Как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя или трехфазного

Что делать, если требуется подключить двигатель к источнику, рассчитанному на другой тип напряжения (например, трехфазный двигатель к однофазной сети)? Такая необходимость может возникнуть, в частности, если нужно подключить двигатель к какому-либо оборудованию (сверлильному или наждачному станку и пр.). В этом случае используются конденсаторы, которые, однако, могут быть разного типа. Соответственно, надо иметь представление о том, какой емкости нужен конденсатор для электродвигателя, и как ее правильно рассчитать.

Что такое конденсатор

Конденсатор состоит из двух пластин, расположенных друг напротив друга. Между ними помещается диэлектрик. Его задача – снимать поляризацию, т.е. заряд близкорасположенных проводников.

Существует три вида конденсаторов:

• Полярные. Не рекомендуется использовать их в системах, подключенных к сети переменного тока, т.к. вследствие разрушения слоя диэлектрика происходит нагрев аппарата, вызывающий короткое замыкание.
• Неполярные. Работают в любом включении, т.к. их обкладки одинаково взаимодействуют с диэлектриком и с источником.
• Электролитические (оксидные). В роли электродов выступает тонкая оксидная пленка. Считаются идеальным вариантом для электродвигателей с низкой частотой, т.к. имеют максимально возможную емкость (до 100000 мкФ).

Как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя

Задаваясь вопросом: как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя, нужно принять во внимание ряд параметров.

Чтобы подобрать емкость для рабочего конденсатора, необходимо применить следующую расчетную формулу: Сраб.=k*Iф / U сети, где:

• k – специальный коэффициент, равный 4800 для подключения «треугольник» и 2800 для «звезды»;
• Iф – номинальное значение тока статора, это значение обычно указывается на самом электродвигателе, если же оно затерто или неразборчиво, то его измеряют специальными клещами;
• U сети – напряжение питания сети, т.е. 220 вольт.

Таким образом вы рассчитаете емкость рабочего конденсатора в мкФ.

Еще один вариант расчета – принять во внимание значение мощности двигателя. 100 Ватт мощности соответствуют примерно 7 мкФ емкости конденсатора. Осуществляя расчеты, не забывайте следить за значением тока, поступающего на фазную обмотку статора. Он не должен иметь большего значения, чем номинальный показатель.

В случае, когда пуск двигателя производится под нагрузкой, т.е. его пусковые характеристики достигают максимальных величин, к рабочему конденсатору добавляется пусковой. Его особенность заключается в том, что он работает примерно в течение трех секунд в период пуска агрегата и отключается, когда ротор выходит на уровень номинальной частоты вращения. Рабочее напряжение пускового конденсатора должно быть в полтора раза выше сетевого, а его емкость – в 2,5-3 раза больше рабочего конденсатора. Чтобы создать необходимую емкость, вы можете подключить конденсаторы как последовательно, так и параллельно.

Как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя

Асинхронные двигатели, рассчитанные на работу в однофазной сети, обычно подключаются на 220 вольт. Однако если в трехфазном двигателе момент подключения задается конструктивно (расположение обмоток, смещение фаз трехфазной сети), то в однофазном необходимо создать вращательный момент смещения ротора, для чего при запуске применяется дополнительная пусковая обмотка. Смещение ее фазы тока осуществляется при помощи конденсатора.

Итак, как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя?

Чаще всего значение общей емкости Сраб+Спуск (не отдельного конденсатора) таково: 1 мкФ на каждые 100 ватт.

Есть несколько режимов работы двигателей подобного типа:

• Пусковой конденсатор + дополнительная обмотка (подключаются на время запуска). Емкость конденсатора: 70 мкФ на 1 кВт мощности двигателя.
• Рабочий конденсатор (емкость 23-35 мкФ) + дополнительная обмотка, которая находится в подключенном состоянии в течение всего времени работы.
• Рабочий конденсатор + пусковой конденсатор (подключены параллельно).

Если вы размышляете: как подобрать конденсатор к электродвигателю 220в, стоит исходить из пропорций, приведенных выше. Тем не менее, нужно обязательно проследить за работой и нагревом двигателя после его подключения. Например, при заметном нагревании агрегата в режиме с рабочим конденсатором, следует уменьшить емкость последнего. В целом, рекомендуется выбирать конденсаторы с рабочим напряжением от 450 В.

Как выбрать конденсатор для электродвигателя – вопрос непростой. Для обеспечения эффективной работы агрегата нужно чрезвычайно внимательно рассчитать все параметры и исходить из конкретных условий его работы и нагрузки.

Расчет емкости конденсатора для трехфазного двигателя

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

Ознакомьтесь также с этими статьями

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.

Онлайн калькулятор расчета емкости конденсатора

Советуем к прочтению другие наши статьи

Расчет емкости конденсатора22:

 

Расчет конденсатора для трехфазного двигателя в однофазной сети

Для включения трехфазного электродвигателя (что такое электродвигатель ➠) в однофазную сеть обмотки статора могут быть соединены в звезду или треугольник.

Напряжение сети подводят к началам двух фаз. К началу третьей фазы и одному из зажимов сети присоединяют рабочий конденсатор 1 и отключаемый (пусковой) конденсатор 2, который необходим для увеличения пускового момента.

Пусковая емкость конденсаторов

Сп = Ср + Со,

где Ср — рабочая емкость,
Со — отключаемая емкость.

После пуска двигателя конденсатор 2 отключают.

Рабочую емкость конденсаторного двигателя для частоты 50 Гц определяют по формулам:

для схемы на рис. а: Ср = 2800 Iном / U;
для схемы на рис. б: Ср = 4800 Iном / U;
для схемы на рис. в: Ср = 1600 Iном / U;

для схемы на рис. г: Ср = 2740 Iном / U,

где Ср — рабочая емкость при номинальной нагрузке, мкФ;
Iном — номинальный ток фазы двигателя, А;
U — напряжение сети, В.

Нагрузка двигателя с конденсатором не должна превышать 65—85% номинальной мощности, указанной на щитке трехфазного двигателя.

Если пуск двигателя происходит без нагрузки, то пусковая емкость не требуется — рабочая емкость будет в то же время пусковой. В этом случае схема включения упрощается.

При пуске двигателя под нагрузкой, близкой к номинальному моменту необходимо иметь пусковую емкость Сп = (2,5 ÷ 3) Ср.

Выбор конденсаторов по номинальному напряжению производят по соотношениям:

для схемы на рис. а, б: Uк = 1,15 U;
для схемы на рис. в: Uк = 2,2 U;
для схемы на рис. г: Uк = 1,3 U,

где Uк и U — напряжения на конденсаторе и в сети.

Купить конденсаторы для запуска двигателя:
CBB60 3/4/5/6/10/12/14/16 мкФ 500 В;
CBB60 20 мкФ 450 В;
CBB60 25 мкФ 450 В;
CBB60 35 мкФ 450 В;
CBB60 50 мкФ 450 В;
CBB60 60 мкФ 450 В;
CBB60 80 мкФ 450 В;
CD60 100 мкФ 450 В;
CBB60 120 мкФ 450 В.

Основные технические данные некоторых конденсаторов приведены в таблице.

Если трехфазный электродвигатель, включенный в однофазную сеть, не достигает номинальной частоты вращения, а застревает на малой скорости, следует увеличить сопротивление клетки ротора проточкой короткозамыкающих колец или увеличить воздушный зазор шлифовкой ротора на 15—20%.

В том случае, если конденсаторы отсутствуют, можно использовать резисторы, которые включаются по тем же схемам, что и при конденсаторном пуске. Резисторы включаются вместо пусковых конденсаторов (рабочие конденсаторы отсутствуют).

Сопротивление (Ом) резистора может быть определено по формуле

,

где R — сопротивление резистора;
κ и I— кратность пускового тока и линейный ток в трехфазном режиме.

Пример расчета рабочей емкости конденсатора для двигателя

Определить рабочую емкость для двигателя АО 31/2, 0.6 кВт, 127/220 В, 4.2/2.4 А, если двигатель включен по схеме, изображенной на рис. а, а напряжение сети равно 220 В. Пуск двигателя без нагрузки.

Решение

1. Рабочая емкость Ср = 2800 x 2.4 / 220 ≈ 30 мкФ.

2. Напряжение на конденсаторе при выбранной схеме Uк = 1,15 x U = 1,15 x 220 = 253 В.

По таблице выбираем три конденсатора МБГО-2 по 10 мкФ каждый с рабочим напряжением 300 В. Конденсаторы включать параллельно.

Источник: В.И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию.

