Виктор Пестриков - Современный дачный электрик
Наиболее просто можно перевести мощный трехфазный двигатель в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности [12]. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.
Схема коммутации электродвигателя в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 6.25.
Рис. 6.25. Принципиальная схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазную сеть
Во время разгона двигателя обмотки соединены «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rp. Рассмотренная схема была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об./мин.), установленным на самодельном деревообрабатывающем станке, и показала свою эффективность.
В схеме коммутации обмоток электродвигателя в качестве коммутационного устройства SA1 следует установить пакетный переключатель на рабочий ток не менее 16 А, например, типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Переключатель SA2 может быть любого типа, но на ток не менее 16 А. Если реверс двигателя не требуется, то переключатель SA2 можно исключить из схемы.
Емкость пускового конденсатора к каждому двигателю подбирают индивидуально в пределах 250–400 мкФ. Этот конденсатор может состоять из параллельно соединенных металлобумажных конденсаторов типа КБГ-МН, МБГП, МБГО, МБМ на рабочее напряжение не менее 400 В. Батарея получается больших размеров, поэтому можно рекомендовать электролитические конденсаторы типа К50-7, К50-3, включаемые по схеме рис. 6.26. Для указанного типа электродвигателя подойдут конденсаторы К50-ЗИ (500 мкФ, 450 В) и диоды Д231. Разрядный резистор Rp номиналом 2–4 кОм должен иметь мощность рассеяния не менее 10 Вт.
Рис. 6.26. Соединение электролитических конденсаторов типа К50-7, К50-3 для замены металлобумажных
Налаживание схемы рис. 6.25 сводится к подбору пускового конденсатора Сп. Вначале берут конденсатор емкостью 250 мкФ и включают переключателем S1 двигатель в положение «Разгон». Двигатель без нагрузки должен в течение 3-10 с разогнаться до номинальных оборотов. Если же он гудит, а ротор покачивается, емкость следует постепенно увеличивать. Отдельные экземпляры двигателей имеют «мертвые точки», при нахождении ротора в которых двигатель не разгоняется. Достаточно бывает, сняв напряжение, повернуть вал двигателя на небольшой угол и, повторив включение, получить положительный результат.
Если увеличение пусковой емкости свыше 500 мкФ для двигателя мощностью 4 кВт не обеспечивает разгон, то придется искать другой двигатель. После разгона двигателя переключатель S1 переводят в положение "Работа" и приступают к проверке устройства в рабочем режиме.
Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность двигателя к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности двигателя, то может произойти снижение скорости вращения вала вплоть до полной его остановки. В этом случае нагрузку с вала двигателя снимают. Переключатель переводят сначала в положение "Разгон", а потом в положение "Работа" и продолжают дальнейшую работу.
Для того чтобы улучшить пусковые характеристики двигателей кроме пускового и рабочего конденсатора можно добавить еще и индуктивность, что улучшает равномерность загрузки фаз.
Для включения мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть также подойдут электролитические конденсаторы. У мощных асинхронных электродвигателей (1–5,5 кВт), которые в бытовых условиях используются для привода деревообрабатывающего оборудования, возникают, прежде всего, проблемы с их пуском [13]. В этом случае для пуска требуется конденсатор большой емкости. Наиболее простое решение этой проблемы: применить в качестве пусковых электролитические конденсаторы. Электролитические конденсаторы включают минус к минусу и шунтируют резистором 100–200 кОм. Как показала практика, в качестве пусковых подойдут, например, конденсаторы К50-17 емкостью 800-1500 мкФ на напряжение 300-400В, а в качестве рабочего – один или два К75-17 50 мкФ на 1000 В. Если двигатель при пуске начинает заметно "дрожать", то емкость пускового конденсатора нужно уменьшить.
Из пускателей для электродвигателя в рассматриваемом случае наиболее удобен ПНВС10. Этот пускатель имеет три группы контактов, одна из которых размыкается при отпускании пусковой кнопки. Подойдет и ПНВ30 после соответствующей доработки.
Если двигатель на 380 В и из него выходят три провода, то необходимо снять передний щит, найти общую точку обмоток, рассоединить и вывести их наружу для того, чтобы переключить двигатель на треугольник. Важно при этом не перепутать начала и концы обмоток.
Проблемы с пуском у проверенного и установленного на место двигателя могут возникать, как правило, в трех случаях:
• слишком тонкий и длинный сетевой провод;
• напряжение в сети меньше 180 В;
• перетянут приводной ремень.
Глава 7
Электродуговая сварка на даче
Рынок сварочных аппаратов России позволяет любому желающему в соответствии с его финансовыми возможностями выбрать подходящую модель для загородного дома. Например, сварочный трансформатор с приемлемыми характеристиками можно купить всего за 2000 руб. Поэтому необходимость в изготовлении самодельных сварочных устройств в настоящее время полностью отпала.
7.1. Общие сведения
При создании различных неразъемных металлических конструкций в условиях дачи часто требуется электросварка. Электродуговую сварку используют при соединении крупных металлических деталей или деталей толщиной более 1,5 мм, изготовлении крупных металлических конструкций и во время слесарных работ [1].
Основные преимущества электродуговой сварки: экономичность, высокая прочность сварных швов, возможность сварки обычной нержавеющей стали и алюминия, ремонта изделий из чугуна.
Во время сварки высокая температура приводит к плавлению металла электрода и краев соединяемых деталей. В результате образуется сварочный шов. Сварить можно как однородные материалы (например, металл с металлом), так и разнородные (металл с керамикой). Различают дуговую и контактную электросварку. В домашних условиях наиболее широкое распространение получила дуговая сварка. Электрическая дуга представляет собой электрический разряд между электродом и деталью (рис. 7.1). Температура, создаваемая электрической дугой, может доходить до 7000 °C, что дает возможность плавить практически все металлы. Дуга является частью электрической сварочной цепи, и на ней происходит падение напряжения. При сварке на постоянном токе электрод, подсоединенный к положительному полюсу источника питания дуги, называют анодом, а к отрицательному – катодом. Если сварка ведется на переменном токе, каждый из электродов является попеременно то анодом, то катодом.
Рис. 7.1. Электродуговая сварка
Для электродуговой сварки используют сварочный аппарат с двумя соединительными кабелями. На конце одного из них находится зажим, укрепляемый на детали, на другом – держатель, в который вставляется электрод. Электрическая дуга возникает между кончиком электрода и деталью за счет сильного электрического поля, создаваемого сварочным аппаратом: оно пробивает воздушный промежуток между электродом и деталью, и в результате возникает мощный электрический ток, при протекании через деталь выделяющий большое количество тепла. Для возбуждения дуги нужно коснуться детали кончиком (торцом) электрода и тотчас отвести его назад на 3–4 мм. Сварочный электрод представляет собой металлический стержень со специальным покрытием, плавящийся при сварке и дающий тем самым дополнительный металл для сварного шва. На окончании электрода (около 15 мм от края) покрытие отсутствует, что позволяет установить электрический контакт.
В зависимости от типа покрытия электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей характеризуются различным уровнем сварочно-технологических свойств. Тип покрытия в значительной степени определяет возможность ведения сварки во всех пространственных положениях, род сварочного тока, производительность сварочного процесса, склонность к образованию пор, а в некоторых случаях – содержание водорода в наплавленном металле и склонность сварных соединений к образованию трещин.
