Як підключити трифазний двигун до однофазної мережі 220 вольт
При розвитку будь-якої гаражної майстерні може виникнути необхідність підключити трифазний електродвигун в однофазну мережу на 220 вольт. Це не дивно, так як промислові трифазні двигуни на 380 більш поширені, ніж однофазні (на 220 в), особливо великих габаритів і потужності. І виготовивши якийсь верстат, або купивши готовий (наприклад токарний) будь-який гаражний майстер стикається з проблемою підключення трифазного електромотора до звичайної гаражної розетки на 220 вольт. У цій статті ми і розглянемо варіанти підключення, а також для цього знадобиться.
Розрахунок ємності.
Місткість потрібного конденсатора безпосередньо залежить від потужності вашого електродвигуна і обчислюється за простою формулою:
Літера С означає ємність конденсатора в мкФ (мікрофарад), а буква Р означає номінальну потужність електродвигуна кВт (кіловатт). З цієї простої формули видно, що на кожні 100 ват потужності трифазного двигуна потрібно трохи менше 7 мкФ (якщо бути точним, то 6,6 мкФ) електричної ємності конденсатора. Наприклад, для ел. двигуна потужністю 1000 ват (1 кВт) буде потрібно конденсатор ємністю 66 мкФ, а для ел. двигуна на 600 ват потрібен буде конденсатор ємністю приблизно 42 мкф.
Також слід врахувати, що потрібні конденсатори, робоча напруга яких у 1,5 — 2 разибільше, ніж напруга у звичайній однофазній мережі. Зазвичай на ринку трапляються конденсатори невеликих ємностей (8 або 10 мкФ), але необхідну ємність легко зібрати з кількох паралельно з'єднаних конденсаторів маленької ємності. Тобто, наприклад, 70 мкФ можна легко отримати з семи паралельно спаяних конденсаторів по 10 мкФ.
Але все ж таки завжди слід намагатися знайти по можливості один конденсатор ємністю 100 мкф, ніж 10 конденсаторів по 10 мкф, так надійніше. Ну і робоча напруга, як я вже говорив, повинна бути як мінімум в 1,5 - 2 рази більше робітника, а краще в 3 - 4 рази більше (що більше напруга, на яку розрахований конденсатор, тим надійніше і довговічніше). Робоча напруга завжди пишеться на корпусі конденсатора (як мкФ).
Правильно ви підібрали (розрахували) ємність конденсатора чи ні, можна і на слух. При обертанні мотора, повинен бути чути тільки шум від підшипників, та й шум вентилятора повітряного охолодження. Якщо ж до цих шумів додається і виття двигуна, потрібно трохи зменшити ємність (СР) робочого конденсатора. Якщо ж звук нормальний, то можна навпаки трохи збільшити ємність (так буде потужніший мотор), але тільки щоб мотор працював тихо (до появи виття).
Купувати краще конденсатори типу МБГЧ, БГТ, КБГ, а якщо не знайдете таких у продажу, можна застосувати і електролітичні конденсатори. Але при підключенніелектролітичних конденсаторів, їх корпуси потрібно добре з'єднати між собою та ізолювати від корпусу верстата чи ящика (якщо він металевий, але краще використовувати ящик для конденсаторів із діелектрика – пластик, текстоліт тощо).
При підключенні трифазного двигуна до мережі 220 вольт, частота обертання його валу (ротора) майже не зміниться, а ось потужність його все ж таки трохи зменшиться. І якщо підключити електродвигун за схемою трикутник (рис 1), то потужність його зменшиться приблизно відсотків на 30 і становитиме 70 - 75% від його номінальної потужності (при зірці трохи менше). Але можна підключити і за схемою зірка (рис 2), і при приєднанні зіркою, двигун легше і швидше запускається.
Щоб підключити трифазний електродвигун за схемою зірка, потрібно його дві фазні обмотки підключити в однофазну мережу, а третю фазну обмотку двигуна підключити через робочий конденсатор Ср до будь-якого з проводів мережі 220 ст.
Щоб підключити трифазний електромотор потужністю до півтора кіловата (1500 Вт), вистачає лише робочого конденсатора необхідної ємності. Але при включенні високих моторів (понад 1500 ватів), двигун або дуже повільно набирає обертів, або взагалі не запускається. У такому разі необхідний пусковий конденсатор (Сп на схемі), ємність якого в два з половиною рази (краще в 3 рази) більша за ємність робочого конденсатора. Найкраще підходять як пускові електролітичні конденсатори (типу ЕП), але можна використовувати і такого ж типу як і робочі конденсатори.
Визначення фазних обмоток та їх висновків.
При підключенні потрібно знати, де яка обмотка електродвигуна. Як правило, висновки обмоток статора електромоторів маркують різними бирками з позначенням початку або кінця обмоток, або позначають літерами на корпусі розподільної коробочки двигуна (або клемної колодки). Ну а якщо ж маркування стерлося або його взагалі немає, то потрібно продзвонити обмотки за допомогою тестера (мультиметра), встановивши його перемикач на продзвони, або за допомогою звичайної лампочки та батарейки.
Для початку слід дізнатися про належність кожного з шести проводів до окремих фаз обмотки статора. Для цього слід взяти будь-який з проводів (у клемній коробочці) і приєднати його до батареї, наприклад, до її плюсу. Мінус батареї приєднайте до контрольної лампи, а другий вивід (провід) від лампочки, по черзі під'єднуйте до п'яти проводів двигуна, що залишилися, поки контрольна лампочка не загориться. Коли на якомусь дроті лампочка загориться, це означатиме, що обидва дроти (той що від батарейки і той до якого приєднали провід від лампи і лампа загорілася) належать одній фазі (одній обмотці).
Тепер ці два дроти позначте картонними бирками (або малярним скотчем) і напишіть на них маркероа початок першого дроту С1, а другий провід обмотки С4. Здопомогою лампи і батарейки (або тестера) аналогічно знаходимо і помічаємо початок і кінець решти чотирьох проводів (двох фазних обмоток, що залишилися). Початок і кінець другої фазної обмотки помічаємо як С2 і С5, і початок і кінець третьої фазної обмотки С3 і С6.
Далі слід точно визначити де початок і кінець статорних обмоток. Я опишу далі спосіб, який допоможе визначити початок та кінець статорних обмоток для двигунів до 5 кіловат. Так більше і не треба, тому що однофазна мережа (проводка) гаража розрахована на потужність 4 кіловати, а якщо потужніша, то штатні дроти не витримують. І взагалі те рідко хто використовує двигуни в гаражі, потужніше 5 кіловат.
Для початку з'єднаємо всі початку фазних обмоток (С1, С2 і С3) в одну точку (згідно позначеним бирками висновків), за схемою «зірка». І потім включимо двигун в мережу 220 з використанням конденсаторів. Якщо при такому підключенні електродвигун без гудіння відразу розкрутиться до робочих оборотів, це означає, що ви потрапили в одну точку всіма початками або всіма кінцями фазних обмоток.
Ну а якщо при включенні в мережу, електродвигун загудить і не зможе розкрутитися до робочих оборотів, то в першій фазній обмотці потрібно поміняти місцями висновки С1 і С4 (поміняти місцями початок і кінець). Якщо це не допоможе, то поверніть висновки С1 і С4 в початковий стан і спробуйте тепер поміняти місцями висновки С2 і С5. Якщо двигун знову не набирає обертів і гуде, то поверніть назад висновки С2 та С5 поміняйте місцями висновки третьої пари С3 та С6.
При всіх вищеописаних маніпуляціях з проводами, суворо дотримуйтесь правил техніки безпеки. Провід тримайте лише за ізоляцію, краще плоскогубцями з ручками з діелектрика. Адже електромотор має загальний сталевий магнітопровід і на затисканнях інших обмоток,може виникнути досить велика напруга, небезпечна для життя.
Зміна обертання валу електродвигуна (ротора).
Часто буває, що ви, наприклад, зробили шліфувальний верстат, з пелюстковим колом на валу. І пелюстки з наждакового паперу розташовані під певним кутом, проти якого обертається вал, а потрібно в інший бік. Та й тирса летить не на підлогу, а навпаки вгору. Отже необхідно змінити обертання валу двигуна в інший бік. Як це зробити?
Щоб змінити обертання трифазного двигуна, включеного в однофазну мережу на 220 вольт за схемою трикутник, потрібно третю фазну обмотку W (див. малюнок 1,б) підключити через конденсатор до різьбової клеми другої фазної обмотки статора V.
Ну а щоб змінити обертання валу трифазного двигуна, підключеного за схемою «зірка», необхідно третю фазну обмотку статора W (див. малюнок 2,б) підключити через конденсатор до різьбової клеми другої обмотки V.
Ну і насамкінець хочу сказати, що шум двигуна від тривалої його роботи (кілька років) може виникнути з часом, і не слід плутати його з гулом від неправильного підключення. Також з часом може виникнути і вібрація мотора. А буває навіть ротор важко крутити вручну. Причиною цього зазвичай є вироблення підшипників - їх доріжки та кульки зносилися, та й сепаратор теж. Від цього виникають підвищені проміжки між деталями підшипників і вони починають шуміти, і згодом можуть навіть заклинити.