отличия от рабочего и подключение электродвигателей

Асинхронный трехфазный двигатель можно подключить без особого ущерба к обычной однофазной электрической сети через конденсаторы. С их помощью обеспечивается запуск и достижение нужных режимов функционирования при такой системе питания. Различают рабочий и пусковой конденсаторы.

Отличия между ними

Они заключаются в их предназначении, ёмкости, способе присоединения, а также в условиях работы. Первое различие заключается в том, что рабочий (первый) конденсатор служит для сдвига фаз. В результате между обмотками появляется вращающееся магнитное поле, необходимое для приведения в движение мотора, находящегося без механической нагрузки. Такой электродвигатель стоит, например, в точильном станке.

Пусковой (второй) обеспечивает повышение стартового момента мотора, находящегося под механической нагрузкой, благодаря чему он более легко выходит на нужный режим. Ресурсов одного рабочего может не хватить, из-за чего ротор двигателя просто не начнёт вращаться. Применение оправдано вместе со станками, подъёмными механизмами, насосами и подобными тяжёлыми приспособлениями. А также можно использовать с более мощным трехфазным мотором, если рабочего не хватает для его надёжного запуска.

Ёмкость обоих конденсаторов также будет отличаться. Она прямо пропорциональна мощности электродвигателя и обратно — напряжению сети. В зависимости от схемы соединения обмоток вводится поправочный коэффициент. Ёмкость пускового может быть в два раза больше, чем у рабочего.

Способы присоединения

Первый конденсатор в самом распространённом случае подключается в разрыв одной из обмоток асинхронного электродвигателя, которая также часто называется «вспомогательной». Другая присоединяется напрямую к электрической сети, а третья остаётся незадействованной. Тип этой схемы носит название «звезда». Есть также подключение в «треугольник». Оно различается и по способу соединения, и по сложности.

Второй ёмкостный элемент, в отличие от рабочего, присоединяется параллельно последнему через кнопку или центробежный выключатель. В первом случае управление осуществляется человеком, а во втором — самим приводом. Оба этих коммутатора кратковременно замыкают эту цепь на момент запуска электрического мотора, а после того, как он выйдет на рабочий режим — размыкают.

Условия работы

Они различаются для каждого из конденсаторов. Поскольку первый из них постоянно присоединён к обмотке мотора, эта цепь образует собой элементарный колебательный контур. Из-за этого в определённые моменты на её выводах образуется напряжение, превышающее входящее в два с половиной — три раза. Это обстоятельство стоит учитывать при подборе, необходимо ориентироваться на детали, рассчитанные на 500—600 вольт.

Пусковые конденсаторы для электродвигателей — 220 В работают в других, менее жёстких условиях, в отличие от рабочих. Прикладываемое к этому ёмкостному элементу напряжение превышает основное примерно в 1,15 раза. Он присоединяется к цепям время от времени, что также положительно сказывается на условиях его работы, и значительно продлевает срок службы.

Наиболее часто применяются отечественные бумажные или маслонаполненные конденсаторы марок МБГО или МБГЧ. Их преимущество — это стойкость к высоким напряжениям переменного тока. Но есть и недостаток — большой размер. В качестве альтернативного решения допускается использование оксидных конденсаторов. Они подключаются не напрямую, а через диоды, по определённым схемам.

Обычные электролитические конденсаторы, применяемые в различных приборах, и рассчитанные на немалые рабочие напряжения, подойдут для асинхронных двигателей только в роли пусковых. Связано это с тем, что через них проходит большая реактивная мощность ввиду малого сопротивления обмоток. Подключение ёмкостных элементов с нарушениями или отклонениями от схемы приведёт к повреждению или закипанию электролита, способному причинить вред мотору и персоналу.

Таким образом, можно вывести из этого несколько советов, как отличить пусковой конденсатор от рабочего:

• Первый из них играет вспомогательную роль. Он подключается параллельно рабочему на время запуска мотора — в течение нескольких секунд, чтобы облегчить старт.
• Второй из них присоединён постоянно, обеспечивая необходимый сдвиг фаз, в результате которого трехфазный двигатель может работать от однофазной сети.

