А, что такое конденсатор?

Его устройство отличается простотой и надежностью – внутри две параллельные пластины в пространстве между ними установлен диэлектрик необходимый для защиты от поляризации в виде заряда, создающегося проводниками.

Рассмотрим их по отдельности:

Полярные версии не подходят для подключения на основе переменного напряжения, поскольку увеличивается опасность исчезновения диэлектрика, что неминуемо приведет к перегреву и возникновению аварийной ситуации – возгоранию либо появлению короткого замыкания.

Версии неполярного типа отличаются качественным взаимодействием с любым напряжением, что обусловлено универсальным вариантом обкладки – она успешно сочетается с повышенной мощностью тока и различными видами диэлектриков.

Электролитические часто называются оксидными считаются лучшими для работы с электродвигателями на основе низкой частоты, поскольку их максимальная емкость, может, достигать 100000 МКФ. Это возможно за счет тонкого вида оксидной пленки, входящей в конструкцию в качестве электрода.

Теперь ознакомьтесь с фото конденсаторов для электродвигателя – это поможет отличить их по внешнему виду. Такая информация пригодится во время покупки, и поможет приобрести необходимое устройство, поскольку все они похожи. Но помощь продавца тоже, может, оказаться полезной – стоит воспользоваться его знаниями, если не хватает своих.

Если необходим конденсатор для работы с трехфазным электродвигателем

Необходимо правильно рассчитать емкость конденсатора электродвигателя, что можно сделать по сложной формуле или с помощью упрощенного способа. Для этого уточняется мощность электродвигателя на каждые 100 Ватт потребуется около 7-8 мкФ от емкости конденсатора.

Но во время расчетов необходимо учитывать уровень воздействия напряжения на обмоточную часть статора. Нельзя чтобы он превысил номинальный уровень.

Если запуск двигателя, может, происходить лишь на основе максимальной нагрузки придется добавить пусковой конденсатор. Он отличается кратковременностью работы, поскольку используется примерно 3 секунды до момента выхода на пик оборотов ротора.

Необходимо учитывать, что для него потребуется мощность увеличенная в 1,5, а емкость примерно в 2,5 – 3 раза, чем у сетевой версии конденсатора.

Если необходим конденсатор для работы с однофазным электродвигателем

Обычно различные конденсаторы для асинхронных электродвигателей используются для работы с напряжением в 220 В с учетом установки в однофазную сеть.

Но процесс их использования немного сложнее, поскольку трехфазные электродвигатели работают с помощью конструктивного подключения, а для однофазных версий потребуется обеспечить смещенный вращательный момент у ротора. Это обеспечивается с помощью увеличенного количества обмотки для запуска, а фаза смещается усилиями конденсатора.

В чем сложность выбора такого конденсатора?

В принципе большего отличия нет, но различные конденсаторы для асинхронных электродвигателей потребует другого расчета допустимого напряжения. Потребуется около 100 ватт для каждого мкФ емкости устройства. И они отличаются доступными режимами работы электродвигателей:

• Используется пусковой конденсатор и слой дополнительной обмотки (только для процесса пуска) тогда расчет емкости конденсатора – 70 мкФ для 1 кВт от мощности электродвигателя;
• Используется рабочий вариант конденсатора с емкостью в 25 – 35 мкФ на основе дополнительной обмотки с постоянным подключением в процессе всей длительности работы устройства;
• Применяется рабочий вариант конденсатора на основе параллельного подключения пусковой версии.

Но в любом случае необходимо отслеживать уровень разогревания элементов двигателя в процессе его эксплуатации. Если замечено перегревание тогда необходимо принять меры.

В случае с рабочим вариантом конденсатора рекомендуем уменьшить его емкость. Рекомендуем использовать конденсаторы, работающие на основе мощности в 450 или больше В, поскольку они считаются оптимальным вариантом.

Чтобы избежать неприятных моментов до подключения к электродвигателю рекомендуем убедится в работоспособности конденсатора с помощью мультиметра.

Почти всегда выводы обмоток и конденсаторов находятся в клеммной части корпуса электродвигателя. За счет этого можно создать фактически любую модернизацию.

Важно: Пусковая версия конденсатора должна обладать рабочим напряжением не менее 400 В, что связано с появлением всплеска увеличенной мощности до 300 – 600 В, происходящего в процессе пуска либо завершения работы двигателя.

Так, чем отличается однофазный асинхронный вариант электродвигателя? Разберемся в этом подробно:

• Его часто применяют для бытовых приборов;
• Для его запуска используется дополнительная обмотка и потребуется элемент для сдвигания фазы – конденсатор;
• Подключается на основе множества схем с помощью конденсатора;
• Для улучшения пускового момента применяется пусковая версия конденсатора, а рабочие характеристики увеличиваются с помощью рабочего варианта конденсатора.

Теперь вы получили необходимую информацию и знаете, как подключить конденсатор к асинхронному двигателю чтобы обеспечить максимальную эффективность. А также у вас появились знания о конденсаторах и способах их применения.

Фото конденсаторов для электродвигателя

Трехфазный двигатель в однофазной сети

Фазосдвигающий конденсатор

Существует простой способ, позволяющий запитать трехфазный двигатель от бытовой однофазной сети с напряжением 220 В. Трехфазное напряжение получают путем сдвига фаз с помощью фазосдвигающего конденсатора. Делается это так.

В однофазной сети имеются два провода (фаза и ноль), между которыми существует сдвиг фаз 180 градусов. Для включения трехфазного двигателя нужны три проводника, напряжения на которых должны иметь сдвиг фаз 120 градусов. Поэтому, если подключить один из выводов двигателя к фазному проводнику напрямую, а другой – через фазосдвигающий конденсатор, то в совокупности с нулевым проводником и обмотками такая система будет трехфазной. Другими словами, будет обеспечен нужный режим питания.

Для расчета номинала фазосдвигающего конденсатора можно воспользоваться приближенной формулой:

С = k*I / U,

где k – коэффициент, равный 4800 для схемы подключения «треугольник», 2800 – для «звезды», I – номинальный ток двигателя (указывается на шильдике), U – фазное напряжение (в нашем случае – 220 В).

Рабочее напряжение конденсатора следует выбирать не менее 400 В, при этом желательно использовать специальные конденсаторы для электродвигателей, на частоту 50 – 60 Гц.

Пусковой конденсатор

Приведенная выше формула справедлива для номинального тока. Но двигатель работает не только на номинале. При пуске его ток может превышать номинальное значение в 5-7 раз, а при работе – быть ниже в 2-3 раза (холостой ход). В результате момент на валу при включении будет мал, и двигатель будет разгоняться очень долго либо вообще не сможет запуститься. Поэтому для запуска используют дополнительный пусковой конденсатор, который подключают к рабочему (фазосдвигающему) на время разгона (3-5 секунд). Обычно емкость пускового конденсатора выбирают в 2-5 раз больше, в зависимости от требуемого момента при пуске и времени разгона.

Для подключения пускового конденсатора используют специальные ручные пускатели, в которых время пуска равно времени нажатия на двухпозиционную кнопку «Пуск». Пока оператор держит «Пуск» в позиции без фиксации, подключаются рабочий и пусковой конденсаторы. Как только оператор отпускает кнопку, она переходит в фиксированную позицию, и в схеме остается лишь рабочий конденсатор. Остановка двигателя производится кнопкой «Стоп». Кроме ручных пускателей могут использоваться релейные и электронные схемы.

Данный способ не применяется на практике для двигателей более 2,2 кВт из-за низкого КПД и большой емкости конденсаторов.

Двигатель с пусковой обмоткой

Конденсатор также используется в случае, когда двигатель имеет две обмотки – рабочую и пусковую. Рабочая обмотка подключается к питающему однофазному напряжению (220 В) напрямую. Пусковая обмотка имеет меньший ток и подключается через фазосдвигающей конденсатор. Совместно обе обмотки имеют такую конфигурацию, что формируют внутри статора вращающееся магнитное поле.

Емкость фазосдвигающего конденсатора обычно указывается на шильдике двигателя. На время пуска и разгона может применяться дополнительный конденсатор. Такой двигатель называют конденсаторным, и он предназначен для работы только в однофазной сети.

