Опубликовано

Реле с конденсатором

Toyota Tercel Франкенштейн ›
Бортжурнал ›
Схемы включения асинхронных двигателей

Простые способы включения трехфазных двигателей в однофазную сеть

Всякий асинхронный трехфазный двигатель рассчитан на два номинальных напряжения
трехфазной сети 380 /220 — 220/127 и т. д. Наиболее часто встречаются двигатели 380/220В.
Переключение двигателя с одного напряжения на другое производится подключением обмоток «на
звезду» — для 380 В или на «треугольник» — на 220 В. Если у двигателя имеется колодка
подключения, имеющая 6 выводов с установленными перемычками, следует обратить внимание в
каком порядке установлены перемычки. Если у двигателя отсутствует колодка и имеются 6 выводов
— обычно они собраны в пучки по 3 вывода. В одном пучке собраны начала обмоток, в другом концы
(начала обмоток на схеме обозначены точкой).

В данном случае «начало» и «конец» — понятия условные, важно лишь чтобы направления намоток
совпадали, т. е. на примере «звезды» нулевой точкой могут быть как начала, так и концы обмоток, а
в «треугольнике» — обмотки должны быть соединены последовательно, т. е. конец одной с началом
следующей. Для правильного подключения на «треугольник» нужно определить выводы каждой
обмотки, разложить их попарно и подключить по след. схеме:

Если развернуть эту схему, то будет видно, что катушки подключены «треугольником».
Если у двигателя имеется только 3 вывода, следует разобрать двигатель: снять крышку со
стороны колодки и в обмотках найти соединение трёх обмоточных проводов (все остальные
провода соединены по 2). Соединение трёх проводов является нулевой точкой звезды. Эти 3
провода следует разорвать, припаять к ним выводные провода и объединить их в один пучок. Таким
образом мы имеем уже 6 проводов, которые нужно соединить по схеме треугольника. Если имеется
6 выводов, но не объединены в пучки и не имеется возможности определить начала и концы.
можно посмотреть здесь.
Трехфазный двигатель вполне успешно может работать и в однофазной сети, но ждать от
него чудес при работе с конденсаторами не приходится. Мощность в самом лучшем случае будет не
более 70% от номинала, пусковой момент сильно зависит от пусковой емкости, сложность подбора
рабочей емкости при изменяющейся нагрузке. Трехфазный двигатель в однофазной сети это
компромис, но во многих случаях это является единственным выходом.
Существуют формулы для рассчета емкости рабочего конденсатора, но я считаю их не
корректными по следующим причинам:
1. Рассчет производится на номинальную мощность, а двигатель редко работает в таком
режиме и при недогрузке двигатель будет греться из-за лишней емкости рабочего конденсатора и
как следствие увеличенного тока в обмотке.
2. Номинальная емкость конденсатора указаная на его корпусе отличается от фактической +
/- 20%, что тоже указано не конденсаторе. А если измерять емкость отдельного конденсатора, она
может быть в два раза большей или на половину меньшей. Поэтому я предлагаю подбирать емкость
к конкретному двигателю и под конкретную нагрузку, измеряя ток в каждой точке треугольника,
стараясь максимально выравнять подбором емкости. Поскольку однофазная сеть имеет
напряжение 220 В, то двигатель следует подключать по схеме «треугольник». Для запуска
ненагруженного двигателя можно обойтись только рабочим конденсатором.

