Método para convertir un motor asíncrono trifásico a un funcionamiento monofásico de 220 V

Premisa central: Aplicable únicamente a motores asíncronos trifásicos de jaula de ardilla (el tipo comúnmente utilizado en la industria); No se recomienda la modificación de motores asíncronos trifásicos de rotor bobinado.. Después de la conversión, La potencia de salida del motor caerá al 60% ~ 70% de la potencia original.. Se recomienda modificar únicamente motores de pequeña potencia de 1,5 kW o menos. (Los motores de alta potencia sufrirán una baja eficiencia., Arranque difícil y calentamiento severo después de la conversión.). Esta conversión solo es adecuada para escenarios de arranque con carga ligera o sin carga. (p.ej., condiciones de trabajo de carga ligera de los ventiladores, bombas de agua y pequeñas máquinas herramienta), y no aplicable para arranque con carga pesada.

Accesorios clave: Condensadores de CA no polares (condensador de funcionamiento + condensador de arranque, con una tensión soportada de ≥450V; Se prefieren los tipos CBB60/CBB61., Los condensadores electrolíticos están prohibidos.), interruptor centrífugo (o botón normalmente abierto), fuente de alimentación monofásica de 220 V, fusible/relé térmico (para protección de motores).

1. Principio fundamental

Basado en el principio de desplazamiento de fase del condensador., La CA monofásica de 220 V se divide en dos corrientes de CA con una diferencia de fase de aproximadamente 90 °, que suministran energía a los devanados bifásicos del motor trifásico, y el devanado de la tercera fase sirve como terminal común para formar un campo magnético giratorio que impulsa el funcionamiento del motor.. El condensador de arranque proporciona una corriente de cambio de fase mayor durante un breve periodo de tiempo para aumentar el par de arranque., y se desconecta después de arrancar (para evitar el sobrecalentamiento y la quema del condensador), dejando solo el condensador en funcionamiento para trabajar durante mucho tiempo.

1. Selección de condensadores (Parámetro central, Debe seguir la fórmula)

Una capacidad insuficiente del condensador provocará un arranque difícil y un par insuficiente; Una capacidad excesiva causará una alta corriente del motor y un calentamiento severo.. La tensión soportada debe ser ≥450V (el valor máximo de 220V monofásico electricidad es aproximadamente 311V, dejando un margen de seguridad suficiente).

1. Fórmula de cálculo de capacidad

Condensador de funcionamiento (operación a largo plazo): $DO_{Correr} ≈ 10 ×P$ (donde $P$ es la potencia trifásica original del motor en kW), unidad en μF

Condensador de arranque (inicio a corto plazo): $DO_{A partir de} = 2~3 × C_{Correr}$, unidad en μF (debe desconectarse inmediatamente después de arrancar, con un tiempo de trabajo de ≤3 segundos)

2. Referencia de selección de condensadores para clasificaciones de potencia comunes (Aplicación directa)

Ejemplo: Para un motor trifásico de 0,75kW, seleccione un condensador de funcionamiento de 8 μF/450 V más un condensador de arranque de 20 μF/450 V.

III. Dos esquemas básicos de conversión para conexiones de devanados de motores trifásicos

Los devanados del estator de un motor trifásico tienen dos métodos de conexión: estrella (Y) y delta (△), Con diferentes métodos de cableado para la conversión.. Primero, Confirmar el método de conexión original del motor. (marcado Y/△ en la caja de conexiones del motor, o por la pieza de conexión de los postes terminales: El tipo Y es 3 piezas conectadas arriba y abajo, El tipo △ es 3 piezas conectadas a izquierda y derecha).

Premisa: Todo 6 postes terminales (U1/U2, V1/V2, W1/W2) de la caja de conexiones del motor debe sacarse (si solo hay 3 postes terminales, Es necesario desmontar los grifos de bobinado., Lo cual no es recomendado para no profesionales.).

