Инженер из г. Ростова-на-Дону Н. Ковалев на практике столкнулся с тем, что многие домашние мастера не знают, как подключить трехфазный асинхронный электродвигатель к бытовой электросети напряжением 220 В. Он решил, что будет полезно еще раз и более подробно изложить, как это правильно сделать.

Наиболее простой и широко используемый способ, обеспечивающий работу трехфазного электродвигателя от сети, которая имеет только одну фазу и ноль, - это подключение одной из трех его обмоток через фазосдвигающий конденсатор. При этом мощность на валу двигателя будет гораздо меньше той, которую двигатель имеет при питании от 3-х фаз.
С фазосдвигающим конденсатором в однофазном режиме хорошо работают моторы серии А, АО, А02, АОЛ, АПИ, УАД. Самый трудный вопрос при их использовании - это пуск двигателя под нагрузкой. В идеале емкость фазосдвигающего конденсатора должна уменьшаться с ростом числа оборотов ротора. Выполнить это условие сложно, и поэтому обычно используют два конденсатора. При пуске включают их параллельно, а после разгона оставляют включенным только один - рабочий.
Для правильного подключения обмоток электродвигателя к сети прежде всего нужно разобраться с их выводами. Выводы 3-х статорных обмоток имеют следующие обозначения:
С1, С2, СЗ - начала обмоток I, II и III фаз;
С4, С5, С6 - концы обмоток I, II и III фаз.
Начала обмоток в электрических схемах обычно отмечают точкой, как это показано на рис. 1.


Если на клеммной коробке или в паспорте о напряжении питания электродвигателя написано 220/380 В, то это означает, что его обмотки при напряжении трехфазной сети 220 В нужно включать по схеме «треугольника», а при 380 В - в «звезду» (рис. 2).


В настоящее время в России электрических сетей с напряжением между фазами 220 В практически не осталось.
В формулы для расчета фазосдвигающих конденсаторов входят две основные величины: U - напряжение питающей линии (сети) и I - ток, протекающий в обмотках двигателя. Если величину напряжения в сети мы знаем однозначно (конечно же, она - 220 В), то ток I можно определить только в том случае, если нам будет известна мощность двигателя - Р (Вт), коэффициент его полезного действия - η и коэффициент электрической мощности - cosφ данного типа двигателя. Эти характеристики указывают в паспорте. Подставив их величины в формулу
I=P/(1,73Uηcosφ)[A],
находим ток, значение которого используем для расчета рабочей и пусковой емкостей конденсаторов (Ср, Сп) в различных схемах их подключения к обмоткам (см. таблицу 1). В этой таблице указано и напряжение Uc, возникающее на конденсаторах.

*Где: Р - мощность двигателя (Вт); U - напряжение сети (В); η - К.П.Д.; cosφ -коэффициент мощности двигателя.

Емкость пускового конденсатора обычно в 2,5-3 раза больше емкости рабочего. Для сдвига фазы в цепи питания обмоток пригодны конденсаторы МБГО, МБГП, МБГТ, К42-4 на постоянное напряжение не ниже 600 В, а также МБГЧ, К42-19 - на переменное напряжение 250 В и выше. Электролитические конденсаторы при всех ухищрениях их включения с помощью диодов работают не надежно и рекомендовать к применению в данном случае не следует.
Для тех, кто затрудняется произвести расчеты необходимой емкости конденсаторов, примерное их значение в зависимости от мощности двигателя приводится в таблице 2.


Следует помнить, что при выборе конденсаторов по таблице возможны значительные ошибки, и двигатель во время работы может перегреваться. В этом случае подбором емкостей рабочего конденсатора необходимо добиться максимально возможного равенства напряжения на обмотках. Если двигатель используется в недогруженном режиме, то величина рабочей емкости может быть уменьшена.

Литература
1. Пестриков В.Н. «Домашний электрик и не только», С.-Пб., 2002, 59-71.
2. Виноградов В.Н., Виноградов Ю.Н. «Как самому рассчитать и сделать электродвигатель», М., «Энергия», 1976, 58-61.
3. Ерлыкин Е. А. «Практические советы радиолюбителю», М., «МО СССР», 1976, 284-250.


Наиболее оптимальный способ подключения трехфазного электродвигателя к однофазной сети с применением фазосдвигающего конденсатора предложил В. Клейменов из Москвы (журнал «Радио» №2, 2002г.). Он указал на то, что при включении обмоток по схеме 1 (см. табл. 1 и рис. 3А) в статоре образуется дополнительная компонента вращающегося магнитного поля, тормозящая ротор. Из-за этого крутящий момент на оси включенного подобным образом двигателя не превышает 35% номинального даже при оптимальном подборе рабочего конденсатора.
Простым отключением от сети обмотки III можно повысить крутящий момент до 41% от номинального. Но наиболее эффективным будет включение этой обмотки встречно обмотке II через отдельный конденсатор (рис. 3), либо через увеличенную в 2 раза емкость конденсатора обмотки II, как это показано на схеме пунктирной линией.

Рис. 3. Схемы включения электродвигателя в однофазную сеть, позволяющие увеличить крутящий момент на его валу:
А - общепринятое включение обмоток в «звезду» с фазосдвигающим конденсатором; Б - без подключения обмотки III; В - со встречным включении обмотки III и конденсатором С2.

Автор этого предложения экспериментально установил, что такое включение не только увеличивает (до 58% от номинального) крутящий момент на валу двигателя, но и облегчает его пуск.
Емкости С1 и С2 должны быть одинаковыми. Их рассчитывают по формуле
С = 2800Iф/U,
где Iф - номинальный фазовый ток (А) включаемого электродвигателя, U - напряжение питающей сети (U=220 В).
Правильность подбора емкости конденсатора можно проконтролировать, измеряя напряжение на каждой обмотке двигателя под нагрузкой. Показания вольтметра должны быть возможно одинаковыми.