Направление вращения двигателя зависит от подключения конденсатора (точка а) к точке б
или в.
Практически ориентировочную ёмкость конденсатора можно определить по сл. формуле: C
мкф = P Вт /10, где C – ёмкость конденсатора в микрофарадах, P – номинальная мощность
двигателя в ваттах. Для начала достаточно, а точная подгонка должна производиться после
нагрузки двигателя конкретной работой. Рабочее напряжение конденсатора должно быть выше
напряжения сети, но практика показывает, что успешно работают старые советские бумажные
конденсаторы рассчитаные на 160В. А их найти значительно легче, даже в мусоре.
У меня мотор на сверлилке работает с такими конденсаторами, расположеными для защиты
от хлопка в заземленной коробке от пускателя не помню сколько лет и пока все цело. Но к такому
подходу я не призываю, просто информация для размышления. Кроме того, если включить 160и
Вольтовые конденсаторы последовательно, вдвое потеряем в емкости зато рабочее напряжение
увеличится вдвое 320В и из пар таких конденсаторов можно собрать батарею нужной емкости.
Включение двигателей с оборотами выше 1500 об/мин, либо нагруженных в момент пуска,
затруднено. В таких случаях следует применить пусковой конденсатор, ёмкость которого зависит от
нагрузки двигателя, подбирается экспериментально и ориентировочно может быть от равной
рабочему конденсатору до в 1,5 – 2 раза большей. В дальнейшем, для понятности, все что
относится к работе будет зеленого цвета, все что относится к пуску будет красного, что к
торможению синего.

Включать пусковой конденсатор в простейшем случае можно при помощи нефиксированной
кнопки.
Для автоматизации пуска двигателя можно применить реле тока. Для двигателей
мощностью до 500 Вт подойдёт реле тока от стиральной машины или холодильника с небольшой
переделкой. Т. к. конденсатор остаётся заряженным и в момент повторного запуска двигателя,
между контактами возникает довольно сильная дуга и серебряные контакты свариваются, не
отключая пусковой конденсатор после пуска двигателя. Чтобы этого не происходило, следует
контактную пластинку пускового реле изготовить из графитовой или угольной щётки (но не из медно-
графитовой, т. к. она тоже залипает). Также необходимо отключить тепловую защиту этого реле,
если мощность двигателя превышает номинальную мощность реле.
Если мощность двигателя выше 500 Вт, до 1,1кВт можно перемотать обмотку пускового реле
более толстым проводом и с меньшим количеством витков с таким расчётом, чтобы реле
отключалось сразу же при выходе двигателя на номинальные обороты.
Для более мощного двигателя можно изготовить самодельное реле тока, увеличив размеры
оригинального.
Большинство трехфазных двигателей мощностью до трех кВт хорошо работают и в
однофазной сети за исключением двигателей с двойной беличьей клеткой, из наших это серия МА,
с ними лучше не связываться, в однофазной сети они не работают.

Практические схемы включения


Обобщающая схема включения
С1- пусковой, С2- рабочий, К1- нефиксирующаяся кнопка, диод и резистор- система торможения

Работает схема следующим образом: при переводе переключателя в положение 3 и
нажатии на кнопку К1 происходит пуск двигателя, после отпускания кнопки остается только рабочий
конденсатор и двигатель работает на полезную нагрузку. При переводе переключателя в положение
1, на обмотку двигателя подается постоянный ток и двигатель тормозится, после остановки
необходимо перевести переключатель в положениие 2, иначе двигатель сгорит, поэтому
переключатель должен быть специальным и фиксироваться только в положении 3 и 2, а положение
1 должно быть включено только при удержании. При мощности двигателя до 300Вт и
необходимости быстрого торможения, гасяший резистор можно не применять, при большей
мощности сопротивление резистора подбирается по желаемому времени торможения, но не должно
быть меньше сопротивления обмотки двигателя.

Эта схема похожа на первую, но торможение здесь происходит за счет энергии запасенной в
электролитическом конденсаторе С1 и время торможения будет зависить от его емкости. Как и в
любой схеме пусковую кнопку можно заменить на реле тока. При включении переключателя в сеть
двигатель запускается и происходит заряд конденсатора С1 через VD1 и R1. Сопротивление R1
подбирается в зависимости от мощности диода, емкости конденсатора и времени работы двигателя
до начала торможения. Если время работы двигателя между пуском и торможением превышает 1
минуту, можно использовать диод КД226Г и резистор 7кОм не менее 4Вт. рабочее напряжение
конденсатора не менее 350В Для быстрого торможения хорошо подходит конденсатор от
фотовспышки, фотовспышек много, а нужды в них больше нет. При выключении переключатель
переходит в положение замыкающее конденсатор на обмотку двигателя и происходит торможение
постоянным током. Используется обычный переключатель на два положения.