Видео о том, как подключить электродвигатель на 220 вольт:

Помощь студентам

Как подобрать конденсатор для подключения двигателя: расчет ёмкости в мкФ | Строительный журнал САМаСТРОЙКА

При подключении электродвигателя к сети 220 Вольт не обойтись без конденсатора. Этот маленький элемент электрической цепи служит для уменьшения времени входа мотора в рабочий режим (пусковой конденсатор).

Кроме пусковых, существуют и так называемые рабочие конденсаторы, которые постоянно задействованы во время работы двигателя. Основной задачей рабочих конденсаторов является обеспечение оптимальной нагрузочной способности двигателя.

Состоит конденсатор из нескольких пластин, которые защищены диэлектриком. Основная функция конденсаторов — это накопление и отдача электрической энергии. Как подобрать конденсатор для запуска электродвигателя? Что при этом нужно учитывать? Именно об этом вы и сможете узнать в данной статье строительного журнала samastroyka.ru.

Виды конденсаторов

Итак, конденсатор служит для накопления электрического заряда с последующей его отдачей в цепь. Конденсаторы бывают полярные, неполярные и электролитические, другое название «оксидные».

Для подключения электродвигателей в сеть переменного тока, полярные конденсаторы использовать нельзя. Из-за быстрого разрушения диэлектрика внутри, произойдёт замыкание, и такие конденсаторы очень быстро выйдут из строя.

Этого не произойдёт, если подключить к двигателю неполярный конденсатор. Обкладки неполярных конденсаторов одинаково взаимодействуют, как с источником, так и с диэлектриком.

Электролитические конденсаторы имеют внутри вместо пластин тонкую оксидную плёнку. Зачастую именно их и используют для подключения электродвигателей низкой частоты, поскольку максимально возможная ёмкость электролитических конденсаторов составляет 100000 мкФ.

Подбор конденсатора для трехфазного двигателя

Подбор емкости рабочего конденсатора для трехфазного двигателя осуществляется по следующей формуле: Сраб.=k*Iф / U сети.

• k — это коэффициент, значение которого зависит от схемы подключения трехфазного электродвигателя. 4800 по схеме «треугольник» и 2800 по схеме «звезда»;
• Iф — обозначает номинальный ток статора. Узнать номинальный ток статора можно на корпусе электродвигателя или посредством специальных клещей;
• U сети — сетевое напряжение 220 вольт.

Зная все вышеперечисленные параметры можно точно рассчитать емкость рабочего конденсатора в мкФ для электродвигателя. Есть и более простой способ расчёта емкости конденсаторов. Здесь действует правило: на 100 Вт мощности двигателя, берётся примерно 7 мкФ конденсаторной емкости.

Совсем по-другому обстоят дела с подбором пускового конденсатора в электродвигатель. Пусковой конденсатор работает очень непродолжительное время, всего лишь около 3 сек. в момент пуска двигателя. Основной задачей пускового конденсатора, является вывести ротор на номинальный уровень частоты вращения.

Подбирается пусковой конденсатор исходя из следующих параметров:

• Емкость пускового конденсатора должна быть в 2,5-3 раза больше, чем емкость рабочего конденсатора;
• Рабочее напряжение пускового конденсатора должно превышать сетевое, не менее чем в 1,5 раз.

Таким образом, зная все вышеперечисленные параметры, не составит особого труда подобрать рабочий и пусковой конденсатор для электродвигателя.

Как рассчитать емкость конденсатора для однофазного двигателя

При выборе и подключении конденсатора к однофазному двигателю, многое зависит от того, в каком именно режиме будет работать двигатель:

• При подключении пускового конденсатора и дополнительной обмотки электродвигателя, емкость конденсатора рассчитывается по следующему принципу: 70 мкФ на 1000 Вт мощности двигателя;
• Общая ёмкость рабочего и пускового конденсаторов должна рассчитываться так: 1 мкФ на 100 Вт мощности. В этом случае рабочий конденсатор остаётся включённым во время работы электродвигателя.

Теперь что касается рабочего напряжения конденсаторов для подключения однофазного электродвигателя. В большинстве случае вполне хватит конденсатора с напряжением от 450 Вольт. Тем не менее, если было замечено, что электродвигатель сильно греется в процессе работы, то следует уменьшить ёмкость рабочего конденсатора.

Читайте также:

Конденсатор для пуска электродвигателя, как рассчитать мощность

Если требуется присоединить трехфазный электродвигатель к обычной электросети, то потребуется создать электросхему для сдвига фаз. Основой такой схемы может служить конденсатор. Применяется он и для однофазного двигателя с целью облегчения его пуска.

Конденсатор для пуска электродвигателя

Что такое конденсатор

Это устройство для накопления электрического заряда. Он состоит из пары проводящих пластин, находящихся на малом отстоянии друг от друга и разделенных слоем изолирующего материала.

Широко распространены следующие виды накопителей электрического заряда:

• Полярные. Работают в цепях с постоянным напряжением, подключаются в соответствии с указанной на них полярностью.
• Неполярные. Работают в цепях с переменным напряжение, подключать можно как угодно
• Электролитические. Пластины представляют собой тонкие оксидные пленки на листе фольги.

Неполярный конденсатор

Электролитические лучше других подходят на роль конденсатора для пуска электродвигателя.

Описание разновидностей конденсаторов

Различным типам электродвигателей соответствуют подходящие им по своим характеристикам накопители.

Так, для низкочастотных высоковольтных (50 герц, 220-600 вольт) двигателей хорошо подходит электролитический конденсатор. Такие устройства обладают высокой емкостью, доходящей до 100 тысяч микрофарад. Нужно внимательно следить за соблюдением полярности, в противном случае из-за перегрева пластин возможно возгорание.

Неполярные накопители не имеют таких ограничений, но стоят они с несколько раз дороже.

Различные виды конденсаторов

Кроме перечисленных выше, производятся также вакуумные, газовые, жидкостные устройства, но как пусковой или рабочий конденсатор в схеме подключения электромотора, они не применяются.

Выбор емкости

С целью максимизации эффективности электродвигателя нужно рассчитать ряд параметров электроцепи, и прежде всего емкость.

Для рабочего конденсатора

Существуют сложные и точные методы расчета, однако в домашних условиях вполне достаточно оценить параметр по приближенной формуле.

На каждые 100 ватт электрической мощности трехфазного электродвигателя должно приходиться 7 микрофарад.

Недопустимо также подавать на фазовую статорную обмотку напряжение, превышающее паспортное.

Для пускового конденсатора

Если электродвигатель должен запускаться при наличии высокой нагрузки на приводном валу, то рабочий  конденсатор не справится, и на время запуска потребуется подключать пусковой. После достижения рабочих оборотов, что происходит в среднем за 2-3 секунды, он отключается вручную или устройством автоматики. Доступны специальные кнопки включения электрооборудования, автоматически размыкающие одну из цепей через заданное время задержки.

Недопустимо оставлять пусковой накопитель подключенным в рабочем режиме. Фазовый перекос токов может привести к перегреву и возгоранию двигателя. Определяя емкость пускового прибора, следует принимать ее в 2-3 раза выше, чем у рабочего. При этом при запуске крутящий момент электродвигателя достигает максимального значения, а после преодоления инерции механизма и набора оборотов он снижается до номинального.

Для набора требуемой емкости конденсаторы для запуска электродвигателя подключают в параллель. Емкость при этом суммируется.

Простые способы подключения электродвигателя

Самый простой способ подключения трехфазного электродвигателя к бытовой электросети – применение  частотного преобразователя. Потери мощности будут минимальны, но стоит такое устройство зачастую дороже самого двигателя.

Частотный преобразователь станет экономически эффективным лишь при большом объеме использования оборудования.

При другом способе для преобразования питающего напряжения используется обмотка самого асинхронного электродвигателя. Схема получится громоздкая и массивная. Конденсатор для запуска электродвигателя подключают по одной из двух популярных схем

• треугольник;
• звезда.

Подключение двигателя по схемам «звезда» и «треугольник»

При реализации подключения этими способами важно свести к минимуму потери по мощности.

Схема подключения «треугольник»

Схема достаточно простая, для облегчения понимания обозначим контакты мотора символами A — ноль, B — рабочий и C — фазовый

Сетевой шнур подсоединяется коричневым проводником к контакту A, туда же следует подсоединить один из выводов конденсатора. К контакту И подсоединяется второй вывод прибора, а синий проводник сетевого шнура — к контакту С.

В случае небольшой мощности электромотора, не превышающей 1,5 киловатта, допустимо подключать только один конденсатор, пусковой при этом не нужен.

Если же мощность выше и нагрузка на валу значительная, то используют два параллельно соединенных прибора.

Схема подключения «звезда»

В случае если на клеммнике электродвигателя 6 выводов — следует их прозвонить по отдельности и определить, какие выводы связаны друг с другом. В паспорте мотора нужно найти назначение выводов. После этого схема переподключается, формируя привычный «треугольник».

