двигуна до однофазної мережі)
На малюнку показані синім негативно заряджені поля, червоним – позитивні. У початковий момент статор не має ніякого знака, тому всі його три котушки білі. Ротор у нашому припущення виготовлений з постійних магнітів, тому він забарвлений і знаходиться в довільному положенні. Полюси у нього всього лише два. Далі рухаємося по епюрах:
Трьохфазний електродвигун
В результаті правильного розподілу трьох фаз поле всередині статора обертається, а разом з ним і ротор. Насправді частота обертів не збігається з мережевими 50 Гц. Та тому що обмоток в статорі більше, і кількість полюсів на роторі інше. На додачу є явище проковзування в залежності від амплітуди напруги і багатьох інших факторів. Все це використовується для регулювання швидкості обертання валу двигуна. А ми впритул наблизилися до розгадки питання про напрузі 380В. Насправді воно складається з трьох фаз з діючим значенням напруги 220В (як в розетці). Але якщо взяти різницю між будь-якими двома в довільний момент часу, то вона перевищує це значення.
Саме так і виходить 380В. Тобто двигун з трьома фазами використовує для своєї роботи три з діючим значенням напруги 220В, зсув між будь-якими з яких складає 120 градусів. Це можна легко простежити з графіка на нашому малюнку. Ось чому у багатьох виникає спокуса використовувати таке обладнання в домашніх умовах, але запустити усього лише від однієї фази, яка є в розетці. Безпосередньо це зробити неможливо, як вже повинно бути зрозуміло, тому доводиться йти на хитрощі. Найпростішим з них є застосування конденсатора. Сенс тут в тому, що при проходженні ємності фаза напруги змінюється на 90 градусів. Це не зовсім ті 120, які ми хотіли б отримати в ідеалі, але все ж краще, ніж нічого.
А на практиці підключення електродвигуна через конденсатор відмінно працює. Правда для здійснення задуму доведеться трохи повозитися.
Як можна запустити трифазний двигун на 380В від домашньої мережі
По-перше, потрібно знати, як виробляється електрична комутація обмоток. Зазвичай на корпусі двигуна є захисний кожух, під яким знаходиться розводка. Потрібно зняти його і приступити до вивчення. Знову ж таки найчастіше де-небудь тут же показана схема електричних з’єднань. Щоб провести запуск від трифазної мережі, застосовується комутація по типу зірка. При цьому кінці всіх трьох обмоток мають одну спільну точку, звану нейтраллю, а на протилежну сторону подаються фази. По одній на кожну обмотку. У цьому випадку і виходить то розподіл поля, яке ми розглядали вище.
Об’єднання обмотки двигуна в трикутник
Але щоб підключити асинхронний двигун на 380 220 Вольт, потрібно комутацію змінити. Ось для цього і стане в нагоді електрична схема, звичайно приводиться тут же на корпусі. Відповідно до цього малюнку обмотки двигуна об’єднуються в трикутник. При цьому кожна з них на обох кінцях об’єднується з іншого. Давайте подивимося, що виходить в цьому випадку. Чим відрізняється така методика від штатного використання обладнання. Для простоти на малюнку показуємо схему включення конденсатора. Наприклад, це може виглядати так: (Див. також: Пристрій і принцип роботи електродвигуна змінного струму)
- Напруга мережі 220В докладено до обмотці С.
- На обмотку А напруга приходить через робочий конденсатор у стані зсуву фаз на 90 градусів.
- На обмотці В діє різниця між зазначеними напругами.
Подивимося по епюрах, як це буде виглядати на практиці. Видно, що зсув фаз в цьому випадку нерівномірний. Тобто між піками, за якими побудовані епюри, відкладено за 90 і 45 градусів. Внаслідок цього обертання в принципі не може бути рівномірним. Крім того форма фази на обмотці В відрізняється від синусоїдальної. Ось чому запуск трифазного двигуна від мережі 220В в принципі не може пройти без втрат. Тим не менш, таке можливо. Але часто відбувається так зване залипання. З-за неправильної форми поля всередині вал відмовляється крутитися.
Схема підключення двигуна дещо спрощена нами і відрізняється від норм виконання креслень та проектної документації. Як би те ні було, наочність малюнка на рівні. Конденсатор на схемі робочий, а ще буває пусковий. Він потрібен для того, щоб посилити обертаючий момент на початковому етапі. Будь-асинхронний двигун при старті споживає більше струму, крім того на перше рух витрачається багато енергії. Такий конденсатор зазвичай приєднується паралельно робочого, а включається в ланцюг натисненням спеціальної кнопки. Наприклад, можете позначити її, як Прискорення.
Коли вал набере обертів, то ємність пускова стає непотрібною, тому що знижується опір руху валу. Відпускаючи кнопку Прискорення, ми виключаємо цей елемент з мережі. А щоб пускова ємність розрядилася (а вольтаж може досягати 300В), потрібно зупинити її на значній величини опір, через яке в робочому стані струм не піде. Поступово електрони компенсуються, і небезпеку поразки в цьому місці зникне. Але у багатьох виникає просте питання – як підібрати робочу і пускову ємності? Так, підключення електродвигуна 380В на 220В не є такою вже й простим завданням. Давайте розглянемо відповідь.
Як вибрати значення робочої і пусковий ємності для підключення трифазного двигуна на 220В
Насамперед зверніть увагу на те, що робоча напруга конденсаторів має значно перекривати номінал 220В. Підключення двигуна 380 на 220 супроводжується виникненням набагато більш вагомих значень. У загальному і цілому серед пускових і робочих конденсаторів не повинно бути елементів з робочою напругою нижче 400В. Це в ідеалі, а на практиці багатьом доведеться обійтися тим, що попалося під руку. Зверніть увагу і на дроти. Їх струми технічної документації дані для напруги 220В. В нашому випадку будуть діяти інші значення. Можливо, доведеться перерахувати розміри струмів.
На практиці якщо ємність робоча занадто мала, то вал «залипає». Тобто двигун і міг би працювати, якщо надати йому початкове прискорення, але якщо звір на 4 кВт повідриває пальці, то звинувачувати окрім себе нікого. Що робити? Виявляється, номінал робочої ємності залежить, крім іншого, як мінімум від двох параметрів:
Налагодження двигуна
Крім того дуже сильно ємність пускового конденсатора залежить від прикладеного навантаження. Приміром, якщо двигун працює на шків, то обсяг батареї значно зростає. А тепер про те, як на практиці можна спробувати вибрати номінали. Практиками помічено, що стабільніше всього двигун на 380В працює від однофазної мережі тоді, коли напруження в плечах конденсатора рівні. Тобто ту обмотку, яка працює прямо від мережі ми не чіпаємо, а вимірюємо потенціал на двох інших. Яким чином виходить так, що від величини ємності залежить напруга?
Асинхронний двигун володіє власним реактивним опором. За рахунок цього при включенні утворюється дільник. Ми гарно малювали епюри, але на практиці форма фаз може значно відрізнятися. А залежить реактивне опір як раз від усього, що ми перерахували вище. Це конструкція двигуна, яка обумовлює розмір потужності і швидкість обертів, а також навантаження на вал. Є і ще цілий ряд параметрів, врахувати які теоретичним шляхами в рамках нашого скромного огляду просто не представляється можливим. Тому практики просто рекомендують для початку знайти мінімальний розмір батареї при якому двигун починає обертатися, а потім плавно збільшувати номінал, поки напруги на обмотках не стануть рівними.
Після розкручування двигуна може виявитися, що рівність порушилася. Справа в тому, що опір руху вала впало. Перед тим, як підключити електродвигун з 380 на 220 остаточно визначитеся з умовами його роботи і постарайтеся забезпечити вказане вище рівність.
Зверніть увагу, що чинне значення може перевищувати 220В. Швидше за все так і буде. Наприклад, значення напруги може скласти 270В або щось в цьому роді. Перед тим, як підключити електродвигун через конденсатор, потурбуйтеся про контакти. Це має забезпечити надійне стикування щоб уникнути втрат, а також і перегріву в місцях проходження струму. Комутацію краще вести на спеціальні клеми, затягуючи їх болтами. Після остаточної збірки параметрів електричну частину слід закрити кожухом, дроти пропустити через гумовий ущільнювач в бічній стінці відсіку.
Ми вважаємо, що тепер наші читачі легко здійснять задумане.