Другие полезные материалы:
Как определить параметры двигателя без шильдика?
Основные неисправности электродвигателя и способы их устранения
Преимущества векторного управления электродвигателем

Расчет фазосдвигающего конденсатора для трехфазного двигателя

Наши сети электропитания созданы трехфазными. Потому что генераторы, работающие на электростанциях, имеют трехфазные обмотки и вырабатывают три синусоидальных напряжения, сдвинутых по фазе относительно друг друга на 120°.

Но мы чаще всего пользуемся всего одной фазой — проводим себе один фазный провод из трех и все к нему подключаем. Только в технике нашей часто встречаются электродвигатели, и они по природе своей трехфазны. Ну а фаза от фазы чем отличается? Только сдвигом во времени. Сдвига такого очень просто добиться, включив в цепь питания реактивные элементы: емкости или индуктивности.

Но ведь обмотка на статоре сама и является индуктивностью. Поэтому остается добавить к двигателю снаружи только емкость, конденсатор, а обмотки подключить так, чтобы одна из них в другой сдвигала фазу в одну сторону, а конденсатор в третьей делал то же самое, только в другую. И получатся те же самые три фазы, только «вынутые» из одной фазы питающих проводов.

Последнее обстоятельство означает, что мы нагружаем трехфазным двигателем только одну из фаз приходящего питания. Разумеется, это вносит дисбаланс в потребление энергии. Поэтому все-таки лучше, когда трехфазный двигатель питается трехфазным напряжением, а построить цепь его питания от одной приходящей фазы хорошо, только если мощность двигателя не особо велика.

Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть питания

Обмотки электродвигателя соединяют двумя способами: звезда (Y) или треугольник (Δ).

При подключении трехфазного двигателя к однофазной сети предпочтительнее соединение типа треугольник. На шильдике двигателя об этом есть информация, и когда там обозначено Y — звезда, самым лучшим вариантом было бы открыть его кожух, найти концы обмоток и правильно переключить обмотки в треугольник. Иначе потери мощности будут слишком большими.

Включение двигателя на одну фазу питающей сети требует создания из нее и двух остальных. Это можно сделать по следующей схеме

При запуске двигателя в работу в самом начале требуется высокий стартовый ток, поэтому емкости рабочего конденсатора обычно не хватает. Чтобы «ему помочь», используют специальный стартовый конденсатор, который подключается к рабочему конденсатору параллельно. В самом простом случае (невысокая мощность двигателя) его выбирают точно таким же, как и рабочий. Но для этой цели выпускаются и специально стартовые конденсаторы, на которых так и написано: starting.

Стартовый конденсатор должен быть включен в работу только во время пуска и разгона двигателя до рабочей мощности. После этого его отключают. Используется кнопочный выключатель. Или двойной: одной клавишей включается сам двигатель и кнопка фиксируется во включенном положении, кнопка же, замыкающая цепь рабочего конденсатора, каждый раз размыкается.

Как подобрать конденсатор

Конденсаторы для трехфазного двигателя нужны достаточно большой емкости — речь идет о десятках и сотнях микрофарад. Однако конденсаторы электролитические для этой цели не годятся. Они требуют подключения однополярного, то есть специально для них придется городить выпрямитель из диодов и сопротивлений. Кроме того, со временем в электролитических конденсаторах высыхает электролит и они теряют емкость. Поэтому если будете ставить такой на двигатель, необходимо делать на это скидку, а не верить тому, что на них написано. Ну и еще одно за ними числится: электролитические конденсаторы имеют свойство иногда взрываться.

Поэтому задачу, как выбрать конденсатор под трехфазный двигатель, часто решают в несколько этапов

Сначала подбираем приблизительно. Надо рассчитать емкость конденсатора по простейшему соотношению как 7 мкФ на каждые 100 ватт мощности. То есть 700 ватт дает нам 49 мкФ первоначально. Емкость выбираемого пускового конденсатора берется в диапазоне 1–3-кратного превышения емкости рабочего конденсатора. Выберите 2*50 = 100 мкФ — будет само то. Ну, для начала можно взять побольше, потом подобрать конденсаторы, ориентируясь на работу двигателя. От емкости конденсаторов зависит реальная мощность движка. Если ее мало, двигатель при тех же оборотах потеряет мощность (обороты не зависят от мощности, а только от частоты напряжения), так как ему будет не хватать тока. При чрезмерной емкости конденсаторов у него будет перегрев от избытка тока.

Нормальная работа двигателя, без шума и рывков — это неплохой критерий правильно выбранного конденсатора. Но для большей точности можно сделать расчет конденсаторов по формулам, а такую проверку оставить на потом в качестве окончательного подтверждения успешности результатов подбора конденсаторов.

Однако надо все-таки подключить конденсаторы.

Подключение пускового и рабочего конденсаторов для трехфазного электромотора

Вот оно соответствие всех нужных приборов элементам схемы

Теперь выполним подключение, внимательно разобравшись с проводами

Так можно подключить двигатель и предварительно, используя неточную прикидку, и окончательно, когда будут подобраны оптимальные значения.

Подбор можно сделать и экспериментально, имея несколько конденсаторов разных емкостей. Если их присоединять параллельно друг другу, то суммарная емкость будет увеличиваться, при этом нужно смотреть, как ведет себя двигатель. Как только он станет работать ровно и без перенагрузки, значит, емкость находится где-то в районе оптимума. После этого приобретается конденсатор, по емкости равный этой сумме емкостей испытываемых конденсаторов, включенных параллельно. Однако можно при таком подборе измерять фактический потребляемый ток, используя измерительные токовые клещи, а провести расчет емкости конденсатора по формулам.

Как рассчитать емкость рабочего конденсатора

Для двух соединений обмоток берутся несколько разные соотношения.

В формуле введен коэффициент соединения Кс, который для треугольника равен 4800, а для звезды — 2800.

Где значения Р (мощность), U (напряжение 220 В), η (КПД двигателя, в процентном значении деленном на 100) и cosϕ (коэффициент мощности) берутся с шильдика двигателя.

Вычислить значение можно с помощью обычного калькулятора или воспользовавшись чем-то вроде подобной вычислительной таблицы. В ней нужно подставить значения параметров двигателя (желтые поля), результат получается в зеленых полях в микрофарадах

Однако не всегда есть уверенность, что параметры работы двигателя соответствуют тому, что написано на шильдике. В этом случае нужно измерить реальный ток измерительными клещами и воспользоваться формулой Cр = Кс*I/U.

При эксплуатации или изготовлении того или иного оборудования нередко возникает необходимость подключения асинхронного трехфазного двигателя к обычной сети 220 В. Сделать это вполне реально и даже не особо сложно, главное — найти выход из следующих возможных ситуаций, если нет подходящего однофазного мотора, а трехфазный лежит без дела, а также если имеется трехфазное оборудование, но в мастерской лишь однофазная сеть.

Схемы подключения к сети

Для начала имеет смысл вспомнить схему подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети.

Схема подключения трехфазного электродвигателя на 220 В по схеме «Звезда» и «Треугольник»

Для простоты восприятия магнитный пускатель и прочие узлы коммутации не изображены. Как видно из схемы, каждая обмотка мотора питается от своей фазы. В однофазной же сети, как следует из ее названия, «фаза» всего одна. Но и ее достаточно для питания трехфазного электромотора. Взглянем на асинхронный двигатель, подключенный на 220 В.

Как подключить трехфазный электродвигатель 380 В на 220 В через конденсатор по схеме «Звезда» и «Треугольник»: схема.

Здесь одна обмотка трехфазного электромотора напрямую включена в сеть, две остальные соединены последовательно, а на точку их соединения подается напряжение через фазосдвигающий конденсатор С1. С2 является пусковым и включается кнопкой В1 с самовозвратом только в момент пуска: как только двигатель запустится, ее нужно отпустить.

Сразу возникает несколько вопросов:

1. Насколько такая схема эффективна?
2. Как обеспечить реверс двигателя?
3. Какие емкости должны иметь конденсаторы?

Реверсирование двигателя

Для того чтобы заставить двигатель вращаться в другую сторону, достаточно «перевернуть» фазу, поступающую на точку соединения обмоток В и С (соединение «Треугольник») или на обмотку В (схема «Звезда»). Схема же, позволяющая изменять направление вращения ротора простым щелчком переключателя SB2, будет выглядеть следующим образом.