Если перепутать конденсаторы, то возникнут серьёзные проблемы. Ёмкость рабочего также не должна быть слишком большой, иначе мотор будет греться, а рост мощности и крутящего момента от этого повысится незначительно.

Запуск трехфазных электродвигателей с помощью конденсаторов

Запуск трехфазных электродвигателей с помощью конденсаторов, подключая их к бытовой однофазной электросети, можно осуществлять только в исключительных случаях (когда нет возможности подключиться к трехфазной сети), поскольку в ней сразу возникает вращающееся магнитное поле, создающее условия для того, чтобы ротор вращался в статоре. Помимо прочего, этот режим позволяет достичь максимальной мощности и эффективности работы электромотора.

Для того чтобы достичь максимальной выходной мощности электродвигателя (максимум 70% сравнительно с трехфазным подключением), при подключении к домашней однофазной электросети совершают три обмотки по схеме «треугольник». При подключении по схеме «звезда» максимальная мощность достигает не более 50% от возможной. При однофазном подключении на два выхода создается возможность подключения фазы и ноля без третьей фазы, которую восполняет конденсатор.

От того, как сформирован третий контакт (через фазу или ноль), зависит направление вращения ротора. В режиме одной фазы достигается идентичность частоты вращения трехфазному режиму.

Как подключить электромотор с конденсатором

Асинхронные электромоторы мощностью до 1.5кВт, запускающиеся без нагрузки, требуют для своего подключения только рабочий конденсатор. Один конец конденсатора подключают к нулю, а второй – к третьему выходу треугольника. Для изменения направления вращения ротора подключение конденсатора ведут от фазы.

Если мотор сразу при запуске работает под нагрузкой или его мощность превышает 1.5кВт, в схему вводят пусковой конденсатор, включающийся в работу параллельно рабочему. Он включается всего на несколько секунд и увеличивает пусковой толчок во время старта. При кнопочном подключении пускового конденсатора остальную схему подключают от сети через тумблер или через кнопку с двумя фиксирующими положениями.

Для запуска подключают питание через тумблер или двухпозиционную кнопку, затем нажимают на пусковую кнопку и удерживают ее до запуска электромотора. По осуществлении запуска кнопку отпускают, и ее пружина размыкает контакты и отключает пусковую емкость.

Для реверсивного запуска трехфазных электродвигателей с помощью конденсаторов в сети 220В в схему вводят тумблер переключения, который служит для подключения одного конца рабочего конденсатора к фазе и к нулю.

Если мотор не запускается или слишком медленно набирает обороты, в схему вводят пусковой конденсатор, подключаемый через кнопку «Пуск». Обычно на схемах провода, предназначенные для подключения этой кнопки в режиме реверса, обозначаются фиолетовым цветом. Если реверс не нужен, кнопка с проводами и правый пусковой конденсатор в схему не вводятся. Для запуска двигателя, рассчитанного на 220В, конденсаторы не нужны.

Выбор конденсаторов для электромоторов

Для подключения трехфазных электромоторов к бытовой сети нужно использовать только модели типа МБГЧ, МБПГ, МБГО и БГТ с рабочим напряжением (U раб.) минимум 300 вольт. Обозначение и величина емкости конденсатора указываются на его корпусе.

