Как выбрать конденсатор для электродвигателя
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.
Источник: https://www.szemo.ru/press-tsentr/article/kak-vybrat-kondensator-dlya-elektrodvigatelya-/
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
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
Источник: https://evmaster.net/raschet-kondensatora
Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя
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, например 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.
Шаговый двигатель. Принцип работы
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.
Регулятор оборотов коллекторного двигателя
Расчет емкости
Емкость конденсатора для электродвигателя рассчитывается исходя из схемы соединения обмоток – звездой или треугольником.
В обоих случаях применяется общая расчетная формула: Сраб = к х Iф/Uсети, 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.
Источник: https://electric-220.ru/news/kak_podobrat_i_podkljuchit_kondensator_dlja_trekhfaznogo_dvigatelja/2018-04-12-1490
Подбор 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).
Подключение обмоток электродвигателя. Слева — звезда, справа — треугольник
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
Использование конденсаторов для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть. Cр — рабочий конденсатор, Сп — пусковой конденсатор
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
Конденсаторы для двигателей. Слева — рабочий, справа — пусковой
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
Схема подключения и конденсаторы. Пусковой сверху, рабочий внизу
Теперь выполним подключение, внимательно разобравшись с проводами
Подключение конденсаторов и кнопки выключателя к мотору
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.
Cр=Кс*I/U;
I=P/(√3*U*η*cosϕ);
или
Cр=Кс*P/(√3*U²*η*cosϕ).
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
Таблица
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.
Источник: https://domelectrik.ru/oborudovanie/dvigatel/raschet-kondensatora
Конденсатор для электродвигателя: как выбрать и пользоваться, расчет емкости для пускового и рабочего, подключение и эксплуатация
Многие владельцы довольно часто оказываются в ситуации, когда требуется подключить в гараже или на даче такое устройство, как трехфазный асинхронный двигатель к различному оборудованию, в качестве которого может выступать наждачный или сверлильный станок.
При этом возникает проблема, поскольку источник рассчитан на однофазное напряжение. Что же здесь делать? На самом деле эту проблему решить довольно легко путем подключения агрегата по схемам, используемым для конденсаторных.
Чтобы реализовать этот замысел, потребуются рабочее и пусковое устройство, часто именуемые как фазосдвигающие.
Выбор ёмкости
Для обеспечения правильной работы электродвигателя нужно рассчитать определённые параметры.
Для рабочего конденсатора
Чтобы подобрать эффективную емкость устройства, необходимо выполнить расчеты по формуле:
- I1 – номинальный показатель тока статора, для измерения которого применяют специальные клещи;
- Uсети – напряжение сети с одной фазой, (В).
После выполнения расчетов получится емкость рабочего конденсатора в мкФ.
Возможно для кого-то будет затруднительно рассчитать этот параметр по приведенной выше формуле. Однако в этом случае можно воспользоваться и другой схемой расчета емкости, где не нужно проводить столь сложных операций. Этот метод позволяет достаточно просто определить необходимый параметр на основании только мощности асинхронного двигателя.
Здесь достаточно помнить о том, что 100 Ватт мощности трехфазного агрегата должно соответствовать около 7 мкФ емкости рабочего конденсатора.
При расчётах нужно следить за током, который поступает на фазную обмотку статора в выбранном режиме. Недопустимым считается, если ток имеет большее значение, нежели номинальный показатель.
Для пускового конденсатора
Бывают ситуации, когда электродвигатель приходится включать в условиях большой нагрузки на валу. Тогда одного рабочего конденсатора будет недостаточно, поэтому к нему придется добавить пусковой конденсатор. Особенностью его работы является то, что он будет работать лишь в период пуска аппарата не более 3 секунд, чего используется ключ SA. Когда же ротор выйдет на уровень номинальной частоты вращения, прибор отключается.
Если по недосмотру владелец оставил включенными пусковые устройства, это приведет к образованию существенного перекоса по токам в фазах. В таких ситуациях высока вероятность перегрева двигателя.
При определении емкости следует исходить из того, что величина этого параметра должна в 2,5-3 раза превосходить емкость рабочего конденсатора.
Действуя подобным образом, можно добиться того, что пусковой момент двигателя достигает номинального показателя, в результате чего во время его запуска не возникает осложнений.
Для создания требуемой емкости конденсаторы могут подключаться по параллельной и последовательной схеме. Следует иметь в виду эксплуатация трехфазных агрегатов мощностью не более 1 кВт допускается в том случае, если их подключение осуществляется к однофазной сети при наличии исправного устройства. Причем здесь можно обойтись и без пускового конденсатора.
Тип
После расчетов нужно определить, какой тип конденсатора может использоваться для выбранной схемы
Наилучший вариант, когда применяется аналогичный тип для обоих конденсаторов. Обычно работу трехфазного двигателя обеспечивают бумажные пусковые конденсаторы, облаченные в стальной герметичный корпус типа МПГО, МБГП, КБП или МБГО.
Большая часть этих устройств выполнена в виде прямоугольника. Если взглянуть на корпус, то там приведены их характеристики:
- Емкость (мкФ);
- Рабочее напряжение (В).
Применение электролитических устройств
Используя бумажные пусковые конденсаторы, нужно помнить о следующем негативном моменте: они имеют довольно большие размеры, обеспечивая при этом небольшую емкость.
По этой причине для эффективной работы трехфазного двигателя небольшой мощности приходится использовать достаточно большое количество конденсаторов. При желании бумажные можно заменить и электролитическими.