Реверсирование трехфазного двигателя на 380 В, работающего в однофазной сети

Здесь следует заметить, что практически любой трехфазный двигатель — реверсный, но выбирать направление вращения мотора нужно перед его пуском. Реверсировать электродвигатель во время его работы нельзя! Сначала нужно обесточить электродвигатель, дождаться его полной остановки, выбрать нужное направление вращение тумблером SВ1 и лишь затем подать на схему напряжение и кратковременно нажать на кнопку В1.

Емкости фазосдвигающего и пускового конденсаторов

Для подсчета емкости фазосдвигающего конденсатора нужно воспользоваться несложной формулой:

• С1 = 2800/(I/U) — для включения по схеме «Звезда»;
• С1 = 4800/(I/U) — для включения по схеме «Треугольник».

Здесь:

• С1 — емкость фазосдвигающего конденсатора, мкФ;
• I — номинальный ток одной обмотки двигателя, А;
• U — напряжение однофазной сети, В.

Но что делать, если номинальный ток обмоток неизвестен? Его можно легко рассчитать, зная мощность мотора, которая обычно нанесена на шильдик устройства. Для расчета воспользуемся формулой:

I = P/1,73*U*n*cosф, где:

• I — потребляемый ток, А;
• U — напряжение сети, В;
• n — КПД;
• cosф — коэффициент мощности.

Символом * обозначен знак умножения.

Емкость пускового конденсатора С2 выбирается в 1,5−2 раза больше емкости фазосдвигающего.

Рассчитывая фазосдвигающий конденсатор, нужно иметь в виду, что двигатель, работающий не в полную нагрузку, при расчетной емкости конденсатора может греться. В этом случае номинал его нужно уменьшить.

Эффективность работы

К сожалению, трехфазный двигатель при питании одной фазой развить свою номинальную мощность не сможет. Почему? В обычном режиме каждая из обмоток двигателя развивает мощность в 33,3%. При включении мотора, к примеру, «треугольником» лишь одна обмотка С работает в штатном режиме, а в точке соединения обмоток В и С при правильно подобранном конденсаторе напряжение будет в 2 раза ниже питающего, а значит, мощность этих обмоток упадет в 4 раза — всего 8,325% каждая. Произведем несложный подсчет и рассчитаем общую мощность:

33,3 + 8,325 + 8,325 = 49. 95%.

Итак, даже теоретически трехфазный двигатель, включенный в однофазную сеть, развивает лишь половину своей паспортной мощности, а на практике эта цифра еще меньше.

Способ повысить развиваемую мотором мощность

Оказывается, повысить мощность мотора можно, и притом существенно. Для этого даже не придется усложнять конструкцию, а достаточно лишь подключить трехфазный двигатель по приведенной ниже схеме.

Асинхронный двигатель — подключение на 220 В по улучшенной схеме

Здесь уже обмотки A и B работают в номинальном режиме, и лишь обмотка C отдает четверть мощности:

33,3 + 33,3 + 8,325 = 74.92%.

Совсем неплохо, не правда ли? Единственное условие при таком включении — обмотки A и B должны быть включены противофазно (отмечено точками). Реверсирование же такой схемы производится обычным образом — переключением полярности цепи конденсатор-обмотка C.

И последнее замечание. На месте фазосдвигающего и пускового конденсатора могут работать лишь бумажные неполярные приборы, к примеру, МБГЧ, выдерживающие напряжение в полтора-два раза выше напряжения питающей сети.

К каждому объекту изначально подается трехфазный ток. Основная причина заключается в использовании на электростанциях генераторов с трехфазными обмотками, сдвинутыми по фазе между собой на 120 градусов и вырабатывающими три синусоидальных напряжения. Однако при дальнейшем распределении тока потребителю подводится только одна фаза, к которой и подключается все имеющееся электрооборудование.

Иногда возникает необходимость в использовании нестандартных устройств, поэтому приходится решать задачу, как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя. Как правило, требуется рассчитать емкость данного элемента, обеспечивающего устойчивую работу агрегата.

Принцип подключения трехфазного устройства к одной фазе

Во всех квартирах и большинстве частных домов все внутреннее энергоснабжение осуществляется по однофазным сетям. В этих условиях иногда необходимо выполнить подключение трехфазного двигателя к однофазной сети. Эта операция вполне возможна с физической точки зрения, поскольку отдельно взятые фазы различаются между собой лишь сдвигом по времени. Подобный сдвиг легко организовать путем включения в цепь любых реактивных элементов – емкостных или индуктивных. Именно они выполняют функцию фазосдвигающих устройств когда используются рабочего и пускового элементов.

Следует учитывать то обстоятельство, что обмотка статора сама по себе обладает индуктивностью. В связи с этим, вполне достаточно снаружи двигателя подключить конденсатор с определенной емкостью. Одновременно, обмотки статора соединяются таким образом, чтобы первая из них сдвигала фазу другой обмотки в одну сторону, а в третьей обмотке конденсатор выполняет эту же процедуру, только в другом направлении. В итоге образуются требуемые фазы в количестве трех, добытые из однофазного питающего провода.

Таким образом, трехфазный двигатель выступает в качестве нагрузки лишь для одной фазы подключенного питания. В результате, в потребляемой энергии образуется дисбаланс, отрицательно влияющий на общую работу сети. Поэтому такой режим рекомендуется использовать в течение непродолжительного времени для электродвигателей небольшой мощности. Подключение обмоток в однофазную сеть может быть выполнено двумя способами – звездой или треугольником.

Схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Когда трехфазный электродвигатель планируется включать в однофазную сеть, рекомендуется отдавать предпочтение соединению треугольником. Об этом предупреждает информационная табличка, закрепленная на корпусе. В некоторых случаях здесь стоит обозначение «Y», что означает соединение звездой. Рекомендуется переподключить обмотки по схеме треугольника, чтобы избежать больших потерь мощности.

Электродвигатель включается в одну из фаз однофазной сети, а две другие фазы создаются искусственным путем. Для этого используется рабочий (Ср) и пусковой конденсатор (Сп). В самом начале запуска двигателя необходим высокий уровень стартового тока, который не может быть обеспечен одним лишь рабочим конденсатором. На помощь приходит стартовый или пусковой конденсатор, подключаемый параллельно с рабочим конденсатором. При незначительной мощности двигателя их показатели равны между собой. Специально выпускаемые стартовые конденсаторы имеют маркировку «Starting».

Эти устройства работают только в периоды пуска, для того чтобы разогнать двигатель до нужной мощности. В дальнейшем он выключается с помощью кнопочного или двойного выключателя.

Виды пусковых конденсаторов

Небольшие электродвигатели, мощность которых не превышает 200-400 ватт, могут работать без пускового устройства. Для них вполне достаточно одного рабочего конденсатора. Однако при наличии значительных нагрузок на старте, обязательно используются дополнительные пусковые конденсаторы. Он подключается параллельно с рабочим конденсатором и в период разгона удерживается во включенном положении с помощью специальной кнопки или реле.

Для расчета емкости пускового элемента необходимо умножить емкость рабочего конденсатора на коэффициент, равный 2 или 2,5. В процессе разгона двигатель требует емкость все меньше и меньше. В связи с этим, не стоит держать пусковой конденсатор постоянно включенным. Высокая емкость при больших оборотах приведет к перегреву и выходу из строя агрегата.

В стандартную конструкцию конденсатора входят две пластины, расположенные напротив друг друга и разделенные слоем диэлектрика. При выборе того или иного элемента, необходимо учитывать его параметры и технические характеристики.

Все конденсаторы представлены тремя основными видами:

• Полярные. Не могут работать с электродвигателями, подключенными к переменному току. Разрушающийся слой диэлектрика может привести к нагреву агрегата и последующему короткому замыканию.
• Неполярные. Получили наибольшее распространение. Могут работать в любых вариантах включения за счет одинакового взаимодействия обкладок с диэлектриком и источником тока.
• Электролитические. В этом случае электроды представляют собой тонкую оксидную пленку. Они могут достигать максимально возможной емкости до 100 тыс. мкФ, идеально подходят к двигателям с низкой частотой.

