Metodo per convertire un motore asincrono trifase in un funzionamento monofase a 220 V

Premessa fondamentale: Applicabile solo ai motori asincroni trifase a gabbia di scoiattolo (il tipo comunemente usato nell'industria); si sconsiglia la modifica dei motori asincroni trifase a rotore avvolto. Dopo la conversione, la potenza in uscita del motore scenderà al 60%~70% della potenza originale. Si consiglia di modificare solo motori di piccola potenza da 1,5 kW o inferiori (i motori ad alta potenza soffriranno di bassa efficienza, avviamento difficile e forte riscaldamento dopo la conversione). Questa conversione è adatta solo per scenari di avviamento con carico leggero/senza carico (per esempio., condizioni di lavoro a carico leggero dei ventilatori, pompe acqua e piccole macchine utensili), e non applicabile per l'avviamento con carico pesante.

Accessori chiave: Condensatori CA non polari (condensatore in funzione + condensatore di avviamento, con una tensione di tenuta ≥450V; Sono preferiti i tipi CBB60/CBB61, i condensatori elettrolitici sono vietati), interruttore centrifugo (o pulsante normalmente aperto), alimentazione monofase 220V, fusibile/relè termico (per la protezione del motore).

1. Principio fondamentale

Basato sul principio dello sfasamento dei condensatori, la tensione monofase 220 V CA è suddivisa in due correnti CA con una differenza di fase di circa 90°, che alimentano gli avvolgimenti bifase del motore trifase, e il terzo avvolgimento di fase funge da terminale comune per formare un campo magnetico rotante che fa funzionare il motore. Il condensatore di avviamento fornisce una corrente di sfasamento maggiore per un breve periodo per aumentare la coppia di avviamento, e viene disconnesso dopo l'avvio (per evitare il surriscaldamento e la bruciatura del condensatore), lasciando funzionare a lungo solo il condensatore di marcia.

1. Selezione del condensatore (Parametro fondamentale, Deve seguire la formula)

Una capacità insufficiente del condensatore comporterà un avviamento difficile e una coppia insufficiente; una capacità eccessiva causerà un'elevata corrente del motore e un forte riscaldamento. La tensione di tenuta deve essere ≥450V (il valore di picco della 220V monofase elettricità è di circa 311 V, lasciando un margine di sicurezza sufficiente).

1. Formula per il calcolo della capacità

Condensatore funzionante (funzionamento a lungo termine): $C_{Corsa} ≈ 10 ×P$ (dove $P$ è la potenza trifase originaria del motore in kW), unità in μF

Condensatore di avviamento (inizio a breve termine): $C_{Di partenza} = 2~3 × C_{Corsa}$, unità in μF (deve essere scollegato immediatamente dopo l'avvio, con un tempo di lavoro di ≤3 secondi)

2. Riferimento per la selezione dei condensatori per le potenze nominali comuni (Applicazione diretta)

Esempio: Per un motore trifase da 0,75 kW, selezionare un condensatore di funzionamento da 8μF/450V più un condensatore di avviamento da 20μF/450V.

III. Due schemi di conversione di base per i collegamenti degli avvolgimenti di motori trifase

Gli avvolgimenti dello statore di un motore trifase hanno due metodi di connessione: stella (Y) e delta (△), con diversi metodi di cablaggio per la conversione. Primo, confermare il metodo di collegamento originale del motore (contrassegnato con Y/△ nella scatola di giunzione del motore, o dal pezzo di collegamento dei terminali: Il tipo Y è 3 pezzi collegati su e giù, Il tipo △ è 3 pezzi collegati a destra e a sinistra).

Premessa: Tutto 6 posti terminali (U1/U2, V1/V2, W1/W2) della scatola di giunzione del motore deve essere fatto uscire (se ci sono solo 3 posti terminali, i rubinetti di avvolgimento devono essere smontati, cosa sconsigliata ai non professionisti).