Esquema 1: Conversión de Motor con Estrella Original (Y) Conexión (Más simple, No se requiere modificación del devanado)

1. Conserve la conexión interna tipo Y del motor. (U2/V2/W2 en cortocircuito como terminal común);
2. Conecte U1 al cable vivo monofásico. (l), y V1 al cable vivo (l) en serie con el condensador de funcionamiento $C_{Correr}$;
3. Conecte W1 al cable neutro monofásico. (norte) para formar el circuito de devanado principal y auxiliar;
4. Conecte el condensador de arranque $C_{A partir de}$ en paralelo con el condensador en funcionamiento, luego en serie con un interruptor centrífugo/botón normalmente abierto (cerrado durante el arranque, desconectado cuando la velocidad del motor alcanza el 70% ~ 80% de la velocidad nominal).

Mnemónico de cableado simple: Terminal común tipo Y a N, una fase a L, una fase a L en serie con tapa de funcionamiento, tapa de arranque en paralelo con la tapa de funcionamiento y en serie con el interruptor.

Esquema 2: Conversión de Motor con Delta Original (△) Conexión (Mayor eficiencia, Recomendado)

El voltaje del devanado de un motor conectado en △ es el voltaje de línea (originales 380V). Después de la conversión a monofásico, el devanado soporta 220V, lo que resulta en una mayor utilización del devanado y un par ligeramente mayor que la conversión tipo Y, convirtiéndolo en el esquema preferido.

1. Conserve la conexión interna tipo △ del motor. (U1-W2, V1-U2, W1-V2 conectado);
2. Conecte U1 al cable vivo monofásico. (l), y V1 al cable vivo (l) en serie con el condensador de funcionamiento $C_{Correr}$;
3. Conecte W1 al cable neutro monofásico. (norte);
4. Conecte el condensador de arranque $C_{A partir de}$ en paralelo con el condensador en funcionamiento y en serie con un interruptor centrífugo/botón normalmente abierto (igual que la conversión tipo Y).

Nota complementaria: Si el motor original es tipo Y de 380 V y desea aumentar el par después de la conversión, primero puedes convertirlo al tipo △ (Vuelva a conectar las piezas de conexión del poste terminal.), luego conéctelo de acuerdo con el esquema de conversión tipo △ (Nota: Después de convertir a △, el devanado soporta 220V, mucho más bajo que el original 380V, sin riesgo de quemarse).

1. Pasos prácticos de cableado (Versión Universal)
2. Apagar y desmontar: Desconecte todas las fuentes de alimentación del motor., abre la caja de conexiones, Limpiar la capa de óxido en los postes terminales., y confirme que las marcas del 6 postes terminales (U1/U2, V1/V2, W1/W2) son claros;
3. Confirmar/ajustar el método de conexión: Conserve el método de conexión original para condiciones de trabajo con carga ligera.; convierta el tipo Y al tipo △ para aumentar el par (Sólo aplicable a motores tipo Y de 380 V.);
4. Conecte el condensador en funcionamiento: Según el esquema correspondiente., conecte un extremo del condensador en funcionamiento a V1 y el otro extremo al cable vivo L;
5. Conecte el circuito de arranque: Conecte el condensador de arranque en paralelo con el condensador de funcionamiento., luego en serie con un interruptor centrífugo (o botón normalmente abierto). Fije el interruptor centrífugo dentro de la cubierta del extremo del motor. (vinculado con el rotor, Se desconecta automáticamente cuando la velocidad alcanza el estándar.), e instale el botón en el gabinete de control (suelte el botón dentro 3 segundos después del arranque manual);
6. Conecte la fuente de alimentación y los dispositivos de protección: Conecte el cable vivo L a U1 y el cable neutro N a W1.. conectar un fusible (corriente nominal ≈ 1.2 veces la corriente nominal del motor) y un relé térmico (protección contra sobrecarga, corriente de ajuste = corriente nominal del motor) en serie en el extremo del cable vivo;
7. Ejecución de prueba: Realizar una prueba de funcionamiento sin carga, observar la dirección de rotación y la velocidad del motor. Si se invierte el sentido de rotación, Cambie el cableado de alimentación de cualquier devanado bifásico. (p.ej., cambiar el cableado de V1 y W1);
8. Prueba de carga: Después de la prueba, la ejecución es normal., aplicar la carga gradualmente (sin exceder 60% del poder original), correr durante 5 ~ 10 minutos, y toque la carcasa del motor. La conversión está calificada si no hay un sobrecalentamiento evidente. (≤70℃) y sin ruidos anormales.
9. Accesorios clave y esquemas alternativos.
10. Sustituto del interruptor centrífugo (Cuando no hay ningún interruptor centrífugo disponible)

