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 I

ном / 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

Трёхфазный двигатель — в однофазную сеть

Автор Светозар Тюменский На чтение 3 мин. Просмотров 25.7k. 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

---

Расчет емкости конденсатора асинхронного двухфазного двигателя (конденсаторный двигатель) — Help for engineer

Расчет емкости конденсатора асинхронного двухфазного двигателя (конденсаторный двигатель)

Однофазный асинхронный двигатель

Обмотка статора однофазного асинхронного двигателя занимает приблизительно 2/3 окружности, именно по этой причине его мощность на 1/3 меньше мощности трехфазного двигателя таких же габаритов.

Ток, протекая по обмотке статора, создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить как два поля, вращающиеся в разных направлениях. Поле, которое вращается в направлении ротора называется прямым полем, а второе – обратным. Они воздействуют на ротор и создают соответствующие моменты (М_пр и М_обр).

По причине разных направлений вращения эти электрические машины не могут самостоятельно совершить пуск, так как при неподвижном роторе, то есть при S=1, пусковой момент, он же М_рез, равен нолю (смотри Рисунок 1). Однако, если придать движение ротору, то прямой и обратный моменты не будут равны и двигатель продолжит вращение в том же направлении (ток, протекающий по обмотке ротора будет оказывать размагничивающее действие и при этом будет ослабляться обратное поле).

Рисунок 1 — Зависимость механических характеристик от прямого и обратного вращающих полей

Пуск двигателя с помощью пусковых устройств

Для того чтоб запустить однофазный асинхронный двигатель применяют устройства для пуска двигателя:

— Конденсатор – C;

— Резистор – R.

Пуск трехфазных асинхронных двигателей осуществляется более простым способом из-за уже имеющегося в сети сдвига фаз на 120 электрических градусов

Для получения пускового момента используют пусковую обмотку статора, которая по отношению к рабочей обмотке сдвинута на 90 электрических градусов. Применяют фазосдвигающие элементы, которые подключают к пусковой обмотке. Эта обмотка работает, обычно, около 3 первых секунд, после чего принудительно отключается вручную или с помощью автоматов. По этой причине ее изготовляют из провода меньшего сечения и с меньшим количеством витков по сравнению с рабочей обмоткой.

Пуск при помощи резистора производится при малых необходимых пусковых моментах, то есть если нагрузка на валу незначительна. Рисунок 2 иллюстрирует применение пускового а) конденсатора и б) резистора; где Р – рабочая обмотка, П – пусковая обмотка.

Рисунок 2 – Схема подключения однофазного асинхронного двигателя

Двухфазные асинхронные двигатели

Наличие конденсатора значительно улучшает характеристики двигателя, по этой причине используются двухфазные асинхронные двигатели. В них две обмотки являются рабочими, в одну из них вводится конденсатор для смещения угла между фазами на 90 градусов и создания кругового магнитного поля. Такие двигатели называют конденсаторными.

Расчет емкости конденсатора для двигателя:

Емкость такого конденсатора определяется по формуле:

,

где – ток, протекающий в обмотке статора,

sinφ₁ – сдвиг фаз между напряжение и током без конденсатора,

f– частота питающей сети,

U – напряжение сети,

n – коэффициент трансформации.

,

Где и k_об1,_{kоб2 — обмоточные коэффициенты,}

W₁, W₂, — количество витков обмоток статора и ротора.

Напряжение на зажимах конденсатора выше чем напряжение сети и определяется следующей формулой:

Для повышения пусковых характеристик Существуют двигатели в одну обмотку которых ставятся два конденсатора, один из которых пусковой, второй – рабочий. Пусковой конденсатор обычно имеет емкость в разы большую чем рабочий. При этом пусковой отключается при достижении 70-80% номинальной скорости электрической машины.

Рисунок 3 – Пример подключения пары конденсаторов (конденсаторный двигатель)

Преимущества и недостатки конденсаторных двигателей

Недостатки по сравнению с трехфазным двигателем:

— Меньшая мощность;

— Увеличенное скольжение при номинальном режиме;

— Скорость вращения вала при холостом ходу ниже;

— Пониженная кратность пускового момента;

— Повышенная кратность пускового тока.