Schema 1: Conversione del motore con stella originale (Y) Connessione (Più semplice, Nessuna modifica dell'avvolgimento richiesta)

1. Conservare la connessione interna di tipo Y del motore (U2/V2/W2 in cortocircuito come terminale comune);
2. Collegare U1 al cavo sotto tensione monofase (l), e V1 al filo sotto tensione (l) in serie al condensatore di funzionamento $C_{Corsa}$;
3. Collegare W1 al filo neutro monofase (N) per formare il circuito dell'avvolgimento principale e ausiliario;
4. Collegare il condensatore di avviamento $C_{Di partenza}$ in parallelo al condensatore di marcia, poi in serie con un interruttore centrifugo/pulsante normalmente aperto (chiuso durante l'avviamento, scollegato quando la velocità del motore raggiunge il 70%~80% della velocità nominale).

Mnemonico di cablaggio semplice: Terminale comune di tipo Y a N, una fase a L, una fase a L in serie con cappuccio di funzionamento, tappo di partenza in parallelo al tappo di marcia ed in serie all'interruttore.

Schema 2: Conversione del motore con Delta originale (△) Connessione (Maggiore efficienza, Raccomandato)

La tensione dell'avvolgimento di un motore collegato △ è la tensione di linea (380V originale). Dopo la conversione in monofase, l'avvolgimento porta 220V, con conseguente maggiore utilizzo dell'avvolgimento e una coppia leggermente superiore rispetto alla conversione di tipo Y, rendendolo lo schema preferito.

1. Conservare il collegamento interno di tipo △ del motore (U1-W2, V1-U2, W1-V2 collegato);
2. Collegare U1 al cavo sotto tensione monofase (l), e V1 al filo sotto tensione (l) in serie al condensatore di funzionamento $C_{Corsa}$;
3. Collegare W1 al filo neutro monofase (N);
4. Collegare il condensatore di avviamento $C_{Di partenza}$ in parallelo al condensatore di marcia e in serie con un interruttore centrifugo/pulsante normalmente aperto (uguale alla conversione di tipo Y).

Nota integrativa: Se il motore originale è di tipo Y da 380 V e si desidera aumentare la coppia dopo la conversione, puoi prima convertirlo nel tipo △ (ricollegare i pezzi di connessione del terminale), quindi collegarlo secondo lo schema di conversione del tipo △ (Nota: Dopo la conversione in △, l'avvolgimento porta 220V, molto inferiore all'originale 380V, senza rischio di bruciarsi).

1. Passaggi pratici di cablaggio (Versione universale)
2. Spegnere e smontare: Scollegare tutte le alimentazioni del motore, aprire la scatola di giunzione, pulire lo strato di ossido sui terminali, e confermare che i segni del 6 posti terminali (U1/U2, V1/V2, W1/W2) sono chiari;
3. Conferma/modifica il metodo di connessione: Conservare il metodo di connessione originale per condizioni di lavoro con carico leggero; convertire il tipo Y in tipo △ per aumentare la coppia (applicabile solo ai motori di tipo Y da 380 V);
4. Collegare il condensatore di funzionamento: Secondo lo schema corrispondente, collegare un'estremità del condensatore di funzionamento a V1 e l'altra estremità al filo sotto tensione L;
5. Collegare il circuito di avviamento: Collegare il condensatore di avviamento in parallelo al condensatore di marcia, poi in serie ad un interruttore centrifugo (o pulsante normalmente aperto). Fissare l'interruttore centrifugo all'interno del coperchio terminale del motore (collegato al rotore, automaticamente disconnesso quando la velocità raggiunge lo standard), e installare il pulsante nel quadro elettrico (rilasciare il pulsante all'interno 3 secondi dopo l'avvio manuale);
6. Collegare l'alimentazione e i dispositivi di protezione: Collegare il filo sotto tensione L a U1 e il filo neutro N a W1. Collegare un fusibile (corrente nominale ≈ 1.2 volte la corrente nominale del motore) e un relè termico (protezione da sovraccarico, corrente impostata = corrente nominale del motore) in serie all'estremità del cavo sotto tensione;
7. Prova di esecuzione: Effettuare un test di funzionamento senza carico, osservare il senso di rotazione e la velocità del motore. Se il senso di rotazione è invertito, scambiare il cablaggio di alimentazione di qualsiasi avvolgimento bifase (per esempio., scambiare il cablaggio di V1 e W1);
8. Prova di carico: Dopo il test, l'esecuzione è normale, applicare il carico gradualmente (non eccedente 60% del potere originario), correre per 5~10 minuti, e toccare l'alloggiamento del motore. La conversione è qualificata se non vi è alcun surriscaldamento evidente (≤70℃) e nessun rumore anomalo.
9. Accessori chiave e schemi alternativi
10. Sostituisce l'interruttore centrifugo (Quando non è disponibile alcun interruttore centrifugo)

Se non è presente un interruttore centrifugo, un pulsante normalmente aperto (per esempio., pulsante di avanzamento progressivo) può essere utilizzato come sostituto. Avvio dell'operazione: Premere il pulsante per avviare il motore, e rilasciare il pulsante per scollegare il condensatore di avviamento quando la velocità del motore aumenta in modo significativo (Di 3 secondi). Questo metodo richiede un'operazione manuale; non premere il pulsante per molto tempo.

