Jak włączyć trójfazowy silnik elektryczny w sieci jednofazowej bez przewijania

Silnik asynchroniczny trójfazowy może być zasilany z sieci jednofazowej jako silnik jednofazowy z elementem rozruchowym lub jako kondensator jednofazowy o stałej pojemności roboczej. Preferowane jest użycie silnika jako kondensatora.

W tym przypadku, gdy silnik jest uruchamiany podczas pracy, do wytworzenia wirującego pola magnetycznego (w ogólnym przypadku eliptycznego) używane są cewki ze wszystkich trzech faz, w których za pomocą trójfazowego układu asymetrycznego prądów, aktywna rezystancja R, indukcyjność jest tworzona pojemność L lub C.

Pod koniec rozruchu w większości przypadków jedna z faz wraz z rezystancją pomocniczą (R, L lub C) zostaje odłączona i silnik przechodzi w tryb jednofazowy, w którym uzwojenia stojana wytwarzają pulsujący , a nie wirujące pole magnetyczne.

Zastosowanie silników trójfazowych do pracy z sieci jednofazowej

Rysunki 1 i 2 przedstawiają różne schematy uruchamiania trójfazowych silników asynchronicznych podczas pracy z sieci jednofazowej.

Ryż. 1. Schematy połączeń do sieci jednofazowej silników trójfazowych z trzema zaciskami:
a — obwód z rezystancją rozruchową, b, c — obwody z pojemnością roboczą

Jeśli przyjmiemy moc silnika trójfazowego wskazaną na jego panelu jako 100%, to przy połączeniu jednofazowym silnik może rozwinąć 50-70% tej mocy, a gdy jest używany jako kondensator - 70-85% lub więcej. Kolejną zaletą silnika kondensatorowego jest to, że nie ma specjalnego urządzenia rozruchowego, które jest potrzebne w obwodzie jednofazowym do wyłączenia uzwojenia początkowego po przyspieszeniu silnika.

Ryż. 2. Schematy podłączenia silników trójfazowych z sześcioma zaciskami do sieci jednofazowej:
a — obwód z rezystancją rozruchową, b, c — obwody z pojemnością roboczą

Obwód przełączający pokazany na rysunkach należy wybrać z uwzględnieniem napięcia sieciowego i napięcia znamionowego silnika. Na przykład po usunięciu trzech końców uzwojenia stojana (rys. 1) silnik może pracować w sieci, której napięcie jest równe napięciu znamionowemu silnika.

Przy sześciu końcówkach wyjściowych uzwojenia silnik ma dwa napięcia znamionowe: 127/220 V, 220/380 V. Jeżeli napięcie sieciowe jest równe wyższemu napięciu znamionowemu silnika, tj. Uc = 220 V przy napięciu znamionowym 127/220 V lub UC = 380 V przy napięciu znamionowym 220/380 V itd., wówczas wykresy pokazane na rys. 1, a, b. Gdy napięcie sieciowe jest mniejsze niż napięcie znamionowe silnika, obwód pokazany na rys. 1, ok. W takim przypadku przy połączeniu jednofazowym moc silnika jest znacznie zmniejszona, dlatego zaleca się stosowanie obwodów o pojemności roboczej.

Dobór kondensatorów przy podłączaniu silników trójfazowych do sieci

Obliczenie elementów wyjściowych przy zastosowaniu silników trójfazowych jako silników jednofazowych wymaga znajomości parametrów obwodu zastępczego silnika i jednocześnie będąc skomplikowanym, nie pozwala większości obwodów dokładnie określić wymaganych wartości, dlatego w praktyce dla silników małej mocy najczęściej wartość elementów rozruchowych wyznacza się doświadczalnie. Kryterium prawidłowego doboru elementów rozruchowych jest moment rozruchowy i wartości prądu.

Pojemność robocza CP (μF) dla każdego obwodu musi mieć określoną wartość i może być obliczona na podstawie napięcia sieci jednofazowej Uc i prądu znamionowego If w fazie silnika trójfazowego: Cp = kIf / Uc gdzie k jest współczynnikiem zależnym od łańcucha przełączania. Przy częstotliwości 50 Hz dla obwodów na ryc. 1, b i 2, b można przyjąć k = 2800; dla obwodu z rys. 1, c — k = 4800; dla obwodu z rys. 2, c — k = 1600.

Napięcie na kondensatorze Uk zależy również od obwodu przełączającego i napięcia sieciowego. Dla schematów z ryc. 1, b, c, można przyjąć równe napięciu sieciowemu; dla obwodu z rys. 2, b — Uk = 1,15 Uc; dla obwodu z rys. 2, e-Uk = 2Uc.

Napięcie znamionowe kondensatora powinno być równe lub nieco wyższe niż obliczona wartość.

Należy pamiętać, że po wyłączeniu kondensatory długo utrzymują napięcie na swoich zaciskach i przy dotknięciu stwarzają zagrożenie porażenia prądem elektrycznym. Im większa pojemność i im wyższe napięcie w kondensatorze podłączonym do obwodu, tym większe ryzyko obrażeń. Podczas naprawy lub rozwiązywania problemów z silnikiem konieczne jest rozładowanie kondensatora po każdym wyłączeniu.Aby zapobiec przypadkowemu kontaktowi podczas pracy silnika, kondensatory muszą być bezpiecznie zamocowane i ogrodzone.

Rezystancja początkowa Rn jest określana empirycznie za pomocą regulowanej rezystancji (reostatu).

Jeśli konieczne jest uzyskanie zwiększonego momentu obrotowego podczas uruchamiania silnika, kondensator rozruchowy jest połączony równolegle z kondensatorem roboczym. Jego pojemność zwykle oblicza się ze wzoru Cn = (od 2,5 do 3) Cp, gdzie Cp jest pojemnością kondensatora roboczego. Moment rozruchowy uzyskuje się w pobliżu momentu znamionowego silnika trójfazowego.