Преимущества:

— Имеют высокую эксплуатационную надежность;

— Не требуют трехфазного источника тока.

Недостаточно прав для комментирования

Емкость рабочего конденсатора для трехфазного двигателя таблица

Чтобы подключить асинхронный электродвигатель трехфазного типа к однофазной сети на напряжение 220 В, необходимо создать условия для сдвига фаз на обмотках статора двигателя. Сдвиг фаз сформирует имитацию кругового вращающегося магнитного поля, заставляющего вращаться вал ротора двигателя. Конденсатор даёт току «запас» в π/2=90° относительно напряжения, и это создаёт дополнительный момент вращения ротора.

При подключении двигателя к сети используют два подключенных параллельно конденсатора — пусковой и рабочий. Данный калькулятор позволяет рассчитать ёмкость этих конденсаторов, ёмкость пускового конденсатора берется из расчёта 2,5 емкости рабочего конденсатора.

Для получения необходимых значений ёмкости, заполните поля формы ниже. Тип соединения обмоток двигателя, мощность двигателя, КПД и коэффициент мощности обозначены на шильдике электродвигателя. Способ соединения обмоток зависит от напряжения сети, к которой выполняется подключение: 220 В — «треугольник», когда концы обмоток соединены между собой, к их началам подводится питающее напряжение; 380 В — «звезда», при котором концы одной обмотки соединены с началом другой.

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

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

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

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

Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть питания

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

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

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

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

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

Как подобрать конденсатор

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

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

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

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

Однако надо все-таки подключить конденсаторы.

Подключение пускового и рабочего конденсаторов для трехфазного электромотора

Вот оно соответствие всех нужных приборов элементам схемы

Теперь выполним подключение, внимательно разобравшись с проводами

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

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

Как рассчитать емкость рабочего конденсатора

Для двух соединений обмоток берутся несколько разные соотношения.

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

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

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

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

Расчет емкости фазосдвигающего конденсатора

для трехфазного асинхронного двигателя в бытовой однофазной сети

Рабочий и пусковой конденсаторы включаются в цепь параллельно, во время пуска работают одновременно, затем пусковой отключают. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора (в 2-3 раза выше емкости рабочего).

Двигатель, имеющий маркировку 220/380 и Δ/Y включается в однофазную сеть 220В по схеме треугольник, по схеме звезда в сети 220В такой двигатель будет терять в мощности троекратно и сильно греться.

При соединении конденсаторов параллельно их емкость суммируется. При соединении конденсаторов последовательно, рабочее напряжение в цепи будет равняться сумме напряжений всех конденсаторов, а емкость вычисляется по формуле: 1/C = 1/C1 + 1/C2 + . + 1/Cn. Рабочее напряжение в цепи конденсаторов должно быть минимум в полтора раза выше напряжения сети (то есть не менее 330В в сети 220В). Таким образом, два конденсатора на 200 мкф с рабочим напряжением 200В дадут при последовательном соединении емкость 100 мкф и допустимое рабочее напряжение 400В. При параллельном соединении емкость будет 400 мкф и рабочее напряжение 200В (самое низкое значение допустимого напряжения из всего набора конденсаторов в цепи). Необходимые конденсаторы представлены в сетевых магазинах в разделе пусковых конденсаторов (не ищите по старинке бумажные — их практически перестали выпускать).

Видеопримеры работы двигателя 2.2 кВт и 1.1 кВт с одной и той же нагрузкой и правильно подобранными рабочими и пусковыми конденсаторами, разница в скорости пуска 3 и 20 секунд. И сборка на 3.3 кВт весело крутится (пильный диск 350 мм в диаметре).

Схема включения в однофазную сеть трёхфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединёнными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б): B1 — Переключатель направления вращения (реверс), В2 — Выключатель пусковой ёмкости; Ср — рабочий конденсатор; Cп — пусковой конденсатор; АД — асинхронный электродвигатель.

На схеме представлено последовательное (сверху) и параллельное (снизу) соединение кон­ден­саторов.

На рисунке представлена схема соединения обмоток двигателя «Звезда».

