Источник: electrik.org
/div
Иногда в домашних условиях возникает необходимость подключения трехфазного
электродвигателя переменного тока в однофазную сеть.
Возникла такая необходимость и у меня при подключении промышленной швейной
машины. На швейной фабрике такие машины работают в цехе, имеющем трехфазную
сеть, и проблем не возникает.
Первое, что пришлось сделать — это изменить схему подключения обмоток
электродвигателя со "звезды" на "треугольник", соблюдая полярность соединения
обмоток (начало — конец) (рис.1). Это переключение позволяет включать
электродвигатель в однофазную сеть 220В.
Мощность электродвигателя швейной машины по табличке — 0,4 кВт. Приобрести
рабочие, а тем более пусковые металлобумажные конденсаторы типа МБГО, МБГП,
МБГЧ емкостью соответственно 50 и 100 мкФ на рабочее напряжение 450...600В
оказалось задачей непосильной из-за их высокой стоимости на "блошином рынке".
Использование вместо металлобумажных полярных (электролитических) конденсаторов
и мощных выпрямительных диодов Д242, Д246 положительного результата не дало.
Электродвигатель упорно не запускался, по-видимому, из-за конечного
сопротивления диодов в прямом направлении.
Поэтому в голову пришла абсурдная с первого взгляда идея запуска
электродвигателя с помощью кратковременного подключения обычного
электролитического конденсатора в сеть переменного тока (рис.2). После запуска
(разгона) электродвигателя электролитический конденсатор отключается, и
электродвигатель работает в двухфазном режиме, теряя при этом до 50% своей
мощности. Но если заранее предусмотреть запас по мощности, или заведомо
известно, что такой запас существует (как в моем случае), то с этим
недостатком можно смириться. Между прочим, и при работе электродвигателя с
рабочим фазосдвигающим конденсатором электродвигатель также теряет до 50%
своей мощности.
Теперь о самом важном. Электролитический конденсатор, будучи включенным
непосредственно в сеть переменного тока, быстро разогревается, электролит
вскипает, и происходит его взрыв — это знают многие. Как показал эксперимент,
на это уходит около 10..15 с. Известно, что сопротивление конденсатора в цепи
переменного тока промышленной частоты определяется по формуле.
где С — емкость конденсатора в микрофарадах.
Величина тока в цепи с конденсатором
Но если электролитический конденсатор включить через небольшое сопротивление
(в моем случае это комплексное сопротивление фазы обмотки электродвигателя
2 = г + jх), и к тому же кратковременно, на время разгона электродвигателя
(где-то 1..1,5 с), то электролитический конденсатор не повреждается, так как
не успевает разогреться.
Кратковременность включения может обеспечить кнопка ПНВС-10УХЛ2 применяемая в
домашних стиральных машинах. Кнопка имеет три контакта: два — с фиксацией
(SB1.1, SB1.3) и один — без фиксации (SB1.2). Он и включает конденсатор, и при
прекращении нажатия на кнопку возвращается в исходное отключенное положение.
где U — напряжение сети;
Iн — номинальный, ток потребляемый электродвигателем.
Формулы для расчета пускового конденсатора неоднократно печатались, но тем не
менее хочу повторить их для схемы соединения обмотки статора электродвигателя
в "треугольник".
где Р — мощность электродвигателя, кВт;
U — напряжение сети, В;
n — коэффициент полезного действия электродвигателя (обычно 0,8...0,9);
cosф — коэффициент мощности (обычно 0,85).
Электролитические конденсаторы должны быть на напряжение не менее 450 В.
Желательно набирать емкость из нескольких конденсаторов (улучшается тепловой
режим). Конденсаторы помещают в защитную коробку.
Четырехлетний опыт эксплуатации электродвигателя показал жизнеспособность
указанной схемы его запуска. Данную схему повторили и некоторые мои знакомые,
правда, эксперименты проводились с электродвигателями мощностью до 1 кВт. Для
электродвигателей более 1 кВт на время пуска, как мне кажется, необходимо
включение последовательно с конденсатором небольшого токоограничивающего резистора
с соответствующей рассеиваемой мощностью.