Расчет емкости

• Для подключения звездой используют формулу Сраб.=2800х(I/U), а для подключения треугольником – Сраб.=4800х(I/U), где Сраб. – это емкость рабочего конденсатора в мкФ, I – потребляемый мотором ток (по паспорту), U – напряжение сети, равное 220 вольтам. Емкость пусковых конденсаторов, обычно превышающую емкость рабочих конденсаторов вдвое-втрое, подбирают экспериментальным путем.
• Расчет надо составлять на номинальную мощность, поскольку при работе в половину силы электромотор будет нагреваться. Для уменьшения тока в обмотке необходимо уменьшить емкость рабочего конденсатора. Если емкости не хватает до необходимой, электродвигатель будет развивать низкую мощность.
• Лучше всего начинать подбор конденсатора для трехфазного электродвигателя с наименьшего допустимого значения емкости, и постепенно увеличивать показатель до оптимальной величины.
• При долгой работе без нагрузки электромотор, переделанный с 380В на 220В, сгорит.
• После отключения агрегата на выводах конденсаторов долго сохраняется напряжение опасной величины, поэтому их надо ограждать во избежание случайного прикосновения.
• Необходимо разряжать конденсаторы каждый раз перед началом их эксплуатации.
• Трехфазный электромотор мощностью свыше 3кВт нельзя подключать к домашней электросети на 220 вольт, потому что при неправильно подобранной защите будет плавиться изоляция проводов и выбиваться пробки, в худшем случае возможно возгорание.

При соблюдении вышеперечисленных правил и рекомендаций подключение трехфазного электродвигателя к бытовой сети не представляет сложности. Не следует только забывать о технике безопасности.

Пусковой конденсатор для электродвигателя — подбор, расчет и подключение

Из статьи читатели узнают о том, как подобрать конденсаторы к электродвигателю, чтобы получился привод с оптимальными характеристиками.

Питание обычного синхронного и асинхронного двигателя осуществляется от сети переменного напряжения. Существуют также и «необычные» движки, например, питающиеся от бортовой сети транспортных средств или от специальных генераторов. Принцип их работы такой же, но частота питающего напряжения, как правило, заметно больше 50 Гц.

В электродвигателе переменного тока статор обеспечивает пространственное перемещение магнитного поля. Без этого ротор не сможет начать вращение самостоятельно.

Роль конденсаторов в электроприводе

Если напряжение питания однофазное, с помощью конденсатора можно получить в статоре перемещение магнитного поля. Для этого в нем нужна дополнительная обмотка. Она подключается через конденсатор. Величина его емкости прямо пропорционально влияет на пусковой крутящий момент. Если измерять его величину (ось ординат) соответственно увеличению емкости (ось абсцисс), получится кривая. С определенного значения величины емкости приращение момента станет все меньше и меньше.

Величина емкости, начиная с которой приращение крутящего момента заметно уменьшается, будет оптимальной для пуска данного мотора. Но для разогнанного движка и его продолжительной работы пусковой конденсатор всегда слишком велик своей емкостью. Для поддержания стабильной работы электродвигателя применяется рабочий конденсатор. Его емкость меньше, чем у пускового. Правильно подобрать рабочий конденсатор также можно экспериментально.

Как определить оптимальную величину емкости

Для этого потребуется несколько конденсаторов, соединяемых параллельно. По ходу соединений амперметром измеряется ток, потребляемый электромотором. Он будет уменьшаться по мере увеличения суммарной емкости. Но с определенной величины ее ток начнет увеличиваться. Минимальному значению величины силы тока соответствует оптимальное значение емкости рабочего конденсатора. Для нормальной работы движка применяются два конденсатора с возможностью параллельного соединения между собой. Схема подключения, содержащая пусковой и рабочий конденсатор, показана далее.

Схемы движков с пусковым и рабочим конденсаторами

При пуске они соединяются, образуя наилучшую по величине емкость для разгона движка. Зачем применять отдельный пусковой конденсатор такой же емкости, если установка получится неоправданно громоздкой. Поэтому выгодно использовать емкость, составленную из двух частей. Хотя в нее входит и рабочий конденсатор, он при пуске становится частью пускового виртуального конденсатора. А отключаемые так и называются — пусковые конденсаторы.

Расчет рабочей емкости

Экспериментальное определение емкости конденсаторов наиболее точное. Однако эксперименты эти занимают немалое время и довольно трудоемки. Поэтому на практике в основном используются оценочные методы. Для них потребуется значение мощности движка и коэффициенты. Они соответствуют схеме «звезда» (12,73) и «треугольник» (24). Величина мощности необходима для расчета силы тока. Для этого ее паспортное значение делится на 220 (величина действующего напряжения электросети). Мощность принимается в ваттах.