Si no hay interruptor centrífugo, un botón normalmente abierto (p.ej., botón de avance lento) se puede utilizar como sustituto. Iniciando operación: Presione el botón para arrancar el motor., y suelte el botón para desconectar el condensador de arranque cuando la velocidad del motor aumente significativamente (acerca de 3 artículos de segunda clase). Este método requiere operación manual.; no presione el botón durante mucho tiempo.

2. Tabúes para la selección de condensadores

Los condensadores electrolíticos polarizados están prohibidos. (solo aplicable a DC, y se descompondrá rápidamente bajo AC);

Condensadores de polipropileno metalizado. (CBB60/CBB61) son preferidos, que son resistentes a la temperatura, resistente a impactos y adecuado para las condiciones de trabajo del motor;

El condensador debe fijarse en un lugar ventilado fuera del motor., y evite el contacto cercano con la carcasa del motor. (Para evitar que el condensador se dañe al hornear a alta temperatura.).

1. Notas importantes (Clave para evitar errores, Debe leer)
2. Restricción de carga: El par del motor cae significativamente después de la conversión.. Está estrictamente prohibido arrancar con carga completa/carga pesada. (p.ej., Compresores y pulverizadores de aire con arranque en carga.). Solo es aplicable a equipos de arranque con carga ligera o sin carga, como ventiladores., bombas de agua y pequeños transportadores;
3. Calefacción y disipación de calor.: La corriente de funcionamiento del motor después de la conversión es mayor que la del funcionamiento trifásico original., lo que resulta en un aumento del calentamiento. Asegurar una buena ventilación del motor., prohibir la instalación sellada, y limpie el disipador de calor regularmente;
4. Medidas de protección: un fusible (protección contra cortocircuitos) y un relé térmico (protección contra sobrecarga) debe ser instalado. No conectar directamente a la fuente de alimentación. (el motor es fácil de quemar sin protección);
5. Límite superior de potencia: No se recomienda la modificación de motores trifásicos superiores a 1,5kW. (Estos motores tendrán un arranque difícil y una eficiencia extremadamente baja después de la conversión., y son fáciles de quemar durante el funcionamiento a largo plazo; es mejor comprar directamente un motor monofásico);
6. Ajuste de la dirección de rotación: Si el sentido de rotación del motor después de la conversión es opuesto al de la conexión trifásica original, intercambie el cableado entre el terminal del devanado conectado al condensador y el cable neutro (p.ej., cambiar el cableado de V1 y W1), sin ajustar el cableado del condensador;
7. Requisitos de fuente de alimentación: La fuente de alimentación monofásica de 220V debe tener capacidad suficiente para evitar una caída brusca de tensión durante el arranque del motor. (p.ej., líneas demasiado finas, potencia total insuficiente);
8. Protección de puesta a tierra: La carcasa del motor debe estar conectada a tierra de manera confiable para evitar descargas eléctricas debido a fugas..

VII. Solución de problemas (Problemas comunes después de la conversión)

VIII. Resumen de conversión

El núcleo de la conversión de un motor trifásico a monofásico es el cambio de fase del condensador. + operación con carga ligera. Los motores de jaula de ardilla de menos de 1,5 kW pueden cumplir con los requisitos de condiciones de trabajo de carga ligera después de la conversión con un bajo costo de modificación. (El costo total de los condensadores e interruptores es de aproximadamente 20 ~ 50 yuanes.). Sin embargo, La potencia y el par disminuyen y el calentamiento aumenta después de la conversión., entonces esto es solo una solución de emergencia. Para uso a largo plazo, Se recomienda comprar directamente un motor monofásico correspondiente. (con mayor eficiencia y funcionamiento más estable).

Modificación de motores trifásicos de frecuencia variable., Se prohíbe el uso de motores con freno y motores a prueba de explosiones. (su estructura sinuosa es especial, Y la modificación puede dañar fácilmente el motor o causar accidentes de seguridad.).