На рисунке представлена схема соединения обмоток двигателя «Треугольник».

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.

Все конденсаторы представлены тремя основными видами:

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

Выбор конденсатора для трехфазного двигателя

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

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

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

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

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

Расчет емкости

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

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

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

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

Как подключить пусковой и рабочий конденсаторы

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

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

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

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.

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 должно быть правильно в пределах ± 5%, а иногда оговаривается вплоть до долей мкФ. Выбор рабочего конденсатора даже более ограничен, чем пускового конденсатора.

Как правильно подобрать пусковой конденсатор?

1) На протяжении многих лет было разработано практическое 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 организованном процессе.Помните, что важны не только физические и основные электрические требования.

Однако 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. Первый

Зачем однофазным асинхронным двигателям конденсаторы

Однофазный асинхронный двигатель — популярный двигатель рабочей лошадки с преимуществами дешевизны, надежности и возможности прямого подключения к однофазной сети, что делает их особенно распространенными в домашних условиях коммерческая техника.Однако, в отличие от трехфазных двигателей, они не запускаются автоматически и требуют дополнительной обмотки, приводимой в действие конденсатором, для ускорения с места.

Вращающиеся магнитные поля

Для запуска асинхронного двигателя в статоре должно создаваться вращающееся магнитное поле (RMF), которое вызывает вращение и крутящий момент в роторе. Поскольку статор физически не движется, вращение магнитного поля создается взаимодействием между электромагнитными силами, возникающими в обмотках статора.В трехфазном двигателе, когда на каждую обмотку подается напряжение, которое на 120 градусов не совпадает по фазе с другими обмотками, сумма создаваемых сил представляет собой вектор, который непрерывно вращается. Это означает, что трехфазное питание может вызывать крутящий момент в роторе в состоянии покоя, а трехфазные двигатели могут запускаться самостоятельно без дополнительных компонентов.

Однако однофазный асинхронный двигатель питается от однофазного источника питания, который проходит через единственную обмотку статора. Одна обмотка статора сама по себе не может создать RMF — она ​​просто создает пульсирующее магнитное поле, состоящее из двух противоположных полей, разнесенных на 180 градусов.

Это создает две проблемы:

Во-первых, двигатель не запускается самостоятельно, потому что магнитное поле, создаваемое статором, не вращается.

Во-вторых, хотя одна обмотка может приводить двигатель в движение, когда он набирает скорость, она не создает постоянного крутящего момента в роторе во время полного оборота, что приводит к снижению эффективности и производительности. Ротор испытывает максимальный крутящий момент при проскальзывании примерно 10% (разница во вращении между ротором и обмоткой статора).Следовательно, ротор будет проводить большую часть каждого оборота с очень низким крутящим моментом.

Вспомогательная обмотка

В однофазных асинхронных двигателях для решения этих проблем используется вторая обмотка статора, называемая «вспомогательной обмоткой» или «пусковой обмоткой». Эта обмотка поворачивается на 90 градусов от основной обмотки, и с помощью конденсатор, изменяющий фазу питающего напряжения, на него подается напряжение, которое не совпадает по фазе с напряжением, подаваемым на основную обмотку.Это означает, что взаимодействие между двумя обмотками создает вращающееся магнитное поле, и двигатель может запускаться самостоятельно.

Однофазные асинхронные двигатели используют два конденсатора с разными характеристиками на разных этапах их работы.

Пусковые конденсаторы

Пусковой конденсатор — это конденсатор, который используется для обеспечения пускового момента двигателя. Это электролитические конденсаторы со значением емкости от 50 мкФ до 1500 мкФ.Они имеют относительно высокие потери и низкий КПД и не рассчитаны на продолжительную работу; их необходимо отключить, как только двигатель наберет скорость, используя центробежный выключатель или какое-либо реле.

Рабочие конденсаторы

Рабочие конденсаторы используются для сглаживания крутящего момента двигателя во время каждого оборота, повышения эффективности и производительности. Обычно он намного меньше пускового конденсатора, часто менее 60 мкФ, и масляного типа, чтобы уменьшить потери энергии.

