Motor trifásico en red monofásica. Esquema de conexión del motor trifásico. Conexión de un motor trifásico a una red monofásica Esquema de conexión del motor 380 a 220

30.10.2023

Los motores asíncronos trifásicos son merecidamente los más populares en el mundo, debido a que son muy confiables, requieren un mantenimiento mínimo, son fáciles de fabricar y no requieren dispositivos complejos y costosos para su conexión, excepto el ajuste de la velocidad de rotación. se requiere. La mayoría de las máquinas en el mundo son accionadas por motores asíncronos trifásicos, también accionan bombas y accionamientos eléctricos de diversos mecanismos útiles y necesarios.

Pero ¿qué pasa con aquellos que no tienen una fuente de alimentación trifásica en su hogar, y en la mayoría de los casos este es exactamente el caso? ¿Qué hacer si quieres instalar una sierra circular estacionaria, una ensambladora eléctrica o un torno en el taller de tu casa? Me gustaría complacer a los lectores de nuestro portal porque existe una salida a esta situación y es bastante sencilla de implementar. En este artículo pretendemos contarte cómo conectar un motor trifásico a una red de 220 V.

Principios de funcionamiento de motores asíncronos trifásicos.

Consideremos brevemente el principio de funcionamiento de un motor asíncrono en sus redes trifásicas "nativas" de 380 V. Esto será de gran ayuda en la adaptación posterior del motor para su funcionamiento en otras condiciones "no nativas": monofásico de 220 V. redes.

Dispositivo de motor asíncrono

La mayoría de los motores trifásicos producidos en el mundo son motores de inducción de jaula de ardilla (SCMC), que no tienen ningún contacto eléctrico entre el estator y el rotor. Ésta es su principal ventaja, ya que las escobillas y los conmutadores son el punto más débil de cualquier motor eléctrico, están sujetos a un desgaste intenso y requieren mantenimiento y sustitución periódica.

Consideremos el dispositivo ADKZ. El motor se muestra en sección transversal en la figura.

La carcasa fundida (7) alberga todo el mecanismo del motor eléctrico, que incluye dos partes principales: un estator estacionario y un rotor móvil. El estator tiene un núcleo (3), que está hecho de láminas de acero eléctrico especial (una aleación de hierro y silicio), que tiene buenas propiedades magnéticas. El núcleo está hecho de láminas debido a que, en condiciones de campo magnético alterno, pueden surgir corrientes parásitas de Foucault en los conductores, que no necesitamos en absoluto en el estator. Además, cada lámina central está recubierta por ambas caras con un barniz especial para eliminar por completo el flujo de corrientes. Sólo necesitamos del núcleo sus propiedades magnéticas, y no las propiedades de un conductor de corriente eléctrica.

En las ranuras del núcleo se coloca un devanado (2) de alambre de cobre esmaltado. Para ser precisos, en un motor asíncrono trifásico hay al menos tres devanados, uno para cada fase. Además, estos devanados se colocan en las ranuras del núcleo con un cierto orden: cada uno está ubicado de manera que esté a una distancia angular de 120° con respecto al otro. Los extremos de los devanados se llevan a la caja de terminales (en la figura se encuentra en la parte inferior del motor).

El rotor está colocado dentro del núcleo del estator y gira libremente sobre el eje (1). Para aumentar la eficiencia, intentan reducir al mínimo el espacio entre el estator y el rotor, de medio milímetro a 3 mm. El núcleo del rotor (5) también está hecho de acero eléctrico y también tiene ranuras, pero no están destinadas a enrollar cables, sino a conductores en cortocircuito, que están ubicados en el espacio de manera que se asemejan a una rueda de ardilla (4). por lo cual recibieron su Nombre.

La rueda de ardilla consta de conductores longitudinales que están conectados tanto mecánica como eléctricamente a los anillos de los extremos. Normalmente, la rueda de ardilla se fabrica vertiendo aluminio fundido en las ranuras del núcleo y, al mismo tiempo, tanto los anillos como los impulsores del ventilador (6 ) están moldeados como un monolito. En ADKZ de alta potencia, se utilizan varillas de cobre soldadas con anillos de cobre en los extremos como conductores de celda.

¿Qué es la corriente trifásica?

Para comprender qué fuerzas hacen girar el rotor ADKZ, debemos considerar qué es un sistema de suministro de energía trifásico y luego todo encajará. Todos estamos acostumbrados al sistema monofásico habitual, cuando el enchufe tiene solo dos o tres contactos, uno de los cuales es (L), el segundo es un cero de trabajo (N) y el tercero es un cero de protección (PE). . La tensión de fase rms en un sistema monofásico (la tensión entre fase y cero) es de 220 V. La tensión (y cuando se conecta una carga, la corriente) en redes monofásicas varía según una ley sinusoidal.

Del gráfico anterior de la característica amplitud-tiempo se desprende claramente que el valor de amplitud del voltaje no es 220 V, sino 310 V. Para que los lectores no tengan "malentendidos" ni dudas, los autores consideran que es su deber informar que 220 V no es el valor de amplitud, sino la raíz cuadrática media o corriente. Es igual a U=U max /√2=310/1.414≈220 V. ¿Por qué se hace esto? Sólo para facilitar los cálculos. Se toma como estándar el voltaje constante, en función de su capacidad para producir algún trabajo. Podemos decir que un voltaje sinusoidal con un valor de amplitud de 310 V en un cierto período de tiempo producirá el mismo trabajo que haría un voltaje constante de 220 V en el mismo período de tiempo.

Hay que decir de inmediato que casi toda la energía eléctrica generada en el mundo es trifásica. Lo que pasa es que la energía monofásica es más fácil de gestionar en la vida cotidiana; la mayoría de los consumidores de electricidad sólo necesitan una fase para funcionar y el cableado monofásico es mucho más barato. Por lo tanto, un conductor de fase y neutro se "saca" de un sistema trifásico y se envía a los consumidores: apartamentos o casas. Esto se ve claramente en las placas de calle, donde se puede ver cómo el cable pasa de una fase a una vivienda, de otra a una segunda, de una tercera a una tercera. Esto también se ve claramente en los postes desde los que llegan las líneas a los hogares privados.

La tensión trifásica, a diferencia de la monofásica, no tiene un cable de fase, sino tres: fase A, fase B y fase C. Las fases también se pueden designar como L1, L2, L3. Además de los cables de fase, por supuesto, también hay un cero de trabajo (N) y un cero de protección (PE) común a todas las fases. Consideremos la característica amplitud-tiempo del voltaje trifásico.

De los gráficos se desprende claramente que la tensión trifásica es una combinación de tres monofásicas, con una amplitud de 310 V y un valor eficaz de la tensión de fase (entre fase y cero de trabajo) de 220 V, y las fases son desplazados entre sí con una distancia angular de 2 * π / 3 o 120 ° . La diferencia de potencial entre las dos fases se llama voltaje lineal y es igual a 380 V, ya que la suma vectorial de los dos voltajes será U l = 2*U f *pecado(60°)=2*220*√3/2=220* √3=220*1,73=380,6V, Dónde U l– tensión lineal entre dos fases, y Uf– tensión de fase entre fase y cero.

La corriente trifásica es fácil de generar, transmitir a su destino y posteriormente convertirla en cualquier tipo de energía deseada. Incluyendo la energía mecánica de rotación del ADKZ.

¿Cómo funciona un motor asíncrono trifásico?