Выбор конденсатора для трехфазного двигателя

Конденсаторы, предназначенные для трехфазного мотора, должны иметь достаточно высокую емкость – от десятков до сотен микрофарад. Электролитические конденсаторы не годятся для этих целей, поскольку для них требуется однополярное подключение. То есть, специально для этих устройств потребуется создание выпрямителя с диодами и сопротивлениями.

Постепенно в таких конденсаторах происходит высыхание электролита, что приводит к потере емкости. Кроме того, в процессе эксплуатации данные элементы иногда взрываются. Если все же решено использовать электролитические устройства, нужно обязательно учитывать эти особенности.

Классическим примеров служат элементы, представленные на рисунке. Слева изображен рабочий конденсатор, а справа – пусковой.

Подбор конденсатора для трехфазного двигателя выполняется опытным путем. Емкость рабочего устройства выбирается из расчета 7 мкФ на 100 Вт мощности. Следовательно, 600 Вт будет соответствовать 42 мкФ. Пусковой конденсатор как минимум в 2 раза превышает емкость рабочего. Таким образом 2 х 45 = 90 мкФ будет наиболее подходящим показателем.

Выбор осуществляется постепенно, исходя из работы двигателя, поскольку его реальная мощность напрямую зависит от емкости используемых конденсаторов. Кроме того, это можно сделать по специальной таблице. При недостатке емкости двигатель будет терять свою мощность, а при ее избытке наступит перегрев от чрезмерного тока. Если конденсатор выбран правильно, то двигатель будет работать нормально, без рывков и посторонних шумов. Более точно подбираем устройство путем расчетов, выполняемых по специальным формулам.

Расчет емкости

Емкость конденсатора для электродвигателя рассчитывается исходя из схемы соединения обмоток – звездой или треугольником.

В обоих случаях применяется общая расчетная формула: С_раб = к х I_ф/U_сети, к которой все параметры имеют следующие обозначения:

• к – является специальным коэффициентом. Его значение составляет 2800 для схемы «звезда» и 4800 для схемы «треугольник».
• Iф – номинальный ток статора, указанный на информационной табличке. При невозможности прочтения, выполняются измерения с помощью специальных измерительных клещей.
• Uсети – напряжение питающей сети, величиной в 220 вольт.

Подставив все необходимые значения, можно легко рассчитать, какая емкость будет у рабочего конденсатора (мкФ). Во время расчетов необходимо учитывать ток, поступающий к фазной обмотке статора. Он не должен превышать номинальное значение, точно так же, как нагрузка двигателя с конденсатором должна быть не выше 60-80% номинальной мощности, обозначенной на информационной табличке.

Как подключить пусковой и рабочий конденсаторы

На рисунке указана простейшая схема подключения пускового и рабочего элементов. Первый из них устанавливается сверху, а второй – снизу. Одновременно к двигателю подключается кнопка включения и выключения. Самое главное – внимательно разобраться с проводами, чтобы не перепутать концы.

Данная схема позволяет выполнить предварительную проверку с неточной прикидкой. Она же используется и после окончательного выбора наиболее оптимального значения.

Такой подбор осуществляется экспериментальным путем с использованием нескольких конденсаторов разной емкости. При параллельном подключении их суммарная мощность будет увеличиваться. В это время нужно контролировать работу двигателя. Если работа устойчивая и ровная, в этом случае можно покупать конденсатор с емкостью, равной сумме емкостей проверочных элементов.

Калькулятор расчета емкости конденсатора для трехфазного двигателя — MOREREMONTA

Результаты расчетов

Информация носит справочно-информационный характер

Для чего необходим расчет емкости конденсатора

Запустить асинхронный трехфазный электродвигатель, рассчитанный на напряжение 380 и даже 220 Вольт, от бытовой однофазной сети с напряжением 220 В напрямую не получится, так как при таком подключении обмоток статора невозможно сгенерировать вращающееся магнитное поле. Добиться необходимых условий для возникновения вращения магнитного потока можно включением в питающую сеть конденсаторов, которые и вызовут сдвиг фазы на 90° и трансформируют однофазный ток в некое подобие трехфазного. Чтобы двигатель работал с наименьшей потерей номинальной мощности и не вышел из строя, нужно правильно подобрать емкость пусковых и рабочих конденсаторов или конденсаторных батарей. С этой целью нами был разработан калькулятор емкости конденсаторов.

Как работает калькулятор емкости конденсаторов онлайн

Для расчета необходимых емкостей достаточно выбрать схему подключения обмоток статора и ввести в специальные окна технические характеристики подключаемого электродвигателя:

• мощность, Вт
• КПД, %
• коэффициент мощности (cos φ )

После внесения всех необходимых данных, которые указаны на шильдике двигателя, требуется нажать на кнопку «Рассчитать»

Программа выполнит расчет пускового конденсатора и вычислит необходимую емкость рабочего конденсатора. Данные отразятся в соответствующих окнах.

Теперь Вам не требуется выполнять вычисления с помощью формул, наш калькулятор рассчитает емкость конденсаторов онлайн.

Способ пуска трехфазного асинхронного электродвигателя с использованием фазосдвигающих конденсаторов является наиболее простым в реализации; для пуска двигателя предполагается подключение емкости к его двум статорным обмоткам. Подробно о конденсаторном пуске можно почитать в статье Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Калькулятор расчета пускового и рабочего конденсаторов

Для лучшей работы трехфазного двигателя при его пуске в однофазной сети целесообразно использовать две конденсаторные емкости; одну только для пуска («разгона» двигателя — до достижения номинальной частоты вращения), вторую для работы (подключенную постоянно к двум статорным обмоткам).

Необходимая для пуска и работы трехфазного двигателя в однофазной сети емкость конденсаторов напрямую зависит от мощности и схемы соединения его обмоток. Так, для пуска электродвигателя с обмотками, скоммутированными по схеме “треугольник” потребуется значительно большая емкость чем для пуска при их соединении “звездой”.

Рассчитанные предложенным калькулятором пусковые и рабочие емкости могут быть набраны как одним так и несколькими параллельно соединенными конденсаторами. В случаях частой работы электродвигателя в холостом или недогруженном режиме будет целесообразно снизить емкость пускового конденсатора.

Использование фактических вместо предложенных в калькуляторе предустановленных значений напряжения в сети, КПД и коэффициент мощности двигателя позволит получить более точные результаты требуемой для пуска и работы электродвигателя емкости.

• Главная
• Расчеты по электротехнике
• Расчет конденсатора для трехфазного двигателя

Информация

Данный сайт создан исключительно в ознакомительных целях. Материалы ресурса носят справочный характер.

При цитировании материалов сайта активная гиперссылка на l220. ru обязательна.

Документ, определяющий правила устройства, регламентирующий принципы построения и требования как к отдельным системам, так и к их элементам, узлам и коммуникациям ЭУ, условиям размещения и монтажа.

ПТЭЭП

Требования и обязанности потребителей, ответственность за выполнение, требования к персоналу, осуществляющему эксплуатацию ЭУ, управление, ремонт, модернизацию, ввод в эксплуатацию ЭУ, подготовке персонала.

ПОТЭУ

Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок — документ, созданный на основе недействующих в настоящее время Межотраслевых правил по охране труда (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150).

При подключении асинхронного трехфазного электродвигателя на 380 В в однофазную сеть на 220 В необходимо рассчитать емкость фазосдвигающего конденсатора, точнее двух конденсаторов — рабочего и пускового конденсатора. Онлайн калькулятор для расчета емкости конденсатора для трехфазного двигателя в конце статьи.

Как подключить асинхронный двигатель?

Подключение асинхронного двигателя осуществляется по двум схемам: треугольник (эффективнее для 220 В) и звезда (эффективнее для 380 В).

На картинке внизу статьи вы увидите обе эти схемы подключения. Здесь, я думаю, описывать подключение не стоит, т.к. это описано уже тысячу раз в Интернете.

Во основном, у многих возникает вопрос, какие нужны емкости рабочего и пускового конденсаторов.