• Полученное число умножается на соответствующий коэффициент и дает величину микрофарад.

Подбор пусковой емкости

Но упомянутым способом определяется емкость рабочего конденсатора. Если движок задействован в электроприводе, с ним он может не запуститься. Потребуется дополнительный пусковой конденсатор. Чтобы не утруждать себя, выполняя подбор, можно начать с такого же по величине емкости. Если двигатель так и не запускается из-за нагрузки со стороны привода, надо добавлять параллельно конденсаторы для запуска электродвигателя.

После каждого подсоединяемого экземпляра нужно подавать напряжение на движок для проверки запуска. После пуска движка последний из подсоединенных конденсаторов завершит формирование емкости, необходимой для двигателя в режиме запуска. Если по какой-либо причине после пребывания в подсоединенном состоянии к электросети конденсатор отсоединяется от нее, его надо обязательно разрядить.

Для этого следует использовать резистор номиналом в несколько килоом. Предварительно, перед тем как подключить, его выводы надо согнуть так, чтобы их концы получились на том же расстоянии, что и клеммы. Резистор берут за один из выводов пассатижами с изолированными рукоятками. Прижимая выводы резистора к клеммам на несколько секунд, разряжают конденсатор. После этого желательно удостовериться мультиметром-вольтметром, сколько вольт на нем. Желательно, чтобы напряжение либо обнулилось, либо осталось менее 36 В.

Металлобумажные и пленочные конденсаторы

Величина 220 В напряжения сети переменного тока, используемая для технических характеристик двигателей, соответствует действующему значению. Но при нем амплитудное значение напряжения составит 310 В. Именно до этого уровня будет заряжаться конденсатор электродвигателя. Поэтому номинальное напряжение пускового и рабочего конденсатора выбирается с запасом и составляет не менее 350 вольт. Наиболее надежными разновидностями их являются металлобумажные и металлопленочные конденсаторы.

Но их размеры велики, а емкости одного конденсатора недостаточно для большинства промышленных движков. Например, для движка мощностью 1 кВт только рабочая емкость получается равной 109,1 мкФ. Следовательно, пусковая емкость получится более чем в 2 раза больше. Чтобы выбрать конденсатор нужной емкости, например, для движка 3 кВт при наличии уже выбранного экземпляра для мощности 1 киловатт, его можно взять за основу. В этом случае один конденсатор заменяется тремя, подключенными параллельно.

Для работы движка нет разницы, какие конденсаторы — один или три — задействованы при включении. Но выбирать лучше три. Этот вариант отличается экономичностью, несмотря на большее число соединений. Перенапряжение повредит только один из трех. И его замена обойдется дешевле. Один большой конденсатор при замене будет отличаться существенно более высокой ценой.

Далее показаны изображения и размеры конденсаторов металлобумажной и металлопленочной структуры и размеры их для того, чтобы можно было оценить габариты конденсаторной батареи на их основе.

Металлобумажный конденсатор Габариты металлобумажного конденсатора

Если нужен оптимальный по размеру экземпляр, его подбирают в таблице по приведенным данным.

Металлопленочный конденсатор

Электролитические конденсаторы

Рассматриваемые металлопленочные конденсаторы стабильны, надежны и долговечны при соблюдении правильных условий эксплуатации, среди которых важнейшим параметром является напряжение. Но в электросети в результате коммутации потребителей, а также по другим причинам возможны перенапряжения. Если происходит пробой изоляции обкладок, они становятся непригодными для дальнейшей работы. Но подобное происходит не часто и основной проблемой применения этих моделей являются габариты.

Более компактной альтернативой могут быть электролитические конденсаторы (т.н. электролиты). Они имеют существенные отличия своими меньшими размерами и структурой. Поэтому могут заменить несколько единиц металлобумажных на 1 электролит. Но свойства их структуры ограничивают продолжительность срока службы. Хотя есть и положительная сторона — самовосстановление после пробоя.  Продолжительная работа электролитов на переменном токе невозможна. Он нагреется и, в конце концов, разрушится, по крайней мере, предохранительный клапан. А то и корпус.