Si aplica un voltaje trifásico alterno a los devanados del estator, las corrientes comenzarán a fluir a través de ellos. Estos, a su vez, provocarán flujos magnéticos que también varían según una ley sinusoidal y también están desfasados en 2*π/3=120°. Teniendo en cuenta que los devanados del estator están ubicados en el espacio a la misma distancia angular: 120°, se forma un campo magnético giratorio dentro del núcleo del estator.

motor eléctrico trifásico

Este campo en constante cambio atraviesa la “rueda de ardilla” del rotor y provoca en ella una FEM (fuerza electromotriz), que también será proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético, que en lenguaje matemático significa la derivada temporal del campo magnético. flujo. Dado que el flujo magnético cambia según la ley sinusoidal, esto significa que la FEM cambiará según la ley del coseno, porque (pecado X)’= porque X. Del curso de matemáticas de la escuela se sabe que el coseno “se adelanta” al seno en π/2=90°, es decir, cuando el coseno alcanza su máximo, el seno lo alcanzará después de π/2 - después de un cuarto del período. .

Bajo la influencia de los campos electromagnéticos, se producirán grandes corrientes en el rotor, o más precisamente, en la rueda de ardilla, dado que los conductores están en cortocircuito y tienen una baja resistencia eléctrica. Estas corrientes forman su propio campo magnético, que se propaga a lo largo del núcleo del rotor y comienza a interactuar con el campo del estator. Los polos opuestos, como es sabido, se atraen y los polos iguales se repelen. Las fuerzas resultantes crean un par que hace que el rotor gire.

El campo magnético del estator gira a una frecuencia determinada, que depende de la red de suministro y del número de pares de polos de los devanados. La frecuencia se calcula mediante la siguiente fórmula:

norte 1 =f 1 *60/pag, Dónde

f 1 – frecuencia de corriente alterna.
p – número de pares de polos de los devanados del estator.

Con la frecuencia de la corriente alterna, todo está claro: en nuestras redes de suministro de energía es de 50 Hz. El número de pares de polos refleja cuántos pares de polos hay en el devanado o en los devanados que pertenecen a la misma fase. Si se conecta un devanado a cada fase, espaciado 120° de los demás, entonces el número de pares de polos será igual a uno. Si se conectan dos devanados a una fase, entonces el número de pares de polos será igual a dos, y así sucesivamente. En consecuencia, cambia la distancia angular entre los devanados. Por ejemplo, cuando el número de pares de polos es dos, el estator contiene un devanado de fase A, que ocupa un sector no de 120°, sino de 60°. Luego le sigue el devanado de la fase B, ocupando el mismo sector, y luego la fase C. Luego se repite la alternancia. A medida que aumentan los pares de polos, los sectores de los devanados disminuyen en consecuencia. Tales medidas permiten reducir la frecuencia de rotación del campo magnético del estator y, en consecuencia, del rotor.

Pongamos un ejemplo. Digamos que un motor trifásico tiene un par de polos y está conectado a una red trifásica con una frecuencia de 50 Hz. Entonces el campo magnético del estator girará con una frecuencia n1 =50*60/1=3000 rpm. Si aumenta el número de pares de polos, la velocidad de rotación disminuirá en la misma cantidad. Para aumentar la velocidad del motor, es necesario aumentar la frecuencia que suministra los devanados. Para cambiar la dirección de rotación del rotor, es necesario intercambiar dos fases en los devanados.

Cabe señalar que la velocidad del rotor siempre va por detrás de la velocidad de rotación del campo magnético del estator, por lo que el motor se denomina asíncrono. ¿Por qué está pasando esto? Imaginemos que el rotor gira a la misma velocidad que el campo magnético del estator. Entonces la rueda de ardilla no “perforará” el campo magnético alterno, pero será constante para el rotor. En consecuencia, no se inducirá ningún campo electromagnético y las corrientes dejarán de fluir, no habrá interacción de los flujos magnéticos y desaparecerá el momento que pone en movimiento el rotor. Por eso el rotor está “en constante esfuerzo” por alcanzar al estator, pero nunca lo alcanzará, ya que la energía que hace girar el eje del motor desaparecerá.

La diferencia en las frecuencias de rotación del campo magnético del estator y el eje del rotor se llama frecuencia de deslizamiento y se calcula mediante la fórmula:

∆ norte=norte 1 -norte 2, Dónde

n1 – frecuencia de rotación del campo magnético del estator.
n2 – velocidad del rotor.

El deslizamiento es la relación entre la frecuencia de deslizamiento y la frecuencia de rotación del campo magnético del estator, se calcula mediante la fórmula: S=∆norte/norte 1 =(norte 1—norte 2)/n 1.

Métodos para conectar devanados de motores asíncronos.

La mayoría de los ADKZ tienen tres devanados, cada uno de los cuales corresponde a su propia fase y tiene un principio y un final. Los sistemas de designación de devanados pueden variar. En los motores eléctricos modernos se ha adoptado un sistema para designar los devanados U, V y W, y sus terminales se designan con el número 1 como inicio del devanado y con el número 2 como su final, es decir, el devanado U tiene dos terminales U1. y U2, devanando V–V1 y V2, y devanando W - W1 y W2.

Sin embargo, todavía se utilizan motores asíncronos fabricados durante la era soviética y que tienen el antiguo sistema de marcado. En ellos, los comienzos de los devanados se denominan C1, C2, C3 y los extremos, C4, C5, C6. Esto significa que el primer devanado tiene los terminales C1 y C4, el segundo devanado C2 y C5, y el tercer devanado C3 y C6. En la figura se presenta la correspondencia entre los sistemas de notación antiguo y nuevo.

Consideremos cómo se pueden conectar los devanados en un ADKZ.

Conexión en estrella

Con esta conexión, todos los extremos de los devanados se combinan en un punto y las fases se conectan a sus comienzos. En el diagrama de circuito, este método de conexión se parece mucho a una estrella, de ahí su nombre.

Cuando se conecta en estrella, se aplica un voltaje de fase de 220 V a cada devanado individualmente y a dos devanados conectados en serie se aplica un voltaje lineal de 380 V. La principal ventaja de este método de conexión son las pequeñas corrientes de arranque, ya que el lineal Se aplica voltaje a dos devanados y no a uno. Esto permite que el motor arranque "suavemente", pero su potencia será limitada, ya que las corrientes que fluirán por los devanados serán menores que con otro método de conexión.

conexión delta

Con esta conexión, los devanados se combinan formando un triángulo, cuando el comienzo de un devanado se conecta con el final del siguiente, y así sucesivamente en un círculo. Si la tensión lineal en una red trifásica es de 380 V, por los devanados circularán corrientes mucho mayores que en una conexión en estrella. Por tanto, la potencia del motor eléctrico será mayor.

Cuando se conecta en triángulo en el momento del arranque, el ADKZ consume grandes corrientes de arranque, que pueden ser entre 7 y 8 veces superiores a las nominales y pueden provocar una sobrecarga de la red, por lo que en la práctica los ingenieros han encontrado un compromiso: el motor arranca y Gira hasta la velocidad nominal usando un circuito en estrella y luego cambia automáticamente a triángulo.

¿Cómo determinar a qué circuito están conectados los devanados del motor?

Antes de conectar un motor trifásico a una red monofásica de 220 V, es necesario averiguar a qué circuito están conectados los devanados y a qué tensión de funcionamiento puede funcionar el ADKZ. Para hacer esto, debe estudiar la placa con las características técnicas, la "placa de identificación", que debe estar en cada motor.

Puede encontrar mucha información útil en dicha "placa de identificación"

La placa contiene toda la información necesaria que ayudará a conectar el motor a una red monofásica. La placa de características presentada muestra que el motor tiene una potencia de 0,25 kW y una velocidad de 1370 rpm, lo que indica la presencia de dos pares de polos sinuosos. El símbolo ∆/Y significa que los devanados se pueden conectar mediante un triángulo o una estrella, y el siguiente indicador 220/380 V indica que cuando se conectan mediante un triángulo, el voltaje de suministro debe ser de 220 V, y cuando se conectan mediante una estrella - 380 V. Si tal Conecte el motor a una red de 380 V en forma de triángulo, sus devanados se quemarán.

En la siguiente placa de identificación puede ver que dicho motor solo se puede conectar en estrella y solo a una red de 380 V. Lo más probable es que un ADKZ de este tipo solo tenga tres terminales en la caja de terminales. Los electricistas experimentados podrán conectar dicho motor a una red de 220 V, pero para ello deberán abrir la tapa trasera para llegar a los terminales de los devanados, luego encontrar el principio y el final de cada devanado y realizar los cambios necesarios. La tarea se vuelve mucho más complicada, por lo que los autores no recomiendan conectar dichos motores a una red de 220 V, especialmente porque la mayoría de los ADKZ modernos se pueden conectar de diferentes maneras.

Cada motor tiene una caja de terminales, generalmente ubicada en la parte superior. Esta caja tiene entradas para cables de alimentación, y en la parte superior se cierra con una tapa que hay que retirar con un destornillador.

Como dicen los electricistas y patólogos: "Una autopsia lo dirá".

Debajo de la tapa se pueden ver seis terminales, cada uno de los cuales corresponde al principio o al final del devanado. Además, los terminales están conectados mediante puentes y, por su ubicación, se puede determinar mediante qué esquema están conectados los devanados.

Al abrir la caja de terminales se demostró que el “paciente” tenía una evidente “fiebre de estrella”

La foto de la caja "abierta" muestra que los cables que conducen a los devanados están etiquetados y los extremos de todos los devanados (V2, U2, W2) están conectados a un punto mediante puentes. Esto indica que se está produciendo una conexión en estrella. A primera vista, puede parecer que los extremos de los devanados están ubicados en el orden lógico V2, U2, W2, y los comienzos están "confundidos": W1, V1, U1. Sin embargo, esto se hace con un propósito específico. Para ello, considere la caja de terminales ADKZ con los devanados conectados según un diagrama triangular.

La figura muestra que la posición de los puentes cambia: los comienzos y los extremos de los devanados están conectados y los terminales están ubicados de manera que se usan los mismos puentes para la reconexión. Entonces queda claro por qué los terminales están "confundidos": de esta manera es más fácil transferir los puentes. La foto muestra que los terminales W2 y U1 están conectados por un trozo de cable, pero en la configuración básica de los motores nuevos siempre hay exactamente tres puentes.

Si tras “abrir” la caja de bornes aparece una imagen como la de la fotografía, significa que el motor está destinado a estrella y red trifásica de 380 V.

Es mejor que un motor de este tipo vuelva a su "elemento nativo", en un circuito de corriente alterna trifásico.

Vídeo: Una excelente película sobre motores síncronos trifásicos, que aún no ha sido pintada.

Es posible conectar un motor trifásico a una red monofásica de 220 V, pero debe estar preparado para sacrificar una reducción significativa de su potencia; en el mejor de los casos, será el 70% de la placa de identificación, pero para la mayoría propósitos esto es bastante aceptable.

El principal problema de conexión es la creación de un campo magnético giratorio, que induce una fem en el rotor de jaula de ardilla. Esto es fácil de implementar en redes trifásicas. Al generar electricidad trifásica, se induce una FEM en los devanados del estator debido al hecho de que dentro del núcleo gira un rotor magnetizado, que es impulsado por la energía del agua que cae en una central hidroeléctrica o una turbina de vapor en las centrales hidroeléctricas. y centrales nucleares. Crea un campo magnético giratorio. En los motores se produce la transformación inversa: un campo magnético cambiante hace que el rotor gire.

En redes monofásicas, es más difícil obtener un campo magnético giratorio; es necesario recurrir a algunos "trucos". Para hacer esto, debe cambiar las fases de los devanados entre sí. Lo ideal es asegurarse de que las fases estén desplazadas entre sí 120°, pero en la práctica esto es difícil de implementar, ya que estos dispositivos tienen circuitos complejos, son bastante caros y su fabricación y configuración requieren ciertas calificaciones. Por lo tanto, en la mayoría de los casos se utilizan circuitos simples, sacrificando algo de potencia.

Cambio de fase mediante condensadores.

Un condensador eléctrico es conocido por su propiedad única de no pasar corriente continua, sino corriente alterna. La dependencia de las corrientes que fluyen a través del condensador del voltaje aplicado se muestra en el gráfico.

La corriente en el capacitor siempre “conducirá” durante una cuarta parte del período.

Tan pronto como se aplica al condensador un voltaje que aumenta a lo largo de una sinusoide, inmediatamente "se abalanza" sobre él y comienza a cargarse, ya que inicialmente estaba descargado. La corriente será máxima en este momento, pero a medida que se carga irá disminuyendo y alcanzará un mínimo en el momento en que el voltaje alcance su pico.

En cuanto el voltaje disminuya, el capacitor reaccionará a esto y comenzará a descargarse, pero la corriente fluirá en la dirección opuesta, a medida que se descargue aumentará (con signo menos) siempre que el voltaje disminuya. Cuando el voltaje es cero, la corriente alcanza su máximo.

Cuando el voltaje comienza a aumentar con un signo menos, el capacitor se recarga y la corriente se acerca gradualmente a cero desde su máximo negativo. A medida que el voltaje negativo disminuye y se acerca a cero, el capacitor se descarga con un aumento en la corriente que lo atraviesa. A continuación, el ciclo se repite nuevamente.

El gráfico muestra que durante un período de voltaje sinusoidal alterno, el capacitor se carga dos veces y se descarga dos veces. La corriente que fluye a través del condensador se adelanta al voltaje en un cuarto de período, es decir: 2* π/4=π/2=90°. De esta sencilla forma se puede obtener un desfase en los devanados de un motor asíncrono. Un cambio de fase de 90° no es ideal a 120°, pero es suficiente para que aparezca el par necesario en el rotor.

El cambio de fase también se puede obtener utilizando un inductor. En este caso, todo sucederá al revés: el voltaje se adelantará a la corriente 90°. Pero en la práctica, se utiliza un cambio de fase más capacitivo debido a una implementación más simple y menores pérdidas.

Esquemas para conectar motores trifásicos a una red monofásica.

Hay muchas opciones para conectar ADKZ, pero consideraremos solo las más utilizadas y las más fáciles de implementar. Como se mencionó anteriormente, para cambiar la fase, basta con conectar un condensador en paralelo con cualquiera de los devanados. La designación C p indica que se trata de un condensador que funciona.

Cabe señalar que es preferible conectar los devanados en un triángulo, ya que se puede "eliminar" más energía útil de un ADKZ de este tipo que de una estrella. Pero hay motores diseñados para funcionar en redes con una tensión de 127/220 V. Debe haber información al respecto en la placa de características.

Si los lectores se encuentran con un motor de este tipo, entonces esto puede considerarse buena suerte, ya que se puede conectar a una red de 220 V mediante un circuito en estrella, lo que garantizará un arranque suave y hasta el 90% de la potencia nominal. La industria produce ADKZ especialmente diseñados para funcionar en redes de 220 V, que pueden denominarse motores de condensador.

Como sea que llames al motor, sigue siendo asíncrono con un rotor de jaula de ardilla.

Cabe señalar que en la placa de identificación se indica un voltaje de funcionamiento de 220 V y los parámetros del condensador de funcionamiento de 90 μF (microfaradio, 1 μF = 10 -6 F) y un voltaje de 250 V. Se puede decir con seguridad que este motor es en realidad trifásico, pero adaptado para tensión monofásica.

Para facilitar el arranque de potentes ADSC en redes de 220 V, además del condensador de trabajo, también utilizan un condensador de arranque, que se enciende por un corto tiempo. Después del arranque y de un conjunto de velocidades nominales, el condensador de arranque se apaga y solo el condensador de trabajo admite la rotación del rotor.

El condensador de arranque “da una patada” cuando arranca el motor

El condensador de arranque es C p, conectado en paralelo al condensador de trabajo C p. En ingeniería eléctrica se sabe que cuando se conectan en paralelo, las capacidades de los condensadores se suman. Para “activarlo” utilice el pulsador SB, mantenido presionado durante varios segundos. La capacidad del condensador de arranque suele ser al menos dos veces y media mayor que la del condensador de trabajo y puede retener su carga durante bastante tiempo. Si tocas accidentalmente sus terminales, puedes obtener una descarga bastante notoria por el cuerpo. Para descargar C p, se utiliza una resistencia conectada en paralelo. Luego, después de desconectar el condensador de arranque de la red, se descargará a través de una resistencia. Se selecciona con una resistencia suficientemente alta de 300 kOhm-1 mOhm y una disipación de potencia de al menos 2 W.

Cálculo de la capacidad del condensador de trabajo y arranque.

Para un arranque confiable y un funcionamiento estable del ADKZ en redes de 220 V, debe seleccionar con mayor precisión las capacitancias de los condensadores de trabajo y de arranque. Si la capacitancia C p es insuficiente, se creará un par insuficiente en el rotor para conectar cualquier carga mecánica, y el exceso de capacitancia puede conducir al flujo de corrientes demasiado altas, lo que puede resultar en un cortocircuito entre espiras de los devanados, que solo puede ser “tratados” mediante un rebobinado muy costoso.

que se calcula	Fórmula	¿Qué se necesita para los cálculos?
Capacitancia del condensador de trabajo para conectar devanados en estrella – Cp, µF	Cr=2800I/U; I=P/(√3Uηcosϕ); Cр=(2800/√3)P/(U^2n* cosϕ)=1616.6P/(U^2n* cosϕ)	Para todos: I – corriente en amperios, A; U – voltaje de red, V; P – potencia del motor eléctrico; η – eficiencia del motor expresada en valores de 0 a 1 (si se indica en la placa de características del motor como un porcentaje, entonces este indicador debe dividirse por 100); cosϕ – factor de potencia (coseno del ángulo entre el vector de tensión y corriente), siempre se indica en el pasaporte y en la placa de identificación.
Capacidad del condensador de arranque para conectar devanados en estrella – Cp, µF	Cп=(2-3)Cр≈2.5Ср
Capacitancia del condensador de trabajo para conectar los devanados en un triángulo – Cp, µF	Cð=4800I/U; I=P/(√3Uηcosϕ); Cр=(4800/√3)P/(U^2n* cosϕ)=2771.3P/(U^2n* cosϕ)
Capacidad del condensador de arranque para conectar los devanados en triángulo – Cn, µF	Cп=(2-3)Cр≈2.5Ср

Las fórmulas dadas en la tabla son suficientes para calcular la capacidad requerida del capacitor. Los pasaportes y placas de identificación pueden indicar eficiencia o corriente operativa. Dependiendo de esto, puedes calcular los parámetros necesarios. En cualquier caso, esos datos serán suficientes. Para comodidad de nuestros lectores, puede utilizar una calculadora que calculará rápidamente la capacidad de trabajo y arranque requerida.

Existen muchos tipos de motores eléctricos, pero para todos ellos la principal característica es el voltaje de la red desde la que operan y su potencia. Sugerimos considerar cómo conectar un motor eléctrico de 380 a 220 V mediante el método estrella-triángulo.

Hay varios tipos Conexiones de motor de 380 a 220:

Estrella-triángulo;
Utilizando condensadores.

Cada método tiene sus propias características, ventajas y desventajas.

Diagrama de triángulo estrella

Muchos motores eléctricos domésticos ya tienen un circuito en estrella, solo es necesario implementar un triángulo. Básicamente, debe conectar tres fases y ensamblar una estrella a partir de los seis extremos restantes del devanado. Para una mejor comprensión, consulte el dibujo del motor en estrella y en triángulo a continuación. Aquí los extremos están numerados de izquierda a derecha, los números 6, 4 y 5 están conectados a tres fases, como en el diagrama:

Foto - Motor eléctrico de estrella y triángulo.

En una conexión en estrella con tres terminales, o como también se le llama conexión estrella-triángulo, la ventaja más importante es que se genera la máxima potencia del motor eléctrico. Pero al mismo tiempo, este compuesto rara vez se utiliza en la producción, se puede encontrar con mucha más frecuencia entre los artesanos aficionados. Esto se debe principalmente a que el circuito es muy complejo y en empresas poderosas simplemente no tiene sentido organizar una conexión que requiere tanta mano de obra.

Foto - estrella de conexión

Para que el circuito funcione, necesitarás tres arrancadores. El diagrama se muestra en el dibujo siguiente.

Foto - diagrama de conexión estrella-triángulo

Por un lado se conecta una corriente eléctrica al primer arrancador, denominado K1, y por el otro, el devanado del estator. Los extremos libres del estator están conectados a los arrancadores K2 y K3. Después de esto, los devanados del arrancador K2 también se conectan a las fases restantes para formar un triángulo. Cuando el arrancador K3 se pone en fase, los extremos restantes se acortan ligeramente y se obtiene un circuito en estrella.

Tenga en cuenta que el tercer y segundo arrancador magnético no se pueden encender al mismo tiempo. Esto puede provocar un cortocircuito y una parada de emergencia del motor eléctrico. Para evitarlo se implementa una especie de bloqueo eléctrico. El principio de funcionamiento es simple: cuando se enciende un motor de arranque, el otro se apaga, es decir. el bloqueo abre el circuito de sus contactos.

El principio de funcionamiento del circuito es relativamente sencillo. Cuando el primer arrancador, designado K1, está conectado a la red, el relé de tiempo del motor eléctrico también enciende el tercer arrancador K3. Posteriormente, el motor arranca en estrella y empieza a trabajar con más potencia de lo habitual. Después de un cierto período de tiempo, el relé de tiempo desconecta los contactos del tercer arrancador y conecta el segundo a la red. El motor ahora funciona en patrón delta, reduciendo ligeramente la potencia. Cuando necesita apagar la alimentación, el primer circuito de arranque se enciende y durante el siguiente ciclo se repite el circuito.

Vídeo: motor 380 a 220.

¿De qué otra manera se puede conectar un motor eléctrico?

Además de la conexión estrella-triángulo, también existen otras opciones que se utilizan con más frecuencia:

Complementando el punto sobre los capacitores, cabe señalar que este componente debe seleccionarse en base a la capacidad mínima permitida, incrementándola gradualmente mediante métodos de prueba hasta la óptima requerida por el motor. Si el motor eléctrico permanece sin carga durante mucho tiempo, es posible que simplemente se queme cuando esté conectado a la red. Recuerde también que incluso después de haber apagado los motores eléctricos, los condensadores almacenan voltaje en sus contactos.

No los toques bajo ningún concepto, pero preferiblemente protégelos con una capa aislante especial que ayudará a evitar accidentes. Además, antes de trabajar con ellos es necesario realizar una descarga.

Los motores asíncronos trifásicos, que se utilizan a menudo debido a su uso generalizado, constan de un estator estacionario y un rotor móvil. Los conductores del devanado se colocan en las ranuras del estator con una distancia angular de 120 grados eléctricos, cuyos comienzos y extremos (C1, C2, C3, C4, C5 y C6) se llevan a la caja de conexiones. Los devanados se pueden conectar según una "estrella" (los extremos de los devanados están conectados entre sí, la tensión de alimentación se suministra a sus comienzos) o un "triángulo" (los extremos de un devanado están conectados al comienzo de otro ).

En la caja de distribución, los contactos generalmente están desplazados: frente a C1 no está C4, sino C6, frente a C2 - C4.

Cuando un motor trifásico se conecta a una red trifásica, una corriente comienza a fluir a través de sus devanados en diferentes momentos, creando un campo magnético giratorio que interactúa con el rotor y lo hace girar. Cuando el motor se enciende en una red monofásica, no se crea ningún par que pueda mover el rotor.

Entre las diferentes formas de conectar motores eléctricos trifásicos a una red monofásica, la más sencilla es conectar el tercer contacto a través de un condensador desfasador.

La velocidad de rotación de un motor trifásico que funciona en una red monofásica sigue siendo casi la misma que cuando está conectado a una red trifásica. Lamentablemente, esto no se puede decir de la potencia, cuyas pérdidas alcanzan valores importantes. Los valores exactos de pérdida de potencia dependen del diagrama de conexión, las condiciones de funcionamiento del motor y el valor de capacitancia del condensador de cambio de fase. Aproximadamente, un motor trifásico en una red monofásica pierde alrededor del 30-50% de su potencia.

No todos los motores eléctricos trifásicos son capaces de funcionar bien en redes monofásicas, pero la mayoría de ellos hacen frente a esta tarea de manera bastante satisfactoria, excepto por la pérdida de potencia. Básicamente, para el funcionamiento en redes monofásicas se utilizan motores asíncronos con rotor de jaula de ardilla (A, AO2, AOL, APN, etc.).

Los motores trifásicos asíncronos están diseñados para dos tensiones de red nominales: 220/127, 380/220, etc. Los motores eléctricos más habituales con una tensión de funcionamiento de los devanados son 380/220V (380V en estrella, 220 en triángulo), mayor tensión en estrella, menor en triángulo. En el pasaporte y en la placa del motor, entre otros parámetros, se indica la tensión de funcionamiento de los devanados. Se indica el voltaje del devanado, su diagrama de conexión y la posibilidad de cambiarlo.

Designación en la placa. A indica que los devanados del motor se pueden conectar como “triángulo” (a 220V) o como “estrella” (a 380V). A la hora de conectar un motor trifásico a una red monofásica, es recomendable utilizar un circuito en triángulo, ya que en este caso el motor perderá menos potencia que cuando se conecta en estrella.

Tableta B informa que los devanados del motor están conectados en configuración de estrella y la caja de distribución no brinda la posibilidad de cambiarlos a triángulo (solo hay tres terminales). En este caso, se puede aceptar una gran pérdida de potencia conectando el motor en configuración de estrella o, penetrando el devanado del motor eléctrico, intentar sacar los extremos que faltan para conectar los devanados en configuración delta.

Si el voltaje de funcionamiento del motor es 220/127 V, entonces el motor solo se puede conectar a una red monofásica de 220 V mediante un circuito en estrella. Si conecta 220 V en un circuito delta, el motor se quemará.

Principios y finales de devanados (varias opciones)

Quizás la principal dificultad al conectar un motor trifásico a una red monofásica sea comprender los cables que entran en la caja de conexiones o, en ausencia de una, simplemente salen del motor.

El caso más simple es cuando los devanados de un motor existente de 380/220 V ya están conectados en un circuito delta. En este caso, basta con conectar los cables de alimentación de corriente y los condensadores de trabajo y arranque a los terminales del motor según el diagrama de conexión.

Si los devanados del motor están conectados por una "estrella" y es posible cambiarla por un "triángulo", entonces este caso tampoco puede clasificarse como complejo. Basta con cambiar el diagrama de conexión de los devanados a un “triángulo”, utilizando puentes para ello.

Determinación de los inicios y finales de los devanados.. La situación es más complicada si se llevan 6 cables a la caja de conexiones sin indicar su pertenencia a un devanado específico y sin marcar el principio y el final. En este caso, todo se reduce a resolver dos problemas (pero antes de hacer esto, debe intentar encontrar alguna documentación sobre el motor eléctrico en Internet. Puede describir a qué pertenecen los cables de diferentes colores):

identificar pares de cables pertenecientes a un devanado;
encontrar el principio y el final de los devanados.

La primera tarea se resuelve "haciendo sonar" todos los cables con un probador (midiendo la resistencia). Si no tienes un dispositivo, puedes solucionar el problema utilizando una bombilla de linterna y pilas, conectando los cables existentes en un circuito en serie con la bombilla. Si este último se enciende, significa que los dos extremos que se están probando pertenecen al mismo devanado. De esta forma se determinan tres pares de hilos (A, B y C en la figura siguiente) pertenecientes a tres devanados.

La segunda tarea (determinar el inicio y el final de los devanados) es algo más complicada y requiere una batería y un voltímetro puntero. Lo digital no es adecuado por inercia. El procedimiento para determinar los extremos y comienzos de los devanados se muestra en los diagramas 1 y 2.

Hasta los extremos de un devanado (por ejemplo, A) una batería está conectada a los extremos de la otra (por ejemplo, B) - voltímetro de puntero. Ahora, si rompes el contacto de los cables. A con una batería, la aguja del voltímetro oscilará en una dirección u otra. Entonces necesitas conectar un voltímetro al devanado. CON y haga la misma operación rompiendo los contactos de la batería. Si es necesario, cambie la polaridad del devanado. CON(cambiando los extremos C1 y C2) debe asegurarse de que la aguja del voltímetro oscile en la misma dirección, como en el caso del devanado EN. El devanado se comprueba de la misma forma. A- con una batería conectada al devanado C o B.

Como resultado de todas las manipulaciones, debería suceder lo siguiente: cuando los contactos de la batería se rompen en cualquiera de los devanados, debería aparecer un potencial eléctrico de la misma polaridad en los otros 2 (la aguja del dispositivo oscila en una dirección). Ahora solo queda marcar los terminales de un paquete como comienzo (A1, B1, C1) y los terminales del otro como extremos (A2, B2, C2) y conectarlos de acuerdo con el circuito requerido - "triángulo ”o “estrella” (si el voltaje del motor es 220/127V).

Recuperar extremos perdidos. Quizás el caso más difícil es cuando el motor tiene una conexión en estrella de los devanados y no hay forma de cambiarlo a delta (solo se llevan tres cables a la caja de distribución: el comienzo de los devanados C1, C2, C3) (ver figura a continuación). En este caso, para conectar el motor según el diagrama "triangular", es necesario llevar a la caja los extremos faltantes de los devanados C4, C5, C6.

Para hacer esto, acceda al devanado del motor quitando la cubierta y posiblemente quitando el rotor. Se encuentra el lugar de adherencia y se libera del aislamiento. Los extremos se separan y se les sueldan cables aislados trenzados flexibles. Todas las conexiones están aisladas de manera confiable, los cables se fijan con un hilo fuerte al devanado y los extremos se llevan al tablero de terminales del motor eléctrico. Determinan si los extremos pertenecen al comienzo de los devanados y los conectan según el patrón de "triángulo", conectando los comienzos de algunos devanados con los extremos de otros (C1 a C6, C2 a C4, C3 a C5). El trabajo de sacar los cabos perdidos requiere cierta habilidad. Los devanados del motor pueden contener no una, sino varias soldaduras, lo que no es tan fácil de entender. Por lo tanto, si no tienes la titulación adecuada, es posible que no te quede más remedio que conectar un motor trifásico en configuración de estrella, asumiendo una importante pérdida de potencia.

Esquemas para conectar un motor trifásico a una red monofásica.

conexión delta. En el caso de una red doméstica, desde el punto de vista de obtener una mayor potencia de salida, lo más adecuado es una conexión monofásica de motores trifásicos en circuito delta. Además, su potencia puede alcanzar el 70% del nominal. Dos contactos en la caja de distribución están conectados directamente a los cables de una red monofásica (220 V), y el tercero está conectado a través de un condensador de trabajo Cp a cualquiera de los dos primeros contactos o cables de la red.

Soporte de puesta en marcha. Un motor trifásico sin carga también se puede arrancar desde un condensador en funcionamiento (más detalles a continuación), pero si el motor eléctrico tiene algún tipo de carga, no arrancará o acelerará muy lentamente. Luego, para un inicio rápido, se requiere un capacitor de arranque adicional Sp (el cálculo de la capacidad del capacitor se describe a continuación). Los condensadores de arranque se encienden solo mientras el motor está arrancando (2-3 segundos, hasta que la velocidad alcance aproximadamente el 70% del nominal), luego el condensador de arranque debe desconectarse y descargarse.

Conexión de un motor eléctrico trifásico a una red monofásica mediante un circuito delta con un condensador de arranque Sp

Es conveniente arrancar un motor trifásico utilizando un interruptor especial, uno de los cuales se cierra cuando se presiona el botón. Cuando se suelta, algunos contactos se abren, mientras que otros permanecen encendidos hasta que se presiona el botón "detener".

Contrarrestar. El sentido de rotación del motor depende de a qué contacto ("fase") está conectado el devanado de la tercera fase.

El sentido de rotación se puede controlar conectando este último, a través de un condensador, a un interruptor de palanca de dos posiciones conectado por sus dos contactos al primer y segundo devanados. Dependiendo de la posición del interruptor de palanca, el motor girará en una dirección u otra.

La siguiente figura muestra un circuito con un condensador de arranque y funcionamiento y un botón de marcha atrás, que permite un control conveniente de un motor trifásico.

Conexión en estrella. Un esquema similar para conectar un motor trifásico a una red con un voltaje de 220 V se utiliza para motores eléctricos cuyos devanados están diseñados para un voltaje de 220/127 V.

La capacidad requerida de los condensadores de trabajo para operar un motor trifásico en una red monofásica depende del diagrama de conexión de los devanados del motor y otros parámetros. Para una conexión en estrella, la capacitancia se calcula mediante la fórmula:

Para una conexión triangular:

Donde Cp es la capacitancia del condensador de trabajo en microfaradios, I es la corriente en A, U es el voltaje de la red en V. La corriente se calcula mediante la fórmula:

I = P/(1,73 U n cosph)

Donde P es la potencia del motor eléctrico kW; n - eficiencia del motor; cosф - factor de potencia, 1,73 - coeficiente que caracteriza la relación entre corrientes lineales y de fase. La eficiencia y el factor de potencia están indicados en la ficha técnica y en la placa del motor. Normalmente su valor está en el rango de 0,8 a 0,9.

En la práctica, el valor de capacitancia del capacitor de trabajo cuando está conectado en forma de triángulo se puede calcular usando la fórmula simplificada C = 70 Pn, donde Pn es la potencia nominal del motor eléctrico en kW. Según esta fórmula, por cada 100 W de potencia del motor eléctrico, se requieren aproximadamente 7 μF de capacidad del condensador de trabajo.

La selección correcta de la capacidad del condensador se verifica mediante los resultados del funcionamiento del motor. Si su valor es mayor que el requerido en determinadas condiciones de funcionamiento, el motor se sobrecalentará. Si la capacitancia es menor que la requerida, la salida del motor será demasiado baja. Tiene sentido seleccionar un condensador para un motor trifásico, comenzando con una capacitancia pequeña y aumentando gradualmente su valor hasta el óptimo. Si es posible, es mejor seleccionar la capacitancia midiendo la corriente en los cables conectados a la red y al capacitor de trabajo, por ejemplo, con una pinza amperimétrica. El valor actual debe ser lo más cercano posible. Las mediciones deben realizarse en el modo en que funcionará el motor.

Al determinar la capacidad de arranque, partimos, en primer lugar, de los requisitos para crear el par de arranque necesario. No confunda la capacitancia de arranque con la capacitancia del capacitor de arranque. En los diagramas anteriores, la capacitancia de arranque es igual a la suma de las capacitancias de los capacitores de trabajo (Cp) y de arranque (Sp).

Si, debido a las condiciones de funcionamiento, el motor eléctrico arranca sin carga, entonces la capacitancia de arranque generalmente se considera igual a la capacitancia de trabajo, es decir, no se necesita un capacitor de arranque. En este caso, el circuito de conmutación se simplifica y es más económico. Para simplificar esto y, lo más importante, reducir el coste del circuito, es posible organizar la posibilidad de desconectar la carga, permitiendo, por ejemplo, cambiar rápida y cómodamente la posición del motor para aflojar la transmisión por correa. o fabricando un rodillo de presión para la transmisión por correa, como por ejemplo el embrague por correa de los motobloques.

El arranque bajo carga requiere la presencia de capacidad adicional (Cn) conectada mientras el motor está arrancando. Un aumento en la capacitancia conmutable conduce a un aumento en el par de arranque y, en un cierto valor, el par alcanza su valor máximo. Un aumento adicional de la capacitancia conduce al resultado opuesto: el par de arranque comienza a disminuir.

Según la condición de arrancar el motor bajo una carga cercana a la carga nominal, la capacitancia de arranque debe ser 2-3 veces mayor que la capacitancia de trabajo, es decir, si la capacidad del capacitor de trabajo es de 80 µF, entonces la capacitancia de el capacitor de arranque debe ser de 80-160 µF, lo que dará una capacitancia de arranque (la capacidad suma de los capacitores de trabajo y de arranque) de 160-240 µF. Pero si el motor tiene una carga pequeña al arrancar, la capacidad del condensador de arranque puede ser menor o, como se indicó anteriormente, puede no existir en absoluto.

Los condensadores de arranque funcionan durante un breve periodo de tiempo (sólo unos segundos durante todo el período de conmutación). Esto le permite utilizar al arrancar el motor el más barato lanzadores Condensadores electrolíticos diseñados específicamente para este propósito (http://www.platan.ru/cgi-bin/qweryv.pl/0w10609.html).

Tenga en cuenta que para un motor conectado a una red monofásica a través de un condensador que funciona sin carga, el devanado alimentado a través del condensador transporta una corriente entre un 20 y un 30% superior a la nominal. Por lo tanto, si el motor se utiliza en modo de baja carga, se debe reducir la capacidad del condensador de trabajo. Pero entonces, si el motor se arrancó sin un condensador de arranque, es posible que se requiera este último.

Es mejor utilizar no un condensador grande, sino varios más pequeños, en parte debido a la posibilidad de seleccionar la capacitancia óptima conectando los adicionales o desconectando los innecesarios, estos últimos se pueden utilizar como de arranque. El número requerido de microfaradios se obtiene conectando varios condensadores en paralelo, basándose en el hecho de que la capacitancia total en una conexión en paralelo se calcula mediante la fórmula: C total = C 1 + C 1 + ... + C n.

Como trabajadores se suelen utilizar condensadores de película o papel metalizado (MBGO, MBG4, K75-12, K78-17 MBGP, KGB, MBGCh, BGT, SVV-60). La tensión permitida debe ser al menos 1,5 veces la tensión de red.

Al utilizar el contenido de este sitio, debe colocar enlaces activos a este sitio, visibles para los usuarios y los robots de búsqueda.

Instrucciones

Como regla general, para conectar un motor eléctrico trifásico se utilizan tres cables y una tensión de alimentación de 380. En una red de 220 voltios solo hay dos cables, por lo que para que el motor funcione, también se debe aplicar voltaje al tercer cable. Para ello se utiliza un condensador, que se denomina condensador de trabajo.

La capacidad del condensador depende de la potencia del motor y se calcula mediante la fórmula:
C=66*P, donde C es la capacitancia del condensador, μF, P es la potencia del motor eléctrico, kW.

Es decir, por cada 100 W de potencia del motor es necesario seleccionar unos 7 µF de capacitancia. Por tanto, un motor de 500 vatios requiere un condensador con una capacidad de 35 µF.

La capacidad requerida se puede ensamblar a partir de varios capacitores de menor capacidad conectándolos en paralelo. Luego la capacidad total se calcula mediante la fórmula:
Ctotal = C1+C2+C3+…..+Cn

Es importante recordar que el voltaje de funcionamiento del condensador debe ser 1,5 veces la potencia del motor eléctrico. Por lo tanto, con una tensión de alimentación de 220 voltios, el condensador debe ser de 400 voltios. Se pueden utilizar condensadores de los siguientes tipos: KBG, MBGCh, BGT.

Para conectar el motor se utilizan dos esquemas de conexión: "triángulo" y "estrella".

Si en una red trifásica el motor se conectó según un circuito delta, entonces lo conectamos a una red monofásica según el mismo circuito con la adición de un condensador.

La conexión en estrella del motor se realiza según el siguiente esquema.

Para operar motores eléctricos con una potencia de hasta 1,5 kW, la capacidad del condensador de trabajo es suficiente. Si conecta un motor de mayor potencia, dicho motor acelerará muy lentamente. Por tanto es necesario utilizar un condensador de arranque. Está conectado en paralelo con el condensador de funcionamiento y se utiliza sólo durante la aceleración del motor. Luego el condensador se apaga. La capacidad del condensador para arrancar el motor debe ser 2-3 veces mayor que la capacidad operativa.

En diversas máquinas y dispositivos electromecánicos de aficionados, en la mayoría de los casos se utilizan motores asíncronos trifásicos con rotor de jaula de ardilla. Por desgracia, una red trifásica en la vida cotidiana es un fenómeno muy raro, por lo que para alimentarlos desde una red eléctrica ordinaria, los aficionados usan un condensador de desplazamiento de fase, que no permite aprovechar toda la potencia y las propiedades de arranque del motor. comprendió.

Los motores eléctricos asíncronos trifásicos, es decir, aquellos que, debido a su uso generalizado, a menudo deben usarse, constan de un estator estacionario y un rotor móvil. Los conductores del devanado se colocan en las ranuras del estator con una distancia angular de 120 grados eléctricos, cuyos comienzos y extremos (C1, C2, C3, C4, C5 y C6) se llevan a la caja de conexiones.

Conexión delta (para 220 voltios)

Conexión en estrella (para 380 voltios)

Caja de conexiones de motor trifásico con posiciones de puente para conexión en estrella

Cuando un motor trifásico se enciende en una red trifásica, una corriente comienza a fluir a través de sus devanados en diferentes momentos, creando un campo magnético giratorio que interactúa con el rotor, obligándolo a girar. Cuando el motor está conectado a una red monofásica, no se crea ningún par capaz de mover el rotor.

Si puede conectar el motor lateralmente a una red trifásica, entonces determinar la potencia no será difícil. Colocamos un amperímetro en el descanso de una de las fases. Lancemos. Multiplicamos las lecturas del amperímetro por el voltaje de fase.

En una buena red es 380. Obtenemos la potencia P=I*U. Restamos entre un 10 y un 12% por eficiencia. Obtienes el resultado realmente correcto.

Existen instrumentos mecánicos para medir revoluciones. Aunque también es posible determinarlo de oído.

Entre los diversos métodos para conectar motores eléctricos trifásicos a una red monofásica, el más común es conectar el tercer contacto a través de un condensador desfasador.

Conexión de un motor trifásico a una red monofásica.

La velocidad de rotación de un motor trifásico que funciona desde una red monofásica sigue siendo casi la misma que cuando está conectado a una red trifásica. Por desgracia, esto no se puede decir de la potencia, cuyas pérdidas alcanzan valores importantes. Los valores claros de pérdida de potencia dependen del circuito de conmutación, las condiciones de funcionamiento del motor y el valor de capacitancia del condensador de desplazamiento de fase. Aproximadamente, un motor trifásico en una red monofásica pierde entre un 30 y un 50% de su propia potencia.

No hay muchos motores eléctricos trifásicos que estén preparados para funcionar bien en redes monofásicas, pero la mayoría de ellos hacen frente a esta tarea de manera completamente satisfactoria, excepto por la pérdida de energía. Principalmente, para el funcionamiento en redes monofásicas se utilizan motores asíncronos con rotor de jaula de ardilla (A, AO2, AOL, APN, etc.).

Los motores asíncronos trifásicos están diseñados para 2 tensiones nominales de red: 220/127, 380/220, etc. Los motores eléctricos con una tensión de funcionamiento de los devanados de 380/220 V (380 V en estrella, 220 en triángulo) son más comunes. El voltaje más alto es para la "estrella", el más bajo, para el "triángulo". En el pasaporte y en la placa del motor, además de otras características, se indica la tensión de funcionamiento de los devanados, su diagrama de conexión y la probabilidad de su cambio.

Etiquetas para motores trifásicos

La designación en la placa A indica que los devanados del motor se pueden conectar tanto en forma de “triángulo” (a 220 V) como de “estrella” (a 380 V). Al conectar un motor trifásico a una red monofásica, es mejor utilizar un circuito delta, ya que en este caso el motor perderá menos potencia que cuando se enciende en estrella.

La placa B te informa que los devanados del motor están conectados en configuración de estrella, y la caja de conexiones no tiene en cuenta la posibilidad de conmutarlos a triángulo (no hay más de 3 terminales). En este caso, solo queda aceptar una gran pérdida de potencia conectando el motor en estrella o, habiendo penetrado el devanado del motor eléctrico, intentar sacar los extremos que faltan para conectar los devanados. en configuración delta.

Si el voltaje de funcionamiento del motor es 220/127 V, entonces el motor solo se puede conectar a una red monofásica de 220 V mediante un circuito en estrella. Cuando enciende 220 V en un circuito delta, el motor se quemará.

Principios y finales de devanados (varias opciones)

Probablemente la principal dificultad al conectar un motor trifásico a una red monofásica es comprender los cables eléctricos que van a la caja de conexiones o, en ausencia de una, simplemente salen del motor.

La opción más común es cuando los devanados de un motor existente de 380/220 V ya están conectados en un circuito delta. En este caso, simplemente es necesario conectar los cables eléctricos que transportan corriente y los condensadores de trabajo y arranque a los terminales del motor de acuerdo con el diagrama de conexión.

Si los devanados del motor están conectados por una "estrella" y existe la posibilidad de cambiarlo a un "triángulo", entonces tal caso tampoco puede clasificarse como laborioso. Solo es necesario cambiar el circuito de conexión del devanado a uno de “triángulo”, utilizando para ello puentes.

Determinación de los inicios y finales de los devanados. La situación es más complicada si se llevan 6 cables a la caja de conexiones sin indicar su pertenencia a un devanado específico y sin marcar el principio y el final. En este caso, todo se reduce a solucionar dos problemas (aunque antes de hacer esto conviene intentar buscar en Internet alguna documentación sobre el motor eléctrico. Puede que describa a qué se refieren los cables eléctricos de diferentes colores):

identificar pares de cables relacionados con un devanado;

encontrar el principio y el final de los devanados.

El primer problema se resuelve "haciendo sonar" todos los cables con un probador (midiendo la resistencia). Cuando no hay ningún dispositivo, es posible solucionarlo utilizando una bombilla de linterna y pilas, conectando al circuito los cables eléctricos existentes alternativamente con la bombilla. Si este último se enciende, significa que los dos extremos que se están probando pertenecen al mismo devanado. Este método identifica 3 pares de cables (A, B y C en la figura siguiente) relacionados con 3 devanados.

Determinación de pares de cables pertenecientes a un devanado.

La segunda tarea es determinar los inicios y finales de los devanados, aquí será algo más complicado y necesitarás una batería y un voltímetro puntero. Lo digital no es adecuado para esta tarea debido a la inercia. El procedimiento para determinar los extremos y comienzos de los devanados se muestra en los diagramas 1 y 2.

Encontrar el principio y el final de los devanados.

Se conecta una batería a los extremos de un devanado (por ejemplo, A) y un voltímetro de puntero está conectado a los extremos del otro (por ejemplo, B). Ahora, cuando rompas el contacto de los cables A con la batería, la aguja del voltímetro oscilará en alguna dirección. Luego debe conectar un voltímetro al devanado C y realizar la misma operación rompiendo los contactos de la batería. Si es necesario, al cambiar la polaridad del devanado C (cambiando los extremos C1 y C2), es necesario asegurarse de que la aguja del voltímetro oscile en la misma dirección que en el caso del devanado B. El devanado A se verifica de la misma manera: con una batería. conectado al devanado C o B.

