Wenn ein dreiphasiger Asynchronmotor an ein einphasiges Netz angeschlossen wird, wird die Motorleistung bekanntlich gemäß den gängigen Kondensatorschaltungen „Dreieck“ oder „Stern“ nur zur Hälfte genutzt (je nach verwendetem Motor).

Darüber hinaus ist das Starten des Motors unter Last schwierig.

Dieser Artikel beschreibt eine Methode zum Anschließen eines Motors ohne Leistungsverlust.

In verschiedenen elektromechanischen Amateurmaschinen und -geräten werden am häufigsten Drehstrom-Asynchronmotoren mit Käfigläufer verwendet. Leider ist ein Drehstromnetz im Alltag ein äußerst seltenes Phänomen. Um sie über ein normales Stromnetz mit Strom zu versorgen, verwenden Amateure einen Phasenschieberkondensator, der es nicht ermöglicht, die volle Leistung und die Starteigenschaften des Motors zu realisieren . Bestehende Thyristor-„Phasenschieber“-Geräte reduzieren die Leistung auf der Motorwelle noch stärker.

Eine Version des Schaltplans zum Starten eines Drehstrom-Elektromotors ohne Leistungsverlust ist in dargestellt Reis. 1.

Die 220/380-V-Motorwicklungen sind im Dreieck geschaltet und der Kondensator C1 ist wie üblich parallel zu einer davon geschaltet. Der Kondensator wird durch die Induktivität L1 „unterstützt“, die parallel zur anderen Wicklung geschaltet ist. Bei einem bestimmten Verhältnis des Kondensators C1, der Induktivität der Drossel L1 und der Lastleistung kann man eine Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den drei Lastzweigen von genau 120° erreichen.

An Reis. 2 zeigt ein Vektorspannungsdiagramm für das in Abb. gezeigte Gerät. 1, mit einer rein aktiven Last R in jedem Zweig. Der lineare Strom Il ist in Vektorform gleich der Differenz zwischen den Strömen Iз und Ia und entspricht im Absolutwert dem Wert Iф√3, wobei Iф=I1=I2=I3=Uл/R der Phasenlaststrom Ul= ist U1=U2=U3=220 V – Netzspannung des Netzwerks.

An den Kondensator C1 wird die Spannung Uc1=U2 angelegt, der Strom durch ihn ist gleich Ic1 und eilt der Spannung in der Phase um 90° voraus.

Ebenso liegt an der Induktivität L1 die Spannung UL1=U3, der durch sie fließende Strom IL1 eilt der Spannung um 90° nach.

Wenn die Absolutwerte der Ströme Ic1 und IL1 gleich sind, liegt ihre Vektordifferenz bei die richtige Wahl treffen Kapazität und Induktivität können gleich Il sein.

Die Phasenverschiebung zwischen den Strömen Ic1 und IL1 beträgt 60°, daher ist das Dreieck der Vektoren Il, Ic1 und IL1 gleichseitig und ihr Absolutwert ist Ic1=IL1=Il=Iph√3. Phasenlaststrom Iph wiederum = P/ЗUL, wobei P die Gesamtlastleistung ist.

Mit anderen Worten, wenn die Kapazität des Kondensators C1 und die Induktivität der Induktivität L1 so gewählt werden, dass bei Anlegen einer Spannung von 220 V an sie der Strom durch sie gleich Ic1=IL1=P/(√3⋅Uл) wäre )=P/380, dargestellt in Reis. 1 Der Schaltkreis L1C1 versorgt die Last mit einer dreiphasigen Spannung mit präziser Phasenverschiebung.

Tabelle 1

P, W	IC1=IL1, A	C1, µF	L1, Gn
100	0.26	3.8	2.66
200	0.53	7.6	1.33
300	0.79	11.4	0.89
400	1.05	15.2	0.67
500	1.32	19.0	0.53
600	1.58	22.9	0.44
700	1.84	26.7	0.38
800	2.11	30.5	0.33
900	2.37	34.3	0.30
1000	2.63	38.1	0.27
1100	2.89	41.9	0.24
1200	3.16	45.7	0.22
1300	3.42	49.5	0.20
1400	3.68	53.3	0.19
1500	3.95	57.1	0.18

IN Tisch 1 Es werden aktuelle Werte Ic1=IL1 angegeben. die Kapazität des Kondensators C1 und die Induktivität der Drossel L1 für verschiedene Werte der Gesamtleistung der rein aktiven Last.

Eine reale Last in Form eines Elektromotors weist einen erheblichen induktiven Anteil auf. Dadurch eilt der lineare Strom dem aktiven Laststrom um einen bestimmten Winkel φ in der Größenordnung von 20...40° phasenmäßig nach.

Auf den Typenschildern von Elektromotoren wird normalerweise nicht der Winkel angegeben, sondern sein Kosinus – der bekannte cosφ, gleich dem Verhältnis der aktiven Komponente des linearen Stroms zu seinem Gesamtwert.

Die induktive Komponente des Stroms, der durch die Last des in gezeigten Geräts fließt Reis. 1, kann in Form von Strömen dargestellt werden, die durch einige Induktivitäten Ln fließen, die parallel zu aktiven Lastwiderständen geschaltet sind (Abb. 3, a) oder äquivalent parallel zu C1, L1 und Netzwerkkabeln.

Aus Reis. 3, geb Es ist ersichtlich, dass, da der Strom durch die Induktivität gegenphasig zum Strom durch die Kapazität ist, die Induktivitäten LH den Strom durch den kapazitiven Zweig des Phasenschieberkreises reduzieren und ihn durch den induktiven Zweig erhöhen. Um die Spannungsphase am Ausgang der Phasenschieberschaltung aufrechtzuerhalten, muss daher der Strom durch den Kondensator C1 erhöht und durch die Spule verringert werden

Das Vektordiagramm für eine Last mit induktivem Anteil wird komplexer. Ein Ausschnitt davon, mit dem Sie die erforderlichen Berechnungen durchführen können, finden Sie unter Reis. 4.

Der gesamte lineare Strom Il wird hier in zwei Komponenten zerlegt: aktive Ilcosφ und reaktive Ilsinφ.

Als Ergebnis der Lösung des Gleichungssystems zur Bestimmung der erforderlichen Werte der Ströme durch den Kondensator C1 und die Spule L1:

IC1sin30° + IL1sin30° = Iлcosφ, IC1cos30° - IL1cos30° = Iлsinφ,

wir erhalten folgende Werte dieser Ströme:

IC1 = 2/√3⋅Iлsin(φ+60°), IL1 = 2/√3⋅Iлcos(φ+30°).

Bei einer rein aktiven Last (φ=0) ergeben die Formeln das zuvor erhaltene Ergebnis Ic1=IL1=Il.

An Reis. 5 Dargestellt sind die Abhängigkeiten der Verhältnisse der Ströme Ic1 und IL1 zu Il vom cosφ, berechnet mit diesen Formeln. Für (cosφ = √3/2 = 0,87) ist der Strom des Kondensators C1 maximal und gleich 2/√3Il = 1,15 Il, und der Drosselstrom L1 ist halb so groß.

Die gleichen Beziehungen können mit einem guten Maß an Genauigkeit für typische cosφ-Werte von 0,85...0,9 verwendet werden.

Tabelle 2

P, W	IC1,A	IL1, A	C1, µF	L1, Gn
100	0.35	0.18	5.1	3.99
200	0.70	0.35	10.2	2.00
300	1.05	0.53	15.2	1.33
400	1.40	0.70	20.3	1.00
500	1.75	0.88	25.4	0.80
600	2.11	1.05	30.5	0.67
700	2.46	1.23	35.6	0.57
800	2.81	1.40	40.6	0.50
900	3.16	1.58	45.7	0.44
1000	3.51	1.75	50.8	0.40
1100	3.86	1.93	55.9	0.36
1200	4.21	2.11	61.0	0.33
1300	4.56	2.28	66.0	0.31
1400	4.91	2.46	71.1	0.29
1500	5.26	2.63	76.2	0.27

IN Tisch 2 Die Werte der Ströme IC1, IL1, die durch den Kondensator C1 und die Induktivität L1 fließen, werden bei verschiedenen Werten der gesamten Lastleistung mit dem oben genannten Wert cosφ = √3/2 angegeben.

Verwenden Sie für eine solche Phasenschieberschaltung die Kondensatoren MBGO, MBGP, MBGT, K42-4 für eine Betriebsspannung von mindestens 600 V oder MBGCh, K42-19 für eine Spannung von mindestens 250 V.

