Jak připojit elektromotor 380V na 220V

V domácnosti nebo při opravách je často nutné připojit třífázový elektromotor k síti 220 V. Nejčastěji dnes v rukou uživatelů končí nejběžnější asynchronní zařízení, která mají vynikající technické vlastnosti a vysoký výkon. Jak připojit třífázový motor k síti 220 voltů a na co si dát pozor při sestavování funkčního obvodu, budeme zvažovat v tomto článku.

Princip činnosti třífázového asynchronního motoru

Asynchronní elektromotor je technické zařízení, které pracuje na principu přeměny elektrické energie střídavého proudu na energii mechanickou. Pojem „asynchronní“ lze dešifrovat jako „ne simultánní“. U asynchronního motoru je rychlost otáčení magnetického pole statoru vždy vyšší než rychlost rotoru. Toto zařízení je napájeno ze sítě 220 nebo 380 V AC.

Zařízení asynchronního motoru

Hlavními součástmi asynchronního elektromotoru jsou stacionární stator a rotující rotor.

Stator je válcový a je sestaven z ocelových plechů. Vinutí ze speciálního drátu je umístěno v drážkách jádra. Osy posledně jmenovaného jsou vůči sobě posunuty o 120 stupňů. Konce vinutí mohou být spojeny různými způsoby.

Rotor asynchronního elektromotoru může být buď klecový nebo fázový:

• První možností je jádro z ocelových plechů. Jeho drážky jsou vyplněny roztaveným hliníkem nebo mědí (u výkonných zařízení). Sestavená jednotka je konstrukčně sestavou tyčí s koncovými kroužky nakrátko. Tato konstrukce se nazývá „klec pro veverky“ a jedná se o systém vinutí nakrátko.
• Fázový rotor je vybaven třífázovým vinutím, konstrukčně podobným vinutí statoru. Svorky vinutých rotorů jsou zpravidla spojeny tzv. „hvězdou“.

Co je třífázový proud

V současnosti je nejpoužívanější třífázový střídavý systém. Tento systém se skládá ze tří elektrických obvodů, ve kterých působí střídavé elektromotorické síly o stejné frekvenci. Jejich hodnoty jsou fázově posunuty vůči sobě o 1/3 periody.

Jednotlivě se každý obvod nazývá fáze systém tří fázově posunutých střídavých proudů je považován za třífázový proudový systém.

Jak funguje třífázový asynchronní motor?

Při přivedení napětí na vinutí statoru se v každé fázi vytvoří magnetický tok měnící se s frekvencí dodávaného proudu. Tato pohyblivá magnetická pole jsou vůči sobě posunuta o 120 stupňů. Výsledný (celkový) tok magnetického pole je rotující.

Při přivedení napětí na vinutí vzniká ve vodičích motoru elektromotorická síla a na motoru vzniká rozběhový moment, který otáčí rotorem ve směru pohybu magnetického pole statoru. Při provozu dochází k tzv. klouzání, které přispívá ke stabilnímu fungování zařízení.

Možnosti připojení vinutí asynchronních motorů

Třífázové statorové vinutí elektromotoru lze zapojit do hvězdy nebo trojúhelníku. V případě jednofázového napájení se používá druhá možnost. Konce vinutí mohou být připojeny jak uvnitř motoru s výstupem tří trolejových vodičů, tak vně s výstupem šesti vodičů do spojovací krabice pro jejich připojení různými způsoby.

Jak připojit třífázový elektromotor do sítě 220 V

Třífázový asynchronní elektromotor lze připojit k domácí elektrické síti o napětí 220 voltů pomocí speciálních prvků s fázovým posunem – rezistorů, tlumivek nebo kondenzátorů. V tomto případě může motor pracovat buď v jednofázovém režimu se spouštěcím vinutím nebo jako kondenzátorové zařízení s pracovním kondenzátorem trvale připojeným k obvodu.

Fázový posun pomocí kondenzátorů

Přímé připojení třífázového motoru k elektrické síti 220 V neposkytne očekávaný účinek kvůli nedostatku požadovaného rozběhového momentu v motoru. Správným řešením je použití speciálních startovacích zařízení, která vytvářejí fázový posun. Bez této podmínky nebude elektromotor schopen nastartovat a nebude schopen dlouhodobě stabilně fungovat v zátěži.

Jedním z nejúčinnějších a nejdostupnějších prvků s fázovým posunem je kondenzátor. Tato radiotechnická část zajišťuje výrazné zkrácení doby přechodu motoru do provozního režimu (rozběhový kondenzátor) a optimální zatížitelnost motoru (rozběhový kondenzátor).

Obvod pro připojení třífázových motorů k jednofázové síti

Zapojení do hvězdy se provádí podle společného schématu zapojení vinutí pomocí všech tří obvodů. Fáze mají společný bod (neutrální).

Obvod se sestavuje po kontrole polarity zapojení statorových vinutí uvnitř elektromotoru. Napětí 220 voltů je přiváděno přes jistič na začátek dvou různých vinutí. K jednomu z nich se do mezery zařízly kondenzátory – start a provoz. Síťová nula je připojena ke třetí svorce.

Zapojení „trojúhelník“ opakuje algoritmus předchozího obvodu, pokud jde o spouštění, ale liší se způsobem připojení vinutí statoru. Tato možnost generuje vyšší proudy, takže provozní kondenzátory zde musí mít větší hodnoty.

Jsou situace, kdy jsme nuceni použít motor, který není přizpůsoben danému zdroji energie. Příkladem toho je připojení třífázového motoru k jednofázové síti. Možná ne každý ví, ale je to možné a není to ani tak složité na realizaci. Ale stojí za to zvážit, že třífázový motor v jednofázové síti ztrácí asi 30-50% svého výkonu. V síti 220 V nemá smysl zapínat motory s výkonem vyšším než 3 kW – domácí elektroinstalace nevydrží zatížení.

Připojení pomocí kondenzátoru s fázovým posunem (metoda umělé fáze)

Nejběžnějším a nejjednodušším způsobem připojení třífázového elektromotoru k jednofázové síti je metoda využívající kondenzátor s fázovým posunem, přes který je napájeno třetí vinutí elektromotoru.

Existují startovací a tzv. běhové kondenzátory, které jsou neustále využívány za chodu motoru. Hlavním úkolem běhových kondenzátorů je zajistit optimální zatížitelnost motoru. Normální provoz třífázového elektromotoru do značné míry závisí na správné volbě kondenzátoru.

Jak vybrat správné kondenzátory

Teoreticky má vypočítat potřebnou kapacitu tak, že se proud vydělí napětím a výsledná hodnota se vynásobí koeficientem. Pro různé typy připojení vinutí je koeficient:

• hvězda – 2800
• trojúhelník – 4800

Nevýhodou této metody je, že ne vždy se na elektromotoru zachová datový štítek. Je nemožné přesně znát účiník a výkon motoru, a tedy i sílu proudu. Kromě toho může být síla proudu ovlivněna faktory, jako jsou odchylky napětí v síti a velikost zatížení motoru.

Proto by měl být použit zjednodušený výpočet kapacity pracovních kondenzátorů. Jen mějte na paměti, že na každých 100 wattů výkonu potřebujete 7 mikrofarad kapacity. Je vhodnější použít několik paralelně zapojených kondenzátorů o malé, nejlépe stejné kapacitě, než jeden velký. Jednoduchým sečtením kapacity shromážděných kondenzátorů můžete snadno určit a vybrat optimální hodnotu. Pro začátek je lepší podcenit celkovou kapacitu o deset procent.

<img src=”https://kontmotor.ru/storage/articles/June2021/trexfaznyj-dvigatel-v-odnofaznoj-seti-bez-kondensatorov-1.jpg” />

Takových obvodů je několik, mezi ně patří domácí spouštěcí zařízení využívající tyristory s tranzistorovým řízením a připojení motoru přes indukční cívky nebo odpory. V praxi jsou tyto metody obtížně realizovatelné a neúčinné.

Připojení třífázového asynchronního motoru přes frekvenční měnič

Pro připojení třífázových motorů do sítě 220V se používají jednofázové měniče. Přestože se nejedná o nejlevnější variantu, frekvenční měnič umožňuje převést střídavé napětí s frekvencí 50 Hz na napětí s frekvencí od 0 Hz do 1 kHz a také pulzní. Díky tomu je možné plynule nastartovat motor a regulovat rychlost.

Některé měniče mají funkci pro konstrukci modelu motoru a měnič sám nastavuje potřebné parametry pro provoz.

Pro připojení frekvenčního měniče k motoru jsou použity stíněné kabely doporučené značkovým výrobcem s průřezem odpovídajícím výkonu zvoleného měniče. Připojení se provádí přes kapacitní vstupy převodníku nejsou potřeba externí kondenzátory.

Závěr

Když je třífázový motor připojen k jednofázové síti, vlastnosti jednotky se výrazně mění. Pro značné nedostatky se tato metoda v průmyslu příliš nepoužívá a je povolena pouze jako výjimečné opatření. Toto zapojení je přípustné pouze pro elektromotory s nízkým výkonem.