วิธีการแปลงมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสเป็นการทำงาน 220V เฟสเดียว

สถานที่ตั้งหลัก: ใช้ได้กับมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสแบบกรงกระรอกเท่านั้น (ชนิดที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม); ไม่แนะนำให้ทำการดัดแปลงมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสของโรเตอร์โรเตอร์. หลังการแปลง, กำลังขับของมอเตอร์จะลดลงเหลือ 60%~70% ของกำลังเดิม. ขอแนะนำให้ปรับเปลี่ยนเฉพาะมอเตอร์กำลังขนาดเล็ก 1.5kW หรือน้อยกว่า (มอเตอร์กำลังสูงจะประสบกับประสิทธิภาพต่ำ, สตาร์ทยากและให้ความร้อนรุนแรงหลังการแปลง). การแปลงนี้เหมาะสำหรับสถานการณ์เริ่มต้นที่มีโหลดน้อย/ไม่มีโหลดเท่านั้น (เช่น, สภาพการทำงานของพัดลมที่มีน้ำหนักเบา, ปั๊มน้ำและเครื่องมือกลขนาดเล็ก), และไม่สามารถใช้ได้กับการเริ่มต้นโหลดหนัก.

อุปกรณ์เสริมที่สำคัญ: ตัวเก็บประจุ AC แบบไม่มีขั้ว (ตัวเก็บประจุที่ทำงานอยู่ + ตัวเก็บประจุเริ่มต้น, ทนแรงดันไฟฟ้า ≥450V; แนะนำให้ใช้ประเภท CBB60/CBB61, ห้ามใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า), สวิตช์แรงเหวี่ยง (หรือปุ่มเปิดตามปกติ), แหล่งจ่ายไฟ 220V เฟสเดียว, ฟิวส์/รีเลย์ความร้อน (สำหรับการป้องกันมอเตอร์).

1. หลักการสำคัญ

ขึ้นอยู่กับหลักการเปลี่ยนเฟสของตัวเก็บประจุ, ไฟ AC เฟสเดียว 220V แบ่งออกเป็นกระแสไฟ AC สองกระแสโดยมีความต่างเฟสประมาณ 90°, ซึ่งจ่ายไฟให้กับขดลวดสองเฟสของมอเตอร์สามเฟส, และการพันเฟสที่สามทำหน้าที่เป็นขั้วร่วมเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหมุนที่ขับเคลื่อนมอเตอร์ให้ทำงาน. ตัวเก็บประจุสตาร์ทให้กระแสการเปลี่ยนเฟสที่มากขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ เพื่อเพิ่มแรงบิดสตาร์ท, และถูกตัดการเชื่อมต่อหลังจากสตาร์ท (เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปและการเผาไหม้ของตัวเก็บประจุ), เหลือเพียงคาปาซิเตอร์ที่รันอยู่ให้ทำงานเป็นเวลานาน.

1. การเลือกตัวเก็บประจุ (พารามิเตอร์หลัก, ต้องเป็นไปตามสูตร)

ความจุของตัวเก็บประจุไม่เพียงพอจะทำให้สตาร์ทได้ยากและแรงบิดไม่เพียงพอ; ความจุที่มากเกินไปจะทำให้เกิดกระแสมอเตอร์สูงและเกิดความร้อนอย่างรุนแรง. แรงดันไฟฟ้าทนต้องเป็น ≥450V (ค่าสูงสุดของเฟสเดียว 220V ไฟฟ้า ประมาณ 311V, เหลือขอบเขตความปลอดภัยไว้เพียงพอ).