Ограничения

Даже с дополнительной вспомогательной обмоткой однофазный асинхронный двигатель имеет несколько ограничений по сравнению с трехфазным двигателем. Фазовый сдвиг, обеспечиваемый рабочим конденсатором, изменяется в зависимости от скорости двигателя, что означает, что эффективность не постоянна, поскольку двигатель изменяет скорость. На КПД также влияет RMF, создаваемый двумя обмотками статора. Это не так близко к идеальному кругу, как трехфазный RMF, а это означает, что крутящий момент все еще значительно изменяется во время каждого оборота, снижая производительность и увеличивая вибрацию.Компоненты, необходимые для самозапуска однофазных асинхронных двигателей, в том числе конденсаторы и центробежный выключатель, обеспечивают возможность теплового и механического износа, что создает проблемы при техническом обслуживании.

Для более крупных промышленных применений, требующих высокой эффективности, работающих в областях, где доступно трехфазное питание, трехфазный двигатель может лучше подойти.

Сводка

Однофазные асинхронные двигатели обычно используются везде, где используется однофазное питание.Когда они оснащены пусковым конденсатором, они могут развивать достаточный пусковой момент для самозапуска, а рабочий конденсатор повышает их эффективность и производительность во время работы.

Коррекция коэффициента мощности асинхронных двигателей

Подключение конденсаторной батареи и уставки защиты

Индивидуальная компенсация двигателя рекомендуется, если мощность двигателя (кВА) больше заявленной мощности установки.

Общие меры предосторожности

Из-за небольшого потребления кВт коэффициент мощности двигателя очень низкий на холостом ходу или при небольшой нагрузке.Реактивный ток двигателя остается практически постоянным при всех нагрузках, так что ряд ненагруженных двигателей составляет потребление реактивной мощности, которое, как правило, наносит ущерб установке по причинам, объясненным в предыдущих разделах.

Таким образом, два хороших общих правила заключаются в том, что ненагруженные двигатели должны быть выключены, а двигатели не должны быть слишком большого размера (поскольку в этом случае они будут слегка нагружены).

Подключение

Блок конденсаторов должен подключаться непосредственно к клеммам двигателя.

Специальные двигатели

Не рекомендуется использовать специальные двигатели (шаговые, импульсные, толчковые, реверсивные и т. Д.).

Влияние на настройки защиты

После применения компенсации к двигателю, ток в комбинации двигатель-конденсатор будет ниже, чем раньше, при тех же условиях нагрузки двигателя. Это связано с тем, что значительная часть реактивной составляющей тока двигателя подается от конденсатора, как показано на Рис. L24.

Если устройства максимальной токовой защиты двигателя расположены перед подключением конденсатора двигателя (а это всегда будет иметь место для конденсаторов, подключенных к клеммам), уставки реле максимального тока должны быть уменьшены в соотношении:

cos ϕ до компенсации / cos ϕ после компенсации

Для двигателей, компенсированных в соответствии со значениями квар, указанными в Рисунок L25 (максимальные значения, рекомендуемые для предотвращения самовозбуждения стандартных асинхронных двигателей, как описано в разделе «Как избежать самовозбуждения асинхронного двигателя»), выше упомянутое соотношение будет иметь значение, аналогичное значению, указанному для соответствующей скорости двигателя на фиг. , фиг. L26.

Рис. L24 — Перед компенсацией трансформатор выдает всю реактивную мощность; после компенсации конденсатор выдает большую часть реактивной мощности

Рис. L25 — Максимальная квар коррекция коэффициента мощности, применимая к клеммам двигателя без риска самовозбуждения

Трехфазные двигатели 230/400 В
Номинальная мощность		квар к установке
		Скорость вращения (об / мин)
кВт	лс	3000	1500	1000	750
22	30	6	8	9	10
30	40	7.5	10	11	12,5
37	50	9	11	12,5	16
45	60	11	13	14	17
55	75	13	17	18	21
75	100	17	22	25	28
90	125	20	25	27	30
110	150	24	29	33	37
132	180	31	36	38	43
160	218	35	41	44	52
200	274	43	47	53	61
250	340	52	57	63	71
280	380	57	63	70	79
355	482	67	76	86	98
400	544	78	82	97	106
450	610	87	93	107	117

Фиг.L26 — Понижающий коэффициент для максимальной токовой защиты после компенсации

Скорость в об / мин	Коэффициент уменьшения
750	0,88
1000	0,90
1500	0,91
3000	0,93

Как избежать самовозбуждения асинхронного двигателя

Когда конденсаторная батарея подключена к клеммам асинхронного двигателя, важно убедиться, что размер батареи меньше того, при котором может происходить самовозбуждение.