Пусковой конденсатор

Стоит отметить, что на небольших электродвигателях, используемых для бытовых нужд, например, для электроточила на 200-400 Вт, можно не использовать пусковой конденсатор, а обойтись одним рабочим конденсатором, я так делал уже не раз — рабочего конденсатора вполне хватает. Другое дело, если электродвигатель стартует со значительной нагрузкой, то тогда лучше использовать и пусковой конденсатор, который подключается параллельно рабочему конденсатору нажатием и удержанием кнопки на время разгона электродвигателя, либо с помощью специального реле. Расчет емкости пускового конденсатора осуществляется путем умножения емкостей рабочего конденсатора на 2-2. 5, в данном калькуляторе используется 2.5.

При этом стоит помнить, что по мере разгона асинхронному двигателю требуется меньшая емкость конденсатора, т.е. не стоит оставлять подключенным пусковой конденсатор на все время работы, т.к. большая емкость на высоких оборотах вызовет перегрев и выход из строя электродвигателя.

Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя?

Конденсатор используется неполярный, на напряжение не менее 400 В. Либо современный, специально на это рассчитанный (3-й рисунок), либо советский типа МБГЧ, МБГО и т.п. (рис.4).

Итак, для расчета емкостей пускового и рабочего конденсаторов для асинхронного электродвигателя введите данные в форму ниже, эти данные вы найдете на шильдике электродвигателя, если данные неизвестны, то для расчета конденсатора можно использовать средние данные, которые подставлены в форму по умолчанию, но мощность электродвигателя нужно указать обязательно.

Калькулятор расчета емкости конденсатора

Основная роль такого прибора как конденсатор заключается в том, что он накапливает электрический заряд и одномоментно отдает его. В автомобилях такой заряд тока конденсатор берет у аккумулятора и используется, например, для снабжения автомобильного усилителя нужным зарядом, улучшая, таким образом, звук, доносящийся из аудиосистемы.

Расчет емкости конденсатора с помощью онлайн калькулятора

Расчет конденсатора онлайн, который можно произвести с помощью калькуляторов на специальных ресурсах в Интернете, позволяет в считанные секунды получить результат, просто указав в соответствующих полях нужные данные. С их помощью быстро и легко можно рассчитать емкость, заряд, мощность, ток, энергию, и другие свойства конденсатора, нужные для конкретного устройства.

Среди множества видов конденсаторов существует, так называемый, электролитический тип, который используется в асинхронных электродвигателях. Среди его видов выделяют полярный и неполярный. Электролитический полярный конденсатор отличается от неполярного, прежде всего, большей емкостью. Расчет конденсатора для электродвигателя обязательно необходим перед его подключением. Он позволит, к примеру, узнать нужную емкость для конкретного двигателя.

Расчет конденсатора для трехфазного двигателя требуется ещё и для того, что, обычно, если трехфазный асинхронный двигатель с конденсаторным пуском работает нормально, будучи включенным в однофазную сеть, то емкость конденсатора уменьшается, а частота вращение вала увеличивается. При правильном подключении, все эти характеристики будут наблюдаться.

Когда запускается асинхронный двигатель, подключением к сети 220В, необходима высокая емкостьфазодвигающего конденсатора. В Интернете всегда можно найти специальный калькулятор конденсаторов онлайн, который, в частности, позволяет рассчитать их емкость. Калькулятор, который позволяет произвести расчет соединения конденсаторов, а именно емкости двух параллельно соединенных приборов: рабочего и пускового, требует указания в соответствующих полях следующих данных:

• Соединение обмоток двигателя
• Его мощность
• Напряжение в сети
• Коэффициент мощности
• КПД двигателя

После указания всех этих данных, можно получить результаты в виде информации по емкости пускового и рабочего конденсаторов, которая измеряется в мкФ (микроФарадах). Расчет емкости конденсатора для двигателя, а именно для двух, соединенных между собой конденсаторов, в данном случае, зависит от того, каким был способ соединения их обмоток.

Расчет пускового конденсатора и параллельно рабочего предполагает указание двух таких способов подключения как: подключение звездой и треугольником. Формула расчета емкости конденсатора, подключенного звездой, выглядит так: Cр=2800*I/U, а формула расчета конденсатора, подключенного треугольником – это Cр=4800*I/U. Расчёт ёмкости конденсатора для электродвигателя по таким формулам расшифровывается следующим образом:

1. Ср означает рабочий конденсатор, пусковой будет обозначаться далее как Сп.
2. Ток I определен тут соотношением мощности мотора P с произведением 1,73 напряжения U и коэффициента мощности (cosφ ) с коэффициентом поленого действия (η). То есть I=P/1,73Uηcosφ.

Каждый калькулятор емкости конденсаторов использует свой тип расчета. Например, если говорить о соединенных конденсаторах, где емкость пускового прибора должна быть подобрана в 3 раза большая, чем рабочая емкость, то, в конкретном калькуляторе может быть использован расчет Cп=2,5*Cр, где Сп означает пусковой конденсатор, а Ср – рабочий тип.

После расчета емкости, необходим расчет заряда конденсатора. Начальный заряд прибора равен нулю. Подключением к гальванической батарее или к другому источнику постоянной ЭДС конденсаторы заряжают. Чтобы правильно рассчитать заряд конденсатора от источника постоянной ЭДС, существует также специальный калькулятор конденсаторов онлайн, в котором лишь нужно указать следующие данные:

• ЭДС источника в Вольтах,
• сопротивление в Омах,
• емкость в микроФарадах,
• время зарядки в миллисекундах.

Каждый такой калькулятор расчета конденсаторов будет также указывать точность вычисления, с которой будут получены результаты. После нажатия кнопки «Рассчитать», в результатах реально получить:

• постоянную времени RC-сети в миллисекундах,
• время зарядки в миллисекундах,
• требуемый начальный ток в Амперах,
• максимальную рассеиваемую мощность в Ваттах,
• напряжение в Вольтах,
• заряд в микроКулонах,
• энергию в микроДжоулях,
• а также работу, совершенную источником, в микроДжоулях.

Используя специальные онлайн калькуляторы для расчета конденсатора, вам не придется самостоятельно проводить сложные подсчеты, искать нужные формулы, разбираться и вникать в сложные для вас схемы. Все это сделает калькулятор онлайн за вас.

Подключение двигателя к трехфазной сети

На первую страницу

РАБОТА ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ В ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ

В радиолюбительской практике очень часто используются 3-фазные электродвигатели. Но для их питания совсем необязательно наличие трехфазной сети. О некоторых вариантах запуска электродвигателей, включенных в однофазную сеть, читатели узнают ниже. Наиболее простым способом запуска 3-фаяного двигателя является раскручивание ротора с помощью шнура длиной около метра, предварительно намотанного на вал. Такой способ неудобен и применяется там, где двигатель запускается без нагрузки. При наличии двух одинаковых или близких по мощности электродвигателей один из них можно использовать в качество генератора «сдвинутой» фазы. Делается .это следующим образом. Двигатели включаются по схеме, изображенной на рис. 1.

Один из двигателей запускают, например, первым способом и после разгона оставляют включенным в сеть. Второй двигатель легко запускается при включении рубильника BK.1. Эта схема может быть использована там, где уста-ноилчно несколько двигателей. Любой работающий двигатель позволяет получить «сдвинутую фазу» для другого двигателя, который требуется включить. Наиболее эффективный способ пуска электродвигателя-это подключение третьей обмотки через фазосдви-гагощий конденсатор. Для нормальной работы двигателя с конденсаторным пуском емкость конденсатора должна меняться в зависимости от числа оборотов. Поскольку это условие трудно выполнимо, на практике управление двигателем производят двухступенчато. Включают двигатель с расчетной (пусковой) емкостью конденсатора, а после его разгона пусковой конденсатор отключают, оставляя рабочий (см. рис. 2).

Пусковой конденсатор отключается центробежными выключателями, вручную или специальными схемами (см. «Радио» № 11, 1969 г.). Рабочая емкость конденсатора для 3-фазного двигателя определяется по формуле

Ср = 2800I/U, мкф

если обмотки соединены по схеме «звезда» (рис. 2, а), или

Ср = 4800I/U мкф,

если обмотки соединены по схеме «треугольник» (рис. 2, б). При известной мощности электродвигателя, ток можно определить из выражения

I=P/1,73U n cosw,

а где Р — мощность двигателя, указанная в паспорте (на щитке), вт;

U- напряжение сети;

cosw — коэффициент мощности;

n — К. П. Д.

Емкость пускового конденсатора определяется из соотношения

Св = (2,5-3)Ср, мкф.

В целях упрощения расчета приводится таблица выбора емкости конденсатора в зависимости от схемы соединения обмоток при напряжении сети 220 в.

Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза больше напряжения сети, а конденсатор обязательно бумажным. В качестве пусковых могут быть использованы и электролитические конденсаторы с рабочим напряжением 450 в (схема соединения на рис. 3).

При таком включении корпус конденсаторов находится под напряжением, поэтому его нужно изолировать. Электролитические конденсаторы могут работать только кратковременно.

Для электродвигателя с конденсаторным пуском существует очень простая схема реверсирования. При переключении переключателя Вк1 (рис. 2) двигатель меняет направление вращения. Эксплуатация двигателей с конденсаторным пуском имеет некоторые особенности. При работе электродвигателя вхолостую по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20-40% больше номинального. Поэтому при работе двигателя с недогрузкой нужно уменьшать рабочую емкость. На отключенном пусковом конденсаторе остается электрический заряд, поэтому для разряда его нужно за-шунтировать резистором 150- 200 ком. При перегрузке двигатель может остановиться, для его запуска не-пеобходпыо снова включить пусковой конденсатор.

Включение 3-фазного двигателя в однофазную сеть

Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть наиболее простой базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность, развиваемая двигателем в этом случае, составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении.

Электрическая принципиальная схема подключения 3-х фазного двигателя.

Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, например, модель с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА.

В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.

Для нормальной работы электродвигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость используемого конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить довольно сложно, поэтому используют двухступенчатое управление двигателем. При пуске двигателя подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.

Расчет параметров и элементов электродвигателя

Рисунок 1. Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В: С р – рабочий конденсатор; С п – пусковой конденсатор; П1 – пакетный выключатель.

Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380 В, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1.

После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после этого необходимо сразу же нажать кнопку “Разгон”.

После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1.

Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток двигателя в “треугольник” определяется по формуле:

, где

• Ср – емкость рабочего конденсатора, в мкФ;
• I – потребляемый электродвигателем ток, в А;
• U -напряжение в сети, В.

А в случае соединения обмоток двигателя в “звезду” определяется по формуле:

, где

• Ср – емкость рабочего конденсатора, в мкФ;
• I – потребляемый электродвигателем ток, в А;
• U -напряжение в сети, В.

Потребляемый электродвигателем ток в вышеприведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из следующего выражения:

, где

• Р – мощность двигателя, в Вт, указанная в его паспорте;
• h – КПД;
• cos j – коэффициент мощности;
• U -напряжение в сети, В.

Рисунок 2. Принципиальная схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.

Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2…2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети.

Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В.

Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя между собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)

Общая емкость соединенных конденсаторов составит:

На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя в зависимости от его мощности при включении в сеть 220 В.

Мощность трехфазного
двигателя, кВт:

• 0,4;
• 0,6;
• 0,8;
• 1,1;
• 1,5;
• 2,2.

Минимальная емкость  рабочего
конденсатора Ср, мкФ:

• 40;
• 60;
• 80;
• 100;
• 150;
• 230.

Минимальная емкость пускового
конденсатора Ср, мкФ:

• 80;
• 120;
• 160;
• 200;
• 250;
• 300.

Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток, на 20…30 % превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или вхолостую, емкость конденсатора С_р следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель остановился, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.

Емкость пускового конденсатора С_п можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об./мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.

Переносной универсальный блок для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В

Рисунок 3. Принципиальная схема переносного универсального блока для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В без реверса.

Для запуска электродвигателей различных серий мощностью около 0,5 кВт от однофазной сети без реверсирования можно собрать переносной универсальный пусковой блок (рис. 3).

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (тумблер SA1 замкнут) и своей контактной системой КМ 1.1, КМ 1.2 подключает электродвигатель М1  к сети 220 В.

Одновременно с этим третья контактная группа КМ 1.3 замыкает кнопку SB1.

После полного разгона двигателя тумблером SA1 отключают пусковой конденсатор С1.

Остановка двигателя осуществляется нажатием на кнопку SB2.

Детали

В устройстве используется электродвигатель А471А4 (АО2-21-4) мощностью 0,55 кВт на 1420 об. /мин и магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В. Кнопки SB1 и SB2 – спаренные типа ПКЕ612. В качестве переключателя SA1 используется тумблер Т2-1. В устройстве постоянный резистор R1 – проволочный, типа ПЭ-20, а резистор R2 типа МЛТ-2. Конденсаторы С1 и С2 типа МБГЧ на напряжение 400 В. Конденсатор С2 составлен из параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ 400 В. Лампа HL1 типа КМ-24 и 100 мА.

Рисунок 4. Схема пускового устройства в металлическом корпусе размером 170х140х50 мм.

Пусковое устройство смонтировано в металлическом корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4):

• 1- корпус;
• 2 – ручка для переноски;
• 3 – сигнальная лампа;
• 4 – тумблер отключения пускового конденсатора;
• 5 -кнопки “Пуск” и “Стоп”;
• 6 – доработанная электровилка;
• 7- панель с гнездами разъема.

На верхней панели корпуса расположены кнопки “Пуск” и “Стоп” – сигнальная лампа и тумблер для отключения пускового конденсатора. На передней панели корпуса устройства находится разъем для подключения электродвигателя.

Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере  SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматически (рис.5).

Рисунок 5. Принципиальная схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 – пусковой конденсатор С_п. Магнитный пускатель КМ1 самоблокируется с помощью своей контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети.

Кнопку “Пуск” держат нажатой до полного разгона двигателя, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это же время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме.

Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку “Стоп”. В усовершенствованном пусковом устройстве по схеме рис.5 можно использовать реле типа МКУ-48 или ему подобное.

Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей

При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, используют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что вместо громоздких бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют меньшие габариты и более доступны в плане покупки.

Рисунок 6. Принципиальная схема замены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в).

Схема замены обычног бумажного конденсатора дана на рис. 6.

Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением в два раза меньшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости.

Например, если в схеме для однофазной сети напряжением 220 В используется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене по вышеприведенной схеме можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.

Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов

Схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов приведена на рис.7.

В приведенной схеме SA1 – переключатель направления вращения двигателя, SB1 – кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для пуска двигателя, С2 и С4 – во время работы.

Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добиваются равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация.

Рисунок 7. Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов.

Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А.

При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.

Следует обратить внимание на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.

Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть

Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя не более 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5…2 кВт. Проблема в данном случае может быть решена использованием электродвигателя большей мощности, например 3…4 кВт. Такого типа двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой», и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода.

Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в 3 раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.

Доработка трехфазного двигателя

Наиболее просто можно осуществить перевод мощного трехфазного двигателя в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки.

Рисунок 8. Принципиальная схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазную сеть.

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. 8.

Во время разгона двигателя используется соединение обмоток «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 Rр. Работа представленной схемы была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об./мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке, и показала свою эффективность.

Детали

В схеме коммутации обмоток электродвигателя в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный переключатель на рабочий ток не менее 16 А, например переключатель 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 этот переключатель SA2 можно исключить из схемы.

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 снимается нагрузка с вала двигателя. Переключатель переводится сначала в положение «Разгон», а потом в положение «Работа», после чего продолжают дальнейшую работу.

Для того чтобы улучшить пусковые характеристики двигателей, кроме пускового и рабочего конденсатора можно использовать еще и индуктивность, что улучшает равномерность загрузки фаз.

— характеристика его фазовой диаграммы и применение

A Двигатели с конденсаторным пуском — это однофазные асинхронные двигатели, в которых в цепи вспомогательной обмотки используется конденсатор для увеличения разности фаз между током в основной и вспомогательной обмотках. Само название «конденсатор запускает» показывает, что в двигателе для запуска используется конденсатор. На рисунке ниже показана схема подключения двигателя с конденсаторным пуском.

Состав:

Конденсаторный пусковой двигатель имеет ротор с сепаратором и две обмотки на статоре. Они известны как основная обмотка и вспомогательная или пусковая обмотка. Две обмотки разнесены на 90 градусов. Конденсатор C _S включен последовательно с пусковой обмоткой. В цепь также включен центробежный выключатель S _C .

Диаграмма Phasor двигателя конденсаторного пуска показана ниже.

I _M — это ток в основной обмотке, который отстает от вспомогательного тока I _A на 90 градусов, как показано на векторной диаграмме выше. Таким образом, однофазный питающий ток разделяется на две фазы. Две обмотки электрически смещены друг от друга на 90 градусов, а их MMF равны по величине, но разнесены по фазе на 90 градусов.

Двигатель действует как сбалансированный двухфазный двигатель. Когда двигатель приближается к своей номинальной скорости, вспомогательная обмотка и пусковой конденсатор автоматически отключаются центробежным переключателем на валу двигателя.

Характеристики конденсаторного пускового двигателя

Конденсаторный пусковой двигатель развивает гораздо более высокий пусковой крутящий момент, примерно в 3–4,5 раза превышающий крутящий момент полной нагрузки. Для получения высокого пускового момента необходимы два условия. Они следующие: —

• Емкость пускового конденсатора должна быть большой.
• Клапан сопротивления пусковой обмотки должен быть низким.

Электролитические конденсаторы порядка 250 мкФ используются из-за высокого номинального значения Var, необходимого для конденсатора.

Характеристика крутящего момента и скорости двигателя показана ниже.

Характеристика показывает, что пусковой момент высокий. Стоимость этого двигателя больше по сравнению с двигателем с расщепленной фазой из-за дополнительной стоимости конденсатора. Конденсаторный пуск двигателя можно реверсировать, сначала приведя двигатель в состояние покоя, а затем поменяв местами соединения одной из обмоток.

Применение конденсаторного пускового двигателя

Различные области применения двигателя следующие: —

• Эти двигатели используются для нагрузок с большей инерцией, когда требуется частый запуск.
• Используется в насосах и компрессорах
• Используется в компрессорах холодильников и кондиционеров.
• Они также используются для конвейеров и станков.

Что делает конденсатор?

Для электродвигателя переменного тока с постоянным разделением конденсаторов (также известного как электродвигатели переменного тока пускового и пускового конденсатора) для правильной работы требуется конденсатор. Выпейте чашечку кофе, мы объясним, почему.

Простой эксперимент …

Чтобы показать, насколько важен конденсатор, мы можем начать с простого эксперимента.Используйте однофазный двигатель переменного тока с постоянным разделенным конденсатором и подключите его подводящие провода непосредственно к однофазному источнику питания (без конденсатора). Скорее всего, двигатель не будет работать с нагрузкой, если вал не будет вращаться под действием внешней силы (это намного проще с двигателем с выключенным круглым валом). Это потому, что нам нужны как минимум две фазы для создания вращающегося магнитного поля в статоре. Здесь и вступает в силу конденсатор.

Что делает конденсатор?

Для чего нужен конденсатор для двигателей?

Конденсатор предназначен для создания многофазного источника питания от однофазного источника питания.При многофазном питании двигатель может:

1. Установите направление вращения.
2. Обеспечьте пусковой момент двигателя и увеличивайте крутящий момент во время работы.

Oriental Motor представляют собой двигатели с постоянным разделением конденсаторов (конденсаторный пуск и работа). Эти двигатели содержат основную обмотку и вторичную вспомогательную обмотку. Конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой, и это приводит к тому, что ток во вспомогательной обмотке отстает по фазе с током в основной обмотке на 90 электрических градусов (четверть всего цикла).Теперь мы создали многофазный блок питания от однофазного блока питания.

Какой конденсатор используется в двигателе Oriental?

Oriental Motor используются конденсаторы с электродами для осаждения из паровой фазы, признанные UL. В конденсаторах этого типа в качестве элемента используется металлизированная бумага или пластиковая пленка. Этот конденсатор также известен как «самовосстанавливающийся (SH) конденсатор».Хотя в большинстве предыдущих конденсаторов использовались бумажные элементы, в последние годы пластиковый пленочный конденсатор стал широко распространенным благодаря своей компактной конструкции.

Номинальное время проводимости

Номинальное время проводимости — это минимальный расчетный срок службы конденсатора при работе при номинальной нагрузке, номинальном напряжении, номинальной температуре и номинальной частоте. Стандартный срок службы — 40 000 часов. Конденсатор, который ломается в конце срока службы, может задымиться или загореться. Мы рекомендуем заменять конденсатор по истечении расчетного времени проводимости, чтобы избежать потенциальных проблем.

Конденсатор безопасности

Некоторые конденсаторы оснащены функцией безопасности, которая позволяет безопасно и полностью удалить конденсатор из цепей для предотвращения дыма и / или возгорания в случае пробоя диэлектрика. В продукции Oriental Motor используются конденсаторы с признанными UL функциями безопасности, которые прошли проверку на ток короткого замыкания UL 810 по стандарту UL 810.

Как оцениваются конденсаторы и почему это важно?

имеют номинальную емкость, рабочее напряжение, допуск, ток утечки, рабочую температуру и эквивалентное последовательное сопротивление…так далее. Для согласования двигателя двумя наиболее важными характеристиками являются емкость и рабочее напряжение. Номинальное напряжение обычно примерно в два раза превышает значение номинального входного напряжения двигателя в вольтах (на самом деле существует формула для определения емкости двигателя, но мы сохраним ее на потом). Для наших компактных двигателей переменного тока единицей измерения емкости является «микрофарада» или мкФ. Эти характеристики указаны как на этикетке двигателя, так и на этикетке конденсатора.

Использование конденсатора с другой емкостью может увеличить вибрацию двигателя, тепловыделение, потребление энергии, изменение крутящего момента и нестабильную работу.Если емкость слишком велика, крутящий момент двигателя увеличится, но может возникнуть перегрев и чрезмерная вибрация. Если емкость слишком мала, крутящий момент упадет. Использование конденсатора, напряжение которого превышает номинальное, может привести к повреждению, а конденсатор может задымиться или воспламениться.

Нужен ли мне правильный конденсатор для двигателей переменного тока Oriental Motor?

Нет. Каждый однофазный двигатель переменного тока от Oriental Motor включает в себя специальный конденсатор, размер которого рассчитан на работу двигателя с максимальной эффективностью и производительностью.Подбор конденсаторов не требуется.

Что произойдет, если я использую другой конденсатор?

Чтобы двигатель работал с максимальной эффективностью, всегда используйте специальный конденсатор, входящий в комплект поставки двигателя. Выделенный конденсатор создает электрический фазовый сдвиг на 90 от вспомогательной (конденсаторной) фазы к основной фазе. Использование неподходящего конденсатора может сместить это значение в сторону от 90 градусов, и в результате неэффективность может привести к перегреву двигателя с непостоянными характеристиками крутящего момента или скорости.

Размер специального конденсатора рассчитан таким образом, чтобы двигатель создавал идеальную кривую крутящего момента / скорости. Обратите внимание на «Номинальная скорость» и «Номинальный крутящий момент». В этой рабочей точке (где эти две точки пересекаются на кривой) достигается наивысшая эффективность. Каждый двигатель рассчитан на номинальную нагрузку. Вот почему увеличение номинала — не лучший способ подобрать двигатели переменного тока.

Разница в емкости конденсатора повлияет как на номинальную скорость, так и на номинальный крутящий момент, поскольку рабочая точка смещается от максимальной эффективности.Если вы используете два одинаковых двигателя с совершенно разными конденсаторами, вы получите совершенно разные результаты.

При потере максимальной эффективности увеличивается тепловыделение двигателя. Избыточный нагрев может привести к ухудшению качества смазки подшипника и сокращению срока службы двигателя. Однако полезно знать, что если температура обмотки достигает 130 ° F, схема тепловой защиты внутри двигателя срабатывает и отключает двигатель до тех пор, пока он не остынет.

Как подключить конденсатор?

Для 3-проводного двигателя переменного тока подключите красный и белый провода к противоположным клеммам конденсатора.Подключите черный провод к стороне N (нейтраль) источника питания. Для однонаправленной работы просто подключите L (под напряжением) сторону источника питания к клеммной коробке либо к красному проводнику (по часовой стрелке), либо к белому проводу (против часовой стрелки), чтобы начать вращение. УКАЗАНИЕ: 2 ближайших терминала соединены внутри. Для двунаправленной работы используйте однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT) между проводом под напряжением и клеммами конденсатора для переключения направления.