1. สูตรคำนวณความจุ

รันตัวเก็บประจุ (การดำเนินงานระยะยาว): $ซี_{วิ่ง} data 10 × พี$ (โดยที่ $P$ คือกำลังไฟฟ้าสามเฟสดั้งเดิมของมอเตอร์มีหน่วยเป็น kW), หน่วยเป็น μF

ตัวเก็บประจุเริ่มต้น (การเริ่มต้นระยะสั้น): $ซี_{กำลังเริ่มต้น} = 2~3 × C_{วิ่ง}$, หน่วยเป็น μF (จะต้องตัดการเชื่อมต่อทันทีหลังจากสตาร์ท, ด้วยเวลาทำงาน ≤3 วินาที)

2. ข้อมูลอ้างอิงการเลือกตัวเก็บประจุสำหรับพิกัดกำลังทั่วไป (การสมัครโดยตรง)

ตัวอย่าง: สำหรับมอเตอร์สามเฟสขนาด 0.75kW, เลือกตัวเก็บประจุที่ทำงานอยู่ 8μF/450V บวกกับตัวเก็บประจุเริ่มต้น 20μF/450V.

III. รูปแบบการแปลงพื้นฐานสองแบบสำหรับการเชื่อมต่อขดลวดมอเตอร์สามเฟส

ขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์สามเฟสมีวิธีการเชื่อมต่อสองวิธี: ดาว (ย) และเดลต้า (△), ด้วยวิธีการเดินสายไฟแบบต่างๆ สำหรับการแปลง. อันดับแรก, ยืนยันวิธีการเชื่อมต่อดั้งเดิมของมอเตอร์ (มีเครื่องหมาย Y/△ ในกล่องรวมสัญญาณมอเตอร์, หรือโดยส่วนต่อของเสาเทอร์มินัล: ประเภท Y คือ 3 ชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อขึ้นและลง, △-ประเภทคือ 3 ชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อซ้ายและขวา).

สถานที่ตั้ง: ทั้งหมด 6 โพสต์เทอร์มินัล (ยู1/ยู2, วี1/วี2, ส1/ส2) ของกล่องรวมสัญญาณมอเตอร์จะต้องนำออกมา (ถ้ามีเท่านั้น 3 โพสต์เทอร์มินัล, ต้องถอดประกอบก๊อกที่คดเคี้ยว, ซึ่งไม่แนะนำสำหรับผู้ที่ไม่ใช่มืออาชีพ).

โครงการ 1: การแปลงมอเตอร์ด้วยสตาร์ดั้งเดิม (ย) การเชื่อมต่อ (ง่ายที่สุด, ไม่จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนการม้วน)

1. รักษาการเชื่อมต่อแบบ Y ภายในของมอเตอร์ไว้ (U2/V2/W2 ลัดวงจรเป็นเทอร์มินัลทั่วไป);
2. เชื่อมต่อ U1 เข้ากับสายไฟเฟสเดียว (ล), และ V1 เข้ากับสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้า (ล) อนุกรมกับตัวเก็บประจุรัน $C_{วิ่ง}$;
3. เชื่อมต่อ W1 เข้ากับสายนิวทรัลเฟสเดียว (เอ็น) เพื่อสร้างวงจรขดลวดหลักและวงจรเสริม;
4. เชื่อมต่อตัวเก็บประจุเริ่มต้น $C_{กำลังเริ่มต้น}$ ขนานกับตัวเก็บประจุที่ทำงานอยู่, แล้วต่ออนุกรมกับสวิตช์แรงเหวี่ยง/ปุ่มเปิดปกติ (ปิดระหว่างการเริ่มต้น, ตัดการเชื่อมต่อเมื่อความเร็วมอเตอร์ถึง 70% ~ 80% ของความเร็วที่กำหนด).

ช่วยในการจำการเดินสายไฟอย่างง่าย: เทอร์มินอลร่วมชนิด Y ถึง N, หนึ่งเฟสถึง L, เฟสเดียวถึง L ตามลำดับพร้อมฝาครอบรัน, ฝาครอบสตาร์ทขนานกับฝาครอบวิ่งและต่ออนุกรมพร้อมสวิตช์.

