Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Современный рынок предлагает однофазные и трехфазные электродвигатели. Но, как известно, бытовая сеть – однофазная, отсюда закономерный вопрос: осуществимо ли подключение трехфазного двигателя к однофазной сети?

Приведем несколько вариантов решения обозначенной задачи. Чаще предпочтение отдается методу подключение трехфазного двигателя через конденсатор – один из элементов является рабочим, другой – пусковым. Обозначения Ср и Сп. На схеме рассмотрены варианты включения «звезда» (а) и «треугольник» (б).

За счет действия элемента схемы Сп достигается увеличение пускового момента. После того, как двигатель запущен, Сп отключают. В ситуациях, когда пуск электродвигателя выполняется без нагрузки, необходимость включать в цепь конденсатор Сп отпадает.

Для успешной реализации задачи важно правильно определить емкость рабочего конденсатора. Используется закономерность:

Ср=К(1ном/U), где

Ср – рабочая емкость (мкФ), 1ном – сила тока по номиналу (А), U – напряжение в однофазной цепи (В), К – коэффициент, который зависит от того, какая схема подключения трехфазного двигателя выбрана. Показатель «К» для «звезды» — 2800, «треугольника» — 4800.

Показатели номинального тока и напряжения можно найти в технической документации (паспорте) к каждому виду электрических двигателей.

Подключение трехфазного двигателя через конденсатор чаще предусматривает применение недорогого электролитического конденсатора ЭП. После каждого включения такой конденсатор крайне важно разряжать.

Как показывает практика, подключение трехфазного двигателя к однофазной сети с помощью конденсаторов оправдано. Такая схема дает мощность в 65-85% от приведенных в паспорте данных. Проблемы могут возникнуть только с подбором нужного типа конденсатора. Чтобы не решать подобных задач, большое распространение получила схема подключения трехфазного двигателя с применением активных сопротивлений.

Но необходимо учесть, что при помощи метода сопротивления часто не получается получить мощность силовой установки больше, чем половина ее номинала.

Выполняя подключение трехфазного двигателя в однофазную сеть через конденсатор важно понимать, что номинал конденсаторов модификаций КБГ-МН и БГТ приводится на постоянном токе. При работе в условиях переменного тока, величины допустимых напряжений не должны превышать приведенных в таблице ниже показателей.

Определить величину пусковых активных сопротивлений можно, опираясь на величины, приведенные в таблице ниже. За основу принимаются мощности электрического двигателя в трехфазном режиме.

Подключение электродвигателя на 380В. Схема пуска звезда-треугольник

Асинхронные двигатели, имея ряд таких неоспоримых достоинств, как надежность в эксплуатации, высокая производительность, способность выдерживать большие механические перегрузки, неприхотливость и невысокая стоимость обслуживания и ремонта, обусловленные простотой конструкции, имеют, конечно и свои определенные недостатки.

Довольно серьезным недостатком асинхронных двигателей является их “тяжелый” запуск, сопровождающийся возникновением больших пусковых токов. В предложенной ниже схеме снижение пусковых токов достигается запуском двигателя, статорные обмотки которого соединены «звездой» с дальнейшим их переключением (по достижении «разгона» электродвигателя) в «треугольник».

Меньшие «стартовые» токи при соединенных «звездой» обмотках, обусловлены питающим напряжением — 220 В, в то время, как статорные обмотки, скоммутированные «треугольником» будут «запитаны» напряжением 380 В.

Схема может быть использована для снижения пусковых токов электродвигателей большой мощности с параметрами питающего напряжения 660/380 В (см. шильдик). Для удобства чтения, она разделена на две схемы: управления и силовой части.

При подаче управляющего напряжения срабатывает магнитный пускатель K3 — цепь питания его катушки замыкается нормально замкнутыми контактами реле времени K1 и контактора K2. В свою очередь, в цепь питания катушки пускателя K2 включен нормально замкнутый контакт магнитного пускателя K3, что гарантированно исключает одновременное срабатывание K2 и K3.

Из силовой части схемы видно, что срабатывание контактора K1 соединяет концы статорных обмоток v2 u2 w2. Таким образом, обмотки оказываются соединенными в “звезду”. При срабатывании K3, его нормально разомкнутый блок-контакт, находящийся в цепи цепи питания катушки пускателя K1, замыкаясь, вызывает срабатывание K1 и включение питания (L1, L2, L3) — двигатель запускается с соединенными “звездой” обмотками.

Срабатывание K1 вызывает замыкание, находящегося в питающей цепи его катушки нормально разомкнутого блок-контакта и включение реле времени. Последнее, при истечении заданного промежутка времени, необходимого для “разгона” двигателя, “разрывает” цепь питания K3 своим нормально замкнутым контактом в цепи его питания, одновременно замыкая нормально разомкнутым цепь питания K2.

Одновременное включение замыкание контактов K2 и возврат в отключенное положение K1 переключает обмотки электродвигателя в “треугольник”. Из силовой схемы видно их получившееся последовательное соединение. Двигатель начинает работать на естественной характеристике, с максимальной мощностью.

Читать еще: 402 двигатель работает рывками

Непрерывность подачи электропитания двигателя при переключении обеспечивается замкнутыми силовыми контактами K1, цепь питания катушки которого постоянно замкнута его нормально разомкнутым блок-контактом.

Реле времени, совмещенное с пускателем (K1) в этой схеме, работает в цепи управления с небольшими токами, поэтому, может быть заменено обычным реле времени с тремя парами блок-контактов.

Схемы и способы подключения трёхфазного двигателя в сеть 220 вольт

В личном хозяйстве часто требуется подключить какой-либо станок или приспособление для облегчения деятельности. Это может быть и корморезка, и самодельная дробилка, и циркулярка, и бетономешалка, и многое другое. На всех устройствах обычно используют асинхронные 3 фазные двигатели. Они самые распространённые. Остаётся лишь выбрать метод включения этого мотора в однофазную сеть 220 В.

Стандартное подключение
- Соединение обмоток
Электрический двигатель в домашней сети
- Конденсаторное включение
- Резисторное включение электродвигателя
- Через преобразователь частоты
Применение однофазных двигателей в быту

Стандартное подключение

Все трехфазные асинхронные двигатели подсоединяют в сеть на 380 В. При этом они выдают максимальную мощность и наибольшие обороты. Но не у каждого хозяина есть возможность провести к себе на участок все три фазы. Это связано с финансовыми затратами по установке специальных счётчиков и различных щитов учёта электроэнергии. К тому же само оформление документов занимает довольно много времени.

По стандартной схеме, чтобы подключить трехфазный двигатель к 380 В, производят соединение трёх фаз со штатными клеммами мотора через пускатели, с помощью которых осуществляется запуск. В распределительной коробке двигателя обычно свободны три контакта, к которым и цепляют три фазы. Совершенно нет никакой разницы, какую фазу подсоединить к конкретному проводу. Правда, есть один нюанс – при смене проводов подключения, не трогая третий провод, получают вращение электродвигателя в другую сторону, что иногда необходимо в хозяйственной деятельности.

Соединение обмоток

Схемы соединения обмоток в двигателе только две – «звезда» или «треугольник». И оттого, как они соединены, зависят рабочие характеристики мотора. При любом соединении мощность не теряется. Зато при чрезмерной нагрузке двигатели со «звездой» медленнее скидывают свои обороты, чем их собратья с «треугольником». Отсюда делают вывод, что моторы со «звездой» требуют меньше пускового тока и, следовательно, менее нагружают электросеть при запуске.

Двигатели с соединением обмоток по «треугольнику» выдают свою мощность до конца даже при большой нагрузке, совершенно не теряя оборотов. Зато потом резко останавливаются, и для их следующего запуска требуется огромный пусковой ток, что чрезмерно перегружает электрическую сеть.

В промышленности используют обе схемы соединения. Двигатели со «звездой» применяют там, где требуется их систематическое включение и выключение, например, на каких-либо линиях производства, переработки, сборки и так далее. Моторы, у которых обмотки соединены по «треугольнику», нужны для работы на постоянных режимах нагрузки, например, выгрузной конвейер из шахты и другое.

В личных подсобных хозяйствах чаще всего используют двигатели, у которых соединение обмоток сделано по принципу «звезда». По такой схеме двигатели легко запускаются, а это не нагружает электрическую сеть частного дома.

Электрический двигатель в домашней сети

Обычное штатное напряжение домашней розетки 220 В. Оно считается однофазным, и на него рассчитаны все электрические бытовые приборы, начиная от телевизора и заканчивая последней моделью кофемолки.

А вот при необходимости включения трехфазного двигателя в однофазную сеть возникает несколько проблем. А именно:

без дополнительных устройств запуск невозможен;
при работе двигателя пропадает 30 – 40 % мощности. Это вынужденная потеря, так как в работе задействованы только две обмотки статора вместо трёх.

Всё-таки асинхронные трехфазные двигатели мощностью до 2,2 кВт с успехом подсоединяют к обычной домашней розетке. Для этого есть три проверенных способа.

Конденсаторное включение электродвигателя.
Резисторное включение.
Включение через частотный преобразователь.

Все три метода подключения имеют свои плюсы и минусы, поэтому выбирают наиболее удобный применительно к конкретным условиям. А также всё зависит от финансовых возможностей хозяина.

Конденсаторное включение

Это наиболее распространённый способ. И заключается в введении некоторого количества ёмкостей, чтобы произошёл сдвиг фазы третьей незадействованной обмотки статора. Это намного облегчает запуск мотора. О том, как подключить 3х фазный двигатель на 220 вольт, подробно видно на схеме. Здесь сразу представлены два вида соединений обмоток статора.