Однако для переключения направления асинхронного двигателя необходимо дождаться полной остановки двигателя.Для реверсивных двигателей направление может переключаться мгновенно.

Теперь, когда вы знаете важность конденсаторов, не упускайте их. В этом случае используйте этикетку двигателя, чтобы определить подходящий конденсатор. Следите за новостями, чтобы получить больше советов по устранению неполадок.

Калькулятор запуска двигателя — нарушение напряжения

Пуск асинхронного двигателя при полном напряжении (также известный как запуск через линию или прямой пуск от сети) имеет нежелательный эффект, заключающийся в том, что от пяти до десяти или более раз превышает их полную нагрузку. Текущий.Обычно этот пусковой ток сохраняется до тех пор, пока двигатель не достигнет синхронной скорости (номинальной скорости). Асинхронные двигатели в пусковых условиях имеют чрезвычайно низкий коэффициент мощности около 10-30%. Сочетание большого пускового тока и низкого коэффициента мощности вызовет большое падение напряжения на полном сопротивлении системы.

Следующие ниже калькуляторы могут использоваться для расчета падения пускового напряжения двигателя и пускового тока включения трехфазного асинхронного двигателя с использованием предположения о бесконечности источника, а также при наличии данных импеданса источника электросети.

Калькулятор пускового тока двигателя и падения напряжения

Используйте указанный ниже калькулятор, если полное сопротивление источника электросети или генератора неизвестно. .

Используйте нижеприведенный калькулятор, если известно полное сопротивление источника электросети или генератора . Этот калькулятор даст более точные результаты по сравнению с приведенным выше, который не учитывает полное сопротивление источника питания. Прочтите расчет импеданса источника в энергосистемах для получения дополнительной информации о расчете MVA короткого замыкания.

NEMA определяет конструктивные буквы для обозначения крутящего момента, скольжения и пусковых характеристик трехфазных асинхронных двигателей.

Конструкция A : Эти двигатели аналогичны двигателям типа «B», за исключением того, что NEMA не ограничивает пусковые токи для двигателей конструкции A.

Конструкция B : Это промышленные двигатели общего назначения с низким пусковым током, нормальным крутящим моментом и скольжением (около 3%). Они используются для многих обычных промышленных нагрузок (вентиляторы, HVAC и т. Д.).

Конструкция C : Эти двигатели обладают высоким пусковым моментом, низким пусковым током и малым скольжением. Эти двигатели могут использоваться для тяжелых пусковых нагрузок.

Конструкция D : Эти двигатели имеют очень высокий пусковой момент, высокое скольжение и низкий пусковой ток. Двигатели конструкции D доступны со скольжением от 5 до 8% и от 8 до 13%.

NEMA приведены ниже для удобства.

Буквенный код NEMA

Данные типовой паспортной таблички двигателя

Для более подробного обсуждения запуска асинхронного двигателя и соответствующих уравнений для расчета падения напряжения и пускового тока щелкните здесь.

— обзор

Испытания конденсаторов двигателя

Помимо содержания конденсаторов в чистоте, они практически не требуют профилактического обслуживания. Не допускать попадания пыли, грязи, жира, масла. или любые металлические частицы, собирающиеся между выводами. Это может привести к пробою изоляции между выводами и возникновению дуги. Содержите корпуса в чистоте, чтобы тепло, выделяемое конденсаторами, могло передаваться в окружающий воздух. Большинство конденсаторов двигателей имеют срок службы около 60 000 часов при непрерывной работе при номинальном напряжении и температурах не выше 70 ° C.

Конденсаторы необходимо время от времени наблюдать и проверять в рамках программы планового технического обслуживания. Помните, что конденсатор может сохранять свой заряд даже после отключения питания от цепи. Перед работой с конденсаторами обязательно разряжайте конденсаторы заземляющим стержнем.

Обратите внимание на работу двигателя. Если двигатель набирает обороты, развивает нормальный крутящий момент и работает на скорости, конденсатор, вероятно, в порядке. В противном случае указывается дальнейшая проверка состояния конденсатора.

Осмотрите конденсатор на предмет вздутия корпуса или утечки электролита. Если существует какая-либо из этих проблем, замените конденсатор.

Проверить конденсатор на короткое замыкание с помощью омметра. Перед подключением измерителя убедитесь, что конденсатор разряжен. Конденсатор может хранить достаточно энергии, чтобы разрушить счетчик.

Установите омметр на максимальное значение. Подключите провода к конденсатору. На обычном конденсаторе измеритель будет отклоняться вверх по шкале и быстро вернется к очень большому оммическому значению.Если конденсатор показывает ноль Ом или очень низкое значение сопротивления, это плохо. Замени это. Полномасштабное показание стандартного омметра составляет 0 Ом (рисунок 10-49).

РИСУНОК 10-49. Проверка конденсатора на короткое замыкание и обрыв с помощью омметра.

Если конденсатор не может отклоняться вверх по шкале, когда омметр установлен на высокий множитель, вероятно, конденсатор открыт. Замени это. С очень маленькими конденсаторами [пикофарады (пФ)] вы можете не получить прогиб. Это нормально. Однако все конденсаторы, используемые с двигателями, намного больше.Если вы повторите тест из-за того, что не наблюдаете за измерителем внимательно, обязательно разрядите конденсатор. Он будет заряжаться до потенциала напряжения батареи счетчика.

Ни один из этих тестов не является абсолютным из-за низкого напряжения, подаваемого омметром. Короткий тест может показать, что конденсатор исправен, но при подаче сетевого напряжения переменного тока происходит большая утечка тока. Кроме того, тест омметром не скажет вам, изменилось ли значение конденсатора.

На рынке имеются коммерческие тестеры конденсаторов. Эти тестеры позволяют проводить испытания конденсатора номинальным напряжением при измерении его утечки по току.Кроме того, в этих приборах используется конденсаторная мостовая схема, которая позволяет определять значение конденсатора в фарадах. Когда этот тип устройства станет доступен, научитесь его использовать. В большинстве случаев у вас не будет средства проверки конденсаторов, поэтому необходим другой метод.

Настройте схему, как показано на Рисунке 10-50. Рекомендуется установить предохранитель в цепи в случае, если максимальное сопротивление в цепи отсутствует, когда она находится под напряжением, и конденсатор находится в закороченном состоянии.

РИСУНОК 10-50. Схема проверки конденсаторов.

Во время проверки отключите конденсатор от цепи двигателя. Большинство производителей двигателей используют коричневые изолированные проводники для подключения конденсатора к цепи. Один из коричневых проводов может иметь индикаторный цвет по всей длине. Перед подачей питания установите реостат так, чтобы в цепи было максимальное сопротивление.

Если ток, протекающий через конденсатор, и напряжение на нем известны, значение емкости в микрофарадах можно рассчитать по формуле

C = IK / V

K — постоянная, равная

K = 1 / (2πF × 10−6) = 10000006.28 × 60

Для 60 герц K равно 2650. Эта константа выводится из формулы емкостного реактивного сопротивления. Значение K будет меняться с изменением частоты.

Предполагая 120 В переменного тока на конденсаторе и ток 2 ампера, как показано на рисунке 10-50, значение конденсатора будет равно

C = (2 A × 2650) / 120 В = 44,16 мкФ

Большинство конденсаторов двигателя иметь допуск 20%. Если экспериментальное значение конденсатора в фарадах не находится в пределах 20% от его номинального значения, замените конденсатор.Допустимый диапазон емкости конденсатора в этом примере составляет плюс-минус 9 мкФ или от 36 до 54 мкФ.

Электродвигатель | Британника

Самый простой тип асинхронного двигателя показан на рисунке в разрезе. Трехфазный набор обмоток статора вставлен в пазы в железе статора. Эти обмотки могут быть подключены по схеме «звезда», обычно без внешнего подключения к нейтральной точке, или по схеме «треугольник». Ротор состоит из цилиндрического стального сердечника с проводниками, размещенными в пазах по всей поверхности.В наиболее обычной форме эти проводники ротора соединены вместе на каждом конце ротора токопроводящим концевым кольцом.