So schalten Sie einen dreiphasigen Elektromotor in ein einphasiges Netzwerk ein, ohne ihn zurückzuspulen

Ein dreiphasiger Asynchronmotor kann an einem Einphasennetz als Einphasenmotor mit Anlaufelement oder als Einphasenkondensator mit konstanter Betriebskapazität betrieben werden. Die Verwendung eines Motors als Kondensator ist vorzuziehen.

In diesem Fall werden beim Starten des Motors zur Bildung eines rotierenden Magnetfelds (im allgemeinen Fall eines elliptischen) Spulen aus allen drei Phasen verwendet, wobei mit Hilfe eines dreiphasigen asymmetrischen Systems von Strömen entsteht ein aktiver Widerstand R, eine Induktivität L oder eine Kapazität C.

Am Ende des Starts wird in den meisten Fällen eine der Phasen zusammen mit dem Hilfswiderstand (R, L oder C) getrennt und der Motor in den Einphasenmodus überführt, in dem die Statorwicklungen eine Pulsation erzeugen , kein rotierendes Magnetfeld.

Der Einsatz von Drehstrommotoren für den Betrieb an einem Einphasennetz

Die Abbildungen 1 und 2 zeigen verschiedene Schemata zum Starten von Drehstrom-Asynchronmotoren beim Betrieb an einem Einphasennetz.

Reis. 1. Anschlusspläne an ein einphasiges Netzwerk von Drehstrommotoren mit drei Anschlüssen:
a – Stromkreis mit Anlaufwiderstand, b, c – Stromkreise mit Arbeitskapazität

Wenn wir die auf seinem Bedienfeld angegebene Leistung eines Drehstrommotors mit 100 % annehmen, kann der Motor bei einem einphasigen Anschluss 50–70 % dieser Leistung entwickeln, bei Verwendung als Kondensator 70–85 % bzw mehr. Ein weiterer Vorteil des Kondensatormotors besteht darin, dass in einem einphasigen Stromkreis keine spezielle Startvorrichtung erforderlich ist, um die Startwicklung nach dem Beschleunigen des Motors abzuschalten.

Reis. 2. Schemata zum Anschluss von Drehstrommotoren mit sechs Anschlüssen an ein Einphasennetz:
a – Stromkreis mit Anlaufwiderstand, b, c – Stromkreise mit Arbeitskapazität

Der Schaltkreis in den Abbildungen muss unter Berücksichtigung der Netzspannung und der Nennspannung des Motors ausgewählt werden. Wenn beispielsweise drei Enden der Statorwicklung entfernt werden (Abb. 1), kann der Motor in einem Netzwerk verwendet werden, dessen Spannung der Nennspannung des Motors entspricht.

Bei sechs Ausgangsenden der Wicklung hat der Motor zwei Nennspannungen: 127/220 V, 220/380 V. Wenn die Netzspannung gleich der höheren Nennspannung des Motors ist, d. h. Uc = 220 V bei Nennspannung 127/220 V oder UC = 380 V bei Nennspannung 220/380 V usw., dann gelten die Diagramme in Abb. 1, a, b. Wenn die Netzspannung kleiner als die Nennspannung des Motors ist, funktioniert die in Abb. 1, c. In diesem Fall wird bei einem einphasigen Anschluss die Leistung des Motors erheblich reduziert, daher wird empfohlen, Stromkreise mit Arbeitskapazität zu verwenden.

Auswahl der Kondensatoren beim Anschluss von Drehstrommotoren an das Netzwerk

Die Berechnung der Leistungselemente beim Einsatz von Drehstrommotoren als Einphasenmotoren erfordert die Kenntnis der Parameter des Ersatzschaltbildes des Motors und ist gleichzeitig kompliziert und ermöglicht es den meisten Schaltkreisen nicht, die erforderlichen Werte genau zu ermitteln. Daher wird bei Motoren mit geringer Leistung in der Praxis der Wert der Anlaufelemente meist experimentell bestimmt. Das Kriterium für die richtige Auswahl der Anlaufelemente sind die Anlaufdrehmoment- und Stromwerte.

Die Betriebskapazität CP (μF) für jeden Stromkreis muss einen bestimmten Wert haben und kann anhand der Spannung des Einphasennetzes Uc und des Nennstroms If in der Phase des Drehstrommotors berechnet werden: Cp = kIf / Uc wobei k ein von der Schaltkette abhängiger Koeffizient ist. Bei einer Frequenz von 50 Hz für die Schaltungen in Abb. 1, b und 2, b können angenommen werden k = 2800; für die Schaltung von Abb. 1, c — k = 4800; für die Schaltung von Abb. 2, c — k = 1600.

Die Spannung am Kondensator Uk hängt außerdem vom Schaltkreis und der Netzspannung ab. Für die Schemata der Abb. 1, b, c, können gleich der Netzspannung angenommen werden; für die Schaltung von Abb. 2, b — Uk = 1,15 Uc; für die Schaltung von Abb. 2, e-Uk = 2Uc.

Die Nennspannung des Kondensators sollte gleich oder geringfügig höher als der berechnete Wert sein.

Es ist zu beachten, dass Kondensatoren nach dem Abschalten die Spannung an ihren Anschlüssen noch lange behalten und bei Berührung die Gefahr eines Stromschlags für Personen besteht. Je höher die Kapazität und je höher die Spannung im am Stromkreis angeschlossenen Kondensator ist, desto größer ist die Verletzungsgefahr. Bei Reparaturen oder Fehlerbehebungen am Motor ist es erforderlich, den Kondensator nach jedem Abschalten zu entladen.Um versehentlichen Kontakt während des Motorbetriebs zu verhindern, müssen Kondensatoren sicher befestigt und eingezäunt sein.

Der Anlaufwiderstand Rn wird empirisch über einen einstellbaren Widerstand (Rheostat) ermittelt.

Wenn beim Starten des Motors ein erhöhtes Drehmoment erforderlich ist, wird der Startkondensator parallel zum Arbeitskondensator geschaltet. Seine Kapazität wird normalerweise nach der Formel Cn = (von 2,5 bis 3) Cp berechnet, wobei Cp die Kapazität des Arbeitskondensators ist. Das Anlaufdrehmoment liegt nahe am Nenndrehmoment des Drehstrommotors.