โครงการ 2: การแปลงมอเตอร์ด้วยเดลต้าดั้งเดิม (△) การเชื่อมต่อ (ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น, ที่แนะนำ)

แรงดันไฟฟ้าที่คดเคี้ยวของมอเตอร์ที่เชื่อมต่อ △ คือแรงดันไฟฟ้าหลัก (380V. เดิม). หลังจากแปลงเป็นเฟสเดียวแล้ว, ขดลวดมีไฟ 220V, ส่งผลให้มีการใช้ขดลวดสูงขึ้นและมีแรงบิดสูงกว่าการแปลงแบบ Y เล็กน้อย, ทำให้เป็นโครงการที่ต้องการ.

1. รักษาการเชื่อมต่อแบบ △ ภายในของมอเตอร์ไว้ (U1-W2, V1-U2, เชื่อมต่อ W1-V2 แล้ว);
2. เชื่อมต่อ U1 เข้ากับสายไฟเฟสเดียว (ล), และ V1 เข้ากับสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้า (ล) อนุกรมกับตัวเก็บประจุรัน $C_{วิ่ง}$;
3. เชื่อมต่อ W1 เข้ากับสายนิวทรัลเฟสเดียว (เอ็น);
4. เชื่อมต่อตัวเก็บประจุเริ่มต้น $C_{กำลังเริ่มต้น}$ ขนานกับตัวเก็บประจุที่ทำงานอยู่และต่ออนุกรมกับสวิตช์แรงเหวี่ยง/ปุ่มเปิดตามปกติ (เช่นเดียวกับการแปลงประเภท Y).

หมายเหตุเพิ่มเติม: หากมอเตอร์เดิมเป็นแบบ Y 380V และคุณต้องการเพิ่มแรงบิดหลังการแปลง, คุณสามารถแปลงเป็น △-type ได้ก่อน (เชื่อมต่อชิ้นส่วนเชื่อมต่อโพสต์เทอร์มินัลอีกครั้ง), จากนั้นต่อสายตามรูปแบบการแปลงประเภท △ (บันทึก: หลังจากแปลงเป็น △, ขดลวดมีไฟ 220V, ต่ำกว่า 380V เดิมมาก, โดยไม่มีความเสี่ยงต่อการถูกไฟไหม้).

1. ขั้นตอนการเดินสายไฟในทางปฏิบัติ (เวอร์ชันสากล)
2. ปิดเครื่องและถอดแยกชิ้นส่วน: ปลดแหล่งจ่ายไฟทั้งหมดของมอเตอร์, เปิดกล่องรวมสัญญาณ, ทำความสะอาดชั้นออกไซด์บนเสาขั้วต่อ, และยืนยันว่าเครื่องหมายของ 6 โพสต์เทอร์มินัล (ยู1/ยู2, วี1/วี2, ส1/ส2) มีความชัดเจน;
3. ยืนยัน/ปรับวิธีการเชื่อมต่อ: คงวิธีการเชื่อมต่อเดิมไว้สำหรับสภาพการทำงานที่มีน้ำหนักเบา; แปลงประเภท Y เป็นประเภท △ เพื่อเพิ่มแรงบิด (ใช้ได้กับมอเตอร์ชนิด Y 380V เท่านั้น);
4. เชื่อมต่อตัวเก็บประจุที่ทำงานอยู่: ตามโครงการที่สอดคล้องกัน, เชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งของตัวเก็บประจุที่ทำงานอยู่เข้ากับ V1 และปลายอีกด้านหนึ่งเข้ากับสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้า L;
5. เชื่อมต่อวงจรสตาร์ท: เชื่อมต่อตัวเก็บประจุเริ่มต้นแบบขนานกับตัวเก็บประจุที่ทำงานอยู่, จากนั้นต่ออนุกรมกับสวิตช์แรงเหวี่ยง (หรือปุ่มเปิดตามปกติ). แก้ไขสวิตช์แรงเหวี่ยงภายในฝาครอบปลายมอเตอร์ (เชื่อมโยงกับโรเตอร์, ตัดการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติเมื่อความเร็วถึงมาตรฐาน), และติดตั้งปุ่มบนตู้ควบคุม (ปล่อยปุ่มภายใน 3 วินาทีหลังจากสตาร์ทแบบแมนนวล);
6. เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟและอุปกรณ์ป้องกัน: เชื่อมต่อสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้า L ถึง U1 และสายนิวทรัล N ถึง W1. เชื่อมต่อฟิวส์ (จัดอันดับปัจจุบัน data 1.2 คูณด้วยกระแสพิกัดของมอเตอร์) และรีเลย์ความร้อน (การป้องกันการโอเวอร์โหลด, การตั้งค่ากระแส = กระแสไฟที่กำหนดของมอเตอร์) ต่อเนื่องกันที่ปลายสายไฟฟ้า;
7. ทดสอบการทำงาน: ดำเนินการทดสอบการทำงานขณะไม่มีโหลด, สังเกตทิศทางและความเร็วการหมุนของมอเตอร์. หากทิศทางการหมุนกลับกัน, สลับสายไฟของขดลวดสองเฟสใดๆ (เช่น, สลับสายไฟของ V1 และ W1);
8. การทดสอบโหลด: หลังจากทดสอบแล้วใช้งานได้ปกติ, ค่อย ๆ ใช้ภาระ (ไม่เกิน 60% ของอำนาจเดิม), วิ่งประมาณ 5~10 นาที, และสัมผัสเรือนมอเตอร์. การแปลงจะเข้าเกณฑ์หากไม่มีความร้อนสูงเกินไปอย่างเห็นได้ชัด (≤70℃) และไม่มีเสียงรบกวนผิดปกติ.
9. อุปกรณ์เสริมหลักและแผนงานทางเลือก
10. ทดแทนสวิตช์แรงเหวี่ยง (เมื่อไม่มีสวิตช์แรงเหวี่ยง)