Схема реверсивного включения и торможения
Эта схема развитие предыдущей, здесь автоматически происходит запуск при помощи
токового реле и торможение электролитическим конденсатором, а также реверсивное включение.
Отличие этой схемы: сдвоеный трехпозиционный переключатель и пусковое реле. Выкидывая из
этой схемы лишние элементы, каждый из которых имеет свой цвет, можно собрать схему нужную
для конкретных целей. При желании можно перейти на кнопочное включение, для этого понадобятся один или два автоматических пускателя с катушкой на 220В Используется сдвоеный
переключатель на три положения.

Еще одна не совсем обычная схема автоматического включения.
Как и в других схемах здесь есть система торможения, но ее при ненадобности легко
выкинуть. В этой схеме включения две обмотки соединены паралельно, а третья через систему
пуска и вспомогательный конденсатор, емкость которого примерно в два раза меньше необходимого
при включении треугольником. Для изменения направления вращения нужно поменять местами
начало и конец вспомогательной обмотки, обозначеной красной и зеленой точками. Запуск
происходит за счет зарядки конденсатора С3 и продолжительность запуска зависит от емкости
конденсатора, а емкость должна быть достаточно велика, чтобы двигатель успел выйти на
номинальные обороты. Емкость можно брать с запасом, так как после заряда конденсатор не
оказывает заметного действия на работу двигателя. Резистор R2 нужен для разрядки конденсатора
и тем самым подготовки его для следующего пуска, подойдет 30 кОм 2Вт. Диоды Д245 — 248
подойдут любому двигателю. Для двигателей меньшей мощности соответственно уменьшится и
мощность диодов, и емкость конденсатора. Хоть и затруднительно сделать реверсивное включение
по данной схеме, но при желании и это можно. Потребуется сложный переключатель или пусковые
автоматы.

Использование электролитических конденсаторов в качестве пусковых и рабочих

Стоимость неполярных конденсаторов достаточно высока, да и не везде их можно найти.
Поэтому, если их нет, можно применить электролитические конденсаторы, включенные по схеме не
намного сложнее. Емкость их достаточно велика при небольшом объеме, они не дефицитны и не
дороги. Но нужно учесть вновь возникшие факторы. Рабочее напряжение должно быть не менее
350 Вольт, включаться они могут только парами, как указано на схеме черным цветом, а в таком
случае емкость уменьшается вдвое. И если двигателю для работы нужно 100 мкФ, то конденсаторы
С1 и С2 должны быть по 200мкФ.
У электролитических конденсаторов большой допуск по емкости, поэтому лучше собрать
батарею конденсаторов (обозначена зеленым цветом), легче будет подбирать фактическую емкость
нужную двигателю и кроме того у электролитов очень тонкие выводы, а ток при большой емкости
может достигать значительных величин и выводы могут греться, а при внутреннем обрыве вызвать
взрыв конденсатора. Поэтому вся батарея конденсаторов должна находиться в закрытой коробке,
особенно во время экспериментов. Диоды должны быть с запасом по напряжению и по току,
необходимому для работы. До 2кВт вполне подойдут Д 245 — 248. При пробое диода сгорает (
взрывается) конденсатор. Взрыв конечно сказано громко, пластмассовая коробка вполне защитит от
разлета деталей конденсатора и от блестящего серпантина тоже. Ну вот, страшилки рассказаны,
теперь немного о конструкции.
Как видно из схемы, минусы всех конденсаторов соединены вместе и, стало быть,
конденсаторы старой конструкции с минусом на корпусе можно просто плотно перемотать
изолентой и поместить в пластмассовую коробку соответствующих размеров. Диоды нужно
расположить на изоляционной пластинке и при большой мощности поставить их на небольшие
радиаторы, а если мощность не велика и диоды не греются, то их можно поместить в ту же коробку.
Включенные по такой схеме электролитические конденсаторы, вполне успешно работают как
пусковыми так и рабочими.

Включение пускового конденсатора при помощи реле тока.