Когда двигатель приводит в движение высокоинерционную нагрузку, двигатель будет продолжать вращаться (если не будет специально заторможен) после отключения питания двигателя.

«Магнитная инерция» цепи ротора означает, что ЭДС будет генерироваться в обмотках статора в течение короткого периода после выключения и обычно снижается до нуля после 1 или 2 циклов в случае двигателя без компенсации.

Однако компенсационные конденсаторы представляют собой трехфазную реактивную нагрузку для этой затухающей ЭДС, которая вызывает протекание емкостных токов через обмотки статора. Эти токи статора будут создавать вращающееся магнитное поле в роторе, которое действует точно вдоль той же оси и в том же направлении, что и затухающее магнитное поле.

Следовательно, поток ротора увеличивается; увеличиваются токи статора; и напряжение на выводах двигателя увеличивается; иногда до опасно высокого уровня. Это явление известно как самовозбуждение и является одной из причин, по которой генераторы переменного тока обычно не работают с ведущими факторами мощности, т.е. существует тенденция к самовозбуждению (и неконтролируемому) самовозбуждению.

Примечания:

1. Характеристики двигателя, приводимого в действие инерцией нагрузки, не полностью идентичны его характеристикам без нагрузки.Однако это предположение достаточно точно для практических целей.

2. Когда двигатель действует как генератор, циркулирующие токи в значительной степени являются реактивными, поэтому эффект торможения (замедления) на двигатель в основном обусловлен только нагрузкой, представленной охлаждающим вентилятором в двигателе.

3. Ток (запаздывание почти на 90 °), отбираемый от источника питания в нормальных условиях ненагруженным двигателем, и ток (запаздывание почти на 90 °), подаваемый на конденсаторы двигателем, действующим как генератор, оба имеют одинаковое соотношение фаз с напряжением на клеммах.По этой причине две характеристики могут быть наложены на график.

Во избежание самовозбуждения, как описано выше, номинальная мощность квар конденсаторной батареи должна быть ограничена следующим максимальным значением:

Qc≤0,9 × lo × Un × 3 {\ displaystyle Qc \ leq 0,9 \ times lo \ times Un \ times {\ sqrt {3}}}

, где Io = ток холостого хода двигателя, а Un = номинальное межфазное напряжение двигателя в кВ. На рисунке L25 приведены соответствующие значения Qc, соответствующие этому критерию.

Пример

Трехфазный двигатель 75 кВт, 3000 об / мин, 400 В может иметь конденсаторную батарею не более 17 квар в соответствии с рисунком L25. Табличные значения, как правило, слишком малы для адекватной компенсации двигателя до обычно требуемого уровня cos ϕ. Однако дополнительная компенсация может применяться к системе, например к общему банку, установленному для глобальной компенсации ряда более мелких устройств.

Высокоинерционные двигатели и / или нагрузки

В любой установке, где существуют нагрузки с высокоинерционным приводом от двигателя, автоматические выключатели или контакторы, управляющие такими двигателями, должны в случае полной потери электропитания быстро отключаться.

Если эта мера предосторожности не будет принята, то может произойти самовозбуждение до очень высоких напряжений, поскольку все другие батареи конденсаторов в установке будут эффективно подключены параллельно с батареями высокоинерционных двигателей.

Таким образом, схема защиты этих двигателей должна включать в себя реле отключения по перенапряжению вместе с контактами проверки обратной мощности (двигатель будет подавать питание на остальную часть установки до тех пор, пока накопленная инерционная энергия не рассеется).