Электролиты для движков

Чтобы предотвратить подобные происшествия, необходимо подсоединить диоды. Подключение пускового конденсатора с диодами делается, как показано далее на изображении. Но это не значит, что можно применить любую из моделей электролитов с напряжением 350 В или больше. Уровень пульсаций и частота их строго регламентированы. Если происходит превышение этих параметров, начинается нагрев. Конденсатор может выйти из строя. Для запуска и работы двигателей изготавливаются специальные электролиты с диодами внутри. Необходимо применять для движков только такие модели.

Как правильно подключить диод

Причем из-за пульсаций напряжения не все электролиты могут выполнять функцию рабочей емкости. Их чаще используют при пуске с последующим отключением. 

Реальный промышленный электропривод с конденсаторами

Для рабочих емкостей делаются специальные электролитические модели, устойчивые к пульсациям. Металлобумажные и пленочные пусковые конденсаторы для электродвигателей в этом отношении намного выносливее. Поэтому если необходима надежность, лучше применить их. Но это будет в ущерб габаритам электропривода.

Похожие статьи:

Как работает конденсатор в электродвигателе — Про дизайн и ремонт частного дома

Конденсаторные двигатели — устройство, принцип действия, применение

В этой статье поговорим о конденсаторных двигателях, которые по сути являются обычными асинхронными, отличающимися лишь способом подключения к сети. Затронем тему подбора конденсаторов, разберем причины необходимости точного подбора емкости. Отметим основные формулы, которые помогут в приблизительной оценке требуемой емкости.

Конденсаторным двигателем называется асинхронный двигатель, в цепь статора которого включена дополнительная емкость, с целью создать сдвиг фаз тока в обмотках статора. Зачастую это касается однофазных цепей при использовании трехфазных или двухфазных асинхронных двигателей.

Обмотки статора асинхронного двигателя физически сдвинуты друг относительно друга, и одна из них включается непосредственно в сеть, в то время как вторая, либо вторая и третья подключаются к сети через конденсатор. Емкость конденсатора подбирается так, чтобы сдвиг фаз токов между обмотками получился бы равным или хотя бы близким к 90°, тогда ротору будет обеспечен максимальный вращающий момент.

При этом модули магнитной индукции обмоток должны получиться одинаковыми, чтобы магнитные поля обмоток статора оказались бы сдвинуты относительно друг друга так, чтобы суммарное поле вращалось по кругу, а не по эллипсу, увлекая за собой ротор с наибольшей эффективностью.

Очевидно, ток и его фаза в подключенной через конденсатор обмотке связаны как с емкостью конденсатора, так и с эффективным импедансом обмотки, который в свою очередь зависит от скорости вращения ротора.

При старте двигателя импеданс обмотки определяется лишь ее индуктивностью и активным сопротивлением, поэтому он относительно мал в момент пуска, и здесь нужен конденсатор большей емкости для обеспечения оптимального пуска.

Когда же ротор разгонится до номинальных оборотов, магнитное поле ротора станет индуцировать в обмотках статора ЭДС, которая будет направлена против питающего обмотку напряжения — эффективное сопротивление обмотки теперь растет, и требуемая емкость снижается.

При оптимально подобранной емкости в каждом режиме (пусковой режим, рабочий режим) магнитное поле будет круговым, и здесь имеет значение как скорость вращения ротора, так и напряжение, и число витков обмотки, и подключенная в текущий момент емкость. Если оптимальное значение какого-нибудь параметра нарушено, поле становится эллиптическим, характеристики двигателя соответственно падают.

Для двигателей разного назначения схемы подключения емкостей разные. Когда требуется значительный пусковой момент, применяют конденсатор большей емкости, чтобы обеспечить оптимальные ток и фазу именно в момент пуска. Если пусковой момент не особо важен, то внимание уделяют только созданию оптимальных условий рабочего режима, при номинальной скорости вращения, и емкости подбирается для номинальных оборотов.

