В ремонтной и любительской практике очень часто возникает необходимость в использовании 3-хфазных электродвигателей для силового привода (станки, наждаки и другие устройства). Но для их питания совсем не обязательно наличие 3-хфазной сети. Наиболее эффективный способ пуска электродвигателя-это подключение третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор.
Чтобы двигатель с конденсаторным пуском работал нормально, емкость конденсатора должна меняться в зависимости от числа оборотов. Поскольку это условие трудно выполнимо, на практике управляют двигателем 2-хступенчато. Включают двигатель с расчетной (пусковой) емкостью конденсатора, а после его разгона пусковой конденсатор отключают, оставляя рабочий (рис.1). Пусковой конденсатор отключают вручную переключателем В2.
рис.1
Рабочая емкость конденсатора (в микрофарадах) для 3-хфазного двигателя определяется по формуле
если обмотки соединены по схеме "звезда" (рис.1,а), или
если обмотки соединены по схеме "треугольник" (рис.1,б). При известной мощности электродвигателя ток (в амперах) можно определить из выражения:
где Р — мощность двигателя, указанная в паспорте (на щитке), Вт;
U-напряжение сети, В; cos ф-коэффициент мощности; n — КПД.
Конденсатор пусковой Сп должен быть в 1,5-2 раза больше рабочего Ср.
Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза больше напряжения сети, а конденсатор обязательно бумажным, например типа МБГО, МБГП и др.
Для электродвигателя с конденсаторным пуском существует очень простая схема реверсирования. При переключении переключателя В1 cм. рис.1) двигатель меняет направление вращения. Эксплуатация двигателей с конденсаторным пуском имеет некоторые особенности. При работе электродвигателя вхолостую по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20-40% больше номинального. Потому при работе двигателя с недогрузкой нужно соответственно уменьшить рабочую емкость.
При перегрузке двигатель может остановиться, тогда для его запуска необходимо снова включить пусковой конденсатор.
Необходимо знать, что при таком включении мощность, развиваемая электродвигателем, составляет 50% от номинального значения.
Все ли 3-хфазные электродвигатели могут быть включены в однофазную сеть?
В однофазную сеть могут быть включены любые 3-хфазные электродвигатели. Но одни из них в однофазной сети работают плохо, например двигатели с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА, а другие при правильном выборе схемы включения и параметров конденсаторов-хорошо (асинхронные электродвигатели серий А, АО, АО2, Д, АОЛ, АПН, УАД).
Мощность используемых электродвигателей ограничивается величиной допустимых токов питающей сети.
Способы автоматической защиты 3-хфазного двигателя при отключении фазы электрической сети
Трехфазные электродвигатели при случайном отключении одной из фаз быстро перегреваются и выходят из строя, если их вовремя не отключить от сети. Для этой цели разработаны различные системы автоматических защитных отключающих устройств, однако они либо сложны, либо недостаточно чувствительны.
Защитные устройства можно условно разделить на релейные и диодно-транзисторные. Релейные в отличие от диодно-транзисторных более просты в изготовлении.
Рассмотрим несколько релейных схем автоматической защиты 3-хфазного двигателя при случайном отключении одной из фаз питания электрической сети.
Первый способ (рис.2). В обычную систему запуска 3-хфазного двигателя введено дополнительное реле Р с нормально разомкнутыми контактами Р1. При наличии напряжения в 3-хфазной сети обмотка дополнительного реле Р постоянно находится под напряжением и контакты Р1 замкнуты. При нажатии кнопки "Пуск" через обмотку электромагнита магнитного пускателя МП проходит ток и системой контактов МП1 электродвигатель подключается к 3-хфазной сети. При случайном отключении от сети провода А реле Р будет обесточено, контакты Р1 разомкнутся, отключив от сети обмотку магнитного пускателя, который системой контактов МП1 отключит двигатель от сети. При отключении от сети проводов В и С обесточивается непосредственно обмотка магнитного пускателя. В качестве дополнительного реле Р используется реле переменного тока типа МКУ-48.
рис.2
Второй способ (рис.3). Защитное устройство основано на принципе создания искусственной нулевой точки (точка Г), образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1-С3. Между этой точкой и нулевым проводом О включено дополнительное реле Р с нормально замкнутыми контактами. При нормальной работе электродвигателя напряжение в точке 0′ равно нулю и ток через обмотку реле не протекает. При отключении одного из линейных проводов сети нарушается электрическая симметрия 3-хфазной системы, в точке 0′ появляется напряжение, реле Р срабатывает и контактами Р1 обесточивает обмотку магнитного пускателя — двигатель отключается. Это устройство обеспечивает более высокую надежность по сравнению с предыдущим. Реле типа МКУ, на рабочее напряжение 36 В. Конденсаторы С1-С3- бумажные, емкостью 4-10 мкФ, на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного.
рис.3
Чувствительность устройства наслишь высока, что иногда двигатель может отключиться в результате нарушения электрической симметрии, вызванного подключением посторонних однофазных потребителей, питающихся от этой сети. Чувствительность можно понизить, если применить конденсаторы с меньшей емкостью.
Третий способ (рис.4). Схема защитного устройства аналогична схеме, рассмотренной в первом способе. При нажатии кнопки "Пуск" включается реле Р, контактами Р1 замыкая цепь питания катушки магнитного пускателя МП.
рис.4
Магнитный пускатель срабатывает и контактами МП1 включает электродвигатель. При обрыве линейных проводов В или С отключается реле Р, при обрыве провода Л или С — магнитный пускатель МП.
В обоих случаях электродвигатель выключается контактами магнитного пускателя МП1.
По сравнению со схемой защитного устройства 3-хфазного двигателя, рассмотренной в первом способе, это устройство имеет преимущество: дополнительное реле Р при выключенном двигателе обесточено.
Литература:
В.Г.Бастанов. 300 практических советов. Московский рабочий, 1986.