Jak podłączyć silnik trójfazowy do napięcia 220 V za pomocą kondensatora?

Wielu hobbystów i profesjonalistów wykorzystuje urządzenia elektryczne do różnych celów. W wielu przypadkach są one zasilane przez silniki trójfazowe. Trójfazowa sieć zasilająca jest jednak często niedostępna w garażach i domach jednorodzinnych. Właśnie wtedy pomocne mogą być schematy połączeń silników trójfazowych.

Do czego służy kondensator

Trójfazowe silniki asynchroniczne prądu przemiennego z wirnikiem klatkowym są najbardziej rozpowszechnione i szeroko stosowane w obrabiarkach. To właśnie podłączenie do systemu jednofazowego będzie teraz przedmiotem naszego rozważania. Gdy silnik jest podłączony do układu trójfazowego, prąd zmienny przepływa przez trzy uzwojenia w różnym czasie. Prąd ten wytwarza wirujące pole magnetyczne, które zaczyna obracać wirnik silnika.

Gdy silnik jest podłączony do jednofazowej sieci zasilającej, przez uzwojenia płynie prąd, ale nie ma wirującego pola magnetycznego i wirnik się nie obraca. Znaleziono sposób na wyjście z tej sytuacji. Najprostszym i najskuteczniejszym sposobem okazało się polegało na równoległym podłączeniu kondensatora do jednego z uzwojeń silnika. Kondensator, pulsując energią, powoduje przesunięcie fazowe, w uzwojeniach silnika powstaje wirujące pole magnetyczne, a silnik pracuje. Kondensator jest stale pod napięciem i jest określany jako pracujący kondensator.

WAŻNE! prawidłowo zwymiarować i dobrać pojemność kondensatora roboczego oraz jego typ.

Jak prawidłowo dobrać wielkość kondensatorów

Teoretycznie przyjmuje się, że wymaganą pojemność oblicza się, dzieląc natężenie prądu przez napięcie, a otrzymaną wartość mnoży się przez współczynnik. Dla różnych połączeń uzwojeń współczynnik ten wynosi:

• gwiazda - 2800;
• delta - 4800.

Wadą tej metody jest to, że nie zawsze możliwe jest umieszczenie tabliczki znamionowej na silniku. Nie jest możliwe poznanie dokładnego współczynnika mocy i pojemności silnika, a więc i amperażu. Ponadto na wartość amperażu mogą wpływać takie czynniki, jak wahania napięcia sieciowego i wielkość obciążenia silnika.

Dlatego należy stosować uproszczone obliczenia pojemności kondensatorów roboczych. Wystarczy wziąć pod uwagę, że na każde 100 watów mocy potrzeba 7 mikrofaradów pojemności. Korzystniej jest użyć kilku małych kondensatorów połączonych równolegle, najlepiej o tej samej pojemności, niż jednego dużego kondensatora. Po prostu sumując pojemności zmontowanych kondensatorów, można łatwo określić i wybrać optymalną wartość. Na początku lepiej jest niedoszacować całkowitą pojemność o dziesięć procent.

Jeśli silnik łatwo się uruchamia i ma wystarczającą moc do pracy, wybór jest prawidłowy. Jeśli nie, należy podłączyć kolejne kondensatory, aż silnik osiągnie optymalną moc.

WSKAZÓWKA. Gdy trójfazowy silnik indukcyjny klatkowy jest podłączony do sieci jednofazowej, traci co najmniej jedną trzecią swojej mocy.

Należy pamiętać, że dużo nie zawsze znaczy dobrze i jeśli pojemność kondensatorów roboczych zostanie przekroczona, silnik będzie się przegrzewał. Przegrzanie może spowodować przepalenie uzwojeń i awarię silnika.

WAŻNE! Kondensatory muszą być połączone równolegle.

Zaleca się wybieranie kondensatorów o napięciu roboczym wynoszącym co najmniej 450 V. Najczęściej spotykane kondensatory to tzw. kondensatory papierowe, z literą B w nazwie. Obecnie dostępne są również specjalistyczne, tzw. kondensatory silnikowe, np. K78-98.

OSTRZEŻENIE! Zaleca się wybór kondensatorów na prąd zmienny. Możliwe jest również zastosowanie innych kondensatorów, ale wiąże się to z bardziej skomplikowanym układem i możliwymi niepożądanymi skutkami.

Jeżeli silnik ma być uruchamiany pod obciążeniem i jest ciężki, wymagany jest również kondensator rozruchowy. Jest on połączony równolegle z kondensatorem roboczym w celu zapewnienia krótkiego czasu rozruchu silnika. Jego pojemność powinna być równa lub nie większa niż dwukrotność pojemności kondensatora roboczego.