Die Drossel lässt sich am einfachsten aus einem stabförmigen Leistungstransformator eines alten Röhrenfernsehers herstellen. Der Leerlaufstrom der Primärwicklung eines solchen Transformators beträgt bei einer Spannung von 220 V üblicherweise nicht mehr als 100 mA und weist eine nichtlineare Abhängigkeit von der angelegten Spannung auf.

Wenn in den Magnetkreis ein Spalt von etwa 0,2...1 mm eingebracht wird, steigt der Strom deutlich an und seine Abhängigkeit von der Spannung wird linear.

Die Netzwicklungen von Fahrzeugtransformatoren können so angeschlossen werden, dass die Nennspannung an ihnen 220 V (Brücke zwischen Pin 2 und 2"), 237 V (Brücke zwischen Pin 2 und 3") oder 254 V (Brücke zwischen Pin 3 und 3) beträgt ") . Die Netzspannung wird am häufigsten an den Klemmen 1 und 1" eingespeist. Je nach Anschlussart ändern sich Induktivität und Strom der Wicklung.

IN Tisch 3 Die Werte des Stroms in der Primärwicklung des TS-200-2-Transformators werden angegeben, wenn an verschiedene Lücken im Magnetkreis eine Spannung von 220 V angelegt wird verschiedene Einschlüsse Wicklungsabschnitte.

Datenzuordnung Tisch 3 und 2 lässt den Schluss zu, dass der angegebene Transformator in den Phasenschieberkreis eines Motors mit einer Leistung von ca. 300 bis 800 W eingebaut werden kann und durch Auswahl des Spalt- und Wicklungsanschlusskreises den erforderlichen Stromwert erhält.

Die Induktivität ändert sich auch abhängig von der gleichphasigen oder gegenphasigen Verbindung der Netz- und Niederspannungswicklungen (z. B. Glühlampen) des Transformators.

Der maximale Strom kann im Betriebsmodus den Nennstrom geringfügig überschreiten. In diesem Fall ist es zur Erleichterung des thermischen Regimes ratsam, alle Sekundärwicklungen vom Transformator zu entfernen; einige der Niederspannungswicklungen können zur Stromversorgung der Automatisierungskreise des Geräts verwendet werden, in dem der Elektromotor arbeitet.

Tabelle 3

Lücke rein Magnetkreis, mm	Strom in der Netzwerkwicklung, A, wenn Klemmen an Spannung angeschlossen werden, V
	220	237	254
0.2	0.63	0.54	0.46
0.5	1.26	1.06	0.93
1	-	2.05	1.75

IN Tisch 4 Angegeben sind die Nennwerte der Ströme der Primärwicklungen von Transformatoren verschiedener Fernsehgeräte und die ungefähren Werte der Motorleistung, mit denen es ratsam ist, sie zu verwenden. Die phasenverschiebende LC-Schaltung sollte für das Maximum berechnet werden mögliche Belastung des Elektromotors.

Tabelle 4

Transformator	Nominell aktuell, A	Leistung Motor, W
TS-360M	1.8	600...1500
TS-330K-1	1.6	500...1350
ST-320	1.6	500...1350
ST-310	1.5	470...1250
TCA-270-1, TSA-270-2, TCA-270-3	1.25	400...1250
TS-250, TS-250-1, TS-250-2, TS-250-2M, TS-250-2P	1.1	350...900
TS-200K	1	330...850
TS-200-2	0.95	300...800
TS-180, TS-180-2, TS-180-4, TS-180-2V	0.87	275...700

Bei geringerer Belastung wird die erforderliche Phasenverschiebung nicht mehr eingehalten, die Starteigenschaften verbessern sich jedoch im Vergleich zur Verwendung eines einzelnen Kondensators.

Die experimentelle Erprobung erfolgte sowohl mit rein aktiver Last als auch mit einem Elektromotor.

Die aktiven Lastfunktionen wurden von zwei parallel geschalteten Glühlampen mit einer Leistung von 60 und 75 W übernommen, die in jedem Lastkreis des Geräts enthalten waren (siehe Abb. 1), was einer Gesamtleistung von 400 W entsprach Tisch 1 Die Kapazität des Kondensators C1 betrug 15 μF. Der Spalt im Magnetkern des TS-200-2-Transformators (0,5 mm) und der Wicklungsanschlusskreis (bei 237 V) wurden so gewählt, dass der erforderliche Strom von 1,05 A gewährleistet ist.

Die an den Lastkreisen gemessenen Spannungen U1, U2, U3 unterschieden sich um 2...3 V voneinander, was die hohe Symmetrie der Drehspannung bestätigte.

Es wurden auch Versuche mit einem Drehstrom-Asynchronmotor mit Käfigläufer AOL22-43F mit einer Leistung von 400 W durchgeführt. Er arbeitete mit dem Kondensator C1 mit einer Kapazität von 20 μF (übrigens das gleiche wie bei laufendem Motor mit nur einem Phasenschieberkondensator) und mit einem Transformator, dessen Abstand und Anschluss der Wicklungen aus dem ausgewählt wurden Bedingung, einen Strom von 0,7 A zu erhalten.

Dadurch war es möglich, den Motor ohne Startkondensator schnell zu starten und das beim Bremsen der Riemenscheibe auf der Motorwelle spürbare Drehmoment deutlich zu erhöhen.

Leider ist eine objektivere Prüfung schwierig durchzuführen, da es unter Amateurbedingungen nahezu unmöglich ist, eine normalisierte mechanische Belastung des Motors sicherzustellen.

Es ist zu beachten, dass es sich bei der Phasenschieberschaltung um einen Serienschwingkreis handelt, der auf eine Frequenz von 50 Hz abgestimmt ist (für eine rein aktive Lastoption) und dieser Schaltkreis nicht ohne Last an das Netzwerk angeschlossen werden kann.

In einem Privathaushalt ist es oft notwendig, eine Maschine oder ein Gerät anzuschließen, um Aktivitäten zu erleichtern. Dies kann ein Futterschneider, ein selbstgebauter Brecher, eine Kreissäge, ein Betonmischer und vieles mehr sein. Wird normalerweise auf allen Geräten verwendet asynchrone 3-Phasen-Motoren. Sie kommen am häufigsten vor. Es bleibt nur noch die Methode zum Anschluss dieses Motors an ein einphasiges 220-V-Netz zu wählen.

Standardanschluss

Alle Drehstrom-Asynchronmotoren sind an ein 380-V-Netz angeschlossen und produzieren gleichzeitig maximale Leistung und höchste Geschwindigkeit. Doch nicht jeder Eigentümer hat die Möglichkeit, alle drei Phasen auf seinen Standort zu bringen. Das liegt daran finanzielle Kosten für den Einbau von Spezialzählern und diversen Stromzählertafeln. Darüber hinaus nimmt der Papierkram selbst ziemlich viel Zeit in Anspruch.

Um einen Drehstrommotor an 380 V anzuschließen, werden nach dem Standardschema drei Phasen angeschlossen mit Standard-Motorklemmen durch Starter, mit deren Hilfe der Start erfolgt. Im Motoranschlusskasten befinden sich üblicherweise drei freie Kontakte, an die drei Phasen angeschlossen werden. Es gibt absolut keinen Unterschied, welche Phase an einen bestimmten Draht angeschlossen ist. Allerdings gibt es eine Nuance: Beim Wechseln der Anschlussdrähte dreht sich der Elektromotor in die andere Richtung, ohne den dritten Draht zu berühren, was bei Geschäftsaktivitäten manchmal notwendig ist.

Wicklungsanschluss

Anschlusspläne Es gibt nur zwei Wicklungen im Motor- „Stern“ oder „Dreieck“. Und die Leistungseigenschaften des Motors hängen davon ab, wie sie angeschlossen sind. Bei keiner Verbindung geht Strom verloren. Bei übermäßiger Belastung reduzieren Motoren mit Stern ihre Drehzahl jedoch langsamer als ihre Pendants mit Dreieck. Daraus schließen sie, dass Motoren mit „Stern“ weniger Anlaufstrom benötigen und daher das Stromnetz beim Anlaufen weniger belasten.

Motoren mit in Dreieck geschalteten Wicklungen liefern auch bei hoher Belastung ihre volle Leistung, ohne dabei an Drehzahl zu verlieren. Doch dann stoppen sie abrupt und ihr nächster Start erfordert einen enormen Anlaufstrom, der das Stromnetz übermäßig überlastet.

In der Industrie werden beide Anschlussschemata verwendet. Motoren mit „Stern“ werden dort eingesetzt, wo ihr systematisches Ein- und Ausschalten erforderlich ist, beispielsweise in Produktionslinien, bei der Verarbeitung, Montage usw. Für den Betrieb werden Motoren benötigt, deren Wicklungen im „Dreieck“ geschaltet sind auf konstanten Modi Ladungen, zum Beispiel ein Entladeförderer aus einer Mine usw.

In privaten landwirtschaftlichen Betrieben werden am häufigsten Motoren verwendet, bei denen die Wicklungen verbunden sind nach dem „Stern“-Prinzip. Bei diesem Schema starten die Motoren problemlos und das Stromnetz eines Privathauses wird dadurch nicht belastet.

Elektromotor in einem Heimnetzwerk

Die übliche Standardspannung einer Haushaltssteckdose beträgt 220 V. Sie gilt als einphasig und alle elektrischen Geräte sind dafür ausgelegt. Haushaltsgeräte, angefangen beim Fernseher bis hin zum neuesten Modell der Kaffeemühle.

Wenn es jedoch notwendig ist, einen Drehstrommotor an ein Einphasennetz anzuschließen, treten mehrere Probleme auf. Nämlich:

• Ohne zusätzliche Geräte ist ein Start nicht möglich.
• Bei laufendem Motor gehen 30–40 % der Leistung verloren. Dabei handelt es sich um einen Zwangsverlust, da statt drei nur zwei Statorwicklungen an der Arbeit beteiligt sind.

Dennoch werden asynchrone Drehstrommotoren mit einer Leistung von bis zu 2,2 kW erfolgreich an eine normale Haushaltssteckdose angeschlossen. Dafür gibt es drei bewährte Möglichkeiten.

1. Kondensatorschaltung des Elektromotors.
2. Widerstandsanschluss.
3. Einschaltung über Frequenzumrichter.

Alle drei Verbindungsmethoden haben ihre Vor- und Nachteile. Wählen Sie daher die für bestimmte Bedingungen bequemste Methode. Und es hängt auch alles von den finanziellen Möglichkeiten des Eigentümers ab.

Kondensatoranschluss

Dies ist die gebräuchlichste Methode. Und es besteht darin, eine bestimmte Anzahl von Containern einzuführen Es ist eine Phasenverschiebung aufgetreten dritte ungenutzte Statorwicklung. Dadurch wird das Starten des Motors wesentlich erleichtert. Wie Sie einen 3-Phasen-220-Volt-Motor anschließen, können Sie dem Diagramm im Detail entnehmen. Hier werden gleich zwei Arten von Statorwicklungsanschlüssen vorgestellt.

• C1-C4, C2-C5, C3-C6 – Bezeichnungen der Statorwicklungen;
• Ср – Arbeitskondensator;
• Sp – Startkondensator;
• KN - Taste zum Starten.

Wenn der Motor ohne Verwendung von Kondensatoren vorsichtig manuell auf 1.000 U/min hochgedreht und dann an ein 220-V-Netz angeschlossen wird, funktioniert es natürlich höchstwahrscheinlich. Aber das hat noch nie jemand gemacht. Normalerweise gesucht oder gekauft Behälter zum Starten.

Die Kapazität des Arbeitskondensators wird nach der Formel C = 67 × P berechnet, wobei P die Motorleistung in kW und C die Kondensatorkapazität in μF ist. In der Praxis verwenden sie eine noch einfachere Formel – 7 Mikrofarad pro 100 W Leistung. Beispielsweise benötigt ein 2,2-kW-Motor einen Kondensator mit einer Kapazität von 154 µF. Kondensatoren mit so großer Kapazität sind recht selten, daher werden mehrere davon gesammelt und parallel geschaltet. In diesem Fall muss die Spannung berücksichtigt werden, für die sie ausgelegt sind. Sie sollte etwa das Eineinhalbfache von 220 Volt betragen.

Typischerweise werden Kondensatoren vom Typ BGT, KBP, MBGCh, MBGO und dergleichen verwendet. Das ist das Meiste sichere Papierbehälter, in der Lage, einer erheblichen Überlastung beim Starten des Motors standzuhalten. Darüber hinaus sind sie leicht hitzeempfindlich. Fehlen sie jedoch, kommen auch Elektrolytkondensatoren zum Einsatz. In diesem Fall sind die Körper dieser Behälter miteinander verbunden und ordnungsgemäß isoliert, da sie nach dem Trocknen des Elektrolyten unter Last explodieren können. Stimmt, ziemlich selten.

Beim Starten eines Motors mit einer Leistung von bis zu 2,2 kW wird nur ein Arbeitskondensator verwendet. Es reicht völlig aus, den Motor auf normale Drehzahl zu beschleunigen. Bei höherer Leistung ist der Einsatz eines Anlaufkondensators erforderlich. Seine Kapazität ist 2,5- bis 3-mal größer als die Arbeitsleistung, d. h. bei einem 2,2-kW-Motor beträgt sie 300-450 uF. Als Starttanks werden häufig elektrolytische Tanks verwendet, da sie in diesem Fall nur für kurze Zeit arbeiten und nur zum Starten benötigt werden. Nachdem der Motor seine volle Drehzahl erreicht hat, werden die Anlaufkondensatoren mit der KN-Taste ausgeschaltet, wie im Diagramm dargestellt.

Um die Drehrichtung des Elektromotors zu ändern, ist ein Schalter erforderlich. Dazu müssen Sie sich auf das Diagramm beziehen, in dem die Wicklungen in einem Stern verbunden sind:

• Anstelle von C1-C2 C1-C3 an ein einphasiges Netzwerk anschließen.
• Schließen Sie den Arbeitskondensator Cp zwischen C2 und C3 an.
• Schalten Sie außerdem den Knopf mit dem Startkondensator auf C2-C3 um.

Im Dreiecksverbindungsdiagramm werden ähnliche Aktionen ausgeführt.

Es gibt eine Besonderheit Elektrischer Schaltplan Umschalten der Motordrehung, was in der Praxis eher selten verwendet wird. Normalerweise wird die Drehung in eine Richtung eingestellt. Zum Antrieb wird ein Motor benötigt spezifisches Gerät oder Einheit, und um die Drehung des Arbeitskörpers zu ändern, verwenden Sie ein gewöhnliches Getriebe. Dies lässt sich am Beispiel einer Drehmaschine oder einer anderen Werkzeugmaschine erkennen. In der privaten Landwirtschaft wird beispielsweise zur Änderung der Bandgeschwindigkeit beim Kalibrieren von Kartoffeln auch ein Getriebe eingesetzt. Dies erleichtert die Arbeit erheblich und sorgt für gute Sicherheitsvorkehrungen.

Widerstandsanschluss des Elektromotors

Wenn keine Kondensatoren vorhanden sind, kann es manchmal vorkommen, dass ein Drehstrommotor an ein Einphasennetz angeschlossen wird Widerstände verwenden. Dabei handelt es sich um leistungsstarke Keramik- oder Glaswiderstände. Wolframdraht mit einer Dicke von bis zu 1 mm reicht vollkommen aus. Wenn es angeschlossen ist, wird es zu einer Feder gedreht und in ein Keramikrohr gelegt.

Die Größe des Widerstands wird nach der Formel R = (0,87 × U)/ I berechnet, wobei U die Spannung eines einphasigen 220-V-Netzes und I der Stromwert in Ampere A ist.

Der Anschlussplan mit Widerständen wird nur für Motoren mit einer Leistung bis 1 kW verwendet, da im Widerstand ein großer Energieverlust auftritt.

Über Frequenzumrichter

Das Starten eines 3-Phasen-Motors aus einem 220-V-Netz mit diesem Gerät ist jetzt möglich das vielversprechendste. Deshalb wird es verwendet Neueste Projekte zur Steuerung elektrischer Antriebe. Tatsache ist, dass sich bei einer Änderung der Spannung und Frequenz des Netzes die Drehzahl des Motors und damit auch die Drehrichtung ändert.

Der Konverter ist zwei elektronische Teile, die sich im selben Gebäude befinden. Dies ist ein Steuermodul und ein Leistungsmodul. Der erste ist direkt für das Starten und Einstellen zuständig, der zweite versorgt den Motor mit Strom.

Verwendung eines Umrichters zum Starten eines Drehstrommotors Heimnetzwerk erlaubt Anlaufstrom stark reduzieren und damit die Belastung. In der Praxis kann der Motor schrittweise gestartet werden, indem die Drehzahl von 0 auf 1000 – 1500 U/min erhöht wird.

Obwohl ein solches Gerät sehr hohe Kosten verursacht, ist es schränkt seine Verwendung ein im Haushalt. Darüber hinaus wird das Gerät aufgrund der schlechten Qualität des Stromnetzes ständig verbessert. Dies zwingt viele Besitzer dazu, altbewährte Methoden zum Anschluss von Drehstrommotoren an ein Einphasennetz zu verwenden.

Einsatz von Einphasenmotoren im Alltag

Neben Drehstrommotoren haben sich auch einphasige Asynchronmotoren durchgesetzt. Sie werden überall in leistungsstarken Pumpen eingesetzt Waschmaschinen Ah, in Heizungs- und Lüftungssystemen und sind auch bei Privatunternehmern beliebt, die beschlossen haben, ein eigenes Sägewerk zu eröffnen.

Solche Motoren sind an ein normales 220-V-Netz angeschlossen. Im Inneren dieser Motoren befinden sich zwei Wicklungen – eine davon startet und die andere arbeitet. Wenn zwischen ihnen eine Phasenverschiebung erzeugt wird, entsteht ein rotierendes Magnetfeld – dies ist die Hauptvoraussetzung für den Start dieser Motoren. Die Phasenverschiebung erfolgt wie bei Drehstrommotoren durch Hinzufügung von Kapazitäten. Der Schaltplan für einen Einphasenmotor ist dem eines Dreiphasenmotors sehr ähnlich.

Kondensatoren werden nach der gleichen Formel berechnet oder berücksichtigen, dass für jedes Kilowatt Motorleistung eine Kapazität von 75 μF benötigt wird. Dies gilt für den Arbeitskondensator und für den Startkondensator – dreimal so viel. Darüber hinaus müssen die Kondensatoren einer Spannung von mindestens 300 V standhalten. Bei geringer Motorleistung reicht eine Arbeitskapazität aus.

Der Artikel enthält Tipps, wie Sie einen solchen Elektromotor ohne Verwendung einer Kondensatorbatterie oder eines Frequenzumrichters mithilfe eines Stromimpulses von einem elektronischen Schalter an ein einphasiges Netzwerk anschließen können. Sie werden durch Diagramme und ein Video ergänzt.

Funktionsprinzip des elektronischen Schlüssels

Wenn Sie die Wicklungen eines Asynchron-Elektromotors nach einem Dreiecksdiagramm zusammenbauen und an eine einphasige Netzspannung von 220 Volt anschließen, fließen durch sie die gleichen Ströme, wie in der folgenden Grafik dargestellt.

Die Winkelverschiebung jeder Wicklung relativ zu den anderen beträgt 120 Grad. Deshalb Magnetfelder von jedem von ihnen addieren sich und eliminieren gegenseitige Beeinflussung.

Das resultierende Statormagnetfeld hat keinen Einfluss auf den Rotor: Er bleibt in Ruhe.

Damit sich der Elektromotor zu drehen beginnt, ist es notwendig, um 120° versetzte Ströme durch seine Wicklungen zu leiten, wie dies in einem normalen Drehstromnetz der Fall ist oder durch. Dann erzeugt der Motor Leistung mit minimalen Verlusten und höchstem Wirkungsgrad.

Weit verbreitete industrielle Systeme ermöglichen den Betrieb, jedoch mit geringerer Effizienz und größeren Verlusten, was in den meisten Fällen durchaus akzeptabel ist.

Alternative Methoden sind:

1. Mechanisches Durchdrehen des Rotors, beispielsweise durch manuelles Aufwickeln des Kabels auf die Welle und starkes ruckartiges Verdrehen beim Anlegen von Spannung;
2. Phasenverschiebung von Strömen durch kurzzeitigen Einsatz eines elektronischen Schalters, der schaltet elektrischer Widerstand eine Wicklung.

Da die erste Methode des „Aufwickelns und Ziehens“ keine Schwierigkeiten bereitet, analysieren wir sofort die zweite.

Das obere Diagramm zeigt einen elektronischen Schalter „k“, der parallel zur Wicklung B geschaltet ist. Diese eher konventionelle Bezeichnung wird übernommen, um das Funktionsprinzip eines Elektromotors durch die Bildung eines Stromimpulses zu erklären.

Wie der Motor startet

Die Statorwicklungen sind in Dreieckschaltung geschaltet. Einer davon (A) wird mit 220 Volt versorgt. Parallel dazu ist eine weitere Kette aus zwei Reihenwicklungen (B+C) geschaltet.

Nach dem Ohmschen Gesetz erzeugt die Netzspannung in ihnen Ströme. Ihr Wert hängt vom Widerstand ab. Alle Wicklungen sind gleich. Daher ist der Strom in (A) größer und in (B+C) doppelt so groß. Darüber hinaus fallen sie in der Phase zusammen. In dieser Situation sind sie nicht in der Lage, ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, das ausreicht, um den Rotor zu starten.

Parallel zur Wicklung (B) geschaltet elektronische Schaltung, bezeichnet als Taste K. Sie befindet sich im geöffneten Zustand, schließt jedoch kurzzeitig, wenn die maximale Spannung an Wicklung C erreicht ist.

Der elektronische Schalter schließt die Wicklung B kurz und der Spannungsabfall an der Wicklung C springt auf das Doppelte, was letztlich für eine Phasenverschiebung der Ströme in den Wicklungen A und C sorgt. Dabei ist zu beachten, dass der Strom in den Wicklungen (A) und (B+ C) in diesem Moment gleich Null.

Der zum Starten des Motors erforderliche Phasenverschiebungswinkel φ kann im Bereich von 50–70° gehalten werden, obwohl die ideale Option 120° beträgt.

Das Design eines phasenverschiebenden elektronischen Schlüssels kann aus verschiedenen Teilen zusammengesetzt werden. Im Folgenden werden die je nach Komplexität am besten geeigneten Geräte für den Hausgebrauch vorgestellt.

Anlaufschaltung für Elektromotoren bis 2 kW

Die Beschreibung findet sich in Nr. 6 der Zeitschrift Radio, 1996. Der Autor des Artikels, V. Golik, schlägt den Entwurf eines bidirektionalen (positiven und negativen Halbharmonischen) elektronischen Schalters auf Basis von zwei Dioden und Thyristoren mit Steuerung durch eine Transistoreinheit vor.

Beschreibung der Technologie

Die Leistungsdioden VD1 und VD2 bilden zusammen mit den Thyristoren VS1, VS2 eine Brücke, die durch Vorwärts- und Rückwärts-Bipolartransistoren gesteuert wird. Die Position des Trimmwiderstands R7 beeinflusst die Öffnungsspannung von VT1, VT2.

Der Betrieb des Transistorschalters sorgt für eine kurzfristige Phasenverschiebung der Ströme in den Wicklungen und die Erzeugung eines rotierenden Magnetfelds, das den Rotor dreht.

Aufgrund des auf den Rotor einwirkenden magnetischen Kräftemoments beginnt dieser zu rotieren. Seine Energie wird bei jeder Halbwelle mit dem nächsten Impuls ständig wieder aufgefüllt.

Installationsfunktionen

Der Autor fertigte einen elektronischen Schlüssel auf einer Glasfaserplatte an und platzierte ihn in einem isolierten Gehäuse mit der Möglichkeit, Eingangs- und Ausgangskreise über Kontaktstifte zu verbinden. Auch die Möglichkeit, die Schaltung mit Wandmontage auszuführen, ist umsetzbar.

Für den Betrieb von Elektromotoren kleiner Leistung ist es zulässig, Leistungsdioden und Thyristoren ohne Strahler zu platzieren. Besser ist es jedoch, im Vorfeld für eine gute Wärmeableitung und einen zuverlässigen Betrieb zu sorgen, indem man diese Elemente in die Gestaltung des elektronischen Schlüssels einbezieht.

Konfessionen elektronische Komponenten direkt im Diagramm angegeben.

Um die Sicherheit zu gewährleisten, sollte das Gehäuse der Elektronikeinheit gut isoliert sein, um ein versehentliches Berühren ihrer Teile während des Betriebs zu verhindern: Sie werden alle mit 220 Volt betrieben.

Einrichtungsprinzipien

Der Widerstandsschieber R7 „Mode“ hat zwei Extrempositionen:

1. minimal;
2. und maximalen Widerstand.

Im ersten Fall ist der elektronische Schalter geöffnet und erzeugt einen maximalen Stromverschiebungsimpuls in der Wicklung, im zweiten Fall ist er geschlossen: Eine Rotordrehung ist ausgeschlossen.

Ein Drehstrommotor wird mit der maximal zulässigen Phasenverschiebung des Stroms innerhalb der Wicklung gestartet. Dann stellt Position R7 seine Arbeitsgeschwindigkeit und Leistung ein.

Verifizierte Modelle

1. Geschwindigkeit 1360 und Leistung 370 Watt (AAAM63V4SU1);
2. 1380 U/min, 2 kW.

Die Ergebnisse der Experimente stellten ihn zufrieden.

Zwei Triac-Schaltungen

Die folgenden zwei elektronischen Schlüsseldesigns wurden 1999 von V. Burlako beschrieben. Sie wurden in der Zeitschrift Signal Nr. 4 veröffentlicht.

Starten eines Lichtmotors

Das Gerät ist für Motoren mit einer Leistung von bis zu 2,2 kW ausgelegt und verfügt über einen Mindestsatz an elektronischen Teilen.

Kondensator C mit kapazitiver Reaktanz verschiebt unter dem Einfluss der an seine Platten angelegten Spannung den Stromvektor um 90 Grad nach vorne und leitet ihn zum Steuerwiderstand VS2.

Die Potentialdifferenz am Kondensator wird durch den Gesamtwiderstand R1, R2 reguliert. Der Dinistorimpuls wird der Steuerelektrode des Triac VS1 zugeführt, der Strom in die Motorwicklung einspeist.

Motorstartkreis unter Last

Bei Maschinen und Mechanismen, die dem Hochdrehen des Rotors großen Widerstand entgegensetzen, wird empfohlen, die Wicklungen auf einen offenen Sternkreis umzuschalten, wodurch zwei Hochdrehmomente entstehen.

Die Polarität der Motorwicklungen ist im Diagramm durch Punkte gekennzeichnet. Phasenverschiebende Ketten von Stromimpulsen funktionieren mit der gleichen Technologie wie in den vorherigen Fällen. Die Nennwerte elektrischer Teile werden neben ihren grafischen Symbolen angegeben.

Setup-Funktionen

Alle drei Kontakte dieses Anlassers schließen gleichzeitig, wenn Sie die „Start“-Taste drücken, und wenn Sie sie loslassen:

• die beiden extremen bleiben im geschlossenen Zustand;
• Mitte - Pausen, Abschalten des Startwicklungskreises.

Über diesen Mittelkontakt wird in beiden Stromkreisen ein Stromimpuls zugeführt. Der Stromkreis arbeitet nur für die Zeit, die zum Hochlaufen des Motors erforderlich ist. Danach wird er außer Betrieb genommen und von der Versorgungsspannung getrennt.

Der Motorstartzeitpunkt in jedem Stromkreis wird nach Anlegen der Spannung durch Ändern des Widerstands R2 ausgewählt. Gleichzeitig fließen große Ströme im Dreieck, bis der Rotor hochdreht und starke Vibrationen der Struktur verursacht. Um sie zu reduzieren, empfiehlt es sich, den Phasenverschiebungsimpuls stufenweise und nicht stufenlos zu wählen.

Bei optimaler Stellung von R2 startet der Motor vibrationsfrei.

Bei Motoren mit geringer Leistung ist der Einbau von Triacs ohne Kühlkörper möglich, letztere erhöhen jedoch dennoch die Zuverlässigkeit der Schaltung.

Meine Meinung zur Methode

In den drei betrachteten Stromkreisen fließt der Betriebsstrom durch alle angeschlossenen Wicklungen. Der volle Verbrauch der eingesetzten Energie wird nicht gewinnbringend eingesetzt. Nur etwa 30 % seiner Leistung werden durch die Rotation des Rotors erzeugt. Der Rest, etwa 70 %, sind unwiederbringliche Verluste.

Wenn jemand damit zufrieden ist, einen Drehstrommotor in einem Einphasennetz nach diesem Schema zu starten, dann ist dies Ihre Wahl. Ich habe diese Pläne überprüft, um ihre positiven und negativen Seiten aufzuzeigen, ohne meine eigene Meinung aufzudrängen.

Dieses Thema wurde von den Erstellern von Videos auf YouTube immer häufiger genutzt und gewann immer mehr Aufrufe und Abonnenten, wie beispielsweise YUKA LAKHT in seinem Video „Ohne Kondensator zum Starten eines Dreiphasenmotors“.

Treffen Sie Ihre Wahl bewusst und wenn Sie noch Fragen zum Thema haben, können Sie diese jetzt bequem in den Kommentaren stellen.

Der Besitzer einer Garage oder eines Privathauses muss häufig eine Maschine oder Schmirgelmaschine mit asynchronem Elektromotor zur Bearbeitung von Metallen und Holz bedienen. Und es stehen nur 220 Volt zur Verfügung.

Der Anschluss eines Drehstrommotors an ein Einphasennetz kann in diesem Fall auf verschiedene Arten erfolgen. Hier werde ich mir drei verfügbare und gängige Kondensator-Startschaltungen ansehen.

Alle von ihnen wurden mehr als einmal durch persönliche Erfahrung getestet.

Ich warne erfahrene Elektriker, die diesen Artikel geöffnet haben, sofort: Das Material wurde für unerfahrene Handwerker vorbereitet. Deshalb ist es voluminös. Wenn Sie nicht alles lesen möchten, finden Sie hier einige schnelle Tipps:

• Verwenden Sie ein Dreiecksdiagramm, nachdem Sie zunächst die Funktionsfähigkeit des Motors überprüft haben.
• Wählen Sie Arbeitskondensatoren mit einer Rate von 70 Mikrofarad pro 1 Kilowatt Leistung und erhöhen Sie die Startkondensatoren um das 2- bis 3-fache.
• Passen Sie während des Einstellvorgangs die Behälter entsprechend der Belastung und der Erwärmung der Wicklungen an.
• Vergessen Sie nicht, die Sicherheitsvorkehrungen zu befolgen Stromschlag und ein Werkzeug.

Aus eigener Erfahrung bin ich mehr als einmal davon überzeugt, dass eine erste Überprüfung des technischen Zustands der Geräte viele Fehler beseitigt, die gesamte Betriebszeit spart und Verletzungen und Unfälle erheblich verhindert.

Drehstrom-Asynchronmotor: Was Sie vor dem Anschluss beachten sollten

Bis auf wenige Ausnahmen erhalten wir die Asynchronmaschine in einem unbekannten Zustand. In den seltensten Fällen gibt es ein Prüfzeugnis und eine zertifizierte Garantie eines Elektrolabors.

Mechanischer Zustand von Stator und Rotor: Was kann den Motorbetrieb beeinträchtigen?

Der feste Stator besteht aus drei Teilen: einem Mittelgehäuse und zwei Seitendeckeln, die mit Bolzen befestigt sind. Achten Sie auf den Abstand zwischen ihnen und die Anzugskraft mit den Muttern.

Der Körper muss fest zusammengedrückt werden. Darin dreht sich auf Lagern ein Rotor. Versuchen Sie es mit der Hand zu drehen. Bewerten Sie die aufgebrachte Kraft: wie die Lager funktionieren, ob es zu Schlägen kommt.

Ohne entsprechende Erfahrung lassen sich kleinere Mängel auf diese Weise nicht erkennen, es kommt jedoch sofort zu einer schwerwiegenden Blockierung. Hören Sie auf die Geräusche: Kommt der Rotor beim Drehen mit den Statorelementen in Berührung?

Nachdem Sie den Motor kurz in den Leerlauf geschaltet und laufen gelassen haben, achten Sie erneut auf die Geräusche der rotierenden Teile.

Idealerweise ist es besser, den Stator zu zerlegen, seinen Zustand visuell zu beurteilen, die verschmutzten Rotorlager zu waschen und deren Schmiermittel vollständig zu ersetzen.

Elektrische Eigenschaften der Statorwicklungen: So überprüfen Sie den Montagekreis

Der Hersteller gibt alle wichtigen Parameter des Elektromotors auf einem speziellen Schild an, das am Statorgehäuse angebracht ist.

Sie können diesen Werksvorgaben nur dann vertrauen, wenn Sie sicher sind, dass nach der Fabrik keiner der Elektriker den Wicklungsanschlussplan geändert oder unfreiwillige Fehler gemacht hat. Und ich bin auf solche Fälle gestoßen.

Und das Zeichen selbst kann mit der Zeit gelöscht werden oder verloren gehen. Daher schlage ich vor, die Technologie des Rotor-Spin-Ups zu verstehen.

Um die elektrischen Vorgänge im Motorstator zu verstehen, ist es sinnvoll, ihn sich in Form eines gewöhnlichen Ringkerntransformators vorzustellen, bei dem drei gleiche Wicklungen symmetrisch auf dem Ringkern des Magnetkreises angeordnet sind.

Der Statorkreis ist in einem geschlossenen Gehäuse montiert, von dem nur sechs Enden der Wicklungen entfernt sind.

Sie werden beschriftet und auf einer mit einem Deckel abgedeckten Klemmenleiste angeschlossen, die für den Aufbau in Stern- oder Dreieckschaltung durch Standardumstecken von Steckbrücken geeignet ist.

Die rechte Seite des Bildes zeigt den Zusammenbau des Dreiecks. Ich veröffentliche unten das Jumper-Anordnungsdiagramm für den Stern.

Elektrische Methoden zur Überprüfung von Wicklungsbaugruppenschaltungen

Doch nicht alles ist so einfach, wie es auf den ersten Blick scheinen mag. Es gibt eine Reihe von Motoren, die von diesen Regeln abweichen.

Beispielsweise kann ein Hersteller Elektromotoren nicht für den universellen Einsatz, sondern für den Betrieb unter bestimmten Bedingungen herstellen, wobei die Wicklungen in einer Sternkonfiguration geschaltet sind.

In diesem Fall kann er die drei Enden der Wicklungen innerhalb des Statorgehäuses zusammenbauen und nur vier Drähte für den Anschluss an das Phasen- und Nullpotential herausführen.

Die Installation dieser Enden erfolgt in der Regel vor Ort Rückseite. Um die Wicklungen in ein Dreieck umzuwandeln, müssen Sie das Gehäuse öffnen und zusätzliche Schlussfolgerungen ziehen.

Es ist keine schwierige Aufgabe. Es erfordert jedoch einen sorgfältigen Umgang mit der Lackschicht Kupferdraht. Wenn der Draht gebogen wird, kann er beschädigt werden, was zu einem Durchbruch der Isolierung und einem Kurzschluss zwischen den Windungen führt.

Was tun, wenn keine Pin-Markierungen vorhanden sind?

Bei einem alten Asynchronmotor können die Drähte von den Klemmen entfernt werden und die Werksmarkierungen gehen möglicherweise verloren. Es kam auch vor, dass sechs Enden einfach aus dem Körper herausragten. Sie müssen aufgerufen und gekennzeichnet werden.

Wir führen die Arbeiten in zwei Schritten durch:

1. Wir prüfen, ob die Enden zu den Wicklungen gehören.
2. Wir identifizieren und beschriften jeden Pin.

Tritt in der Wicklung ein Windungskurzschluss auf, kann dieser in der Regel durch Messung mit einem Multimeter im Ohmmeter-Modus festgestellt werden. Analysieren und vergleichen Sie dazu sorgfältig den aktiven Widerstand jeder Kette.

So überprüfen Sie das Statormagnetfeld im Werk

Wenn an einen laufenden Elektromotor Spannung angelegt wird, entsteht ein rotierendes Magnetfeld. Die visuelle Beurteilung erfolgt mithilfe einer Metallkugel, die die Rotation wiederholt.

Ich ermutige Sie nicht, eine solche Erfahrung zu wiederholen. Dieses Beispiel soll Ihnen helfen zu verstehen, dass der Betrieb eines Asynchronmotors auf dem Zusammenspiel der Magnetfelder von Stator und Rotor beruht.

Nur der richtige Anschluss der Wicklungen gewährleistet die Drehung der Kugel bzw. des Rotors.

Motorleistung und Wickeldrahtdurchmesser

Dies sind zwei miteinander verbundene Größen, da der Querschnitt des Leiters auf der Grundlage seiner Fähigkeit ausgewählt wird, der Erwärmung durch den durch ihn fließenden Strom standzuhalten.

Je dicker der Draht ist, desto mehr Strom kann bei akzeptabler Erwärmung durch ihn übertragen werden.

Wenn am Motor kein Schild vorhanden ist, kann seine Leistung anhand von zwei Kriterien beurteilt werden:

1. Wickeldrahtdurchmesser.
2. Abmessungen des Magnetkerns.

Analysieren Sie diese nach dem Öffnen der Statorabdeckung visuell.

Anschluss eines Drehstrommotors an ein Einphasennetz nach Sternschaltung

Lassen Sie mich mit einer Warnung beginnen: Selbst erfahrene Elektriker machen bei ihrer Arbeit Fehler, die als „menschlicher Faktor“ bezeichnet werden. Was können wir über Heimwerker sagen?

Das Sternschaltbild ist im Bild dargestellt.

Die Enden der Wicklungen werden an einem Punkt durch horizontale Brücken im Klemmenkasten gesammelt. Es sind keine externen Kabel daran angeschlossen.

Phase (über einen Leistungsschalter) und Neutralleiter der Haushaltsverkabelung werden an zwei verschiedene Klemmen am Anfang der Wicklungen geliefert. An den freien Anschluss (H2 in der Abbildung) ist eine Parallelkette aus zwei Kondensatoren angeschlossen: Cp – arbeitend, Sp – startend.

Der Arbeitskondensator ist über eine zweite Platte fest mit dem Phasendraht verbunden und der Startkondensator ist über einen zusätzlichen Schalter SA angeschlossen.

Beim Starten des Elektromotors muss der Rotor aus dem Ruhezustand gedreht werden. Es überwindet die Reibungskräfte von Lagern und den Umweltwiderstand. Für diesen Zeitraum ist es notwendig, die Größe des Statormagnetflusses zu erhöhen.

Dies geschieht durch Erhöhung des Stroms durch eine zusätzliche Beschaltung des Startkondensators. Nachdem der Rotor den Betriebsmodus erreicht hat, muss er ausgeschaltet werden. Andernfalls führt der Anlaufstrom zu einer Überhitzung der Motorwicklung.

Es ist nicht immer praktisch, die Startkette mit einem einfachen Schalter zu deaktivieren. Um diesen Prozess zu automatisieren, werden Schaltungen mit Relais oder zeitbasierten Startern verwendet.

Der Startknopf sowjetischer Aktivator-Waschmaschinen ist bei Heimwerkern beliebt. Es verfügt über zwei eingebaute Kontakte, von denen einer nach dem Einschalten verzögert automatisch abschaltet: was in unserem Fall erforderlich ist.

Wenn Sie sich das Prinzip der Einphasenspannungsversorgung genau ansehen, werden Sie feststellen, dass an zwei in Reihe geschalteten Wicklungen 220 Volt anliegen. Ihr gesamter elektrischer Widerstand summiert sich und schwächt den Stromfluss.

Der Anschluss eines Drehstrommotors an ein Einphasennetz nach Sternschaltung wird für Geräte mit geringer Leistung eingesetzt und zeichnet sich durch erhöhte Energieverluste von bis zu 50 % eines Drehstromnetzes aus.

Dreiecksschema: Vor- und Nachteile

Beim Anschluss eines Elektromotors auf diese Weise wird der gleiche externe Stromkreis wie beim Stern verwendet. Phase, Nullpunkt und Mittelpunkt der unteren Platten der Kondensatoren sind in Reihe auf drei Brücken des Klemmenkastens montiert.

Durch das Schalten der Wicklungsanschlüsse im Dreiecksmuster erzeugt die angelegte Spannung 220 in jeder Wicklung mehr Strom als im Stern. Hier weniger Verluste Energie, höhere Effizienz.

Durch den Anschluss des Motors nach einer Dreieckschaltung in einem einphasigen Netz können Sie bis zu 70-80 % des Stromverbrauchs sinnvoll nutzen.

Um eine Phasenschieberkette zu bilden, ist es notwendig, eine kleinere Kapazität von Arbeits- und Anlaufkondensatoren zu verwenden.

Wenn der Motor eingeschaltet wird, beginnt er möglicherweise in die falsche Richtung zu drehen. Wir müssen es umkehren.

Dazu genügt es, in beiden Stromkreisen (Stern oder Dreieck) die vom Netz kommenden Adern an der Klemmleiste zu vertauschen. Der Strom fließt in entgegengesetzter Richtung durch die Wicklung. Der Rotor ändert seine Drehrichtung.

So wählen Sie Kondensatoren aus: 3 wichtige Kriterien

Ein Dreiphasenmotor erzeugt ein rotierendes Magnetfeld des Stators aufgrund des gleichmäßigen Durchgangs sinusförmiger Ströme durch jede Wicklung, die im Raum um 120 Grad voneinander beabstandet sind.

In einem einphasigen Netz besteht diese Möglichkeit nicht. Wenn Sie eine Spannung gleichzeitig an alle 3 Wicklungen anschließen, findet keine Drehung statt – die Magnetfelder gleichen sich aus. Daher wird an einen Teil des Stromkreises so wie er ist Spannung angelegt und der Strom wird entsprechend dem Drehwinkel durch Kondensatoren zum anderen verschoben.

Die Addition zweier Magnetfelder erzeugt einen Momentenimpuls, der den Rotor dreht.

Die Leistung der erstellten Schaltung hängt von den Eigenschaften der Kondensatoren (Kapazitätswert und zulässige Spannung) ab.

Bei Motoren mit geringer Leistung und leichtem Start im Leerlauf ist es in manchen Fällen zulässig, nur Arbeitskondensatoren zu verwenden. Alle anderen Motoren benötigen einen Startblock.

Ich mache auf drei wichtige Parameter aufmerksam:

1. Kapazität;
2. zulässige Betriebsspannung;
3. Bauart.

So wählen Sie Kondensatoren nach Kapazität und Spannung aus

Es gibt empirische Formeln, die eine einfache Berechnung auf Basis des Nennstroms und der Nennspannung ermöglichen.

Allerdings sind die Leute oft verwirrt über die Formeln. Daher empfehle ich bei der Überprüfung der Berechnung zu berücksichtigen, dass bei einer Leistung von 1 Kilowatt eine Kapazität von 70 Mikrofarad für den Betriebskreis gewählt werden muss. Die Abhängigkeit ist linear. Fühlen Sie sich frei, es zu verwenden.

Allen diesen Methoden kann und sollte man vertrauen, theoretische Berechnungen müssen jedoch in der Praxis getestet werden. Die spezifische Konstruktion des Motors und die auf ihn wirkenden Belastungen erfordern immer Anpassungen.

Kondensatoren sind für den maximal zulässigen Stromwert unter den Erwärmungsbedingungen des Drahtes ausgelegt. Das verbraucht viel Strom.

Überwindet der Elektromotor Lasten kleinerer Größenordnung, empfiehlt es sich, die Kapazität der Kondensatoren zu reduzieren. Dies geschieht experimentell während der Einrichtung, indem die Ströme in jeder Phase mit einem Amperemeter gemessen und verglichen werden.

Am häufigsten werden Metall-Papier-Kondensatoren zum Starten eines asynchronen Elektromotors verwendet.

Sie funktionieren gut, haben aber niedrige Bewertungen. Beim Zusammenbau zu einer Kondensatorbank ergibt sich eine recht große Bauform, die selbst für eine stationäre Maschine nicht immer praktisch ist.

Jetzt
Die Industrie stellt kleine Elektrolytkondensatoren her, die für den Betrieb mit Wechselstrom-Elektromotoren geeignet sind.

Ihre innere Struktur Isoliermaterialien sind für den Betrieb unter unterschiedlichen Spannungen geeignet. Bei einer funktionierenden Kette sind es mindestens 450 Volt.

Bei einem Startkreis mit kurzzeitigem Einschalten unter Last wird er aufgrund einer Verringerung der Dicke der dielektrischen Schicht auf 330 reduziert. Diese Kondensatoren sind kleiner.

Diese wichtige Bedingung muss gut verstanden und in die Praxis umgesetzt werden. Andernfalls explodieren 330-Volt-Kondensatoren bei längerem Betrieb.

Bei einem bestimmten Motor ist es höchstwahrscheinlich nicht möglich, ihn nur mit einem Kondensator loszuwerden. Sie müssen die Batterie durch Reihen- und Parallelschaltung zusammenbauen.

Bei Parallelschaltung die Gesamtkapazität wird aufsummiert, die Spannung ändert sich jedoch nicht.

Durch die Reihenschaltung von Kondensatoren wird die Gesamtkapazität verringert und die angelegte Spannung zwischen ihnen aufgeteilt.

Welche Arten von Kondensatoren können verwendet werden?

Die Nennnetzspannung beträgt 220 Volt. Sein Amplitudenwert beträgt 310 Volt. Daher liegt die Mindestgrenze für den kurzzeitigen Betrieb beim Start bei 330 V.

Eine Spannungsreserve von bis zu 450 V für Arbeitskondensatoren berücksichtigt Überspannungen und Impulse, die im Netz entstehen. Es ist nicht zu unterschätzen, dass der Einsatz von Kapazitäten mit großer Reserve die Abmessungen der Batterie deutlich vergrößert, was irrational ist.

Für eine Phasenschieberkette dürfen polare Elektrolytkondensatoren verwendet werden, die einen Stromfluss nur in eine Richtung ermöglichen. Ihr Anschlusskreis muss einen strombegrenzenden Widerstand von mehreren Ohm enthalten.

Ohne deren Einsatz scheitern sie schnell.

Bevor Sie einen Kondensator installieren, sollten Sie dessen tatsächliche Kapazität mit einem Multimeter prüfen und sich nicht auf die Werksmarkierungen verlassen. Dies gilt insbesondere für Elektrolyte: Sie trocknen oft vorzeitig aus.

Diagramm der Phasenverschiebung von Strömen mit Kondensatoren und einer Drossel: Was mir nicht gefallen hat

Dies ist das dritte im Titel versprochene Design, das ich vor zwei Jahrzehnten implementiert, im Betrieb getestet und dann aufgegeben habe. Es ermöglicht die Nutzung von bis zu 90 % der Drehstrommotorleistung, hat jedoch Nachteile. Mehr dazu später.

Ich habe einen dreiphasigen Spannungswandler mit einer Leistung von 1 Kilowatt zusammengebaut.

Es beinhaltet:

• 140 Ohm induktive Reaktanzdrossel;
• Kondensatorbank für 80 und 40 Mikrofarad;
• einstellbarer Rheostat 140 Ohm mit einer Leistung von 1000 Watt.

Eine Phase funktioniert in gewohnter Weise. Der zweite mit einem Kondensator verschiebt den Strom entlang der Drehung des elektromagnetischen Feldes um 90 Grad nach vorne, und der dritte mit einer Drossel bildet seine Verzögerung um den gleichen Winkel.

Die Ströme aller drei Statorphasen sind an der Entstehung eines phasenschiebenden magnetischen Moments beteiligt.

Das Drosselklappengehäuse musste unter Verwendung einer mechanischen Struktur aus Holz auf Federn mit einer Luftspaltverstellung mit Gewinde zusammengebaut werden, um seine Eigenschaften anzupassen.

Das Design des Rheostaten ist im Allgemeinen „blechern“. Jetzt kann es aus in China gekauften leistungsstarken Widerständen zusammengebaut werden.

Ich habe sogar darüber nachgedacht, einen Wasser-Reostat zu verwenden.

Aber ich habe es abgelehnt: Das Design sei zu gefährlich. Für den Versuch habe ich einfach einen dicken Stahldraht um ein Asbestrohr gewickelt und auf die Ziegel gelegt.

Als ich den Motor der Kreissäge startete, funktionierte er normal, hielt den auftretenden Belastungen stand und sägte normal dicke Blöcke.

Alles wäre gut, aber der Zähler läuft doppelt so schnell: Dieser Wandler nimmt die gleiche Leistung auf wie der Motor. Der Choke und das Kabel erwärmten sich recht gut.

Wegen hoher Verbrauch Strom, geringe Sicherheit, komplexes Design, ich empfehle einen solchen Konverter nicht.

Sicherheitsvorkehrungen beim Anschluss eines Drehstrommotors: Erinnerung

Arbeiten zur Justierung des stromführenden Stromkreises müssen von geschultem Personal durchgeführt werden. Kenntnisse über Tuberkulose sind ein Muss.

Die Verwendung eines Trenntransformators verringert das Risiko eines Stromschlags erheblich. Nutzen Sie es daher für jegliche Live-Anpassungsarbeiten.

Ein spezielles Elektrikerwerkzeug mit dielektrischen Griffen erleichtert nicht nur die Arbeit, sondern schont auch die Gesundheit. Vernachlässigen Sie es nicht!

Wenn Sie Fragen haben oder Ungenauigkeiten bemerken, nutzen Sie bitte den Kommentarbereich.

Es kommt vor, dass Ihnen ein dreiphasiger Elektromotor in die Hände fällt. Aus solchen Motoren werden hausgemachte Kreissägen, Schmirgelmaschinen und verschiedene Arten von Aktenvernichtern hergestellt. Im Allgemeinen weiß ein guter Besitzer, was man damit machen kann. Das Problem ist jedoch, dass ein dreiphasiges Netzwerk in Privathäusern sehr selten ist und nicht immer installiert werden kann. Es gibt jedoch mehrere Möglichkeiten, einen solchen Motor an ein 220-V-Netz anzuschließen.

Es versteht sich, dass die Motorleistung bei einer solchen Verbindung, egal wie sehr Sie es versuchen, merklich sinkt. So verbraucht eine Dreieckschaltung nur 70 % der Motorleistung und eine Sternschaltung sogar noch weniger – nur 50 %.

In diesem Zusammenhang ist ein leistungsstärkerer Motor wünschenswert.

Wichtig! Seien Sie beim Anschließen des Motors äußerst vorsichtig. Nehmen Sie sich Zeit. Schalten Sie beim Wechseln des Stromkreises die Stromversorgung aus und entladen Sie den Kondensator mit einer elektrischen Lampe. Arbeiten Sie mit mindestens zwei Personen.

Daher werden in jedem Verbindungsschema Kondensatoren verwendet. Im Wesentlichen fungieren sie als dritte Phase. Dadurch verschiebt sich die Phase, an die ein Anschluss des Kondensators angeschlossen ist, genau so weit wie nötig, um die dritte Phase zu simulieren. Darüber hinaus wird zum Betreiben des Motors ein Tank (Arbeitstank) und zum Starten ein anderer (Startertank) parallel zum Arbeitstank verwendet. Obwohl dies nicht immer notwendig ist.

Für einen Rasenmäher mit einem Messer in Form einer geschärften Klinge reicht beispielsweise ein 1-kW-Gerät und nur funktionierende Kondensatoren aus, ohne dass Behälter zum Starten erforderlich sind. Dies liegt daran, dass der Motor beim Starten im Leerlauf läuft und genügend Energie hat, um die Welle zu drehen.

Wenn Sie eine Kreissäge, eine Haube oder ein anderes Gerät nehmen, das eine Vorlast auf die Welle ausübt, können Sie auf zusätzliche Kondensatorbänke zum Starten nicht verzichten. Jemand könnte sagen: „Warum nicht die maximale Kapazität anschließen, damit nicht genug vorhanden ist?“ Aber so einfach ist es nicht. Bei einer solchen Verbindung wird der Motor überhitzen und möglicherweise ausfallen. Riskieren Sie nicht Ihre Ausrüstung.

Wichtig! Unabhängig von der Kapazität der Kondensatoren muss ihre Betriebsspannung mindestens 400 V betragen, da sie sonst längere Zeit nicht funktionieren und explodieren können.

Betrachten wir zunächst, wie ein Drehstrommotor an ein 380-V-Netz angeschlossen wird.

Dreiphasenmotoren verfügen entweder über drei Anschlüsse – nur für den Anschluss an einen Stern – oder über sechs Anschlüsse, mit der Möglichkeit, eine Schaltung auszuwählen – Stern oder Dreieck. Das klassische Schema ist in der Abbildung zu sehen. Hier im Bild links gibt es eine Sternschaltung. Das Foto rechts zeigt, wie es auf einem echten Motorrahmen aussieht.

Es ist ersichtlich, dass hierfür spezielle Jumper auf den erforderlichen Pins installiert werden müssen. Diese Jumper werden mit dem Motor geliefert. Bei nur 3 Klemmen erfolgt die Sternschaltung bereits im Motorgehäuse. In diesem Fall ist es einfach unmöglich, den Wicklungsanschlussplan zu ändern.

Einige sagen, dass sie dies getan haben, um zu verhindern, dass Arbeiter Geräte für den Eigenbedarf von zu Hause stehlen. Wie dem auch sei, solche Motoroptionen können erfolgreich für Garagenzwecke eingesetzt werden, ihre Leistung wird jedoch deutlich geringer sein als die der durch ein Dreieck verbundenen.

Anschlussplan für einen 3-Phasen-Motor in einem 220-V-Netz mit Sternschaltung.

Wie man sieht, verteilt sich die 220V-Spannung auf zwei in Reihe geschaltete Wicklungen, die jeweils für eine solche Spannung ausgelegt sind. Daher geht die Leistung fast doppelt so weit verloren, aber ein solcher Motor kann in vielen Geräten mit geringer Leistung verwendet werden.

Die maximale Leistung eines 380-V-Motors in einem 220-V-Netz kann nur über eine Dreieckschaltung erreicht werden. Neben minimalen Leistungsverlusten bleibt auch die Motordrehzahl unverändert. Dabei wird jede Wicklung für ihre eigene Betriebsspannung, also die Leistung, genutzt. Der Anschlussplan für einen solchen Elektromotor ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abb. 2 zeigt eine Klemme mit 6-poliger Klemme für Dreieckschaltung. Die drei resultierenden Ausgänge werden versorgt mit: Phase, Null und einem Anschluss des Kondensators. Die Drehrichtung des Elektromotors hängt davon ab, wo der zweite Anschluss des Kondensators angeschlossen ist – Phase oder Null.

Auf dem Foto: ein Elektromotor mit nur funktionierenden Kondensatoren und ohne Kondensatoren zum Starten.

Bei Vorbelastung der Welle ist der Einsatz von Kondensatoren zum Anlassen erforderlich. Sie werden beim Einschalten über einen Taster oder Schalter parallel mit den Arbeitern verbunden. Sobald der Motor die Höchstgeschwindigkeit erreicht, sollten die Starttanks von den Arbeitern getrennt werden. Wenn es ein Knopf ist, lassen wir ihn einfach los, und wenn es ein Schalter ist, dann schalten wir ihn aus. Dann verwendet der Motor nur funktionierende Kondensatoren. Eine solche Verbindung ist auf dem Foto dargestellt.

So wählen Sie Kondensatoren für einen Drehstrommotor aus, der ihn in einem 220-V-Netzwerk verwendet.

Das erste, was Sie wissen müssen, ist, dass die Kondensatoren unpolar, also nicht elektrolytisch, sein müssen. Am besten verwenden Sie Behälter der Marke ― MBGO. Sie wurden in der UdSSR und in unserer Zeit erfolgreich eingesetzt. Sie halten Spannungen, Stromstößen und schädlichen Umwelteinflüssen perfekt stand.

Sie verfügen außerdem über Montageösen, mit denen Sie sie problemlos an jeder Stelle des Gerätegehäuses anbringen können. Leider ist es jetzt problematisch, sie zu bekommen, aber es gibt viele andere moderne Kondensatoren, die nicht schlechter sind als die ersten. Die Hauptsache ist, dass ihre Betriebsspannung, wie oben erwähnt, nicht weniger als 400 V beträgt.

Berechnung von Kondensatoren. Kapazität des Arbeitskondensators.

Um nicht auf lange Formeln zurückzugreifen und Ihr Gehirn zu quälen, gibt es eine einfache Möglichkeit, einen Kondensator für einen 380-V-Motor zu berechnen. Pro 100 W (0,1 kW) werden 7 µF entnommen. Wenn der Motor beispielsweise 1 kW hat, berechnen wir ihn wie folgt: 7 * 10 = 70 µF. Es ist äußerst schwierig, ein solches Fassungsvermögen in einem Glas zu finden, und außerdem ist es teuer. Daher werden die Behälter meist parallel geschaltet, um die erforderliche Kapazität zu erreichen.

Kapazität des Startkondensators.

Dieser Wert wird mit einer Rate angenommen, die 2-3 mal größer ist als die Kapazität des Arbeitskondensators. Es ist zu berücksichtigen, dass diese Kapazität mit der Arbeitskapazität zusammengerechnet wird, d. h. bei einem 1-kW-Motor beträgt die Arbeitskapazität 70 μF, multiplizieren Sie sie mit 2 oder 3 und erhalten Sie den erforderlichen Wert. Dies sind 70–140 µF zusätzliche Kapazität – beginnend. Im Moment des Einschaltens ist es mit dem Arbeitsgerät verbunden und der Gesamtstrom beträgt 140-210 µF.

Merkmale der Auswahl von Kondensatoren.

Sowohl Arbeits- als auch Startkondensatoren können nach der Methode vom kleinsten zum größten ausgewählt werden. Nachdem Sie so die durchschnittliche Kapazität ausgewählt haben, können Sie den Betriebsmodus des Motors schrittweise hinzufügen und überwachen, damit er nicht überhitzt und genügend Leistung auf der Welle hat. Außerdem wird der Startkondensator durch Hinzufügen ausgewählt, bis er reibungslos und ohne Verzögerungen startet.