В этом случае их необходимо подключать несколько иным способом, где обязательно должны присутствовать дополнительные элементы, представленные диодами и резисторами.
Однако специалисты не советуют использовать электролитические пусковые конденсаторы. Это связано с наличием у них серьезного недостатка, который проявляется в следующем: если диод не справится со своей задачей, на устройство начнет продаваться переменный ток, а это уже чревато его нагревом и последующим взрывом.
Другая причина состоит в том, что сегодня на рынке можно встретить улучшенные с металлизированным покрытием полипропиленовые пусковые модели переменного тока типа СВВ.
Чаще всего они рассчитаны на работу с напряжением 400-450 В. Как раз им и следует отдать предпочтение, учитывая, что они неоднократно показывали себя с хорошей стороны.
Напряжение
Рассматривая различные типы пусковых выпрямителей трехфазного двигателя, подключаемого к однофазной сети, следует принимать во внимание и такой параметр, как рабочее напряжение.
Ошибкой будет использование выпрямителя, показатель напряжения которого превышает на порядок требуемый. Помимо высоких затрат на его приобретение придется выделить для него больше места из-за его больших габаритов.
В то же время не стоит рассматривать модели, в которых напряжение имеет меньший показатель, нежели напряжение сети. Устройства с такими характеристиками не смогут эффективно выполнять свои функции и довольно скоро выйдут из строя.
Чтобы свести к не ошибиться при выборе рабочего напряжения , следует придерживаться следующей схемы расчета: итоговый параметр должен соответствовать произведению фактического напряжения сети и коэффициента 1,15, при этом расчетное значение должно составлять не менее 300 В.
В том случае, если выбираются бумажные выпрямители для работы в сети переменного напряжения, то их рабочее напряжение нужно разделить на 1,5-2. Поэтому рабочее напряжение для бумажного конденсатора, для которого производитель указал напряжение в 180 В, в условиях работы в сети переменного тока составит 90-120 В.
Дабы понять, как на практике реализуется идея подключение трехфазного электродвигателя к однофазной сети, выполним эксперимент с использованием агрегата АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт) . задача, которая должна быть решена – запуск двигателя от однофазной сети с напряжением 220 В.
Используемый электродвигатель имеет следующие характеристики:
- показатель мощности вчера– 400 кВт;
- напряжение сети 220В переменного напряжения;
- Ток, все характеристики которого были определены при помощи электроизмерительных клещей в трехфазном режиме работы– 1,9А;
- Схема подключения обмоток «звезда».
Помня о том, что используемый электродвигатель имеет небольшую мощность, при подключении его к однофазной сети можно купить лишь рабочий конденсатор.
Расчет емкости рабочего выпрямителя:
Пользуясь приведенными формулами, возьмем за среднее значение емкости рабочего выпрямителя показатель 25 мкФ. Здесь была выбрана несколько большая емкость, равная 10 мкФ. Так мы попытаемся выяснить, как влияет такое изменение на пуск аппарата.
Теперь нам необходимо купить выпрямители, в качестве последних будут использоваться конденсаторы типа МБГО. Далее на основе подготовленных выпрямителей выполняется сборка требуемой емкости.
В процессе работы следует помнить, что каждый такой выпрямитель имеет емкость 10 мкФ.
Если взять два конденсатора и соединить их друг с другом по параллельной схеме, то итоговая емкость составит 20 мкФ. При этом показатель рабочего напряжения будет равен 160В.
Для достижения требуемого уровня в 320 В необходимо взять эти два выпрямитель и подключить их еще к такой же паре, конденсаторов, соединенных параллельно, но уже применив последовательную схему. В итоге суммарная емкость составит 10 мкФ.
Когда батарея рабочих конденсаторов будет готова, подключаем ее к двигателю. Далее останется только запустить его в однофазной сети.
В процессе проведенного эксперимента с подключением двигателя к однофазной сети работа потребовала меньше времени и сил. Используя подобный агрегат с выбранной батареей выпрямителей, следует учесть, что его полезная мощность будет находиться на уровне до 70-80 % от номинальной мощности, при этом частота вращения ротора будет соответствовать номинальному показателю.
Важно: если используемый двигатель рассчитан на сеть напряжением 380/220 В, то при подключении к сети следует использовать схему «треугольник».
Обращайте внимание на содержание бирки: бывает так, что там приведено изображение звезды с напряжением 380 В. В этом случае правильную работу двигателя в сети можно обеспечить, выполнив следующие условия. Сперва придется «распотрошить» общую звезду, после чего соединить с клеммником 6 концов. Искать общую точку следует в лобовой части двигателя.
подключение однофазного двигателя в однофазную сеть
Решение об использовании пускового конденсатора следует принимать исходя из конкретных условий, чаще всего оказывается достаточно рабочего. Однако если используемый двигатель подвергается повышенной нагрузке, то эксплуатацию рекомендуется остановить. В этом случае необходимо правильно определить необходимую емкость устройства, чтобы обеспечить эффективную работу агрегата.
Источник: https://elektro.guru/elektrooborudovanie/elektrodvigatel/kondensator-dlya-elektrodvigatelya.html
Как подобрать конденсаторы на трехфазный двигатель (формула, видео)
Подключение силового оборудования в однофазную сеть (220В) чаще всего производят емкостным методом. При этом нужно знать, как подобрать конденсаторы на трехфазный двигатель, от которого осуществляется привод. Из них собирается пусковая цепь, создающая необходимый момент и перекос фаз. В этой статье мы постараемся вкратце рассмотреть вопросы расчета и подбора емкости, а также возможные схемы подключения асинхронного электромотора.