Schemat podłączenia silnika 380 V do 220 V z kondensatorem

Silnik trójfazowy można łatwo podłączyć do instalacji jednofazowej i nawet elektryk amator sobie z tym poradzi. W razie trudności należy zwrócić się do przyjaciół lub znajomych. W pobliżu zawsze znajdzie się kompetentny elektryk.

Uzwojenia silników trójfazowych o napięciu roboczym od 380 do 220, pracujących w sieci o napięciu trzystu osiemdziesięciu woltów, są połączone w gwiazdę. Oznacza to, że końce uzwojeń są ze sobą połączone, a początki są podłączone do sieci zasilającej. Aby silnik elektryczny mógł być zasilany z sieci jednofazowej 220 V, należy przełączyć uzwojenie silnika w trójkąt dla pierwszego uzwojenia. Oznacza to, że należy połączyć koniec pierwszego z początkiem drugiego, koniec drugiego z początkiem trzeciego, a koniec trzeciego z początkiem pierwszego.

Te połączenia będą przewodami silnika do podłączenia do zasilania. Dwa przewody muszą być podłączone do fazy zero i 220 V za pomocą przełącznika dwubiegunowego. Trzeci przewód musi być podłączony do jednego z dwóch pierwszych przewodów z silnika poprzez kondensatory robocze. Można spróbować uruchomić silnik.

Jeżeli rozruch przebiega pomyślnie, silnik pracuje z zadowalającą mocą i nie jest zbyt gorący, nie należy nic zmieniać. Działający obwód można uzyskać tylko dzięki działającym kondensatorom.

W przypadku rozruchu przy dużych obciążeniach lub po prostu przy ciężkim rozruchu silnik może długo się rozpędzać i nie osiągać akceptowalnej mocy wyjściowej. W takim przypadku w obwodzie musi być również uwzględniony kondensator rozruchowy. Kondensatory rozruchowe powinny być tego samego typu co kondensatory robocze. Taka sama lub dwukrotnie większa pojemność kondensatorów roboczych. Są one połączone z nimi równolegle. Służą one wyłącznie do uruchamiania silnika elektrycznego.

Do tego rodzaju rozruchu bardzo wygodnie jest używać przełącznika AP. Ważne jest, aby była to wersja z kontaktem blokowym. W tym przypadku po naciśnięciu przycisku startu para styków pozostaje zamknięta do momentu naciśnięcia przycisku stop. Do nich podłączone są przewody silnika i sieć zasilająca. Trzeci styk jest zamknięty tylko wtedy, gdy przycisk Start jest przytrzymany i podłączony jest do niego kondensator startowy. Przełączniki tego typu, tylko bez zabezpieczeń, były często montowane w starych radzieckich pralkach wirówkowych.

Schemat połączeń silnika bez kondensatorów

Nie ma naprawdę działających schematów podłączenia silnika trójfazowego do domowej sieci 220 V bez kondensatorów. Niektórzy wynalazcy proponują połączenie silników za pomocą cewek indukcyjnych lub rezystorów. Rzekomo powoduje to przesunięcie fazowe o wymagany kąt i silnik się obraca. Inni proponują schematy połączeń tyrystorów. W praktyce to się nie sprawdza i nie ma potrzeby wymyślać koła na nowo. Kiedy istnieje tania i sprawdzona metoda rozruchu za pomocą kondensatorów.

Naprawdę praktycznym rozwiązaniem jest podłączenie trójfazowego silnika indukcyjnego za pomocą przemiennika częstotliwości. Falownik jest podłączany do sieci domowej i dostarcza prąd trójfazowy z funkcją łagodnego rozruchu i zmiennej regulacji prędkości. Ale takie cudo kosztuje około 7000 rubli, a moc przyłączeniowa wynosi tylko 250 W. Urządzenia o dużej mocy są znacznie droższe. Za takie pieniądze można kupić sprzęt elektryczny z możliwością podłączenia do obwodu jednofazowego. Może to być minitokarka, piła tarczowa, pompa lub sprężarka.

Jak podłączyć odwrotnie

Obracanie wirnika w kierunku odwrotnym nie stanowi problemu. Do schematu połączeń elektrycznych silnika należy dodać mikroprzełącznik. Środkowy styk przełącznika jest połączony z jednym ze styków kondensatora, a styki zewnętrzne z zaciskami silnika.

UWAGA! Najpierw należy wybrać kierunek obrotów za pomocą przełącznika, a dopiero potem uruchomić silnik. Przełącznik kierunku obrotów nie może być używany, gdy silnik pracuje.

Rozważane opcje podłączenia silników przemysłowych do sieci krajowej nie są trudne do zrealizowania. Należy tylko zwrócić uwagę na pewne niuanse, a sprzęt, choć z niewielką utratą mocy, będzie działał długo i będzie użyteczny.

Powiązane artykuły: