Подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети

Расчёт мощности двигателя и ёмкости конденсатора

В наше индивидуалистичное время почти у каждого хозяина есть устройство на трёхфазном двигателе, например – точило, циркулярка или крупорушка. В наше демократичное время, казалось бы, нет проблем с питанием этих устройств. Каждый может установить трёхфазный счётчик. Однако это удовольствие почти никому не по карману. Видать, наше время не такое уж демократичное. К тому же в сёлах по улице часто идут только две фазы. Для простых трудяг предназначена эта статья. Пользуйтесь моей интеллектуальной собственностью безвозмездно, то есть даром.

Для расчёта нужны такие данные: N – мощность в киловаттах, I – сила тока в амперах, КПД.
Эти данные есть на бирке каждого двигателя.
Обычно на бирке даны два тока – для звезды и для треугольника. Нужно брать ток для звезды.
Извлечём из них другие данные:
Na = 1000 * N / (3 * КПД), вт – активная мощность обмотки,
Z = U / I, ом – полное сопротивление обмотки,
U = 220 в – напряжение на обмотках,
R = Na / I², ом – активное сопротивление обмотки. Это сопротивление нельзя измерить тестером и при разборке двигателя его не увидишь. В явном виде его нет. Оно проявляется только при работе. Производя работу, двигатель потребляет активную энергию. Удобно считать, что эта энергия выделяется на этом сопротивлении.
, ом – индуктивное сопротивление обмотки. Его можно только рассчитать. НЕ пытайтесь его измерить, как меряется индуктивность катушки. Оно сложным образом зависит от взаимодействия магнитного поля ротора с магнитным полем статора.
Xc = 3183 / С – емкостное сопротивление в омах, где С – ёмкость конденсатора в микрофарадах.
Nm – мощность модернизированного подключения, вт.
Для числового примера возьмём двигатель с такими данными.

Подключение по схеме «звезда 1».
Скажу сразу, что подключение по этой схеме сопровождается самой большёй потерей мощности. Да только в некоторых двигателях «звезда» собрана внутри капитально. Приходится с этой реальностью мириться.
Максимальная мощность достигается при ёмкости с сопротивлением –

Подключение по схеме «разорванная звезда 1».
Конденсатор включается в ветвь с одной обмоткой.
Максимальная мощность и соответствующее сопротивление:

Следует заметить, что ток в ветви с конденсатором заметно превысит номинальный. Избежать этого можно, повысив сопротивление вдвое. Формулы примут вид:

Как видим – мощность падает заметно.
Подключение по схеме «разорванная звезда 2»
Конденсатор включается в ветвь с двумя обмотками. Максимальная мощность и соответствующее сопротивление:

Подключение по схеме «треугольник».
Максимальная мощность и соответствующее сопротивление:

Однако ток в ветви с конденсатором выше номинального. Чтобы избежать этого нужно увеличить ёмкостное сопротивление в полтора раза. Потеря мощности при этом крайне незначительная.

Следующие формулы даны для особо продвинутых читателей и для тех, у кого просто не оказалось под рукой нужной ёмкости.

1. Вычислите по формуле Xc = 3183 / С индуктивное сопротивление вашей ёмкости.
2. Подставляйте Xc в следующие ниже формулы и выберите максимальную мощность.
Подключение по схеме «звезда 1».

Подключение по схеме «звезда 2» с дополнительным конденсатором.
Эта формула справедлива только при включении в общую ветвь дополнительной ёмкости. Её ёмкостное сопротивление должно быть:

Основная ёмкость остаётся той же. Максимальная мощность  –

Для любого Xc мощность вычисляется по формуле:

Дополнительная ёмкость должна иметь сопротивление

Подключение по схеме «разорванная звезда 1».
Конденсатор включается в ветвь с одной обмоткой.

Подключение по схеме «разорванная звезда 2»
Конденсатор включается в ветвь с двумя обмотками.

Подключение по схеме «треугольник».