Современный дачный электрик - Пестриков Виктор Михайлович - Страница 56

Рис. 6.22. Принципиальная схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К 1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К 1.2 подключает пусковой конденсатор Сп. Магнитный пускатель КМ1 самоблокируется с помощью своей контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ1.3 подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку «Пуск» держат нажатой до полного разгона двигателя, а затем отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это же время магнитный пускатель КМ1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме. Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку «Стоп». В усовершенствованном пусковом устройстве можно использовать реле типа МКУ-48 или ему подобное.

6.8. Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей

При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, применяют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что громоздкие бумажные конденсаторы можно заменить оксидными (электролитическими) конденсаторами с меньшими габаритами. Схему эквивалентной замены обычного бумажного конденсатора иллюстрирует рис. 6.23 [11].

Рис. 6.23. Принципиальная схема замены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в)

Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная – через VD2, С2. Поэтому оксидные конденсаторы могут иметь напряжение в два раза меньшее, чем обычные конденсаторы той же емкости. Например, если в схеме для однофазной сети напряжением 220 В применен бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене по схеме рис. 6.23, б можно взять электролитический конденсатор на напряжение 200 В. Емкость электролитических конденсаторов определяют так же, как и бумажных (см. табл. 6.3). В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы.

Схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов приведена на рис. 6.24.

Рис. 6.24. Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов

В приведенной схеме SA1 – переключатель направления вращения двигателя, SB1 – кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 служат для пуска двигателя, С2 и С4 – для работы.

Подбирать электролитические конденсаторы в схеме рис. 6.24 лучше с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют и выравнивают токи в точках А, В, С путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбирают с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды с прямым током 10 А (например, отечественные Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247). При мощности двигателя от 1 до 2 кВт нужно взять более мощные приборы с соответствующим максимальным прямым током /пр макс, но можно применить и указанные ранее диоды, установив их на радиаторы.

При эксплуатации электродвигателя с электролитическими конденсаторами необходимо обращать внимание на следующее:

• работа однофазного двигателя без нагрузки – это наиболее тяжелый режим;

• при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что приведет к его нагреву и взрыву;

• при пуске обмотки двигателя испытывают значительную перегрузку, поэтому не рекомендуется делать больше трех пусков подряд;

• блок конденсаторов всегда должен быть закрыт для исключения разбрызгивания электролита при аварийной ситуации (это необходимо делать и при пробных пусках в процессе монтажа и настройки);

• при использовании пускателей ПНВ выключать двигатель необходимо только кнопкой "Стоп" пускателя. Так следует поступать и при пропадании напряжения в сети в процессе эксплуатации.

6.9. Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть

Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя, как известно, не более 60 % от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5–2 кВт. Проблему в данном случае можно решить, поставив электродвигатель большей мощности, например 3–4 кВт. Подобные двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой» и в клеммной коробке содержится всего три вывода. Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в три раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что многие электродвигатели уверенно разгоняются до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.

Наиболее просто можно перевести мощный трехфазный двигатель в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности [12]. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.

Схема коммутации электродвигателя в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 6.25.

Рис. 6.25. Принципиальная схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазную сеть

Во время разгона двигателя обмотки соединены «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rp. Рассмотренная схема была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об./мин.), установленным на самодельном деревообрабатывающем станке, и показала свою эффективность.

В схеме коммутации обмоток электродвигателя в качестве коммутационного устройства SA1 следует установить пакетный переключатель на рабочий ток не менее 16 А, например, типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Переключатель SA2 может быть любого типа, но на ток не менее 16 А. Если реверс двигателя не требуется, то переключатель SA2 можно исключить из схемы.

Емкость пускового конденсатора к каждому двигателю подбирают индивидуально в пределах 250–400 мкФ. Этот конденсатор может состоять из параллельно соединенных металлобумажных конденсаторов типа КБГ-МН, МБГП, МБГО, МБМ на рабочее напряжение не менее 400 В. Батарея получается больших размеров, поэтому можно рекомендовать электролитические конденсаторы типа К50-7, К50-3, включаемые по схеме рис. 6.26. Для указанного типа электродвигателя подойдут конденсаторы К50-ЗИ (500 мкФ, 450 В) и диоды Д231. Разрядный резистор Rp номиналом 2–4 кОм должен иметь мощность рассеяния не менее 10 Вт.