Читать еще: 406 двигатель инжектор низкие обороты

С1- С4, С2-С5, С3-С6 – обозначения обмоток статора;
Ср – рабочий конденсатор;
Сп – пусковой конденсатор;
КН — кнопка для запуска.

Конечно, если двигатель без применения конденсаторов хорошенько раскрутить вручную до 1 тыс. об/мин., а потом включить в сеть на 220 В, то, скорее всего, он будет работать. Но этим никто и никогда не занимался. Обычно искали или покупали ёмкости для запуска.

Ёмкость рабочего конденсатора рассчитывают по формуле С=67×Р, где Р – мощность двигателя в кВт, а С – ёмкость конденсатора в мкФ. На практике пользуются ещё более простой формулой – 7 мкФ на каждые 100 Вт мощности. Например, для мотора 2,2 кВт нужен конденсатор ёмкостью 154 мкФ. Конденсаторы таких больших ёмкостей встречаются довольно редко, поэтому их набирают несколько и соединяют параллельно. При этом необходимо учитывать напряжение, на которое они рассчитаны. Оно должно быть больше 220 вольт примерно в полтора раза.

Обычно используют конденсаторы таких типов, как БГТ, КБП, МБГЧ, МБГО и им подобные. Это наиболее безопасные бумажные ёмкости, способные выдерживать значительную перегрузку при запуске двигателя. К тому же они слабо подвержены нагреву. Но при отсутствии их применяют и электролитические конденсаторы. В таком случае корпуса этих ёмкостей соединяют и хорошенько изолируют, так как они после высыхания электролита способны взрываться при нагрузке. Правда, довольно редко.

При запуске двигателя мощностью до 2,2 кВт используют только рабочий конденсатор. Его вполне хватает, чтобы разогнать мотор до штатных оборотов. При большей же мощности необходимо применять и пусковой конденсатор. Его ёмкость больше рабочего в 2,5 – 3 раза, то есть, для мотора в 2,2 кВт это будет 300 – 450 мкФ. В качестве пусковых ёмкостей часто применяют именно электролитические, так как в этом случае они работают кратковременно и нужны только для запуска. После набора мотором своих полных оборотов пусковые конденсаторы отключают кнопкой КН, что показано на схеме.

Чтобы изменить направление вращения электродвигателя, необходимо сделать переключения. Для этого нужно обратиться к схеме, где обмотки соединены «звездой»:

вместо С1-С2 подключить в однофазную сеть С1-С3;
рабочий конденсатор Ср включить между С2 и С3;
кнопку с пусковым конденсатором тоже переключить на С2-С3.

В схеме соединения «треугольником» проводят аналогичные действия.

Существует специальная электрическая схема переключения вращения двигателя, которая на практике используется довольно редко. Обычно настраивают вращение в какую-нибудь одну сторону. Мотор нужен для привода конкретного устройства или агрегата, и чтобы поменять вращение рабочего органа, используют обыкновенный редуктор. Это можно увидеть на примере токарного или другого станка. В личном подсобном хозяйстве, например, для изменения хода ленты, где калибруют картофель, также употребляют редуктор. Это намного упрощает определённую задачу и обеспечивает хорошую технику безопасности.

Резисторное включение электродвигателя

При отсутствии конденсаторов для включения трехфазного мотора в однофазную сеть иногда используют резисторы. Это мощные керамические или стеклованные сопротивления. Вполне сгодится вольфрамовая проволока толщиной до 1 мм. При подключении её скручивают в пружину и укладывают в керамическую трубку.

Размер сопротивления вычисляется по формуле R = (0,87× U )/ I , где U – напряжение однофазной сети 220 В, а I – величина тока в амперах А.

Схема подключения с резисторами используется только для двигателей мощностью до 1 кВт, так как в сопротивлении происходит большая потеря энергии.

Через преобразователь частоты

Запуск 3-фазного мотора от сети на 220 В с помощью этого устройства сейчас является самым перспективным. Оттого оно употребляется в новейших проектах по управлению электроприводами. Дело в том, что при изменении напряжения и частоты сети меняется количество оборотов мотора, а в результате — и направление вращения.

Преобразователь представляет собой две электронные части, которые находятся в одном корпусе. Это управляющий модуль и силовой. Первый отвечает непосредственно за пуск и регулировки, а второй питает мотор электроэнергией.

Использование преобразователя для пуска трехфазного двигателя от домашней сети позволяет резко уменьшить пусковой ток и, следовательно, нагрузку. Практически пуск мотора можно производить постепенно, наращивая его обороты от 0 до 1000 – 1500 об/мин.