2. Tabù per la selezione dei condensatori

I condensatori elettrolitici polarizzati sono vietati (applicabile solo a DC, e verrà suddiviso rapidamente sotto AC);

Condensatori in polipropilene metallizzato (CBB60/CBB61) sono preferiti, che sono resistenti alla temperatura, resistente agli urti e adatto alle condizioni di lavoro del motore;

Il condensatore deve essere fissato in un luogo ventilato all'esterno del motore, ed evitare un contatto ravvicinato con l'alloggiamento del motore (per evitare che il condensatore venga danneggiato dalla cottura ad alta temperatura).

1. Note importanti (La chiave per evitare errori, Deve leggere)
2. Limitazione del carico: La coppia del motore diminuisce notevolmente dopo la conversione. L'avviamento a pieno carico/carico pesante è severamente vietato (per esempio., compressori d'aria e polverizzatori con avviamento a carico). È applicabile solo ad apparecchiature di avviamento a carico leggero/senza carico come i ventilatori, pompe acqua e piccoli trasportatori;
3. Riscaldamento e Dissipazione del Calore: La corrente operativa del motore dopo la conversione è superiore a quella del funzionamento trifase originale, con conseguente aumento del riscaldamento. Garantire una buona ventilazione del motore, vietare l'installazione sigillata, e pulire regolarmente il dissipatore di calore;
4. Misure di protezione: Un fusibile (protezione da cortocircuito) e un relè termico (protezione da sovraccarico) deve essere installato. Non collegare direttamente all'alimentazione (il motore è facile da bruciare senza protezione);
5. Limite superiore potenza: Si sconsiglia la modifica dei motori trifase superiori a 1,5 kW (tali motori avranno un avviamento difficile e un'efficienza estremamente bassa dopo la conversione, e sono facili da bruciare durante il funzionamento a lungo termine; è meglio acquistare direttamente un motore monofase);
6. Regolazione della direzione di rotazione: Se il senso di rotazione del motore dopo la conversione è opposto a quello del collegamento trifase originale, scambiare il cablaggio tra il terminale dell'avvolgimento collegato al condensatore e il filo neutro (per esempio., scambiare il cablaggio di V1 e W1), senza regolare il cablaggio del condensatore;
7. Requisiti di alimentazione: L'alimentazione monofase 220V deve avere una capacità sufficiente ad evitare un improvviso calo di tensione durante l'avviamento del motore (per esempio., linee troppo sottili, potenza totale insufficiente);
8. Protezione di messa a terra: L'alloggiamento del motore deve essere collegato a terra in modo affidabile per evitare scosse elettriche dovute a perdite.

VII. Risoluzione dei problemi (Problemi comuni dopo la conversione)

VIII. Riepilogo della conversione

Il nucleo della conversione di un motore trifase in monofase è lo sfasamento del condensatore + funzionamento a carico leggero. I motori a gabbia di scoiattolo inferiori a 1,5 kW possono soddisfare i requisiti delle condizioni di lavoro con carico leggero dopo la conversione con bassi costi di modifica (il costo totale dei condensatori e degli interruttori è di circa 20~50 yuan). Tuttavia, la potenza e la coppia diminuiscono e il riscaldamento aumenta dopo la conversione, quindi questa è solo una soluzione di emergenza. Per uso a lungo termine, si consiglia di acquistare direttamente un motore monofase abbinato (con maggiore efficienza e funzionamento più stabile).

Modifica di motori trifase a frequenza variabile, sono vietati i motori autofrenanti e i motori antideflagranti (la loro struttura avvolta è speciale, e modifiche potrebbero facilmente danneggiare il motore o causare incidenti alla sicurezza).