В практике встречаются случаи, когда нужно трехфазный асинхронный электродвигатель подключить к однофазной сети. И сейчас многие знают, что для этого не обязательно перематывать статор электродвигателя. В настоящее время разработано и испытано на практике много схем включения трехфазных электродвигателей в однофазную сеть без всяких изменений обмоток статора.
В качестве пусковых элементов используют конденсаторы.
Выводы обмотки статора трехфазного асинхронного электродвигателя имеют следующие обозначения: С1 – начало первой фазы (фазы А); С2 – начало второй фазы (фазы В); С3 – начало третьей фазы (фазы С); С4 – конец первой фазы (фазы А); С5 – конец второй фазы (фазы В); С6 – конец третьей фазы (фазы С). Эти обозначения нанесены на выводных проводниках обмотки.
Рис. 1. Соединение фаз трехфазной обмотки.
а – в звезду; б – в треугольник
Обмотка трехфазного электродвигателя может быть соединена в звезду (рис. 1, а) или треугольник (рис. 1, б). При соединении в звезду начала или концы всех трех фаз соединяют в одну точку, а оставшиеся три вывода соединяют с трехфазной сетью. При соединении в треугольник соединяют конец первой фазы с началом второй, конец второй с началом третьей, а конец третьей с началом первой. От точек соединений берут выводы для подключения электродвигателя к трехфазной сети.
В трехфазной системе различают фазные и линейные напряжения и токи. При соединении в звезду между ними имеют место следующие соотношения:
Uл = 1,73 × Uф; Iл = Iф;
при соединении в треугольник
Uл = Uф; Iл = 1,73 × Iф.
Большая часть трехфазных электродвигателей выпускается на два линейных напряжения, например 220/380 В или 380/660 В. При меньшем напряжении сети обмотка соединяется в треугольник, а при большем напряжении – в звезду. У таких электродвигателей на дощечку зажимов выводят все шесть выводных проводников обмотки. Однако встречаются электродвигатели на одно напряжение сети, у которых обмотка соединена в звезду или треугольник внутри электродвигателя, а к дощечке зажимов выведены только три проводника. Конечно, можно было бы и в этом случае разобрать электродвигатель, разъединить междуфазовые соединения и сделать три дополнительных вывода. Однако можно этого и не делать, использовав одну из схем включения электродвигателя в однофазную сеть, которые приведены ниже.
 | |
Рис. 2. Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть. а – схема включения; б – сдвиг фаз между рабочей и пусковой обмотками | Рис. 3. Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть с двумя конденсаторами |
Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя с шестью выводами в однофазную сеть показана на рис. 2, а. Для этого две фазы соединяют последовательно и подключают к однофазной сети, а третью фазу подключают к ним параллельно, включив в нее пусковой элемент 1 с выключателем 2. В качестве пускового элемента может служить активное сопротивление или конденсатор. При этом рабочая обмотка будет занимать 2/3 пазов статора, а пусковая 1/3. Таким образом, трехфазная обмотка обеспечивает требуемое соотношение пазов между рабочей и пусковой обмотками. При таком соединении угол между рабочей и пусковой обмотками составляет 90° эл. (рис. 2, б).
При соединении двух фаз последовательно надо следить за тем, чтобы они были включены согласно, а не встречно, когда намагничивающие силы соединяемых фаз вычитаются. Как видно из схемы рис. 2, а, в общую точку соединены концы второй и третьей фаз С5 и С6.
Можно трехфазный электродвигатель использовать и в качестве конденсаторного по схеме рис. 3 с одним рабочим конденсатором 1 или с рабочим 1 и пусковым 2 конденсаторами. При такой схеме включения емкость рабочего конденсатора, мкФ, определяется по формуле
где I – номинальный ток электродвигателя, А; U – напряжение сети, В.
Трехфазный электродвигатель с тремя выводами и обмоткой статора, соединенной в звезду, подключают к однофазной сети по схеме рис. 4. При этом емкость рабочего конденсатора определяют по формуле
Напряжение конденсатора U1 = 1,3 × U.
Трехфазный электродвигатель с тремя выводами и обмоткой статора, соединенной в треугольник, подключают к однофазной сети по схеме рис. 5. Емкость рабочего конденсатора определяют по формуле
Напряжение конденсатора U1 = 1,15 × U.
Во всех трех случаях емкость пусковых конденсаторов можно примерно определить из соотношения
С2 ≈ (2,5 – 3)С1.
При выборе схемы включения следует руководствоваться напряжением, на которое рассчитан трехфазный электродвигатель, и напряжением однофазной сети. При этом фазное напряжение трехфазного электродвигателя должно сохраниться при включении в однофазную сеть.
 | |
| Рис. 4. Включение трехфазного электродвигателя с обмоткой, соединенной в звезду, в однофазную сеть | Рис. 5. Включение трехфазного электродвигателя с обмоткой, соединенной в треугольник, в однофазную сеть |
Пример. Трехфазный асинхронный электродвигатель мощностью 1,1 кВт, напряжением 220/380 В с номинальным током 4,5/2,6 А необходимо включить в однофазную сеть напряжением 220 В.
При использовании схемы рис. 5 емкость рабочего конденсатора
напряжение на конденсаторе U1 = 1,3 × 220 = 286 В
Емкость пускового конденсатора
С2 = (2,5 – 3) × 33 = 82 – 99 мкФ.
При использовании трехфазного электродвигателя в качестве однофазного мощность его снижается до 50 %, а в качестве конденсаторного однофазного – до 70 % от номинальной мощности.
Источник: Виноградаов Н.В., Виноградов Ю.Н., "Как самому рассчитать и сделать электродвигатель" - 3-е издание, переработанное и дополненное - Москва: Энергия, 1974 - 168с.