Если батарея конденсаторов, связанная с высокоинерционным двигателем, больше, чем рекомендованная в , рис. L25, то она должна управляться отдельно выключателем или контактором, который срабатывает одновременно с главным автоматическим выключателем, управляющим двигателем, или контактор, как показано на Рисунок L27.

Замыкание главного контактора обычно связано с предварительным замкнутым контактором конденсатора.

Рис. L27 — Подключение конденсаторной батареи к двигателю

% PDF-1.4 % 1561 0 объект > эндобдж xref 1561 109 0000000016 00000 н. 0000003673 00000 н. 0000003836 00000 н. 0000004604 00000 н. 0000005140 00000 н. 0000005179 00000 п. 0000005294 00000 н. 0000005812 00000 н. 0000010341 00000 п. 0000014411 00000 п. 0000017960 00000 п. 0000022442 00000 п. 0000027014 00000 п. 0000031718 00000 п. 0000032356 00000 п. 0000032841 00000 п. 0000033343 00000 п. 0000033431 00000 п. 0000034055 00000 п. 0000034720 00000 п. 0000034806 00000 п. 0000035301 00000 п. 0000035875 00000 п. 0000036135 00000 п. 0000036636 00000 п. 0000041138 00000 п. 0000043604 00000 п. 0000048202 00000 н. 0000053221 00000 п. 0000057793 00000 п. 0000064671 00000 п. 0000065075 00000 п. 0000065492 00000 п. 0000102338 00000 п. 0000102379 00000 п. 0000106504 00000 н. 0000106861 00000 н. 0000144809 00000 н. 0000144850 00000 н. 0000182818 00000 н. 0000182859 00000 н. 0000220827 00000 н. 0000220868 00000 н. 0000232093 00000 н. 0000243318 00000 н. 0000247743 00000 н. 0000289015 00000 н. 0000299037 00000 н. 0000309059 00000 н. 0000313156 00000 н. 0000352463 00000 н. 0000362499 00000 н. 0000372535 00000 н. 0000377081 00000 н. 0000424133 00000 н. 0000434155 00000 н. 0000444177 00000 н. 0000447591 00000 н. 0000477774 00000 п. 0000487954 00000 н. 0000498134 00000 н. 0000503069 00000 н. 0000540118 00000 н. 0000550140 00000 н. 0000560162 00000 н. 0000564849 00000 н. 0000607226 00000 н. 0000617248 00000 н. 0000627270 00000 н. 0000631808 00000 н. 0000677856 00000 н. 0000688025 00000 н. 0000698194 00000 п. 0000702198 00000 н. 0000742747 00000 н. 0000752769 00000 н. 0000762791 00000 н. 0000766716 00000 н. 0000815847 00000 н. 0000825869 00000 н. 0000835891 00000 н. 0000840835 00000 н. 0000889301 00000 н. 0000899321 00000 н. 0000909341 00000 п. 0000913466 00000 н. 0000956565 00000 н. 0000966734 00000 н. 0000976903 00000 н. 0000981093 00000 п. 0001025189 00000 п. 0001035225 00000 п. 0001045261 00000 п. 0001049872 00000 п. 0001105316 00000 п. 0001115338 00000 п. 0001125360 00000 п. 0001130042 00000 п. 0001178798 00000 п. 0001188820 00000 н. 0001198842 00000 п. 0001201744 00000 н. 0001230537 00000 п. 0001240559 00000 п. 0001250581 00000 п. 0001254449 00000 п. 0001292216 00000 п. 0000003461 00000 н. 0000002531 00000 н. трейлер ] / Назад 4730006 / XRefStm 3461 >> startxref 0 %% EOF 1669 0 объект > поток h ޔ mHSaϹ.3> DXkMnNWLӖ $ (H ( *% R, +> Q * 9 ~ = n

Рабочие конденсаторы двигателя — Caldwell Electric

Конденсаторы хода двигателя используются в однофазных двигателях для включения вторичной обмотки путем сдвига фаз поступающей однофазной мощности. Фактически это создает вторую фазу и позволяет двигателю работать эффективно и с большим крутящим моментом. Почти все однофазные электродвигатели имеют рабочие конденсаторы, за исключением очень маленьких электродвигателей, таких как электродвигатели вентиляторов.