С этой целью снимаются перемычки и контактам присваивают условные обозначения от A  до F. Далее последовательно соединяются контакты: A и D, B и E, C и F.

Теперь контакты D, E и F станут соответственно нулевым, рабочим и фазовым проводом. Конденсатор присоединяют к ним точно так же, как в предыдущем случае.

При первом включении нужно внимательно следит за тем, чтобы обмотки не перегревались. В этом случае следует немедленно отключить устройство и определить причину перегрева.

Рабочее напряжение

После емкости напряжение является важнейшим параметром. Если взять слишком большой запас по напряжению — сильно вырастут габариты, вес и цена всего устройства. Еще хуже – взять устройства, которым не хватает рабочего напряжения. Такое использование приведет к их быстрому износу, выходу из строя, пробою. При этом возможно возгорание или даже взрыв.

Оптимальный запас по напряжению — 15-20%.

Важно! Для конденсаторов с диэлектриком из бумаги в цепях с переменным напряжением номинальное напряжение, указанное для постоянного тока, нужно поделить на 3.

Если указано 600 вольт, то в цепях переменного тока безопасно применять такие конденсаторы можно до 300 вольт.

Использование электролитических конденсаторов

Конденсаторы с диэлектриком из бумаги отличаются малой удельной емкостью и значительными габаритами. Для двигателя даже не самой большой мощности они будут занимать много места. Теоретически их можно заменить электролитическими, обладающими в несколько раз более высокой удельной емкостью.

Разновидности устройства электролитического конденсатора

Для этого электрическую схему придется дополнить несколькими элементами: диодами и резисторами. Такой вариант неплох для эпизодически работающего двигателя. Если же планируются продолжительные нагрузки, то от экономии места и веса лучше отказаться — при случайном выходе диода из строя он начнет пропускать на накопитель переменный ток, что приведет к его пробою и взрыву.

Выходом могут служить полипропиленовые конденсаторы с металлическим напылением серии СВВ, разработанные для использования в качестве пусковых.

Как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя

Для вычисления емкости основного конденсатора применяют формулу:

C = (k×Iφ)/U

Где

• k- коэффициент, принимаемый за 4800 при схеме «треугольник» и 2800 при схеме «звезда»;
• Iφ-ток статора, его берут из паспорта или таблички на корпусе;
• U- напряжение сети.

Трехфазный электродвигатель

Результат получается в микрофарадах. Вместо точной формулы можно применять правило: на каждые 100 ватт мощности — 7 микрофарад емкости.

Если при старте двигателю приходится преодолевать большой момент инерции подключенного к валу оборудования, то в помощь основному на время запуска и набора номинальных оборотов подключают пусковой конденсатор.

Емкость пускового накопителя принимают в 2-3 раза больше основного.

Подключение трехфазного электродвигателя к сети

После выхода на режим его обязательно отключают — вручную или с помощью автоматики. Если на рассчитанную емкость нет точно подходящего по номиналу прибора, конденсаторы можно подключать параллельно.

Как подобрать пусковой конденсатор для однофазного электромотора

До использования в пусковой цепи конденсатор проверяют тестером на исправность. При подборе рабочего конденсатора можно применять такое же приближенное правило а-7 микрофарад на 100 ватт номинальной электрической мощности. Емкость пускового также берется в 2-3 раза выше.

При подборе конденсатора на 220 вольт следует выбирать модели с номиналом не менее 400. Это объясняется переходными электромагнитными процессами при запуске, дающими кратковременные пусковые броски напряжения до 350-550 вольт.

Однофазные асинхронные электромоторы часто применяются в домашних электроприборах и электроинструменте. Для пуска таких устройств, особенно под нагрузкой, требуется пусковая обмотка и сдвиг фазы. Для этого используется конденсатор, подключаемый по одной из известных схем.

Конструкция асинхронного однофазного электродвигателя

Если запуск осуществляется с преодолением большого момента инерции, подсоединяют пусковой конденсатор.

Почему однофазный электродвигатель запускают через конденсатор

Статор электродвигателя с единственной обмоткой при пропускании переменного тока не сможет начать вращение, а лишь начнет подрагивать. Чтобы начать вращение, перпендикулярно основной обмотке размещают пусковую. В цепь этой обмотки включают компонент для сдвига фазы, такой, как конденсатор. Электромагнитные поля этих двух обмоток, прикладываемые к ротору со сдвигом по фазе, и обеспечат начало вращения.

В трехфазном двигателе обмотки и так размещены под углами 120^°. Соответственно сориентированы и наводимые ими в роторе электромагнитные поля. Для начала вращения достаточно обеспечить сдвиг их работы по фазе, чтобы обеспечить  пусковой момент вращения.

Расчет рабочей и пусковой емкости для конденсаторного двигателя

Под термином рабочая емкость подразумевается та емкость, которая постоянно включена. Правильно выбранная рабочая емкость считается, когда фазные токи и напряжения при нагрузке становятся практически номинальным.

На рис.1 представлены 4 варианта подключения конденсаторов к статорным обмоткам двигателя.

Рис.1 – Схемы подключения конденсаторов к статорным обмоткам двигателя
1- рабочий конденсатор; 2 – пусковой конденсатор

Приближенно можно посчитать рабочую емкость для каждой из представленных схем на рис.1, по следующим формулам:

• для схемы соединение обмоток двигателя звездой, см. рис.1 а:

Срном. = 2800*Iном/Uном.

• для схемы соединение обмоток двигателя треугольником, см. рис.1 б:

Срном. = 4800*Iном/Uном.

• для схемы подключения конденсаторов к двум фазам трехфазного двигателя, где две фазы соединены последовательно, см рис.1 в:

Срном. = 1600*Iном/Uном.

• для схемы подключения конденсаторов к двум фазам трехфазного двигателя, где две фазы соединены последовательно, см рис.1 г:

Срном. = 2740*Iном/Uном.

Как видно из представленных формул, для того чтобы определить рабочую емкость нам нужно знать номинальный ток двигателя и напряжение.

Пусковая же емкость выбирается исходя из пускового момента. Для рассматриваемых схем соединения конденсаторного двигателя формула по определению пусковой емкости имеет следующий вид:

Сп. = (2,5-3)*Срном.

Так как пусковые конденсаторы работают не продолжительное время (конденсатор включается только на время включения двигателя, потом он автоматически отключается), поэтому в этих целях используют дешевые электролитические конденсаторы типа ЭП.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Благодарность:

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding».

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

Трёхфазный двигатель — в однофазную сеть

Автор Светозар Тюменский На чтение 3 мин. Просмотров 24.2k. Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

Пожалуй, наиболее распространённый и простой способ подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть при отсутствии питающего напряжения ~ 380 в – это способ с применением фазосдвигающего конденсатора, через который запитывается третья обмотка электродвигателя. Перед тем, как подключать трехфазный электродвигатель в однофазную сеть убедитесь, что его обмотки соединены “треугольником” (см. рис. ниже, вариант 2), т. к. именно это соединение даст минимальные потери мощности 3х-фазного двигателя при включении его в сеть ~ 220 в.

Мощность, развиваемая трехфазным электродвигателем, включенным в однофазную сеть с такой схемой соединения обмоток может составлять до 75% его номинальной мощности. При этом частота вращения двигателя практически не отличается от его частоты при работе в трёхфазном режиме.

На рисунке показаны клеммные колодки электродвигателей и соответствующие им схемы соединения обмоток. Однако, исполнение клеммной коробки электродвигателя может отличаться от показанного ниже –  вместо клеммных колодок, в коробке может располагаться два разделённых  пучка проводов (по три в каждом).

Эти пучки проводов представляют собой “начала” и “концы” обмоток двигателя. Их необходимо «прозвонить», чтобы разделить обмотки друг от друга и соединить по нужной нам схеме “треугольник” – последовательно, когда конец одной обмотки соединяется с началом другой т. д (С1-С6, С2-С4, С3-С5).

При включении трёхфазного электродвигателя в однофазную сеть, в схему “треугольник” добавляются пусковой конденсатор Сп, который используется кратковременно (только для запуска) и рабочий конденсатор Ср.

В качестве кнопки SB для запуска эл. двигателя небольшой мощности (до 1,5 кВт) можно использовать обычную кнопку “ПУСК”, применяемую в цепях управления магнитных пускателей.

Для двигателей большей мощности стоит заменить её на коммутационный аппарат помощнее – напр, автомат. Единственным неудобством в этом случае будет необходимость ручного отключения конденсатора Сп автоматом после того как электродвигатель наберёт обороты.

Таким образом, в схеме реализована возможность двухступенчатого управления электродвигателем, уменьшая общую ёмкость конденсаторов при “разгоне” двигателя.