Что такое трехфазный двигатель?
Большинство силовых агрегатов, преобразующих электрическую энергию с тепловую, представляют собой асинхронные машины. Если разобрать любой такой двигатель, то станет понятно, что он имеет два ключевых компонента, на взаимодействии которых строится вся его работа.
Статор
Это неподвижная часть мотора, имеющая кольцевидную форму – полый цилиндр. Сразу следует уточнить, что он не является цельным, грубо говоря изготовленным через точение круглой стальной болванки. Статор набирается из кольцевых пластин (магнитопровода), что позволяет избежать образования так называемых поверхностных токов Фуко, которые могут сильно разогревать металл.
На внутреннем диаметре имеются продольные пазы, в которые укладывается обмотка из проволоки. Большинство стандартных двигателей являются трехфазными, то есть имеют три обмотки статора (по одной на каждую фазу). Геометрически каждая обмотка/фаза является смещенной относительно других на 120°.
Такой расчет позволяет при подаче на фазные клеммы напряжения 380В возбудить в обмотках вращающееся магнитное поле.
Ротор
Это подвижная (вращающаяся) часть, конструктивно объединенная с приводным валом. Он также имеет наборный пластинчатый сердечник (магнитопровод), но в отличии от статора, пазы для обмоток располагаются на внешнем диаметре. Более того, называть их обмотками можно только с функциональной точки зрения, поскольку реально они представляют собой медные прутки определенного диаметра, а не пучки (катушки) проволоки.
С обоих сторон прутки соединяются на кольцевые ограничивающие пластины, образуя некоторое подобие беличьей клетки. Такая компоновка наиболее распространена и называется «коротко замкнутый ротор».
При подаче напряжения здесь также магнитное поле, но оно имеет несколько меньшую частоту вращения (асинхронную), нежели у статора. Эта разница называется скольжением и составляет порядка 210%.
Благодаря ей, между полями наводится ЭДС (электродвижущая сила), которая и заставляет вал вращаться с рабочей частотой.
Как подключить 3ех фазный двигатель в однофазную сеть?
Запуск двигателя с тремя рабочими обмотками возможет потому, что он по умолчанию имеет сдвинутые на 120° фазы.
Если подать напряжение всего на одну фазу, то не произойдет ровным счетом ничего по аналогии с однофазным двигателем на 220В, где в таком случае возникают эквивалентные разнонаправленные магнитные поля.
Формально для этого нужно включить в работу хотя бы еще одну фазу, чтобы создать сдвиг и набрать необходимый момент. Подключение в сеть с напряжением 220В чаще всего производят через дополнительный контур – цепь из рабочих и пусковых конденсаторов.
Общая пусковая схема при подключении звездой (слева) и треугольником (справа) будет иметь следующий вид:
Как можно видеть, и в первом, и во втором случае две из трех обмоток подключаются напрямую к однофазной сети на 220В. Третья фаза закольцовывается на одну из двух предыдущих посредством промежуточной цепи конденсаторов: Сраб – основной/рабочий и Сп–для запуска. Второй подключен параллельно через ключ SA. Последний имеет нормально разомкнутые контакты, а крайнее положение кнопки не фиксируется – для того, чтобы через пусковой конденсатор пошел ток, ее нужно удерживать нажатой.
Почему используются параллельные емкости?
Любой человек, в свое время не зевавший на уроках физики, должен помнить, что максимальное потребление энергии 3ех фазным двигателем наблюдается именно в момент его запуска, когда происходит рост частоты вращения от 0 до номинала.
Чем больше мощность, тем это пиковое потребление электричества выше. Из чего следует логический вывод – емкости, которая будет поддерживать работу на 220В скорее всего не хватит для старта.
Поэтому, для вывода мотора на режим ее по расчету нужно увеличить примерно вдвое относительно рабочей.
После запуска, когда будут достигнуты оптимальные обороты (не менее 70% от номинальных), пусковые конденсаторы отключают, отпуская кнопку SA. Сделать это нужно обязательно, иначе большая суммарная емкость вызовет серьезный перекос фаз и перегрев обмоток.
Если же мощность мотора невелика или он не работает под серьезной нагрузкой, то скорее всего можно будет обойтись пуском через рабочий контур.
Как рассчитать емкость и подобрать конденсатор
Очевидно то, что вопрос выбора емкостей для запуска и работы трехфазного двигателя в однофазной сети, зависит от его мощности, номинального (фазного) тока и напряжения. Расчет обычно ведется через следующие формулы:
В данном уравнении присутствуют две величины:
- U – напряжение в однофазной сети (220В),
- IН– номинальный или фазный ток, А.
Обе схемы подключений дают разные значения линейных и фазных характеристик, что видно на следующих иллюстрациях:
Вычислить необходимый ток между обмотками можно с помощью клещей либо используя формулы. Если же и тот, и другой вариант видятся сложными, то можно провести расчет и подобрать конденсатор через эмпирическую зависимость: 7 мкФ на 100 Вт мощности.
Что касается пусковых конденсаторов, то их подбор ведется с расчетом, что емкость должна быть выше, нежели у рабочих, чтобы покрыть пиковое потребление при запуске. Разные источники указывают на разные значения пропорционального коэффициента: от 1,5 до 3. На практике же чаще всего используют рекомендацию по двукратному увеличению.