Если однофазный двигатель работает, но потребляет большой ток, не имеет большого крутящего момента или перегорает предохранители после непродолжительной работы, возможно, рабочий конденсатор неисправен (обычно разомкнут).

Однофазные двигатели часто также имеют пусковых конденсаторов . Описание пусковых конденсаторов и продуктов можно найти на нашей веб-странице пусковых конденсаторов.

Caldwell Electric может диагностировать проблемы с электродвигателем и предложить решения для ремонта или замены. Рабочие конденсаторы также можно приобрести прямо на нашем веб-сайте на этой странице.

Выбор рабочего конденсатора

Двумя наиболее важными параметрами при замене рабочего конденсатора являются емкость и номинальное напряжение.Физический размер — третий критерий.

• Емкость: Для электродвигателей это измеряется в мкФ. Обычно это число печатается на конденсаторе в виде числа или диапазона чисел, за которым следуют буквы MFD или мкФ. Заменяемый конденсатор должен почти точно соответствовать первоначальной емкости.
• Номинальное напряжение: Запасной конденсатор должен иметь номинальное напряжение , по крайней мере, на больше, чем у оригинального конденсатора.Это нормально и даже лучше, если запасной конденсатор будет иметь номинальное напряжение выше, чем исходное. Однако более высокое номинальное напряжение обычно приводит к образованию конденсатора большой емкости. Так что размер также следует учитывать.
• Размер: Физический размер заменяемого конденсатора должен быть таким, чтобы он мог поместиться в корпус конденсатора двигателя. Обычно увеличение емкости или напряжения приводит к увеличению емкости конденсатора.

Тип двигателей | Бэй Мотор Продактс

Двигатель с экранированными полюсами

Двигатели с экранированными полюсами являются оригинальным типом однофазных асинхронных двигателей переменного тока.Также называется однофазным асинхронным двигателем, просто подключив его к одной линии напряжения, и для его вращения требуется внешний конденсатор. Различные типы однофазных асинхронных двигателей различаются в зависимости от метода их запуска. Четыре основных типа — это разделенная фаза, конденсаторный запуск, постоянный разделенный конденсатор и конденсаторный запуск / работа конденсатора.

Двигатель с расщепленной фазой

Двигатель с расщепленной фазой использует переключающее устройство для отключения пусковой обмотки, когда двигатель достигает 75% своей номинальной скорости.Хотя этот тип имеет простую конструкцию, что делает его менее дорогим для коммерческого использования, он также имеет низкие пусковые моменты и высокие пусковые токи.

Конденсаторный пусковой двигатель

Конденсаторный пусковой двигатель представляет собой конденсаторный двигатель с расщепленной фазой, в котором конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой для создания большего пускового момента. Этот двигатель более дорогой из-за требуемых коммутационных и конденсаторных компонентов.

Постоянный разделенный конденсатор

Двигатель с постоянным разделенным конденсатором не имеет пускового переключателя.Для этого типа конденсатор постоянно подключен к обмотке пускателя. Поскольку для этого требуется конденсатор для непрерывного использования, он не обеспечивает пусковую мощность, поэтому пусковые моменты обычно малы. Эти двигатели не будут работать при высоких пусковых нагрузках. Однако они имеют низкие пусковые токи, более тихую работу и более высокий срок службы / надежность, что делает их хорошим выбором для высоких циклов. Они также являются наиболее надежными конденсаторными двигателями из-за отсутствия пускового переключателя.Различные конструкции обеспечивают более высокий КПД и коэффициент мощности при номинальных нагрузках.

Конденсаторный пуск / Конденсаторный двигатель

Конденсаторный пусковой / конденсаторный двигатель имеет как пусковой, так и пусковой конденсатор в цепи. После достижения полного пуска пусковой конденсатор отключается. Этот тип двигателя имеет более высокий пусковой ток, меньшие токи нагрузки и более высокий КПД. Недостатком является стоимость двух конденсаторов и переключающего устройства. Надежность также играет важную роль в механизме переключения.