Если мощность двигателя невелика (до 1 кВт), то запустить его можно будет и без пускового конденсатора, оставив в схеме лишь рабочий конденсатор Ср.

Рассчитать ёмкость рабочего конденсатора можно формулой:

• С раб = 4800 • I / U, мкФ – для двигателей, включенных в однофазную сеть с соединением обмоток “треугольник”.

• С раб = 2800 • I / U, мкФ – для двигателей, включенных в однофазную сеть с соединением обмоток “звезда”.

Это наиболее точный способ, требующий, однако, измерения тока в цепи электродвигателя. Зная номинальную мощность двигателя, для определения ёмкости рабочего конденсатора лучше воспользоваться следующей формулой:

С раб = 66·Р ном, мкФ, где Р ном – номинальная мощность двигателя.

Упростив формулу, можно сказать, что для работы трёхфазного электродвигателя в однофазной сети, ёмкость конденсатора на каждые 0,1 кВт его мощности должна составлять около 7 мкФ.

Так, для двигателя мощностью 1,1 кВт ёмкость конденсатора должна составлять 77 мкФ. Такую ёмкость можно набрать несколькими конденсаторами, соединёнными друг с другом параллельно (общая ёмкость в этом случае будет равна суммарной), используя следующие типы: МБГЧ, БГТ, КГБ с рабочим напряжением, превышающим напряжение в сети в 1,5 раза.

Рассчитав ёмкость рабочего конденсатора можно определить ёмкость пускового – она должна превышать ёмкость рабочего в 2-3 раза. Применять конденсаторы для запуска следует тех-же типов, что и рабочие, в крайнем случае и при условии очень кратковременного запуска можно применить электролитические – типов К50-3, КЭ-2, ЭГЦ-М, рассчитанных на напряжение не менее 450 в.

Как подключить трёхфазный двигатель к однофазной сети.

---

подключение двигателя 380 на 220 вольт

---

правильный подбор конденсаторов для электродвигателя

---

Калькулятор расчета конденсатора однофазного двигателя

Однофазный двигатель Вычислитель конденсатора:

Введите входное напряжение, мощность двигателя в ваттах, КПД в процентах, частоту, затем нажмите кнопку вычисления, вы получите требуемое значение емкости.

Формула для расчета конденсатора однофазного двигателя:

Изначально однофазный двигатель требует небольшого толчка ротора для вращения ротора с номинальной частотой вращения. Выбор правильного конденсатора для однофазного двигателя действительно сложен, он может привести к запуску двигателя или нет.

Однофазная емкость C _(мкФ) в микрофарадах равна произведению мощности P _(Вт) в ваттах и ​​КПД η, умноженного на 1000, на произведение напряжения V _(В) в квадрате вольт и частота F _(Гц) . Формула для расчета емкости конденсатора

C _(мкФ) = (P _(W) x η x 1000) / (V _(V) x V _(V) x f)

Посмотрите на формулу, требуемое значение емкости прямо пропорционально мощности двигателя.Следовательно, при увеличении размера двигателя размер емкости также будет увеличиваться.

Расчет номинального напряжения конденсатора:

Номинальное напряжение конденсатора равно произведению напряжения, измеренного на обоих концах основной обмотки, в вольтах, на корень из единицы и отношение витков n квадрат.

В _(К) = Vp √ (1 + n ² )

n равно отношению витков основной / вспомогательной обмотки. Вышеприведенная формула используется для определения приблизительного напряжения на конденсаторе.

Пример 1:

Рассчитайте необходимое значение номинальной емкости для однофазного, 220 В, 1 л.с., 50 Гц, 80% двигателя.

1 л.с. = 746 Вт.

Воспользуйтесь нашей формулой расчета емкости.

C _(мкФ) = 746 x 80 x 1000 / (220 x 220 x 50) = 24,66 мкФ.

Следовательно, двигателю мощностью 1 л.с. требуется емкость 24,66 мкФ для плавного пуска двигателя. Но на рынке можно получить 25 мкФ.

Диапазон напряжения конденсатора должен составлять 440 В мин.

Пример 2:

Таким же образом возьмем другой пример:

Рассчитайте пусковую емкость для однофазного вентилятора 70 Вт, 220 В, 50 Гц, КПД 85%.

C _(мкФ) = 70 x 80 x 1000 / (230 x 230 x 50) = 2,459 мкФ. ок. 2,5 мкФ.

Следовательно, вы можете проверить наш расчет с вашим вентилятором.

Диапазон напряжения конденсатора должен составлять 440 В мин.

Подбор размеров однофазных конденсаторов — Центр электротехники

При установке двигателя, использующего конденсатор для запуска или запуска, мы должны определить номинал конденсатора, подходящий для двигателя, чтобы получить правильный пусковой крутящий момент и избежать перегрева обмотки, который может вызвать повреждение.

Это в основном вопрос конструкции двигателя. Не существует прямой закономерной зависимости между емкостью и мощностью двигателя в кВт.

При замене этих конденсаторов значение емкости и напряжение следует брать с заводской таблички на двигателе или со старого конденсатора. Это значение должно быть правильным в пределах ± 5%, а иногда оговаривается с точностью до долей мкФ. рабочий конденсатор даже более ограничен, чем пусковой конденсатор.

Как правильно подобрать пусковой конденсатор?

1) На протяжении многих лет было разработано эмпирическое правило, которое помогает упростить этот процесс.Чтобы выбрать правильное значение емкости, начните с 30–50 мкФ / кВт и при необходимости отрегулируйте значение при измерении мощности двигателя.

Мы также можем использовать эту базовую формулу для расчета размера конденсатора:

2) Определите номинальное напряжение конденсатора.

Когда мы выбираем номинальное напряжение для конденсатора, мы должны знать значение нашего источника питания. В целях безопасности умножьте напряжение источника питания на 30%. Факторы, которые влияют на выбор правильного номинального напряжения конденсатора, включают:
• Коэффициент снижения напряжения
• Требования агентства по безопасности.
• Требования к надежности
• Максимальная рабочая температура
• Свободное место

Как определить размер рабочего конденсатора?

При выборе рабочих конденсаторов двигателя все указанные выше требуемые параметры должны быть определены в рамках организованного процесса. Помните, что важны не только физические и основные электрические требования.

Но следует изучить тип диэлектрического материала и технику металлизации.Неправильный выбор здесь может отрицательно повлиять на общую производительность конденсаторов. Пожалуйста, обратитесь к паспортной табличке двигателя или обратитесь к поставщику или производителю, чтобы получить точное значение конденсатора.

Как найти размер конденсатора в кВАр и фарад для коррекции коэффициента мощности

Как найти значение емкости конденсатора подходящего размера в кВАр и микрофарадах для коррекции коэффициента мощности — 3 метода

Поскольку мы получили много электронных писем и сообщений от аудитории для составьте пошаговое руководство, в котором показано, как рассчитать правильный размер конденсаторной батареи в кВАр и микрофарадах для коррекции коэффициента мощности и улучшения как в однофазных, так и в трехфазных цепях.

В этой статье будет показано, как найти конденсаторную батарею подходящего размера как в микрофарадах, так и в кВАр, чтобы улучшить существующие «т.е. отставание «P.F от целевого», т. е. желаемый », поскольку скорректированный коэффициент мощности имеет множество преимуществ. Ниже мы показали три различных метода с решенными примерами, чтобы определить точное значение емкости конденсатора для коррекции коэффициента мощности.

Теперь давайте начнем и рассмотрим следующие примеры…

Как рассчитать значение конденсатора в кВАр?

Пример: 1

Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 5 кВт имеет P.F (коэффициент мощности) 0,75 отстает. Какой размер конденсатора в кВАр требуется для повышения коэффициента мощности до 0,90?

Решение № 1 (простой метод с использованием табличного множителя)

Потребляемая мощность двигателя = 5 кВт

Из таблицы множитель для улучшения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90 составляет 0,398

Требуемый кВАр конденсатора для повышения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90

Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x Таблица 1, множитель 0,75 и 0,90

= 5 кВт x 0,398

= 1.99 кВАр

И номинал конденсаторов, подключенных в каждой фазе

= 1,99 кВАр / 3

= 0,663 кВАр

Решение № 2 (классический метод расчета)

Мощность двигателя = P = 5 кВт

Исходный коэффициент мощности = Cosθ ₁ = 0,75

Конечный коэффициент мощности = Cosθ ₂ = 0,90

θ ₁ = Cos ^-1 = (0,75) = 41 ° 0,41; Tan θ ₁ = Tan (41 ° .41) = 0,8819

θ ₂ = Cos ^-1 = (0.90) = 25 ° 0,84; Tan θ ₂ = Tan (25 ° .50) = 0,4843

Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90

Требуемый конденсатор, кВАр = P (Tan θ ₁ — Tan θ ₂ )

= 5 кВт (0,8819 — 0,4843)

= 1,99 кВАр

И номинал конденсаторов, подключенных в каждой фазе

1,99 кВАр / 3 = 0,663 кВАр

Примечание: Таблицы размеров конденсатора в кВАр и микрофарад

Следующие таблицы (приведенные в конце этого поста) были подготовлены для упрощения расчета кВАр для улучшения коэффициента мощности.Размер конденсатора в кВАр — это мощность в кВт, умноженная на коэффициент в таблице для улучшения существующего коэффициента мощности до предлагаемого коэффициента мощности. Ознакомьтесь с другими решенными примерами ниже.

Пример 2:

Генератор выдает нагрузку 650 кВт при коэффициенте мощности 0,65. Какой размер конденсатора в кВАр требуется, чтобы повысить коэффициент мощности (P.F) до единицы (1)? И сколько еще кВт может выдать генератор при той же нагрузке в кВА, когда коэффициент мощности улучшится.

Решение № 1 (Простой метод таблицы с использованием Таблица Несколько )

Подача кВт = 650 кВт

Из таблицы 1, множитель для улучшения коэффициента мощности с 0.65 к единице (1) составляет 1,169

Требуемый конденсатор кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,65 до единицы (1).

Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x Таблица 1, множитель 0,65 и 1,0

= 650 кВт x 1,169

= 759,85 кВАр

Мы знаем, что P.F = Cosθ = кВт / кВА. . .or

кВА = кВт / Cosθ

= 650 / 0,65 = 1000 кВА

Когда коэффициент мощности повышается до единицы (1)

Количество кВт = кВА x Cosθ

= 1000 x 1 = 1000 кВт

Следовательно увеличенная мощность от генератора

1000кВт — 650кВт = 350кВт

Решение № 2 (классический метод расчета)

Подача кВт = 650 кВт

Оригинал P.F = Cosθ ₁ = 0,65

Конечная P.F = Cosθ ₂ = 1

θ ₁ = Cos ^-1 = (0,65) = 49 ° 0,45; Tan θ ₁ = Tan (41 ° .24) = 1,169

θ ₂ = Cos ^-1 = (1) = 0 °; Tan θ ₂ = Tan (0 °) = 0

Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90

Требуемый конденсатор, кВАр = P (Tan θ ₁ — Tan θ ₂ )

= 650 кВт ( 1.169–0)

= 759.85 кВАр

Как рассчитать емкость конденсатора в микрофарадах и кВАр?

Следующие методы показывают, что определяет необходимое значение емкости конденсаторной батареи как в кВАр, так и в микрофарадах . Кроме того, решенные примеры также показывают, что как преобразовать емкость конденсатора в микрофарадах в кВАр и кВАр в микрофарады для P.F. Таким образом, конденсаторная батарея нужного размера может быть установлена ​​параллельно каждой стороне фазовой нагрузки для получения заданного коэффициента мощности.

Пример: 3

Однофазный двигатель с напряжением 500 вольт 60 c / с потребляет ток полной нагрузки 50 ампер с запаздыванием по коэффициенту мощности 0,86. Коэффициент мощности двигателя необходимо повысить до 0,94, подключив к нему батарею конденсаторов. Рассчитать требуемую емкость конденсатора как в кВАр, так и в мк-фарадах?

Решение:

(1) Найти требуемую емкость емкости в кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,86 до 0,94 (два метода)

Решение № 1 (метод таблицы)

Двигатель Вход = P = V x I x Cosθ

= 500 В x 50 А x 0.86

= 21,5 кВт

Из таблицы, множитель для повышения коэффициента мощности с 0,86 до 0,94 составляет 0,230

Требуемый конденсатор, кВАр для повышения коэффициента мощности с 0,86 до 0,94

Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x табличный множитель 0,86 и 0,94

= 21,5 кВт x 0,230

= 4,9 кВАр

Решение № 2 (метод расчета)

Вход двигателя = P = V x I x Cosθ

= 500 В x 50 A x 0.86

= 21,5 кВт

Фактический или существующий коэффициент мощности = Cosθ ₁ = 0,86

Требуемый или целевой коэффициент мощности = Cosθ ₂ = 0,94

θ ₁ = Cos ^-1 = (0,86) = 30,68 °; Tan θ ₁ = Tan (30,68 °) = 0,593

θ ₂ = Cos ^-1 = (0,95) = 19,94 °; Tan θ ₂ = Tan (19,94 °) = 0,363

Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,86 до 0,95

Требуемый конденсатор, кВАр = P в кВт (Tan θ ₁ — Tan θ ₂ )

= 21.5 кВт (0,593 — 0,363)

= 4,954 кВАр

(2) Найти требуемую емкость емкости в фарадах для повышения коэффициента мощности с 0,86 до 0,97 (два метода)

Решение № 1 (метод таблицы)

Мы уже рассчитали требуемую емкость конденсатора в кВАр, поэтому мы можем легко преобразовать ее в фарады с помощью этой простой формулы

Требуемая емкость конденсатора в фарадах / микрофарадах

• C = кВАр / (2π x f x В ² ) в Фараде
• C = кВАр x 10 ⁹ / (2π x f x В ² ) в Микрофараде

Ввод значений в формулу выше

= (4.954 кВАр) / (2 x π x 60 Гц x 500 ² В)

= 52,56 мкФ

Решение № 2 (метод расчета)

кВАр = 4,954… (i)

Мы знаем что;

I _C = V / X _C

Тогда как X _C = 1 / 2π x f x C

I _C = V / (1 / 2π x f x C)

I _C = V x 2π x f x C

= (500V) x 2π x (60 Гц) x C

I _C = 188495.5 x C

And,

kVAR = (V x I _C ) / 1000… [kVAR = (V x I) / 1000]

= 500V x 188495,5 x C

I _C = 94247750 x C… (ii)

Приравнивая уравнения (i) и (ii), мы получаем

94247750 x C = 4,954 кВАр x C

C = 4,954 кВАр / 94247750

C = 78,2 мкФ

Пример 4

Какое значение емкости должно быть подключено параллельно с нагрузкой 1 кВт при 70% отстающем коэффициенте мощности от источника 208 В, 60 Гц, чтобы поднять общий коэффициент мощности до 91%.

Решение:

Вы можете использовать метод таблицы или метод простого расчета, чтобы найти необходимое значение емкости в фарадах или кВАр, чтобы улучшить коэффициент мощности с 0,71 до 0,97. Итак, в этом случае мы использовали метод таблицы.

P = 1000 Вт

Фактический коэффициент мощности = Cosθ ₁ = 0,71

Требуемый коэффициент мощности = Cosθ ₂ = 0,97

Из таблицы, множитель для улучшения коэффициента мощности с 0,71 до 0,97 составляет 0,741

Требуемый конденсатор kVAR до улучшить П.F от 0,71 до 0,97

Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x табличный множитель 0,71 и 0,97

= 1 кВт x 0,741

= 741 ВАр или 0,741 кВАр (требуемое значение емкости в кВАр)

Ток в конденсаторе =

I _C = Q _C / V

= 741 кВАр / 208 В

= 3,56 A

И

X _C = V / I _C

= 208 В / 3,76 = 58,42 Ом

C = 1 / (2π x f x X _C )

C = 1 (2π x 60 Гц x 58.42 Ом)

C = 45,4 мкФ (требуемое значение емкости в фарадах)

Конденсатор кВАр в мкФарад и мкфарад в кВАр Преобразование

Следующие формулы используются для расчета и преобразования конденсатора кВАр в Фарад и наоборот.

Требуемый конденсатор в кВАр

Конденсатор преобразовывает фарады и микрофарады в вар, кВАр и мВАр.

• VAR = C x 2π x f x V ² x 10 ^-6 … VAR
• VAR = C в мкФ x f x В ² / (159.155 x 10 ³ )… в Вар.
• кВАр = C x 2π x f x В ² x 10 ^-9 … в кВАр
• кВАр = C в мкФ x f x V ² ÷ (159,155 x 10 ⁶ )… в кВАр
• MVAR = C x 2π x f x В ² x 10 ^-12 … в МВАр
• МВАр = C в мкФ x f x В ² ÷ (159.155 x 10 ⁹ )… в МВАр

Требуемый конденсатор в фарадах / микрофарадах.

Преобразовать конденсатор, кВАр в фарадах и микрофарадах

• C = кВАр x 10 ³ / 2π x f x В ² … в фарадах
• x = 159,1 Q в кВАр / f x В ² … в Фарадах
• C = кВАр x 10 ⁹ / (2π x f x V ² ) … в микрофарадах
• C = 159.155 x 10 ⁶ x Q в кВАр / f x В ² … в микрофарадах

Где:

Полезно знать:

Ниже приведены важные электрические формулы используется при расчете улучшения коэффициента мощности.

Активная мощность (P) в ваттах:

• кВт = кВА x Cosθ
• кВт = л.с. x 0,746 или (л.с. x 0,746) / КПД… (л.с. = мощность двигателя в лошадиных силах)
• кВт = √ (кВА ² — кВАр ² )
• кВт = P = V x I Cosθ… (однофазный)
• кВт = P = √3x V x I Cosθ… (трехфазный межфазный)
• кВт = P = 3x V x I Cosθ… (трехфазная фаза)

Полная мощность (S) в ВА:

• кВА = √ (кВт ² + кВАр ² )
• кВА = кВт / Cosθ

Реактивная мощность (Q) в ВА:

• кВАр = √ (кВА ² — кВт ² )
• кВАр = C x (2π x f x В ² )

Коэффициент мощности (от 0.От 1 до 1)

• Коэффициент мощности = Cosθ = P / VI… (однофазный)
• Коэффициент мощности = Cosθ = P / (√3x V x I)… (трехфазный межфазный)
• Коэффициент мощности = Cosθ = P / (3x V x I)… (трехфазная линия на нейтраль)
• Коэффициент мощности = Cosθ = кВт / кВА… (как однофазный, так и трехфазный)
• Коэффициент мощности = Cosθ = R / Z… (сопротивление / Импеданс)

И

• X _C = 1 / (2π x f x C)… (X _C = емкостное реактивное сопротивление)
• I _C = V / X _C … (I = V / R)

Связанные сообщения:

Калькуляторы для определения размеров конденсаторных батарей и коррекции коэффициента мощности

Если два вышеупомянутых метода кажутся немного сложными (что, по крайней мере, не должно), вы можете использовать следующие Онлайн калькуляторы коэффициента мощности кВАр и микрофарад, сделанные нашей командой для вас.

Таблица размеров конденсаторов и таблица для коррекции коэффициента мощности

Следующая диаграмма коррекции коэффициента мощности может использоваться, чтобы легко найти правильный размер батареи конденсаторов для желаемого улучшения коэффициента мощности. Например, если вам нужно улучшить существующий коэффициент мощности с 0,6 до 0,98, просто посмотрите на множитель для обоих цифр в таблице, равный 1,030. Умножьте это число на существующую активную мощность в кВт. Вы можете найти реальную мощность, умножив напряжение на ток и существующий отстающий коэффициент мощности i.е. P в ваттах = напряжение в вольтах x ток в амперах x Cosθ ₁ . Таким простым способом вы найдете необходимое значение емкости в кВАр, которое необходимо для получения желаемого коэффициента мощности.

Таблица — от 0,01 до 0,25 Таблица — от 0,26 до 0,50 Таблица — от 0,51 до 0,75 Таблица — от 0,76 до 1,0

Вот вся таблица, если вам ее нужно скачать в качестве справки.

Вся таблица — от 0.10 до 1.0 (Щелкните изображение, чтобы увеличить)

Связанные сообщения

Руководство по выбору пускового конденсатора

Руководство по выбору пускового конденсатора

Пусковой конденсатор используется для кратковременного сдвига фазы в пусковой обмотке однофазного электродвигателя с целью увеличения крутящего момента.Пусковые конденсаторы обладают очень большим значением емкости для своего размера и номинального напряжения. В результате они предназначены только для периодического использования. Из-за этого пусковые конденсаторы выйдут из строя после слишком долгого пребывания под напряжением из-за неисправной пусковой цепи двигателя.

Индекс

Обзор
Пусковые и рабочие конденсаторы »
Резисторы и их размеры»
Устранение неисправностей »

Технические характеристики
Напряжение»
Емкость »
Частота (Гц)»
Тип клеммы подключения »
Форма корпуса»
Размер корпуса »

---

Обзор

Старт vs.Рабочие конденсаторы

Пусковые конденсаторы дают большое значение емкости, необходимое для пуска двигателя в течение очень короткого (секунд) периода времени. Они предназначены только для прерывистой работы и катастрофически выйдут из строя, если будут слишком долго находиться под напряжением. Рабочие конденсаторы используются для непрерывного управления напряжением и током обмоток двигателя и поэтому работают в непрерывном режиме. Как правило, они имеют гораздо меньшее значение емкости.

---

Взаимозаменяемы ли пусковой и рабочий конденсаторы?

Да и нет.В необычных обстоятельствах рабочий конденсатор может использоваться в качестве пускового конденсатора, но доступные значения намного ниже, чем значения, обычно доступные для специальных пусковых конденсаторов. Номинальные значения емкости и напряжения должны соответствовать оригинальной спецификации пускового конденсатора. Пусковой конденсатор нельзя использовать в качестве рабочего конденсатора, потому что он не может выдерживать ток непрерывно (всего пару секунд).

Посмотрите видеоинструкцию ниже, чтобы узнать о различиях между пусковыми и рабочими конденсаторами.

---

Что такое резистор и нужен ли он?

Большинство заменяемых пусковых конденсаторов не имеют резистора. Вы можете проверить состояние старого, проверив значение сопротивления, или просто заменить его новым. Это должно быть где-то около 10-20 кОм и около 2 Вт. Резисторы обычно либо припаяны, либо обжаты на выводах. Назначение резистора — сбросить остаточное напряжение в конденсаторе после того, как он был отключен от цепи после запуска двигателя.Не все пусковые конденсаторы будут использовать один, поскольку есть другие способы сделать это. Важная часть заключается в том, что если в вашем оригинальном конденсаторе он был, вам необходимо заменить его на новый.

Узнайте, как установить спускной резистор на пусковой конденсатор.

---

Поиск и устранение неисправностей

Как узнать, неисправен ли мой пусковой конденсатор?

Большинство отказов конденсатора электродвигателя может быть одного из двух типов:

«Стартовый колпачок вырвался наружу!» Это то, что мы называем катастрофическим отказом.Обычно это вызвано тем, что пусковая цепь электродвигателя задействована слишком долго для кратковременного режима работы пускового конденсатора. Верхняя часть стартовой крышки буквально сорвана, а внутренности частично или полностью выброшены.

Разрыв пузыря сброса давления Точно так же, но не столь драматично, на стартовой крышке может быть только разорванный пузырек сброса давления. В любом случае легко сказать, что стартовый колпачок нуждается в замене.

Мой мотор медленно заводится.Мой пусковой конденсатор плохой?

Ответ на этот вопрос: возможно. Возможно, ваш пусковой конденсатор потерял свою номинальную емкость из-за износа и старения, или у вас могут быть другие проблемы, не связанные с конденсатором, которые связаны с другими компонентами двигателя.

Посмотрите видео ниже о том, как заменить пусковой конденсатор.

---

Технические характеристики

В большинстве применений пусковых конденсаторов используется номинальная емкость 50–1200 мкФ и напряжения 110/125, 165, 220/250 и 330 В переменного тока.Они также обычно всегда рассчитаны на 50 и 60 Гц. Корпуса обычно имеют круглую форму и отлиты из черного фенольного или бакелитового материалов. Концевые заделки обычно представляют собой нажимные клеммы ¼ «с двумя клеммами на каждый соединительный столб.

Напряжение

Выберите конденсатор с номинальным напряжением, равным или превышающим номинальное напряжение конденсатора. Если вы используете конденсатор на 370 вольт, подойдет конденсатор на 370 или 440 вольт. Блок на 440 вольт действительно прослужит дольше. Конденсатор будет иметь маркированное напряжение, указывающее допустимое пиковое напряжение, а не рабочее напряжение.

Емкость

Выберите конденсатор со значением емкости (указанным в MFD, мкФ или микрофарадах), равным исходному конденсатору. Не отклоняйтесь от исходного значения, так как оно задает рабочие характеристики мотора.

Частота (Гц)

Выберите конденсатор с номинальной частотой Гц оригинала. Почти все заменяемые конденсаторы будут иметь маркировку 50/60.

Тип соединительной клеммы

Почти в каждом конденсаторе используется вставной коннектор «в виде флажка.Следующий вопрос: «Сколько клемм на клеммную колодку необходимо для двигателя приложения?» Большинство пусковых конденсаторов имеют две клеммы на стойку, а большинство рабочих конденсаторов имеют 3 или 4 клеммы на стойку. Убедитесь, что выбранный вами конденсатор имеет как минимум такое же количество соединительных клемм на соединительную клемму, как и у оригинального конденсатора двигателя.

Форма корпуса

Практически все пусковые конденсаторы имеют круглый корпус. Конденсаторы круглого сечения являются наиболее распространенными, но многие двигатели по-прежнему имеют овальную конструкцию.С точки зрения электричества разницы нет. Подгонка — единственный вопрос здесь. Если пространство в монтажной коробке не ограничено, стиль корпуса значения не имеет.