Далее можно подобрать конденсаторы и приступить к компоновке. Для организации запуска двигателя используются бумажные (МБГП, КБП, МБГО), электролитические или металлизированные полипропиленовые (СВВ) модели. Первые, как правило, массовые и дешевые, но имеют сравнительно большие габариты при малой емкости, что вынуждает набирать целые батареи.
Электролитические модели требуют использования в схеме управления диодных элементов и сопротивления, повреждение или выход из строя которых приведет к разрушению конденсатора. СВВ модели более современные, а посему в них нет практически тех недостатков, которые присутствуют в аналогах.
По форме емкостные блоки могут выпускаться либо квадратными, либо круглыми (бочонками).
Также следует подобрать рабочее напряжение конденсатора, которое по расчету должно быть примерно в 1,15 раза выше чем в однофазной сети на 220В. Меньшие значения негативно сказываются на долговечности блоков, а большие – на габаритах сборки.
Источник: https://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/kak-podobrat-kondensatory-na-trehfaznyj-dvigatel.html
Схема подключения и расчёт пускового конденсатора
Выход из строя конденсаторов в цепи компрессора кондиционеров случается не так уж и редко. А зачем вообще нужен конденсатор и для чего он там стоит?
Бытовые кондиционеры небольшой мощности в основном питаются от однофазной сети 220 В. Самые распространённые двигатели которые применяют в кондиционерах такой мощности- асинхронные со вспомогательной обмоткой, их называют двухфазные электродвигатели или конденсаторные.
В таких двигателях две обмотки намотаны так, что их магнитные полюсы расположены под углом 90 град. Эти обмотки отличаются друг от друга количеством витков и номинальными токами, ну соответственно и внутренним сопротивлением. Но при этом они рассчитаны так что при работе они имеют одинаковую мощность.
В цепь одной из этих обмоток, её производители обозначают как стартовую(пусковую), включают рабочий конденсатор, который постоянно находится в цепи. Этот конденсатор ещё называют фазосдвигающим, так как он сдвигает фазу и создаёт круговое вращающееся магнитное поле. Рабочая или основная обмотка подключена напрямую к сети.
Схема подключения пускового и рабочего конденсатора
Рабочий конденсатор постоянно включён в цепь обмотки через него протекает ток равный току в рабочей обмотке. Пусковой конденсатор подключается на время запуска компрессора — не более 3 секунд (в современных кондиционерах используется только рабочий конденсатор, пусковой не используется)
Расчёт ёмкости и напряжения рабочего конденсатора
Расчёт сводится к подбору такой емкости, чтобы при номинальной нагрузке было обеспечено круговое магнитное поле, так как при значении ниже или выше номинального магнитное поле изменяет форму на эллиптическое, а это ухудшает рабочие характеристки двигателя и снижает пусковой момент. В инженерных справочниках приведена формула для расчёта ёмкости конденсатора:
Ср= Isinφ/2πf U n2
I и sinφ –ток и сдвиг фаз между напряжением и током в цепи при вращающемся магнтном поле без конденсатора
f- частота переменного тока
U – напряжение питания
n- коэффициент трансформации обмоток , определяется как соотношение витков обмоток с конденсатором и без него.
Напряжение на конденсаторе рассчитывается по формуле
Uc= U√(1+n2)
Uc -рабочее напряжение конденсатора
U — напряжение питания двигателя
n — коэффициент трансформации обмоток
Из формулы видно, что рабочее напряжение фазосдвигающего конденсатора выше напряжения питания двигателя.
В пособиях по расчёту приводят приближённое вычисление – 70-80 мкФ ёмкости конденсатора на 1 кВт мощности электродвигателя, а номинал напряжения конденсатора для сети 220 В обычно ставят — 450 В.
Также параллельно к рабочему конденсатору подключают пусковой конденсатор на время пуска, примерно на три секунды, после чего срабатывает реле и отключает пусковой конденсатор. В настоящее время в кондиционерах схемы с дополнительным пусковым конденсатором не применяют.
В более мощных кондиционерах используют компрессоры с трёхфазными асинхронными двигателями, пусковые и рабочие конденсаторы для таких двигателей не требуются.
Проверка и замена пускового/рабочего конденсатора
Источник: https://masterxoloda.ru/1/shema-podklyucheniya-i-raschyot-puskovogo-kondensatora
Подключение электродвигателя 380 на 220 Вольт
Июнь 25, 2014
177141 просмотров
В домашнем хозяйстве или гараже иногда требуется подключить к однофазной проводке на 220 Вольт электрический двигатель, рассчитанный на работу от 3-х фазной сети. Но так стоит делать только, если нет возможности подключения к трех фазной электросети, потому что в ней сразу создается вращающееся магнитное поле, необходимое для создания условий вращения ротора в статоре. К тому же достигается в этом режиме максимальная эффективность и мощность работы электродвигателя.
При подключении к бытовой однофазной электросети подключайте три обмотки по схеме треугольника, что бы добиться наибольшей выходной мощности электромотора (максимум 70 процентов по сравнению с 3 фазным подключением). При подключении звездой развивается максимальная мощность не более 50 % от возможной. Рекомендую прочитать нашу статью «Как подключить электродвигатель по схеме звезда или треугольник«.
При однофазном подключении на 2 выхода подключается фаза и ноль, а отсутствие третьей фазы компенсируется конденсатором. Направление вращения электродвигателя зависит от того, как подключить третий контакт через конденсатор- к фазе или к нулю.
Частота вращения в однофазном режиме не будет отличаться от трехфазного режима.
