В.БАШКАТОВ, 338046, Украина, Донецкая обл., г. Горловка-46, ул.Кирова, 14 "А"
-42
Иногда в домашних условиях возникает необходимость подключения 3-хфазного 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 3-хфазную 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 220 В.
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…600 В оказалось задачей непосильной из-за их высокой стоимости на "блошином рынке". Использование вместо металлобу-мажных 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.
Потому 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 2-хфазном 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 Z = r + jx), и к тому же кратковременно, на время разгона электродвигателя (где-то 1…1,5 с), то электролитический конденсатор не повреждается, потому что не успевает разогреться.
Кратковременность включения может обеспечить кнопка ПНВС-10УХЛ2,
применяемая в домашних стиральных машинах. Кнопка имеет три контакта: два — с фиксацией (SB 1.1, SB1.3) и один — без фиксации (SB 1.2). Он и включает конденсатор, и при прекращении нажатия на кнопку возвращается в исходное отключенное положение.
Формулы для расчета пускового конденсатора неоднократно печатались, но тем не менее хочу повторить их для схемы соединения обмотки статора электродвигателя в "треугольник".
где U — напряжение сети; Iн — номинальный, ток потребляе-мый электродвигателем.
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.
Литература
1. Смирнов К.0. Работа 3-хфазного электродвигателя в однофазной сети. — Радиолюбитель, 1993, N6, С.27.
2. Кухаренко А. Трехфазный электродвигатель в однофазной сети. — Радиолюбитель, 1996, N2, С.28.
(РЛ 4-98)