Размер корпуса

Как и форма корпуса, электрические габариты не имеют значения. Выберите конденсатор, который поместится в отведенном для этого месте.

---

Выбор продукции

110/125 В переменного тока

220/250 В переменного тока

165V

330В

Как измерить емкость цифровым мультиметром

Мультиметр определяет емкость, заряжая конденсатор известным током, измеряя результирующее напряжение и затем вычисляя емкость.

Предупреждение: Хороший конденсатор сохраняет электрический заряд и может оставаться под напряжением после отключения питания. Перед тем, как дотронуться до него или произвести измерение: а) выключите все питание, б) используйте мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено, и в) осторожно разрядите конденсатор, подключив резистор к его проводам (как указано в следующем абзаце). Обязательно используйте соответствующие средства индивидуальной защиты.

Для безопасной разрядки конденсатора: После отключения питания подключите 5-ваттный резистор 20 000 Ом к клеммам конденсатора на пять секунд.Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что конденсатор полностью разряжен.

1. Используйте цифровой мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что питание цепи отключено. Если конденсатор используется в цепи переменного тока, настройте мультиметр на измерение переменного напряжения. Если он используется в цепи постоянного тока, установите цифровой мультиметр на измерение постоянного напряжения.
2. Осмотрите конденсатор. Если утечки, трещины, вздутия или другие признаки износа очевидны, замените конденсатор.
3. Поверните циферблат в режим измерения емкости.Символ часто разделяет точку на циферблате с другой функцией. В дополнение к регулировке шкалы обычно необходимо нажать функциональную кнопку, чтобы активировать измерение. За инструкциями обратитесь к руководству пользователя мультиметра.

4. 4. Для правильного измерения необходимо удалить конденсатор из цепи. Разрядите конденсатор, как описано в предупреждении выше.

   Примечание: Некоторые мультиметры поддерживают относительный (REL) режим. При измерении малых значений емкости можно использовать относительный режим для удаления емкости измерительных проводов.Чтобы перевести мультиметр в относительный режим измерения емкости, оставьте измерительные провода открытыми и нажмите кнопку REL. Это удаляет значение остаточной емкости измерительных проводов.

5. Подключите измерительные провода к клеммам конденсатора. Оставьте измерительные провода подключенными в течение нескольких секунд, чтобы мультиметр автоматически выбрал правильный диапазон.
6. Прочтите отображаемое измерение. Если значение емкости находится в пределах диапазона измерения, мультиметр отобразит значение конденсатора.Он будет отображать OL, если а) значение емкости выше диапазона измерения или б) конденсатор неисправен.

Обзор измерения емкости

Устранение неисправностей однофазных двигателей — одно из наиболее практичных применений функции емкости цифрового мультиметра.

Однофазный двигатель с конденсаторным пуском, который не запускается, является признаком неисправного конденсатора. Такие двигатели будут продолжать работать после запуска, что затрудняет поиск и устранение неисправностей. Отказ конденсатора жесткого пуска компрессоров HVAC — хороший пример этой проблемы.Двигатель компрессора может запуститься, но вскоре перегреется, что приведет к срабатыванию прерывателя.

Однофазные двигатели с такими проблемами и шумные однофазные двигатели с конденсаторами требуют мультиметра для проверки правильности работы конденсаторов. Почти все моторные конденсаторы имеют значение в микрофарадах, указанное на конденсаторе.

Трехфазные конденсаторы коррекции коэффициента мощности обычно защищены плавкими предохранителями. Если один или несколько из этих конденсаторов выйдут из строя, это приведет к неэффективности системы, скорее всего, увеличатся счета за коммунальные услуги и могут произойти непреднамеренные отключения оборудования.Если предохранитель конденсатора перегорел, необходимо измерить предполагаемое значение микрофарад конденсатора и убедиться, что оно находится в пределах диапазона, указанного на конденсаторе.

Стоит знать о некоторых дополнительных факторах, связанных с емкостью:

• Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются причиной неисправности.
• Неисправные конденсаторы могут иметь короткое замыкание, разрыв цепи или могут физически выйти из строя до точки отказа.
• При коротком замыкании конденсатора может перегореть предохранитель или повредить другие компоненты.
• Когда конденсатор размыкается или выходит из строя, цепь или ее компоненты могут не работать.
• Износ может также изменить значение емкости конденсатора, что может вызвать проблемы.

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

Связанные ресурсы

Основная причина неисправностей однофазного двигателя

Большинство проблем с однофазными двигателями связаны с центробежным выключателем, термовыключателем или конденсатором (-ами).Если проблема в центробежном выключателе, термовыключателе или конденсаторе, двигатель обычно обслуживается и ремонтируется. Однако, если двигателю более 10 лет и он менее 1 л.с., двигатель обычно заменяют. Если мощность мотора меньше 1/8 л.с., его почти всегда заменяют.

Устранение неисправностей однофазных (однофазных) двигателей

Двухфазный двигатель имеет пусковую и рабочую обмотки. Пусковая обмотка автоматически снимается центробежным переключателем при разгоне двигателя.Некоторые электродвигатели с расщепленной фазой также включают термовыключатель, который автоматически выключает электродвигатель при его перегреве. Термовыключатели могут иметь ручной или автоматический сброс. Следует проявлять осторожность с любым двигателем, который имеет автоматический сброс, поскольку двигатель может автоматически перезапуститься в любое время.

Для диагностики двигателя с расщепленной фазой выполните следующую процедуру:

1. Отключите питание двигателя. Осмотрите мотор. Замените двигатель, если он сгорел, вал заклинило или есть признаки повреждения.
2. Проверьте, управляется ли двигатель термовыключателем. Если термовыключатель ручной, сбросьте термовыключатель и включите двигатель.
3. Если двигатель не запускается, используйте вольтметр, например промышленный мультиметр Fluke 87V, для проверки напряжения на клеммах двигателя. Напряжение должно быть в пределах 10% от указанного напряжения двигателя. Если напряжение неправильное, устраните неисправность цепи, ведущей к двигателю. Если напряжение в норме, выключите двигатель, чтобы его можно было проверить.
4. Выключите ручку аварийного выключателя или комбинированного стартера. Заблокируйте и пометьте пусковой механизм в соответствии с политикой компании.
5. При выключенном питании подключите Fluke 87V к тем же клеммам двигателя, от которых были отключены подводящие провода питания. Омметр покажет сопротивление пусковой и ходовой обмоток. Поскольку обмотки параллельны, их общее сопротивление меньше, чем сопротивление каждой обмотки в отдельности. Если счетчик показывает ноль, короткое замыкание.Если счетчик показывает бесконечность, имеется обрыв цепи. В любом случае двигатель следует заменить. Примечание. Размер двигателя слишком мал для того, чтобы его ремонт был рентабельным.
6. Осмотрите центробежный выключатель на предмет признаков перегорания или поломки пружин. Если присутствуют какие-либо очевидные признаки проблем, отремонтируйте или замените переключатель. Если нет, проверьте переключатель с помощью омметра.

Вручную задействуйте центробежный выключатель. (Концевой раструб на стороне переключателя, возможно, придется снять.) Если мотор исправен, сопротивление на омметре уменьшится. Если сопротивление не меняется, проблема существует. Продолжайте проверять, чтобы определить проблему.

Устранение неисправностей конденсаторных двигателей

Конденсаторный двигатель — это двигатель с расщепленной фазой с добавлением одного или двух конденсаторов. Конденсаторы придают двигателю больший пусковой и / или рабочий крутящий момент. Устранение неисправностей конденсаторных двигателей похоже на поиск неисправностей в двигателях с расщепленной фазой. Единственное дополнительное устройство, которое следует учитывать, — это конденсатор.

Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются проблемой конденсаторных двигателей. Конденсаторы могут иметь короткое замыкание, разрыв цепи или могут выйти из строя до такой степени, что их необходимо заменить. Износ может также изменить емкость конденсатора, что может вызвать дополнительные проблемы. При коротком замыкании конденсатора обмотка в двигателе может перегореть. Когда конденсатор выходит из строя или открывается, двигатель имеет плохой пусковой момент. Низкий пусковой крутящий момент может помешать запуску двигателя, что обычно вызывает перегрузку.

Все конденсаторы имеют две проводящие поверхности, разделенные диэлектрическим материалом. Диэлектрический материал — это среда, в которой электрическое поле поддерживается при небольшой подаче внешней энергии или вообще без нее. Это тип материала, используемого для изоляции проводящих поверхностей конденсатора. Конденсаторы бывают масляные или электролитические. Масляные конденсаторы залиты маслом и опломбированы в металлическую тару. Масло служит диэлектрическим материалом.