หากไม่มีสวิตช์แรงเหวี่ยง, ปุ่มเปิดตามปกติ (เช่น, ปุ่มอีกนิด) สามารถใช้แทนได้. เริ่มดำเนินการ: กดปุ่มเพื่อสตาร์ทมอเตอร์, และปล่อยปุ่มเพื่อปลดการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุสตาร์ทเมื่อความเร็วของมอเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างมาก (เกี่ยวกับ 3 วินาที). วิธีการนี้ต้องใช้การดำเนินการด้วยตนเอง; อย่ากดปุ่มเป็นเวลานาน.

2. ข้อห้ามสำหรับการเลือกตัวเก็บประจุ

ห้ามใช้ตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์อิเล็กโทรลีติค (ใช้ได้กับ DC เท่านั้น, และจะพังทลายลงอย่างรวดเร็วภายใต้เอซี);

ตัวเก็บประจุโพลีโพรพีลีนแบบ Metallized (CBB60/CBB61) เป็นที่ต้องการ, ซึ่งทนทานต่ออุณหภูมิ, ทนต่อแรงกระแทกและเหมาะสมกับสภาพการทำงานของมอเตอร์;

ต้องยึดตัวเก็บประจุไว้ในที่อากาศถ่ายเทภายนอกมอเตอร์, และหลีกเลี่ยงการสัมผัสใกล้ชิดกับตัวเรือนมอเตอร์ (เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวเก็บประจุเสียหายจากการอบที่อุณหภูมิสูง).