Из теории известно, что пусковой ток в несколько раз превышает номинальный ток рабочего
двигателя, поэтому включение пускового конденсатора при включении трехфазного двигателя в
однофазную сеть, можно осуществить автоматически, — при помощи реле тока.
Для двигателей до 0,5 кВт подойдёт пусковое реле от холодильника, стиральной машины
типа РП-1, с небольшой переделкой. Подвижные контакты надо заменить на графитовую или
угольную пластинку, выточенную из щётки коллекторного двигателя, по размерам оригинала. Т. к.
при повторном включении, ток заряженного конденсатора даёт большую искру на контактах, и
стандартные контакты свариваются между собой. При применении графита, такого явления не
наблюдалось. (Кроме того, следует отключить термореле).
Для двигателей до 1 кВт можно перемотать РП-1 проводом Ф1,2мм до заполнения катушки
40-45 витков.

Для более мощных двигателей следует изготовить реле тока по аналогии с РП-1, большего
размера.
Моточный провод реле должен соответствовать номинальному току двигателя, из расчёта
5А / 1мм?
Количество витков следует подобрать экспериментально, для чёткого включения реле при
запуске и отключения после запуска. Лучше намотать больше витков и отматывать до достижения
четкого отключения после пуска.

Изменение оборотов трёхфазного асинхронного двигателя (380/220) включённого в
однофазную сеть
Чтобы не применять дорогой и сложный коллекторный двигатель в механизмах требующих
изменения оборотов двигателя, можно обойтись асинхронным трёхфазным двигателем, введя в
фазовый провод реостат или простейший регулятор мощности.
Переделка двигателя заключается в изменении якоря двигателя.
По образцу якоря, установленного в двигателе изготавливается «массивный якорь» из
магнитомягкой малоуглеродистой стали или из серого чугуна (СЧ). (Чугунный работает лучше.) Из
старого якоря можно выпрессовать вал и насадить на него массивный якорь.
1- медные стержни из проволоки Ф2-2,5мм запрессованы в чуть меньшие отверстия
или на клею провода к ним просто припаяны 2-диск из графитовой щетки Ф на 1,5мм меньше Ф
корпуса, толщина 1,5-2мм 3- корпус 4- обмотка 5- якорек
Корпус реле можно изготовить из текстолита, гетинакса, эбонита и т. п. Стержень —
алюминиевая проволока, магнитный якорь — цилиндр из малоуглеродистой стали выточен в форме
стакана.
Чтобы понятнее была конструкция самодельного реле, можно разобрать реле РП-1 и
изготовить аналог, пропорционально увеличив детали. Примерный размер корпуса Ф30мм h 60мм.
Якорек и контактный диск должны свободно перемещаться по стержню. Пружина не должна быть
слишком сильной.

Включение и реверсирование трёхфазного асинхронного двигателя (380/220) в
однофазную сеть одним переключателем

Множество представленных в Интернете схем реверсирования необоснованно усложнены и
имеют неоправданно большое количество переключателей.
Предлагается простая схема включения и реверсирования одним переключателем.
Подойдёт практически любой переключатель имеющий 3 фиксированных положения,
соответствующий мощности двигателя.
При необходимости – данная схема облегчает автоматизацию включения – выключения и
реверсирования двигателя.
При необходимости пускового конденсатора (включение нагруженного или
высокооборотистого двигателя), его можно подключать при помощи пусковой кнопки или реле тока.

Изменение оборотов трёхфазного асинхронного двигателя (380/220) включённого в
однофазную сеть
Чтобы не применять дорогой и сложный коллекторный двигатель в механизмах требующих
изменения оборотов двигателя, можно обойтись асинхронным трёхфазным двигателем, введя в
фазовый провод реостат или простейший регулятор мощности.

По образцу якоря, установленного в двигателе изготавливается «массивный якорь» из
магнитомягкой малоуглеродистой стали или из серого чугуна (СЧ). (Чугунный работает лучше.) Из
старого якоря можно выпрессовать вал и насадить на него массивный якорь.

Взято с Электронный журнал “Я электрик!” Выпуск #15 (февраль 2009 г.)

Я собираюсь использовать схему с использованием реле тока, для отключения пускового конденсатора.

Пусковое реле для асинхронного электродвигателя

Разное

Главная Радиолюбителю Разное

Хочу поделиться своим опытом по изготовлению пускового реле для асинхронных электродвигателей, в том числе трёхфазных, питаемых от однофазной сети. Надеюсь, это кому-нибудь пригодится.
Чтобы обеспечить работу такого двигателя, используют фазосдвигающий конденсатор. Причём его ёмкость при пуске двигателя должна быть в четыре раза больше, чем во время работы. Поэтому на время запуска (1…3 с) параллельно рабочему конденсатору подключают пусковой соответствующей ёмкости.

Самый простой способ подключать пусковой конденсатор — применить кнопочный выключатель с дополнительными контактами, которые замкнуты только во время удержания кнопки «Пуск» нажатой. Основные контакты выключателя также замыкаются в момент нажатия на кнопку «Пуск», а чтобы разомкнуть их, требуется нажать на кнопку «Стоп».
Такое решение (оно использовалось в старых стиральных машинах) возможно лишь при ручном управлении двигателем. Но иногда его необходимо запускать дистанционно, лишь подавая питающее напряжение. В таких случаях не обойтись без пускового реле, подключающего дополнительный конденсатор при подаче сетевого напряжения, а через заданное время отключающее его.

Рис. 1

Возможная схема включения двигателя с таким реле показана на рис. 1. При подключении его к сети 220 В на выходе выпрямителя, собранного на диодном мосте VD1, появляется постоянное напряжение. Начинается зарядка конденсатора С4. Его зарядного тока достаточно для срабатывания электромагнитного реле К1. Своими замкнувшимися контактами оно подключает параллельно рабочему фазосдвигающему конденсатору Сраб электродвигателя М1 пусковой конденсатор СпуСк. Конденсатор СЗ — искрогасящий.
По мере зарядки конденсатора С4 ток через обмотку реле К1 уменьшается и через некоторое время достигает тока отпускания. Контакты реле размыкаются и отключают от двигателя пусковой конденсатор. Таким образом, время, на которое подключается пусковой конденсатор, зависит от свойств реле К1 и тем больше, чем больше ёмкость конденсатора С4. Повторный пуск двигателя возможен после отключения устройства от сети на время, достаточное для разрядки конденсаторов С2 и С4 через резистор R2.
Ёмкость конденсатора С1 выбирают исходя из тока срабатывания реле, с некоторым запасом. Ориентировочно — 1 мкФ ёмкости на каждые 50 мА тока. Конденсатор должен быть рассчитан на продолжительную работу при переменном напряжении 220 В, 50 Гц. Подойдёт, например, К73-17 на постоянное напряжение 630 В. Нужную ёмкость можно получить параллельным соединением нескольких конденсаторов.
Реле К1 должно иметь напряжение срабатывания, не превышающее напряжение стабилизации стабилитрона VD2 (27 В для указанного на схеме Д816Б). Его контакты должны быть рассчитаны на коммутацию напряжения не менее 350 В и тока, в два раза превышающего пусковой ток двигателя. Если имеется несколько подходящих реле, выбирайте то, у которого разность значений напряжения (тока) срабатывания и отпускания больше.

Рис. 2

Если контакты имеющегося реле недостаточно мощные, подключать пусковой конденсатор к двигателю можно с помощью симисторного узла, собранного по схеме, изображённой на рис. 2. Его подключают к точкам А и Б исходной схемы вместо показанных там контактов реле и конденсатора СЗ. Симистор VS1 выбирают исходя из коммутируемого напряжения и тока. Контакты К1.1 теперь включены в цепь управляющего электрода симистора, где ток очень мал.