Схема подключения электродвигателя 380 на 220 Вольт с конденсатором
Для того что бы подключить маломощные электродвигатели до 1.5 кВт, которые запускаются без нагрузки, понадобится только рабочий конденсатор. Один его конец подключается к нулю, а второй к третьему выходу треугольника. Для изменения направления вращения мотора подключаем конденсатор не от нуля, а от фазы.
Если двигатель при запуске работает сразу под нагрузкой или его мощность более полтора Киловатта, тогда для успешного запуска понадобиться добавить в схему еще и пусковой конденсатор параллельно рабочему. Он будет увеличивать пусковой момент, но будет включаться только на несколько секунд при запуске.
Как правило, пусковой конденсатор подключается через кнопку, а вся схема от электросети через тумблер или 2-х позиционную кнопку с фиксированными двумя положениями.
Для запуска необходимо подключить электропитание через тумблер или кнопку и после этого нажать пусковую кнопку и удерживать ее пока не запустится электродвигатель, после запуска отпускаем кнопку и ее пружина разомкнет контакты и отключит пусковую емкость.
При необходимости в реверсивном запуске трех фазного двигателя в сети 220 Вольт понадобится добавить в схему тумблер переключения, который будет один конец от рабочего конденсатора подключать в одном положении к фазе, а в другом к нулю.
Если двигатель медленно набирает обороты или не запускается, тогда понадобиться добавить в схему и пусковой конденсатор подключенный через кнопку «Пуск». На реверсивной схеме для подключения кнопки пуск используются провода фиолетового цвета.
Если не нужен реверс, тогда со схемы вместе с проводами выпадет кнопка и пусковой правый конденсатор.
Схема подключения электродвигателя без конденсаторов
К сожалению работать з-х фазный двигатель может в однофазной сети на 220 Вольт только с конденсаторами. Без них запускаются электромоторы, рассчитанные и изготовленные для работы только с рабочим напряжением 220 Вольт.
Собрать схему подключения своими руками не сложно. Гораздо сложнее подобрать необходимую емкость рабочего конденсатора, и особенно, если дополнительно требуется пусковой.
Как подобрать конденсаторы для электродвигателей
Следует выбирать их только типа МБГО, МБГЧ, БГТ, МБПГ с рабочим напряжением (U раб) не менее 300 Вольт.
Все эти данные и величина емкости наносятся на корпусе конденсатора.
Расчет емкостей конденсаторов. Для схемы подключения звездой при расчете рабочей емкости конденсатора используется формула: Cраб=2800х(I/U); а если обмотки подключены «треугольником»- Сраб=4800х(I/U).
Для того что бы высчитать необходимую величину в мкФ емкости рабочего конденсатора Cpаб- необходимо потребляемый по паспорту двигателем ток разделить на напряжение сети U, равное 220 Вольт и полученный результат умножить на 4800 для «треугольника» или 2800- для «звезды».
Емкость же пусковых придется подбирать экспериментальным методом. Как правило их емкость выше в 2-3 раза, чем у рабочих.
Например, есть электродвигатель обмотки, которого соединены треугольником, а величина потребляемого тока по паспорту равна 3 амперам. Подставляем данные в формулу Сраб= 4800 x (3 / 220)≈ 65 мкФ. Пусковой же будет находится в пределах от 130 до 160 мкФ. Но именно такой емкости не найти конденсатор, поэтому подключаем параллельно для рабочего, например 6 по 10 и плюс один на 5 мкФ.
Вы должны учитывать, что расчет производится на номинальную мощность, поэтому работая недогруженным электродвигатель будет греться и понадобится уменьшить емкость рабочего конденсатора для уменьшения тока в обмотке.
Если же емкость будет меньше требуемой, тогда развиваемая мощность электродвигателем будет низкой.
Рекомендую подбирать конденсатор для трехфазного двигателя, начиная с наименьшей допустимой емкости, постепенно ее увеличивая до оптимального значения.
Помните, что долго работая без нагрузки- сгорит электродвигатель, переделанный с 380 на 220 В.
Внимание, конденсаторы после отключения долгое время сохраняют опасной величины напряжение на своих выводах. Всегда делайте ограждение конденсаторов, исключающие случайные прикосновения. И перед тем как работать с конденсаторами- всегда делайте их разрядку.
Учитывайте, что нельзя подключать трёхфазный двигатель мощностью более 3 кВт к стандартной электропроводке дома на 220 В. Будет выбивать автоматы или пробки, а иногда да же и плавиться изоляция на старых проводах или при неправильно подобранной защите по току.
Источник: http://jelektro.ru/vse-o-elektromontazhe/podkljuchenie-dvigatelya-380-na-220v.html
Трёхфазный двигатель — в однофазную сеть — Ремонт220
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.
правильный подбор конденсаторов для электродвигателя
Источник: https://remont220.ru/stati/280-tryohfaznyy-dvigatel-v-odnofaznuyu-set/
Конденсатор для трёхфазного двигателя
Наиболее частым вариантом включения трёхфазного двигателя в однофазную сеть является конденсаторный. В этой статье будут рассмотрены все тонкости и особенности такого включения. После прочтения статьи вряд ли у вас ещё останутся вопросы по выбору конденсатора.
Подключение трёхфазного двигателя через конденсатор в однофазную сеть
Здесь всё довольно просто и не просто. Дело в том, что в момент запуска асинхронного двигателя возникает большой пусковой ток.
Поскольку двигатель это индуктивный элемент, а мы добиваемся определённого сдвига тока посредством конденсатора, то есть добиваемся оптимального баланса индуктивного и ёмкостного тока, то в момент запуска индуктивный ток преобладает над ёмкостным из-за своей большой величины и кругового магнитного поля не возникает. А для начала вращения вала двигателя нужно именно круговое поле, ну или хотя бы, почти круговое. Поэтому конденсаторы разделяются на пусковые и рабочие.
Рабочий конденсатор для электродвигателя
Назначение этого конденсатора в том, чтобы поддерживать круговое магнитное поле когда двигатель уже находится в рабочем режиме. Конденсатор обязательно должен быть рассчитан на работу в переменном напряжении. Такие конденсаторы обычно называют не электролитические. Напряжение конденсатора должно быть в √2 раз больше напряжения сети.
Тип конденсатора может быть абсолютно любой. Это относится ко всем конденсаторам для переменного напряжения. Мы привыкли считать, что напряжение в сети 220 вольт, однако это действующее значение (усреднённое), а вот максимальное (амплитудное), как раз в √2 раз больше или около 310 вольт.
Чуть позже я напишу статью по действующему и амплитудному значению и более подробно всё разъясню, а пока просто поверьте.
Пусковой конденсатор для электродвигателя
Назначение этого конденсатора в том, чтобы обеспечить магнитное поле, когда двигатель только-только запускается. Как я уже говорил, в момент запуска возникает очень большой пусковой ток (в 3-8 раз превышающий номинальный рабочий ток), поэтому для создания кругового магнитного поля требуется бóльший по ёмкости конденсатор.
В качестве пускового можно использовать и электролитический (это конденсаторы, которые используются для постоянного напряжения). И довольно часто так и делают. В этом случае рекомендуется подключать электролитические конденсаторы через диод. Связано это с тем, что электролитические конденсаторы дешевле. Но лучше для этой цели использовать специальные конденсаторы с пометкой «Motor starter».
Так будет меньше риска повредить конденсатор, поскольку он хоть и электролитический, но серия рассчитана именно на запуск двигателей переменного тока.
Рабоче-пусковой конденсатор для электродвигателя
Как правило, один конденсатор, который используется одновременно, как рабочий и пусковой устанавливают на двигатели мощностью менее 1 кВт. Связано это с тем, что у маломощных двигателей не такой большой пусковой ток.
В этом случае расчёт производится по номинальному току. Расчёта коснёмся чуть ниже. Рабоче-пусковой конденсатор должен быть исключительно не электролитическим и с рабочим напряжением в √2 раз больше сетевого.
При расчёте такого конденсатора в формулу подставляется номинальное значение тока двигателя.
Схема подключения двигателя через конденсатор
Собственно, сама схема не очень сложная. Как в случае соединения обмоток звездой, так и в случае соединения обмоток треугольником у нас имеется только три фазных вывода, куда должны подключаться фазы «А», «В» и «С». Поскольку у нас имеется только одна фаза, то мы подключаем ее на два любых имеющихся вывода (предположим на «А» и «В»).
А конденсаторы подключаем на любой из задействованных и оставшийся свободный вывод (например на «А» и «С» или на «В» и «С»). В зависимости от того, куда будет подключен конденсатор будет меняться направление вращения. То есть, для того, чтобы сменить направление вращения двигателя, достаточно поменять местами любые два провода на двигателе. Например, мы включали фазу на выводы «А» и «В», а конденсаторы на «А» и «С».
То есть, если мы включим конденсаторы не на «А» и «С», а на «В» и «С», направление вращения двигателя изменится на противоположное.
Теперь внимательно присмотритесь к схеме. Вы видите на ней кнопку «Разгон». А если присмотритесь еще внимательнее то увидите, что СП (пусковой конденсатор) и СР (рабочий конденсатор) по сути соединены параллельно, с тем отличием, что пусковой конденсатор мы включаем только тогда, когда нам необходимо, а именно в момент запуска. С этим разобрались, идем дальше.
Расчёт рабочего конденсатора для асинхронного двигателя — нюансы
Прежде, чем переходить к расчёту нужно немного остановиться на значениях Iн и U, которые используются в формулах. С напряжением все более или менее ясно — это напряжение, которое будет подводится к двигателю. А вот Iн — это номинальный ток. Значение номинального тока можно узнать на шильдике двигателя.
Номинальный ток — это максимальный рабочий ток в нормальном режиме работы двигателя с максимальной нагрузкой. Другими словами, ток в двигателе зависит только от нагрузки на валу. Если вал не нагружен, то мы получим самый минимально возможный ток, который назвается током холостого хода.
Он образуется за счет компенсации таких потерь: как трение в подшипниках, потери в обмотках, диэлектрические потери и т.д. По мере увеличения нагрузки будет увеличиваться и ток в обмотках, пока не достигнет номинального. При дальнейшем увеличении нагрузки ток будет продолжать возрастать, но начнут постепенно падать обороты двигателя.
Длительная работа в таком режиме приведет к перегрузке, это вызовет усиленный нагрев и, в конечном итоге, выход двигателя из строя. С этим тоже разобрались, теперь можно переходить к расчету конденсатора.
Рабочий конденсатор формула расчёта
Расчёт рабочего конденсатора производится по формулам для «звезды» и для «треугольника». Отличие этих формул только в коэффициенте.
Формула расчета рабочего конденсатора для «треугольника»
Формула расчета рабочего конденсатора для «звезды»
Как видите, формулы просты, но как я уже говорил, сложность заключается в правильном подборе значения Iн. Самый простой способ заключается в замере тока двигателя (сделать это можно токоизмерительными клещами) и подстановки его в формулу. Для этого надо запустить двигатель, отключить полностью конденсаторы, замерить ток, а затем подобрать нужную ёмкость конденсаторов.