1. หมายเหตุสำคัญ (กุญแจสำคัญในการหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด, ต้องอ่าน)
2. ข้อจำกัดในการโหลด: แรงบิดของมอเตอร์ลดลงอย่างมากหลังการแปลง. ห้ามสตาร์ทแบบโหลดเต็ม/โหลดหนักโดยเด็ดขาด (เช่น, เครื่องอัดอากาศและเครื่องบดพร้อมโหลดเริ่มต้น). ใช้ได้เฉพาะกับอุปกรณ์สตาร์ทที่โหลดเบา/ไม่มีโหลด เช่น พัดลม, ปั๊มน้ำและสายพานลำเลียงขนาดเล็ก;
3. เครื่องทำความร้อนและการกระจายความร้อน: กระแสไฟฟ้าในการทำงานของมอเตอร์หลังการแปลงจะสูงกว่ากระแสไฟฟ้าสามเฟสเดิม, ส่งผลให้มีความร้อนเพิ่มขึ้น. ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศที่ดีของมอเตอร์, ห้ามติดตั้งแบบปิดผนึก, และทำความสะอาดแผงระบายความร้อนอย่างสม่ำเสมอ;
4. มาตรการคุ้มครอง: ฟิวส์ (ป้องกันการลัดวงจร) และรีเลย์ความร้อน (การป้องกันการโอเวอร์โหลด) จะต้องติดตั้ง. อย่าเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟ (มอเตอร์ไหม้ง่ายโดยไม่มีการป้องกัน);
5. ขีดจำกัดบนของกำลัง: ไม่แนะนำให้ดัดแปลงมอเตอร์สามเฟสที่เกิน 1.5kW (มอเตอร์ดังกล่าวจะสตาร์ทได้ยากและมีประสิทธิภาพต่ำมากหลังการแปลง, และง่ายต่อการเผาไหม้ในระยะยาว; จะดีกว่าถ้าซื้อมอเตอร์เฟสเดียวโดยตรง);
6. การปรับทิศทางการหมุน: หากทิศทางการหมุนของมอเตอร์หลังการแปลงตรงข้ามกับทิศทางการหมุนของมอเตอร์สามเฟสแบบเดิม, สลับสายไฟระหว่างขั้วขดลวดที่เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุและสายนิวทรัล (เช่น, สลับสายไฟของ V1 และ W1), โดยไม่ต้องปรับสายไฟคาปาซิเตอร์;
7. ข้อกำหนดด้านพาวเวอร์ซัพพลาย: แหล่งจ่ายไฟ 220V เฟสเดียวต้องมีความจุเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้แรงดันไฟฟ้าตกกะทันหันระหว่างสตาร์ทมอเตอร์ (เช่น, เส้นบางเกินไป, กำลังทั้งหมดไม่เพียงพอ);
8. การป้องกันสายดิน: ตัวเรือนมอเตอร์ต้องต่อสายดินอย่างเชื่อถือได้เพื่อป้องกันไฟฟ้าช็อตเนื่องจากการรั่วไหล.

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว. การแก้ไขปัญหา (ปัญหาทั่วไปหลังการแปลง)

8. สรุปการแปลง

แกนหลักของการแปลงมอเตอร์สามเฟสเป็นเฟสเดียวคือการขยับเฟสของตัวเก็บประจุ + การดำเนินงานที่มีน้ำหนักเบา. มอเตอร์กรงกระรอกที่มีกำลังต่ำกว่า 1.5kW สามารถตอบสนองความต้องการของสภาพการทำงานที่มีน้ำหนักเบาหลังการแปลงโดยมีต้นทุนการปรับเปลี่ยนต่ำ (ราคารวมของตัวเก็บประจุและสวิตช์อยู่ที่ประมาณ 20~50 หยวน). อย่างไรก็ตาม, กำลังและแรงบิดลดลงและความร้อนเพิ่มขึ้นหลังการแปลง, นี่เป็นเพียงวิธีแก้ปัญหาฉุกเฉินเท่านั้น. สำหรับการใช้งานในระยะยาว, ขอแนะนำให้ซื้อมอเตอร์เฟสเดียวที่ตรงกันโดยตรง (ด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและการทำงานที่เสถียรยิ่งขึ้น).

การดัดแปลงมอเตอร์ความถี่แปรผันสามเฟส, ห้ามใช้มอเตอร์เบรกและมอเตอร์ป้องกันการระเบิด (โครงสร้างที่คดเคี้ยวเป็นพิเศษ, และการดัดแปลงอาจทำให้มอเตอร์เสียหายได้ง่ายหรือทำให้เกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยได้).