Рис. 3

Чтобы вообще отказаться от электромагнитного реле, его можно заменить симисторным оптроном по схеме, приведённой на рис. 3. Входную цепь оптрона подключают к точкам В и Г (см. рис. 1) вместо обмотки реле К1 с обязательным соблюдением полярности, а выходную — к точкам Д и Е (см. рис. 2) вместо контактов К1.1. Диод VD3 защищает излучающий диод оптрона от обратного напряжения, приложенного к нему при разрядке конденсатора С4.
Можно обойтись и без показанного на рис. 2 симистора, если воспользоваться не маломощным оптроном, а оптосимистором, либо специальным электронным реле достаточной для непосредственной коммутации конденсаторов мощности. К сожалению, такие приборы довольно дороги.

Последовательно с конденсатором С1 целесообразно включить ‘ резистор сопротивлением 51…82 Ом мощностью 0,5 Вт. Он ограничит импульс тока , через диоды выпрямителя при подключении устройства к сети.

К. Субботин, г. Кузнецк Пензенской обл.

Дата публикации: 10.01.2012

Мнения читателей
  • Геннадий / 07.05.2017 — 11:30
    Ребятки внимательно пррверяем то что паяем.всё работает на ура.автору большое спасибо.
  • ВАдим / 25.07.2012 — 18:52
    Схему спаял , ни хрена не работает, реле срабатывает несколько раз без конденсатора С4, а с ним мертво как в танке.
  • Жека / 14.01.2012 — 14:18
    реле пуска
  • Иван / 13.01.2012 — 22:45
    В момент пуска R3 на рис.2 сгорит там должно быть 510кОм.

Схема пуска асинхронного двигателя

Всем привет. Тема сегодняшней статьи это схема пуска асинхронного двигателя. Как по мне, то эта схема самая простоя, какая только может быть в электротехнике. В этой статье я вам приготовил две схемы. На первом рисунке будет схема с предохранителем для защиты цепей управления, а на втором будет без предохранителя. Отличие этих схем в том, что предохранитель служит как дополнительный элемент для защиты цепи от короткого замыкания и так же как защита от самопроизвольного включения. К примеру, если вам нужно выполнить какие-то работы на электроприводе, то вы разбираете электрическую схему путём выключения автомата и дополнительно ещё нужно вынуть предохранитель и после этого уже можно приступать к работе.

И так рассмотрим первую схему. Для увеличения картинки нажмите на неё.

Рисунок 1. Пуск асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

QF – любой автоматический выключатель.

KM – электромагнитный пускатель или контактор. Также этими буквами на картинке я обозначил катушку пускателя и блок-контакт пускателя.

SB1 – это кнопка стоп

SB2 – кнопка пуск

KK – любое тепловое реле, а также контакт теплового реле.

FU – предохранитель.

КК – тепловое реле, контакты теплового реле.

М – асинхронный двигатель.

Теперь опишем сам процесс запуска двигателя.

Всю эту схему можно условно разделить на силовую – это то что находится слева, и на схему управления – это то что находиться справа. Для начала на всю электрическую цепь нужно подать напряжение путём включения автомата QF. И напряжение подаются на неподвижные контакты пускателя и на цепь управления. Далее нажимаем кнопку пуска SB2, при этом действии напряжение подается на катушку пускателя и он втягивается и подаётся также напряжение на обмотки статора и электродвигатель начинает вращаться. Одновременно с силовыми контактами на пускателе замыкаются и блок-контакты КМ через которые подаётся напряжение на катушку пускателя и кнопку SB2 можно отпустить. На этом процесс запуска уже окончен, как Вы сами видите всё очень легко и просто.

Рисунок 2. Пуск асинхронного электродвигателя. В цепи управления нет предохранителя. Для увеличения картинки нажмите на неё.

Для того чтобы прекратить работу электродвигателя, достаточно всего лишь нажать на кнопку SB1. Этим действием мы разрываем цепь управления и прекращается подача напряжения на катушку пускателя, и силовые контакты размыкаются и как следствие пропадает напряжение на обмотках статора, и он останавливается. Останавливать так же легко, как и запускать.

Вот в принципе и вся схема пуска асинхронного двигателя. Если статья вам чем то помогла, то поделитесь нею в соц. сетях, а так же подпишитесь на обновления блога.

С уважением Семак Александр!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *