Как переделать трехфазный двигатель на 220

Как переделать электродвигатель с 380 на 220

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.

Трехфазный двигатель, работающий от однофазного источника питания

Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока широко используется в промышленном и сельскохозяйственном производстве благодаря своей простой конструкции, низкой стоимости, простоте обслуживания и простоте в эксплуатации. В 3-фазном двигателе переменного тока используется 3-фазный источник питания (3 фазы 220 В, 380 В, 400 В, 415 В, 480 В и т. Д.), Но в некоторых реальных применениях у нас есть только однофазные источники питания (1 р. 110 В, 220 В, 230 В, 240 В и т. Д.). .), особенно в бытовой технике. В случае запуска трехфазных машин на однофазных источниках питания, есть 3 способа сделать это:

Перемотка двигателя
Купить GoHz VFD
Купить преобразователь частоты / фазы

I: перемотка двигателя
Необходимо выполнить некоторые работы для преобразования работы трехфазного двигателя на 1-фазный источник питания.Здесь вы узнаете, как преобразовать трехфазный электродвигатель на 380 В в однофазный источник питания 220 В.

Принцип перемотки
Трехфазный асинхронный двигатель использует три взаимно разделенных угла сбалансированного тока 120 ° через обмотку статора для создания изменяющегося во времени вращающегося магнитного поля для привода двигателя. Прежде чем говорить об использовании трехфазного асинхронного двигателя, преобразованного для работы на однофазном источнике питания, мы должны объяснить проблему создания однофазного асинхронного двигателя с вращающимся магнитным полем, поскольку однофазный двигатель можно запустить только после создания вращающегося магнитного поля. ,Причина, по которой он не имеет начального пускового момента, заключается в том, что однофазная обмотка в магнитном поле не вращается, а пульсирует. Другими словами, это фиксировано с точки зрения статора. В этом случае пульсирующее магнитное поле статора взаимодействует с током в проводнике ротора, который не может генерировать крутящий момент, поскольку нет вращающегося магнитного поля, поэтому двигатель не может быть запущен. Однако положение двух обмоток внутри двигателя имеет различный угол наклона. Если он пытается произвести другой фазный ток, двухфазный ток имеет определенную разность фаз во времени, чтобы создать вращающееся магнитное поле.Таким образом, статор однофазного двигателя должен иметь не только рабочую обмотку, но и пусковую обмотку. В соответствии с этим принципом мы можем использовать трехфазную обмотку трехфазного асинхронного двигателя и сдвигать одну из катушек обмотки с помощью конденсатора или индуктивности, чтобы две фазы могли проходить через различный ток, чтобы создать вращающееся магнитное поле для управлять двигателем. Когда трехфазный асинхронный двигатель использует однофазный источник питания, мощность составляет только 2/3 от первоначальной.

Метод перемотки
Чтобы использовать 3-фазный двигатель на 1-фазном источнике питания, мы можем подключить любые 2-фазные обмотки последовательно, а затем подключить к другой фазе. В это время магнитный поток в двух обмотках имеет разность фаз, но рабочая обмотка и пусковые обмотки подключены к одному источнику питания, поэтому ток одинаков. Поэтому подключите конденсатор, катушку индуктивности или резистор к пусковой обмотке последовательно, чтобы ток имел разность фаз.Для увеличения пускового момента на соединении можно использовать автотрансформатор для увеличения напряжения однофазного источника питания с 220 В до 380 В, как показано на рисунке 1.

Общие малые двигатели имеют Y-соединение. Для трехфазного асинхронного двигателя Y-типа клемма обмотки конденсатора C подключается к клемме запуска автотрансформатора. Если вы хотите изменить направление вращения вала, подключите его, как показано на рисунке 2.

Если вы не хотите увеличивать напряжение, блок питания 220 В также может использовать это.Поскольку для питания 220 В используется оригинальная трехфазная обмотка напряжения 380 В, напряжение слишком низкое, поэтому крутящий момент слишком низкий.

Рис. 3 Момент подключения слишком низкий. Если вы хотите увеличить крутящий момент, вы можете подключить конденсатор фазовой синхронизации к двухфазной обмотке вместе в катушке и использовать ее в качестве пусковой обмотки. Одна катушка, напрямую подключенная к источнику питания 220 В, см. Рисунок 4.

На Рисунках 3 и 4, если вам нужно изменить направление вращения вала, вы можете просто изменить сквозное направление пусковой или рабочей обмотки. ,

Магнитный момент после того, как две обмотки соединены последовательно (одна из которых - обратная нить), состоит из двух углов магнитного момента 60 ° (Рисунок 5). Магнитный момент намного выше, чем у 120 ° магнитного момента (показан на рисунке 6), поэтому пусковой крутящий момент на рисунке 5 больше, чем на рисунке 6.

Значение резистора доступа R (рис. 7) на обмотке стартера должно быть замкнуто относительно сопротивления фазы обмотки статора и должно выдерживать пусковой ток, который равен 0.1-0,12 раза от пускового момента.

Выбор конденсатора фазового сдвига
Рабочий конденсатор c = 1950 × Ie / Ue × cosφ (микро-закон), т. Е. Cosφ - исходный номинальный ток двигателя, номинальное напряжение и мощность.
Общий рабочий конденсатор, используемый в однофазном источнике питания на трехфазном асинхронном двигателе (220 В): на каждые 100 Вт используется конденсатор с микропроцессором от 4 до 6. Начальный конденсатор может быть выбран в соответствии с начальной нагрузкой, обычно от 1 до 4 раз от рабочего конденсатора.Когда двигатель достигает 75% ~ 80% от номинальной скорости, пусковой конденсатор должен быть отключен, в противном случае двигатель сгорит.

Емкость конденсатора должна быть правильно выбрана, чтобы токи 11, 12 двухфазных обмоток были равны и равны номинальному току Ie, что означает 11 = 12 = Ie. Если требуется высокий пусковой момент, можно добавить пусковой конденсатор и подключить к рабочему конденсатору. Когда пуск нормальный, отсоедините пусковой конденсатор.

Есть много преимуществ в использовании трехфазного двигателя на однофазном источнике питания, перемотка легко.Однако общая мощность однофазного источника питания слишком мала, он должен выдерживать высокий пусковой ток, поэтому этот метод может применяться только к двигателю мощностью 1 кВт или меньше.

II: Купите преобразователь частоты GoHz VFD
, сокращенное от частотно-регулируемого привода, это устройство для управления двигателем, работающим с регулируемой скоростью. Однофазный 3-фазный ЧРП является наилучшим вариантом для 3-фазного двигателя, работающего от однофазного источника питания (1 час 220 В, 230 В, 240 В), он устраняет пусковой ток при запуске двигателя, заставляет двигатель работать с нулевой скорости до полной скорость плавная, плюс, цена абсолютно доступная.Частотные преобразователи GoHz доступны от 1/2 л.с. до 7,5 л.с., более мощные ЧРП могут быть настроены в соответствии с фактическими двигателями.

ГГц Подключение к однофазному трехфазному VFD-видео

Преимущества использования частотного преобразователя GoHz для трехфазного двигателя:

Мягкий запуск может быть достигнут путем настройки параметров ЧРП, время запуска может быть установлено на несколько секунд или даже десятки.
Функция бесступенчатого регулирования скорости, позволяющая двигателю работать в наилучшем состоянии.
Переведите двигатель с индуктивной нагрузкой в емкостную нагрузку, которая может увеличить коэффициент мощности.
VFD имеет функцию самодиагностики, функции защиты от перегрузки, перенапряжения, низкого давления, перегрева и более 10 функций защиты.
Может быть легко запрограммирован через клавиатуру для достижения автоматического управления.

III: Купить преобразователь частоты / фазы
А ГГц-преобразователь частоты или фазовый преобразователь также можно использовать для таких ситуаций, он может преобразовывать однофазные (110 В, 120 В, 220 В, 230 В, 240 В) в трехфазные (0- Регулируемый 520 В) с чистым синусоидальным выходом, который лучше для характеристик двигателя, чем для ШИМ-сигнала VFD, они предназначены для лабораторных испытаний, самолетов, военных и других применений, которые требуют высококачественных источников питания, это чрезвычайно дорого.

Статья по теме: Воздействие двигателя 60 Гц (50 Гц), используемого на источнике питания 50 Гц (60 Гц)

Control Engineering | Как правильно управлять трехфазным двигателем с использованием однофазного питания

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 не может работать от однофазного источника питания. То, что меня попросили переоборудовать этот мотор, уже звучит как большая проблема, чем оно того стоит. Это не совсем верно, хотя. Есть несколько способов сделать процесс проще.

Метод фантомных ног

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

Для этого метода конденсаторы должны иметь соответствующий размер для нагрузки. Ток будет несбалансированным, если это не так. Вместо 120-градусного фазового сдвига, показанного в нижней половине рисунка 1, неправильное соединение конденсатора и нагрузки может привести к большому отклонению.Чем больше расхождение, тем ниже крутящий момент.

Метод вращающегося фазового преобразователя

Другой жизнеспособный метод - использование вращающегося фазового преобразователя (см. Рисунок 2). Например, в лесопромышленном цехе может использоваться вращающийся фазовый преобразователь для запуска нескольких трехфазных машин на однофазной подводимой мощности. Один недостаток состоит в том, что процесс может быть очень дорогим в течение всего времени преобразования вращающейся фазы, независимо от того, используется ли какое-либо оборудование. Ток может быть сбалансирован, когда работает конкретное оборудование, но если работает несколько машин или все они сильно нагружены, трехфазная мощность - ток и напряжение - существенно не сбалансирована.

«NEMA Stds. MG 1: Двигатели и генераторы» призывает двигатели работать от напряжения, которое сбалансировано в пределах 1%. Если применить правило 10x (дисбаланс тока в процентах может быть выше, чем дисбаланс напряжения в 10 раз) для двигателя, работающего с дисбалансом напряжения 1%, дисбаланс тока может составить 10%. Это выгодно, потому что большинство трехфазных двигателей, работающих в системе, описанной выше, работают с дисбалансом тока от 15% до 50%. Даже с графиком снижения характеристик NEMA MG 1 (см. Рисунок 3) ни один двигатель не должен работать с таким большим текущим дисбалансом.

Метод преобразователя частоты

Преобразователь частоты (VFD) выпрямляет каждую пару фаз до постоянного тока и преобразует постоянный ток в мощность для трехфазного выхода, что означает, что VFD можно использовать с однофазным входом для работы трехфазного двигателя. Поддержка производителей варьируется, и настоятельно рекомендуется уменьшить значение диска на 1, деленное на квадратный корень из 3 (около 58%). Также обратите внимание, что номинал VFD hp / kW предназначен для удобства выбора 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). Настоятельно рекомендуется, чтобы пользователь работал с изготовителем привода при выборе и определении размера ЧРП для этого использования.

Компрессоры, механический цех, деревообрабатывающее оборудование и декоративные фонтаны - хорошие кандидаты для этого метода. Вместо того, чтобы покупать дорогой однофазный двигатель, менять органы управления и решать проблемы с регулированием скорости и запуском крутящего момента, лучше использовать частотно-регулируемый привод для управления существующим двигателем от однофазного питания.Для многих применений мощностью до 5 л.с. (4 кВт) можно приобрести подходящий ЧРП, значительно дешевле, чем перемотка трехфазного двигателя и обеспечение необходимых элементов управления для его работы.

Дополнительные преимущества заключаются в том, что трехфазный двигатель, как правило, дешевле покупать, элементы управления не требуют замены или модификации, а VFD имеет дополнительный бонус в виде обеспечения контроля скорости. Более того, вам не нужно портить выходные, помогая тому, кто не совсем понимает, что вы делаете.

Чак Юнг (Chuck Yung) является старшим специалистом по технической поддержке в Ассоциации обслуживания электрооборудования (EASA). EASA является партнером CFE Media по контенту. Отредактировано Крисом Ваврой, редактором производства, CFE Media, [email protected]

ONLINE дополнительно

См. Дополнительные статьи из EASA, ссылки на которые приведены ниже.