Пока такой прибор имеет очень высокую стоимость, что ограничивает его применение в домашнем хозяйстве. Кроме того, из-за плохих показателей качества самой электросети устройство постоянно находится в стадии усовершенствования. Это заставляет многих хозяев пользоваться старыми проверенными способами подключения трехфазных двигателей в однофазную сеть.

Читать еще: Что такое двигатель ej30

Применение однофазных двигателей в быту

Кроме трехфазных моторов широкое распространение получили и однофазные асинхронные двигатели. Они повсюду применяются в мощных насосах, в стиральных машинах, в тепловых и вентиляционных системах, а также пользуются популярностью у частных предпринимателей, которые решили открыть собственную пилораму.

Такие двигатели включают в обычную сеть на 220 В. Внутри этих моторов находятся две обмотки – одна из них пусковая, а другая рабочая. При создании сдвига фаз между ними получается вращающееся магнитное поле – это основное условие для запуска этих двигателей. Сдвигают фазы, как и в случае с трехфазными моторами, путём добавления ёмкостей. Схема подключения однофазного двигателя очень похожа на схему с трехфазным мотором.

Расчёт конденсаторов производят по такой же формуле или учитывают, что на каждый киловатт мощности мотора нужно 75 мкФ ёмкости. Это для рабочего конденсатора, а для пускового — в три раза больше. Кроме того, конденсаторы должны выдерживать напряжение не менее 300 В. При малой мощности двигателя вполне обходятся одной рабочей ёмкостью.

Подключение однофазного электродвигателя через трехфазный магнитный пускатель с тепловым реле

Подключение однофазного электродвигателя чрез трехфазный магнитный пускатель — довольно распространенная практика защиты однофазных моторов. Ниже приведена схема как подключить однофазный электродвигатель к питающей сети (220В) через трехфазный магнитный пускатель (380В).

Для защиты однофазного электродвигателя от перегрузки мы рекомендуем подключать электродвигатель к питающей сети через магнитный пускатель c правильно подобранным тепловым реле. Однако в большинстве случаев пускатели и тепловые реле выпускаются трехфазными (для 380 В). Для правильной работы трехфазного теплового реле с однофазным электродвигателем необходимо два полюса этого теплового реле включить последовательно. Ниже привожу схему, как это сделать и, тем самым, произвести подключение однофазного электродвигателя 220 В к питающей сети (220В) через трехфазный пускатель. В моем примере пускатель типа ПМЛ с тепловым реле типа РТЛ. Схема:

Обращаю внимание, что катушка пускателя для этой схемы обязательно должна быть на 220В!
Вот как подключение однофазного электродвигателя через трехфазный магнитный пускатель выглядит в реальности:

Подобрать и купить однофазные электродвигатели Вы можете в нашей компании — магазине промышленного оборудования и материалов.

Удачи!
Александр Коваль
(067)1717147

Об Авторе

Александр Коваль

Техническое образование и любознательность помогают докопаться до сути. Понятым делюсь с другими. Пишу статьи на блоги. Занимаюсь поставками электродвигателей, насосов, вентиляторов промышленным компаниям и организациям. На любой вопрос даю любой ответ. 🙂 Шутка. На вопрос стараюсь дать правильный ответ в меру понимания.

18 комментариев

На схеме нет коммутации закрытых контактов теплового реле в цепь на катушку пускателя, которая прослеживается на фотографии

Нужна помощь в правильном подключении пускателя, есть реле дамфос(низкое давление) как ег8о правильно подключить к пускатею однофазного двигателя. Принцип работы нужен такой при падении давлении в магистрали эл.двигатель отключался и не включался пока ты в ручном режиме не перезапустишь его? Буду благодарен за схему подключения и подходящий набор изделей для этого!

При падении давления Ваше реле дамфос разрывает цепь или соединяет контакты. Т.е. в рабочем состоянии при нормальном давлении контакты реле соединены между собой или разомкнуты? Отсюда надо плясать. 🙂

Как на меня, то подключать надо в такой последовательности:
Реле давления -> пускатель — > электродвигатель
Когда давление падает – и, например, реле давления при этом размыкает контакты, тогда надо соединить эти контакты реле вместо кнопки «стоп» на пускателе и пускатель при «срабатывании» реле автоматически отключает мотор, потом если надо включить электромотор, то надо сначала «заставить» включиться реле давления, и потом пускателем включить электромотор.

Кнопка «стоп» на пускателе разрывает цепь питания катушки электромагнита пускателя, и если ток через катушку не течет, электромагнит не работает и пружина размыкает контакты сети питания электродвигателя. Работу пускателя см. здесь: http://www.electrostal.com.ua/texts/2010-09-1-puskatel.html

Общий подходя я Вам описал. Если будут вопросы — обращайтесь. Удачи. 🙂

А куда идет синяя перемычка, не видно на фото?

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети