Такая проблема зачастую встает перед теми, кто любит что-либо конструировать и собирать своими руками. Если речь идет о самодельном станке, агрегате или ином механизме для бытового применения, возникает вопрос – как приспособить электродвигатель, рассчитанный на 380/3ф, к работе от обычной розетки 220 В.

Что необходимо сделать (доработать), какие практикуются схемы его включения в однофазную сеть – эти и подобные вопросы станут темой нашего разговора.

Способы включения двигателя в сеть 220 В

Они определяются той схемой, по которой соединены обмотки.

«Звезда»

Такой электродвигатель менее эффективен при подключении к 220 В, так как данное соединение обмоток снижает мощность примерно на 60 – 65%. Но иногда выбора просто нет.

«Треугольник»

Для подключения к сети 220 лучше выбрать этот вариант. Мощность также будет утеряна, но не более чем наполовину.

Но соединение обмоток – это еще не все. Сколько конденсаторов придется включить в схему?

Один – если мощность электродвигателя не превышает 1 500 Вт.

Два – при Pдв ˃ 1,5 кВт.

Расчет номинала конденсаторов

Условные обозначения: Сп – пусковой, Ср – рабочий.

Существует несколько несложных формул, но они будут малополезны читателю. Уж поверьте на слово.

Во-первых, для производства вычислений нужно будет замерить силу тока в какой-либо обмотке электродвигателя, а для этого его придется сначала включить в сеть 3 ф, да к тому же использовать специальные клещи. А они есть не у всех, даже у электриков. Это касается тех движков, у которых надписи на шильдике стерты или отсутствует паспорт на изделие. Кстати, для самоделок в основном такие образцы и используются – категории б/у.

Во-вторых, и самое главное – автор на практике убедился, что даже предельно точный расчет не является гарантией корректной работы движка.

В-третьих, не все принимают во внимание, что расчеты делаются «под нагрузку». На холостом ходу двигатель начнет перегреваться. Это еще раз доказывает, что целесообразнее конденсаторы подбирать практически.

Найти требуемую емкость опытным путем – самое правильное решение. А сделать это несложно, если знать, что на каждые 1000 Вт электродвигателя необходим конденсатор порядка 70 – 80 мкф. Ставить один или целую сборку из нескольких образцов с разными номиналами – кому как удобнее. А вернее, что есть под рукой, то и использовать.

Что учесть?

• Для тех, кто подзабыл школу – номиналы емкостей складываются при их параллельном включении. Последовательное дает сумму обратных величин, то есть 1/С. Это поможет подобрать оптимальное значение. «Фишка» в том, что промышленность выпускает конденсаторы, рассчитанные на определенную емкость, и найти именно тот, который требуется по результатам расчетов, вряд ли получится (проверено!). Вот и нужно быть готовым к тому, что придется экспериментировать.
• Момент включения для электродвигателя – самый «трудный». Поэтому значение номинала конденсатора пускового (Сп) должно быть равно примерно трем рабочего (Ср). Иначе с запуском движка будут проблемы.

Особенности схем и их сборки

• Как произвести подключение? Любой трехфазный электродвигатель имеет 3 провода, которые соединяются с его обмотками. Проводники могут просто торчать из корпуса или заводиться в клеммную коробку, которая на нем расположена. Это не важно. На схемах ясно показано, что с чем соединяется. Нюанс в том, что направление вращения ротора заранее угадать не получится. Если вал крутится не в ту сторону, достаточно поменять местами провода, присоединенные к емкости.
• Кнопка «разгон». Она удерживается до тех пор, пока ротор не наберет номинальное число оборотов, то есть пока электродвигатель не выйдет на режим. Можно сделать и так, что она будет самоблокироваться, а потом автоматически размыкать контакты. Но это намного усложняет схему, поэтому приводить какие-либо чертежи автор не считает целесообразным. Кто с электротехникой на «ты», сам или сообразит, или найдет соответствующую информацию. Это же касается и организации реверсирования двигателя. Иногда нужно, чтобы его вал вращался или в одну, или в другую сторону. Решение – установка 3-х полюсного переключателя.
• Изоляция выводов емкостей. Напряжение на них может достигать больших значений. Перед присоединением провода к конденсатору на проводник следует одеть кусочек трубки ПВХ соответствующего сечения (так называемый кембрик), а после фиксации и снижения температуры в рабочей зоне «насадить» его на место пайки.

Не стоит забывать, что в моменты включения/выключения двигателя (особенно при его пуске) могут быть значительные скачки напряжения. Следовательно, раз он подключается к сети 220, все конденсаторы, задействованные в схеме, должны быть не менее чем на 400 В. Это – нижний предел по вольтажу. А вот больше (630, 750 и так далее) – пожалуйста; только их стоимость будет выше (если придется покупать).

Все емкости, которые включаются в схему, должны быть однотипными. В основном устанавливаются конденсаторы бумажные, и автор советует выбирать именно их. Использование образцов электролитических возможно, но для этого придется делать специальные расчеты и усложнять схему. Например, за счет введения в нее диодов, помещения емкостей под защитным кожухом.

Если нет базовых знаний в области электротехники, то лучше с двигателем не экспериментировать. Одновременно, в одной схеме, применять и бумажные, и электролитические конденсаторы нельзя!

Для подобных схем обычно берутся МБГ, МБГО, КБП, МБГП (это и есть бумажные). Их единственный недостаток – большие габариты. А если это сборка, то ее размеры более чем внушительные. Такие типы емкостей подходят для электродвигателя стационарной установки. Соорудить «короб», поместить в нем все конденсаторы и протянуть провода к движку – не проблема. А если монтируется мобильный аппарат? Как поступить?

Об электролитических конденсаторах уже сказано, хотя и не все. Пробой даже одного п/п прибора (диода) может инициировать взрыв емкости. Автор не рекомендует ни при каких условиях связываться с электролитами. Самое верное решение – использовать для схем мобильных устройств конденсаторы СВВ (металлизированные, полипропиленовые). Размеры – минимальные, номиналы емкостей – значительные. Плюс к этому – взрывобезопасные. Что еще нужно для подключения?

Если мощность превышает 3000 Вт, то подключать его к 220 В не рекомендуется. Одна из причин – большой пусковой ток. Это может привести к выходу других элементов эл/цепей, завязанных на данную линию. «Повыбивает» автоматы, подгорят контакты – это далеко не полный перечень возможных «сюрпризов».

Сразу же заниматься расчетами схемы подключения не имеет смысла. Для начала нужно уяснить, насколько целесообразно использование трехфазного движка в сети 220 В в той или иной ситуации. Дело в том, что его КПД при таком включении может уменьшиться на 55 – 65%.

Принципиально это или нет для нормальной работы «самоделки» или агрегата промышленного изготовления, будут ли способны устройства выполнять свои функции и насколько эффективно? Только ответив на все эти вопросы, можно приступать к поиску конденсаторов для схемы двигателя. Это самое правильное решение.