Но все эти методы подходят только в том случае, если нагрузка на валу постоянная (например, вентилятор). И здесь возникает вопрос, обязательно ли значение конденсатора должно быть «пуля в пулю». Нет, не обязательно. Достаточно 15% попадания в обе стороны. То есть, если в расчёте у нас получится ёмкость 10 мкФ, то вполне допустимыми будут значения от 8,5 до 11,5 мкФ.
Расчёт пускового конденсатора
В сети встречается много разных рекомендаций на этот счёт. Но суть сводится к тому, что пускового конденсатора должно хватить для запуска двигателя. Самый простой вариант, взять двукратное значение номинального тока двигателя и подставить в формулу для расчёта. Мы знаем, что пусковой ток двигателя в 3-8 раз превышает номинальный.
Рабочий и пусковой конденсатор включаются параллельно. При параллельном соединении конденсаторов их ёмкость суммируется, следовательно, взяв двукратное значение по номинальному току для пускового конденсатора и добавив рабочие мы получим ёмкость в два с небольшим — три раза больше требующейся ёмкости для работы. Если двигатель не запустится, ничего страшного.
Просто надо будет ещё увеличить ёмкость пусковых конденсаторов.
Расчёт конденсатора онлайн для трёхфазного двигателя
Для удобства расчётов предлагаю вам воспользоваться онлайн-калькуляторами
Расчёт конденсатора по мощности двигателя
Это довольно грубый расчёт и заключается он в том, что ёмкость подбирается по мощности. Существуют различные формулы, но все они сводятся к тому, что нужно брать 6-7 мкФ на 100 ватт мощности или 60-70 мкФ на 1 кВт. Насколько верны эти расчёты? Простой реальный пример. Двигатель 1,1 кВт имеет номинальный ток около 4,8 ампера при соединении обмоток треугольником. Следовательно, конденсатор для номинального режима будет 105 мкФ (не 60 и не 70).
Расчёт конденсатора через напряжение
Вспоминаем закон Ома, делаем небольшие умозаключения и понимаем, что полученный ток посредством электромагнитной индукции и магнитных потоков будет создавать напряжение. Обмотки сдвинуты на угол 120°.
Дальше углубляться в теорию не будем, но из сказанного можно понять, что сдвигая конденсатором ток мы получаем как бы трехфазное напряжение. Следовательно, если токи в обмотках будут равны, то и напряжения тоже будут равны.
Исходя из этого понимания можно подобрать точное значение конденсатора имея под рукой только вольтметр. Этот метод подбора ёмкости конденсатора можно назвать самым точным. Внимание на экран:
При использовании данного метода лучше всего использовать два вольтметра, так вы сразу будете видеть результат, так сказать, в онлайн режиме. Вся задача сводится к тому, чтобы подключая или отключая дополнительные конденсаторы привести значения первого и второго вольтметра к одному напряжению. Помните, что вы будете работать с опасным напряжением, поэтому перед работой прочитайте технику безопасности.
Частные случаи
Наверное, вы уже поняли принцип подбора конденсатора. Поэтому сделаю небольшой лайф-хак, как это сейчас принято называть. Предположим, у вас есть циркулярка, на которой вы пилите и доски и бревна. Соответственно, нагрузка на двигатель будет разной.
В этом случае я вам рекомендую поставить два рабочих конденсатора одинаковой ёмкости. Допустим, вы посчитали по номинальному току и получили ёмкость 10 мкФ. Значит ставите два конденсатора по 5 мкФ.
Один включен постоянно и на нём вы будете распиливать доски, которые не очень сильно загружают двигатель, а когда вы будете распиливать брёвна, то будете подключать второй рабочий конденсатор.
С чем связана такая сложность? Если вы не создадите круговое магнитное поле, то как минимум вы потеряете мощность, как максимум это будет вызывать повышенный нагрев двигателя и его чаще придется отключать. В нормальном же режиме достаточно естественного охлаждения двигателя собственным вентилятором в виде крыльчатки, расположенной с противоположной стороны вала.
Подведём итоги
После рассмотрения данной темы можно сделать следующие выводы. Конденсаторный метод включения используется в том случае, если у вас имеется трёхфазный асинхронный двигатель и только одна фаза.
Кстати, при использовании линейного напряжения 380 вольт (когда есть две фазы, а не три) можно включать двигатель как на напряжение 220 вольт (тогда используется фаза и ноль), так и на 380 вольт, тогда используются обе фазы. Меняется лишь ёмкость пусковых и рабочих конденсаторов и не забывайте про схему соединения обмоток на соответствующее напряжение.
Ну и при напряжении 380 вольт будут меньшие пусковые и рабочие токи. Электрическая мощность двигателя при этом останется прежней. Но меняется механическая мощность. Правда механическая мощность зависит не от напряжения или конденсаторов, а в первую очередь от схемы соединения обмоток.
В статье я говорил про то, что соединение обмоток «звездой» более подвержено эффекту снижения оборотов при увеличении нагрузки. Поэтому, если вам нужно получить максимальную механическую мощность, необходимо использовать схему соединения обмоток «треугольником» или синхронные двигатели.
На этом откланиваюсь.
С наилучшими пожеланиями, Я!