Технология

Для сравнения, эти типы асинхронных двигателей с разделенным сопротивлением обеспечивают пусковой крутящий момент от низкого до среднего, и это ограничивает их применениями с низким энергопотреблением, для которых они лучше всего подходят. В этих двигателях используется одна вспомогательная обмотка меньшего размера, чем обычно, что создает более низкую скорость индукции и гораздо более высокое сопротивление, чем в других типах. Такие простые модели можно использовать только при небольшой нагрузке и небольшом пусковом приводе.

Для некоторых приложений, таких как небольшие вентиляторы, шлифовальные машины и нагреватели, не требуются более высокие пусковые моменты, но в большинстве случаев, чем больше крутящий момент при запуске двигателя, тем большую нагрузку можно приложить к машине.Однофазный двигатель с высоким пусковым крутящим моментом часто бывает дороже, чем более простые двигатели с разделенной индукцией. Однако разница в мощности может окупиться для разных промышленных нужд. От однофазного двигателя с высоким пусковым моментом можно ожидать другого уровня производительности, это может сэкономить время и энергию.

Переменные токи, протекающие в однофазном двигателе, одновременно достигают своих пиковых значений; это составляет одну единственную фазу. В трехфазных системах пиковые значения тока достигаются последовательно, в три отдельных этапа.По сравнению с трехфазными системами, эти двигатели не обладают таким же высоким КПД, но могут работать бесконечно долго при минимальном техническом обслуживании.

Электродвигатели асинхронные

имеют разные классификации в зависимости от источника электроэнергии и типа конструкции. Двигатели асинхронного типа, также называемые асинхронными двигателями, работают на переменном токе (AC), создаваемом электромагнитной индукцией, в отличие от коммутаторов, обычно используемых в других типах двигателей переменного тока. Асинхронные двигатели используются в промышленности, а также в стандартных устройствах, таких как холодильники, стиральные машины, посудомоечные машины и сушилки для одежды.

Электродвигатели индукционного типа были первоначальным двигателем переменного тока, который должен был быть создан; Никола Тесла придумал прототип в 1883 году. Эти асинхронные двигатели имеют очень простую конструкцию и управление по сравнению с современными двигателями переменного тока, но они по-прежнему очень прочные, тихие и долговечные. Асинхронные двигатели отличаются тем, что они используют индуцированный ток в роторе для создания вращательного движения.

Асинхронные двигатели

состоят из двух простых частей: статора с медной обмоткой и узла якоря или ротора.Обмотки статора удерживаются в пазах вокруг статора с соблюдением баланса между количеством северных и южных полюсов. Сборка ротора производится в нескольких вариантах: роторы с короткозамкнутым ротором, роторы с контактным кольцом и роторы со сплошным сердечником.

Эти двигатели лучше всего подходят для нужд малой мощности и приложений, где было бы неэффективно использовать более мощные механизмы. Многие однофазные двигатели идеально подходят для применений с низким моментом инерции, в то время как другие спроектированы с учетом требований к высокому пусковому крутящему моменту.

Руководство по выбору пускового конденсатора

Руководство по выбору пускового конденсатора

Пусковой конденсатор используется для кратковременного сдвига фазы в пусковой обмотке однофазного электродвигателя для 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 того, как будут слишком долго оставаться 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

Пусковые и рабочие конденсаторы

Пусковые конденсаторы дают большое значение емкости, необходимое для запуска двигателя в течение очень короткого (секунд) периода времени.Они предназначены только для прерывистого режима работы и катастрофически выйдут из строя, если будут находиться под напряжением слишком долго. 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 исходным характеристикам 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 ограничения.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 исходный конденсатор. 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 каждый конденсатор будет использовать вставной соединитель в виде флажка размером ¼ «. Следующий вопрос:« Сколько клемм на клеммную колодку необходимо для двигателя приложения? »Большинство пусковых конденсаторов имеют две клеммы на клемму, и большинство рабочих конденсаторов будут иметь 3 или 4 терминала на столб.Убедитесь, что выбранный конденсатор имеет как минимум такое же количество соединительных клемм на соединительную клемму, что и оригинальный конденсатор 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.

No related posts.