En última instancia, todas las manipulaciones deberían dar como resultado lo siguiente: cuando los contactos de la batería se rompen en cualquiera de los devanados, debería aparecer un potencial eléctrico de la misma polaridad en los otros dos (la flecha del dispositivo oscila en una dirección). Ahora solo queda marcar las conclusiones del primer paquete como comienzo (A1, B1, C1) y las conclusiones del otro como extremos (A2, B2, C2) y conectarlas según el patrón deseado - " triángulo” o “estrella” (cuando el voltaje del motor es 220/127V).

Extrayendo los extremos faltantes. Probablemente, la opción más difícil es cuando el motor tiene una fusión de devanados en configuración de estrella y no hay posibilidad de cambiarlo a delta (no se llevan más de 3 cables eléctricos a la caja de distribución: el comienzo de los devanados C1 , C2, C3).

En este caso, para encender el motor según el circuito "triángulo", es necesario llevar los extremos faltantes de los devanados C4, C5, C6 a la caja.

Esquemas para conectar un motor trifásico a una red monofásica.

Conexión triangular. En el caso de una red doméstica, partiendo de la creencia de obtener una mayor potencia de salida, se considera más adecuada la conexión monofásica de motores trifásicos en circuito delta. Con todo ello, su potencia puede llegar al 70% del nominal. 2 contactos en la caja de conexiones están conectados directamente a los cables eléctricos de una red monofásica (220 V), y el tercero, a través del condensador de trabajo Cp, a cualquiera de los 2 primeros contactos o los cables eléctricos de la red.

Garantizar el lanzamiento. Es posible arrancar un motor trifásico sin carga utilizando un condensador que funcione (más detalles a continuación), pero si el motor eléctrico tiene algún tipo de carga, no arrancará o acelerará extremadamente lentamente. Luego, para un inicio rápido, necesitará un condensador de arranque auxiliar Sp (el cálculo de la capacidad del condensador se describe a continuación). Los condensadores de arranque se encienden solo durante el arranque del motor (2-3 segundos, hasta que la velocidad alcanza aproximadamente el 70% de la nominal), luego el condensador de arranque debe desconectarse y descargarse.

Interruptor para arrancar motores eléctricos.

Contrarrestar. El sentido de rotación del motor depende de a qué contacto ("fase") está conectado el devanado de la tercera fase.

El sentido de rotación se puede controlar conectando este último, a través de un condensador, a un interruptor de dos posiciones conectado por sus dos contactos al primer y segundo devanados. Dependiendo de la posición del interruptor, el motor girará en un sentido u otro.

La siguiente figura muestra un circuito con un condensador de arranque y funcionamiento y un botón de marcha atrás, que permite un control cómodo de un motor trifásico.

Esquema de conexión de un motor trifásico a una red monofásica, con marcha atrás y botón para conectar un condensador de arranque.

Conexión en estrella. Un esquema similar para conectar un motor trifásico a una red con un voltaje de 220 V se utiliza para motores eléctricos cuyos devanados están diseñados para un voltaje de 220/127 V.

Condensadores. La capacidad requerida de los condensadores de trabajo para operar un motor trifásico en una red monofásica depende del circuito de conexión de los devanados del motor y otras características. Para una conexión en estrella, la capacitancia se calcula mediante la fórmula:

Cp = 2800 UI/U

Para una conexión triangular:

Cp = 4800 UI/U

Donde Cp es la capacitancia del condensador de trabajo en microfaradios, I es la corriente en A, U es el voltaje de la red en V. La corriente se calcula mediante la fórmula:

I = P/(1,73 U n cosph)

Donde P es la potencia del motor eléctrico kW; n - eficiencia del motor; cosф - factor de potencia, 1,73 - coeficiente que determina la correspondencia entre las corrientes lineales y de fase. La eficiencia y el factor de potencia están indicados en el pasaporte y en la placa del motor. Tradicionalmente, su valor se sitúa en el espectro de 0,8-0,9.

En la práctica, el valor de capacitancia del capacitor de trabajo cuando está conectado en forma de triángulo se puede calcular usando la fórmula simplificada C = 70 Pn, donde Pn es la potencia nominal del motor eléctrico en kW. Según esta fórmula, por cada 100 W de potencia de un motor eléctrico, se necesitan aproximadamente 7 μF de capacidad del condensador de trabajo.

La selección correcta de la capacidad del condensador se verifica mediante los resultados del funcionamiento del motor. Si su valor es mayor que el requerido en estas condiciones de operación, el motor se sobrecalentará. Si la capacidad es menor que la requerida, la potencia de salida del motor será muy baja. Tiene sentido buscar un condensador para un motor trifásico, comenzando con una capacitancia pequeña y aumentando gradualmente su valor hasta uno racional. Si es posible, es mucho mejor elegir una capacitancia midiendo la corriente en los cables eléctricos conectados a la red y al capacitor de trabajo, por ejemplo, con una pinza amperimétrica. El valor actual debería estar más cerca. Las mediciones deben realizarse en el modo en que funcionará el motor.

Al determinar la capacidad de arranque, primero partimos de los requisitos para crear el par de arranque requerido. No confunda la capacitancia de arranque con la capacitancia del capacitor de arranque. En los diagramas anteriores, la capacitancia de arranque es igual a la suma de las capacitancias de los capacitores de trabajo (Cp) y de arranque (Sp).

Si, debido a las condiciones de funcionamiento, el motor eléctrico arranca sin carga, entonces tradicionalmente se supone que la capacitancia de arranque es la misma que la capacitancia de trabajo; en otras palabras, no se necesita un condensador de arranque. En este caso, el esquema de conexión es simplificado y económico. Para simplificar esto y reducir en general el coste del circuito, es posible organizar la posibilidad de desconectar la carga, por ejemplo, permitiendo cambiar rápida y cómodamente la posición del motor para bajar la transmisión por correa, o haciendo la correa acciona un rodillo de presión, por ejemplo, como el embrague de correa de los motobloques.

El arranque bajo carga requiere la presencia de un tanque adicional (Sp) que se conecta temporalmente para arrancar el motor. Un aumento en la capacitancia conmutable conduce a un aumento en el par de arranque y, en un cierto valor específico, el par alcanza su valor máximo. Un aumento adicional de la capacitancia produce el efecto contrario: el par de arranque comienza a disminuir.

Según la condición de arrancar el motor bajo una carga más cercana a la carga nominal, la capacitancia de arranque debe ser 2-3 veces mayor que la capacitancia de trabajo, es decir, si la capacidad del capacitor de trabajo es 80 µF, entonces la capacitancia de el condensador de arranque debe ser de 80-160 µF, lo que proporcionará una capacitancia de arranque (suma de la capacitancia de los condensadores de trabajo y de arranque) de 160-240 µF. Sin embargo, si el motor tiene una carga pequeña al arrancar, la capacitancia del condensador de arranque puede ser menor o no existir en absoluto.

Los condensadores de arranque funcionan durante un breve período de tiempo (solo unos segundos durante todo el período de conexión). Esto permite utilizar condensadores electrolíticos de arranque más económicos, especialmente diseñados para este fin, al arrancar el motor.

Tenga en cuenta que para un motor conectado a una red monofásica a través de un condensador, que funciona en ausencia de carga, el devanado alimentado a través del condensador transporta una corriente entre un 20 y un 30% superior a la nominal. Por lo tanto, si el motor se utiliza en modo de baja carga, se debe minimizar la capacidad del condensador de trabajo. Pero entonces, si el motor se arrancó sin un condensador de arranque, es posible que se requiera este último.

Es mucho mejor usar no 1 capacitor grande, sino varios mucho más pequeños, en parte debido a la capacidad de seleccionar una buena capacitancia, conectando otros adicionales o desconectando los innecesarios, estos últimos se usan como arranque. El número requerido de microfaradios se obtiene conectando varios condensadores en paralelo, basándose en el hecho de que la capacitancia total en una conexión en paralelo se calcula mediante la fórmula:

Determinación del inicio y final de los devanados de fase de un motor eléctrico asíncrono.