Источник: http://potomstvennyjmaster.100ms.ru/rubrik-site/sovetyi/kondensator-dlya-3f-dvigatelya.html
Компенсация реактивной мощности асинхронных двигателей
В таблице, приведенной ниже, представлены значения, мощности косинусного (фазового) конденсатора, подключаемого к клеммам асинхронного двигателя, для компенсации реактивной мощности без самовозбуждения. В любом случае необходимы измерения, чтобы максимальный ток текущий через конденсатор не превышал 90%, тока холостого хода двигателя.
| Максимальная мощность двигателя | Максимальная скорость вращения, об/мин | |||
| 3000 | 1.500 | 1.000 | ||
| л.с. | кВт | Максимальная мощность Квар | ||
| 11 | 8 | 2 | 2 | 3 |
| 15 | 11 | 3 | 4 | 5 |
| 20 | 15 | 4 | 5 | 6 |
| 25 | 18 | 5 | 7 | 7,5 |
| 30 | 22 | 6 | 8 | 9 |
| 40 | 30 | 7,5 | 10 | 11 |
| 50 | 37 | 9 | 11 | 12,5 |
| 60 | 45 | 11 | 13 | 14 |
| 100 | 75 | 17 | 22 | 25 |
| 150 | 110 | 24 | 29 | 33 |
| 180 | 132 | 31 | 36 | 38 |
| 218 | 160 | 35 | 41 | 44 |
| 274 | 200 | 43 | 47 | 53 |
| 340 | 250 | 52 | 57 | 63 |
| 380 | 280 | 57 | 63 | 70 |
| 482 | 355 | 67 | 76 | 86 |
Однако, если мощность конденсатора больше чем величины, обозначенные в вышеупомянутой таблице или если: Qc> 90% Io √3U, то местная компенсация реактивной мощности двигателя возможна. Необходимо добавить контактор (C.2) в схему управления двигателем. Контакторы (С.1) (С.2) включаются одновременно.
Зависимость между мощностью конденсатора в кВАр и емкостью в мкФ
[кВАр];
[мФ], где
— емкость конденсатора, [мкФ];
— мощность конденсатора, [кВАр];
— частота сети [Гц];
— напряжение [В];
— число ПИ (3,141592654).
Низковольтные двигатели 0,4 кв
| Мощность электродвигателя | Компенсирующий конденсатор | ||||||
| 220 В | 380 В | 440 В | |||||
| кВт | л.с. | мкФ | кВАр | мкФ | кВАр | мкФ | кВАр |
| 0,2 | 1/4 | 15 | 0,27 | — | — | — | — |
| 0,4 | 1/2 | 20 | 0,36 | — | — | — | — |
| 0,75 | 1 | 30 | 0,55 | — | — | — | — |
| 1,5 | 2 | 50 | 0,91 | 10 | 0,544 | 10 | 0,730 |
| 2,2 | 3 | 75 | 1,37 | 15 | 0,817 | 15 | 1,095 |
| 3,7 | 5 | 100 | 1,82 | 20 | 1,089 | 20 | 1,460 |
| 5,5 | 7,5 | 175 | 3,19 | 50 | 2,722 | 40 | 2,919 |
| 7,5 | 10 | 200 | 3,65 | 75 | 4,083 | 40 | 2,919 |
| 11 | 15 | 300 | 5,47 | 100 | 5,444 | 75 | 5,474 |
| 15 | 20 | 400 | 7,30 | 100 | 5,444 | 75 | 5,474 |
| 22 | 30 | 500 | 9,12 | 150 | 8,166 | 100 | 7,299 |
| 30 | 40 | 800 | 14,60 | 200 | 10,888 | 175 | 12,772 |
| 37 | 50 | 900 | 16,42 | 250 | 13,609 | 200 | 14,597 |
Высоковольтные двигатели 6-10 кв
| Мощность электрического двигателя | Косинус фи двигателя на шильде | Необходимый косинус фи | ||||||
| 0,9 | 0,95 | 0,98 | ||||||
| Компенсирующий конденсатор | ||||||||
| кВт | л.с. | мкФ | кВАр | мкФ | кВАр | мкФ | кВАр | |
| 37 | 50 | 0,80 | 9,83 | 10 | 15,59 | 15 | 20,24 | 20 |
| 40 | 0,805 | 10,11 | 10 | 16,33 | 15 | 21,36 | 20 | |
| 50 | 0,815 | 11,33 | 15 | 19,12 | 20 | 25,40 | 25 | |
| 55 | 75 | 0,820 | 11,75 | 15 | 20,31 | 20 | 27,22 | 25 |
| 60 | 80 | 0,825 | 12,04 | 15 | 21,38 | 20 | 28,92 | 30 |
| 75 | 100 | 0,830 | 14,08 | 15 | 25,75 | 25 | 35,17 | 30 |
| 100 | 0,840 | 16,16 | 15 | 31,73 | 30 | 44,29 | 40 | |
| 110 | 150 | 0,845 | 16,34 | 20 | 33,46 | 30 | 47,28 | 50 |
| 125 | 0,850 | 16,93 | 20 | 36,38 | 50 | 52,09 | 50 | |
| 150 | 200 | 0,855 | 18,34 | 20 | 41,68 | 50 | 60,53 | 50 |
| 200 | 0,860 | 21,81 | 20 | 52,94 | 50 | 78,06 | 75 | |
| 220 | 300 | 0,900 | 0,00 | 34,24 | 30 | 61,88 | 50 |
Источник: http://www.matic.ru/clients/technical-directory/reactive-power-compensation-asynchronous-motors/