Электролитические конденсаторы используются в двигателях чаще, чем масляные.Электролитические конденсаторы образуются путем наматывания двух листов алюминиевой фольги, разделенных кусками тонкой бумаги, пропитанной электролитом. Электролит — это проводящая среда, в которой ток происходит за счет миграции ионов. Электролит используется в качестве диэлектрического материала. Алюминиевая фольга и электролит закрыты картонной или алюминиевой крышкой. Предусмотрено вентиляционное отверстие для предотвращения возможного взрыва в случае короткого замыкания или перегрева конденсатора.

Конденсаторы переменного тока

используются с конденсаторными двигателями.Конденсаторы, предназначенные для подключения к сети переменного тока, не имеют полярности.

Для диагностики конденсаторного двигателя выполните следующую процедуру:

1. Выключите ручку предохранительного выключателя или комбинированного стартера. Заблокируйте и пометьте пусковой механизм в соответствии с политикой компании.
2. Используя Fluke 87V, измерьте напряжение на клеммах двигателя, чтобы убедиться, что питание отключено.
3. Конденсаторы расположены на внешней раме двигателя. Снимаем крышку конденсатора.Внимание: хороший конденсатор будет держать заряд даже при отключении питания.
4. Осмотрите конденсатор на предмет утечки, трещин или вздутия. Замените конденсатор, если он есть.
5. Выньте конденсатор из цепи и разрядите его. Чтобы безопасно разрядить конденсатор, поместите резистор 20 000 Ом, 2 Вт на клеммы на пять секунд.
6. После того, как конденсатор разрядится, подключите провода Fluke 87V к клеммам конденсатора. Fluke 87V покажет общее состояние конденсатора.Конденсатор исправен, закорочен или разомкнут.

Настройте Fluke 87V на измерение емкости. Считываемое значение емкости должно находиться в пределах ± 20% от значения, указанного на этикетке конденсатора.

Связанные ресурсы

Основы коррекции коэффициента мощности для одиночных асинхронных двигателей

Иногда может потребоваться корректировка коэффициента мощности (PF) на одном двигателе. Это означает, что необходимо подобрать конденсаторы PF для этого двигателя. Хорошие новости: если вы правильно подберете эти конденсаторы, вы снизите затраты на потребление электроэнергии.Плохая новость: если вы сделаете их слишком маленькими, вы не сможете добиться многого. Худшая новость: если вы установите слишком большие конденсаторы, вектор коэффициента мощности переместится за пределы перпендикуляра, оставляя вас в очень неблагоприятной ситуации. Но не волнуйтесь, вычисления для получения правильного значения kVAR и правильного размера конденсатора PF просты.

Подбор конденсатора

Во-первых, вам необходимо собрать информацию о коэффициенте мощности при полной нагрузке и КПД рассматриваемого двигателя. Часто вы можете получить его непосредственно у поставщика двигателей в виде технических паспортов продукции, компакт-дисков или прямо с его веб-сайта.Не помешало бы и веб-сайт производителя двигателя.

Во-вторых, вам нужна входная мощность вашего двигателя в кВт. Чтобы получить это, вам, вероятно, потребуется выполнить несколько простых преобразований, которые начинаются с очень простых вычислений, как показано в Уравнения, которые необходимо знать . По сути, вам необходимо определить потребляемую мощность в кВт, как показано в уравнении 2.

Теперь, когда у вас есть этот номер, вы можете обратиться к таблице коррекции коэффициента мощности (, таблица 1, ). Глядя на таблицу, войдите слева с существующим PF, а затем спуститесь сверху с желаемым PF.Там, где две линии пересекаются, вы найдете нужный множитель. Возьмите этот множитель и умножьте на него мощность двигателя в кВт. Это даст вам требуемую поправку в кВАр.

Наконец, используя данные в Таблица 2 , выберите конденсатор, округляя вниз до следующего меньшего значения. Теперь у вас есть конденсатор правильного размера для вашего плана коррекции коэффициента мощности. Для типовой установки см. Пример процедуры расчета .

Типичный способ установки конденсатора в этом типе применения — это подключение его между пускателем и одиночным двигателем.Это соединение снижает ток, протекающий через стартер и реле перегрузки.

Изменение размера нагревателей от перегрузки

А теперь подумаем о перегревателях. Вы ведь установили их в стартер? И вы рассчитываете их в соответствии с током, который будет видеть стартер, в зависимости от нагрузки двигателя. Если вы уменьшите ток через стартер, существующие нагреватели не смогут защитить двигатель. Таким образом, вам нужно уменьшить размер нагревателя, чтобы приспособиться к уменьшенному току через стартер, иначе вы будете использовать недостаточно защищенный двигатель.

Сам двигатель потребляет ток такой же величины при полной нагрузке, как и без коррекции коэффициента мощности. Однако конденсатор PF будет подавать часть тока на двигатель. Только баланс будет поступать через стартер от питающей сети. Вы можете определить новое значение тока, проходящего через перегрузки, используя уравнение 3.

Если бы вы собирались сделать это для двигателя в нашем предыдущем примере, математика выглядела бы так, как показано в примере расчета тока нагревателя .

Правила осторожности

При корректировке коэффициента мощности на одном двигателе соблюдайте следующие рекомендации:

Правило 1: Не делайте чрезмерных корректировок с помощью коррекции PF. Вы должны нацеливать коррекцию коэффициента мощности на рабочий ток двигателя, а не на его пусковой ток или ток полной нагрузки. Другими словами, всегда под правильно; стоимость небольшая потеря ПФ. Если вы исправите вместо , затраты возрастут из-за высоких переходных крутящих моментов, перенапряжений и других проблем, которых необходимо избегать.Вы должны рассматривать 95% поправку как верхний предел, а 90% — оптимальную цель.

Правило 2: Никогда не используйте этот тип коррекции коэффициента мощности с двигателем, который управляется с помощью твердотельного устройства, например, с плавным пуском или частотно-регулируемым приводом. Если у вас есть проблема с PF и вы используете такое устройство, вам следует обратиться к производителю устройства за решением. Опыт производителя и доступ к тысячам пользователей могут сэкономить ваше время, деньги и время простоя. Производитель будет рад вам помочь.

Боковая панель: уравнения, которые необходимо знать

Уравнение 1: Преобразование мощности двигателя в кВт выходной мощности двигателя
кВт _{МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ} = л.с. × 0,746

Уравнение 2: Преобразование мощности кВт во входную мощность
кВт _{МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ} = кВт _{МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ} ÷ (% КПД ÷ 100)

Уравнение 3: Преобразование нескорректированного тока в скорректированный ток
I _{STARTER CORRECTED} = I _{MOTOR FLA} × (PF _ORIGINAL ÷ PF _CORRECTED )

Боковая панель: Пример процедуры расчета

Какой кВАр конденсатора коррекции коэффициента мощности необходим для повышения коэффициента мощности двигателя мощностью 100 л.с. до 95% при полной нагрузке?

Шаг 1: Найдите существующий коэффициент мощности и КПД

В нашем случае существующий PF составляет 85%, а мотор — 94.Эффективность 7%.

Шаг 2: Преобразование л.с. в кВт

_{МОЩНОСТЬ}

Используя уравнение 1, получаем:
кВт _{МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ} = л.с. × 0,746 = 100 × 0,746 = 74,6 кВт

Шаг 3: преобразовать мощность кВт во входную мощность

Используя уравнение 2, получаем:
кВт _{МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ} = кВт _{МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ} ÷ (% КПД ÷ 100) = 74,6 кВт ÷ 0,947 = 78,8 кВт

Шаг 4: Найдите множитель для получения желаемой коррекции коэффициента мощности

В нашем случае мы хотим скорректировать PF с 85% до 95%.Глядя на Таблицу 1 и спускаясь вниз по столбцу 95% и по столбцу 85%, мы видим, что пересечение находится на 0,291, что является множителем, который нам нужен.

Шаг 5: Умножьте потребляемую мощность в кВт на множитель

Расчет 78,8 × 0,291 = 22,9 кВАр.

Шаг 6: Выберите ближайшее значение кВАр

Используя таблицу 2, мы видим, что ближайшее значение, округленное в меньшую сторону, составляет 22,5 кВАр.

Боковая панель: Пример расчета тока нагревателя

Используя тот же двигатель мощностью 100 л.с., что и в примере процедуры расчета , вы обычно выбираете размер нагревателя на основе тока 118А.Однако при использовании уравнения 3 для корректировки коэффициента мощности необходимо выбрать размер нагревателя на основе нового числа.

Вот как вы получите этот номер:
I _{STARTER CORRECTED} = I _{MOTOR FLA} × (PF _ORIGINAL ÷ PF _CORRECTED ) = 118 × (0,85 ÷ 0,95) = 105,6 A

.