Довольно часто для качественного пуска применяют пусковой конденсатор, который на время запуска подключается параллельно рабочему конденсатору относительно малой емкости, чтобы вращающееся магнитное поле и при пуске было круговым, затем пусковой конденсатор отключают, и двигатель продолжает работу только с рабочим конденсатором. В особых случаях прибегают к набору конденсаторов с возможностью переключения для разных нагрузок.

Если пусковой конденсатор случайно не будет отключен после выхода двигателя на номинальные обороты, сдвиг фаз в обмотках уменьшится, не будет уже оптимальным, и магнитное поле статора станет эллиптическим, что ухудшит рабочие характеристики двигателя. Крайне важно правильно подобрать пусковую и рабочую емкости, чтобы двигатель работал эффективно.

На рисунке показаны типичные схемы включения конденсаторных двигателей, применяемые на практике. Например рассмотрим двухфазный двигатель с короткозамкнутым ротором, статор которого имеет две обмотки для питания в двух фазах А и В.

В цепь дополнительной фазы статора включен конденсатор С, поэтому токи IA и IВ текут в обеих обмотках статора в двух фазах. Наличием емкости добиваются фазового сдвига токов IA и IВ в 90°.

Векторная диаграмма показывает, что суммарный ток сети образован геометрической суммой токов обеих фаз IA и IВ. Подбором емкости С добиваются такого сочетания с индуктивностями обмоток, чтобы фазовый сдвиг токов получился именно 90°.

Ток IA запаздывает относительно приложенного сетевого напряжения UА на угол φА, а ток IВ — на угол φВ относительно напряжения UB, приложенного к зажимам второй обмотки в текущий момент. Угол между напряжением сети и напряжением, приложенным ко второй обмотке составляет 90°. Напряжение на конденсаторе UС образует угол 90° с током IВ.

По диаграмме видно, что полная компенсация фазового сдвига при φ = 0 достигается тогда, когда реактивная мощность потребляемая двигателем из сети равна реактивной мощности конденсатора С. Рядом на рисунке показаны типичные схемы включения трехфазных двигателей с конденсаторами в цепях обмоток статоров.

Промышленностью сегодня выпускаются конденсаторные двигатели на базе двухфазных. Трехфазные легко модифицируются вручную для питания от однофазной сети. Встречаются и мелкосерийные трехфазные модификации, уже оптимизированные при помощи конденсатора под однофазную сеть.

Часто такие решения можно встретить в бытовых приборах, таких как посудомоечные машины и комнатные вентиляторы. Промышленные циркуляционные насосы, воздуходувки и дымососы также часто используют в своей работе конденсаторные двигатели. Если требуется включить трехфазный двигатель в однофазную сеть — применяют фазосдвигающий конденсатор, то есть опять же переделывают двигатель в конденсаторный.

Для приблизительного расчета емкости конденсатора применяют известные формулы, в которые достаточно подставить напряжение питания и рабочий ток двигателя, и легко вычислить необходимую емкость для соединения обмоток звездой или треугольником.

Для нахождения рабочего тока двигателя достаточно прочитать данные на его шильдике (мощность, кпд, косинус фи), и так же подставить в формулу. В качестве пускового конденсатора принято устанавливать конденсатор в два раза большей емкости, чем рабочий.

К преимуществам конденсаторных двигателей, по сути — асинхронных, относится главным образом одно — возможность включить трехфазный двигатель в однофазную сеть. Из недостатков — необходимость оптимальной емкости под конкретную нагрузку, и недопустимость питания от инверторов с модифицированной синусоидой.

Надеемся, что эта статья была для вас полезной, и теперь вы понимаете, для чего асинхронным двигателям конденсаторы, и как подбирать их емкость.

Как подключить электродвигатель через конденсатор: все способы включения

Чтобы подключить трехфазный двигатель к однофазной сети используют конденсаторы для запуска электродвигателей. Они могут быть разной модификации, поэтому вопрос о том, как их правильно рассчитать и на что обращать внимание при выборе, совсем не праздный. Перед тем как ответить на вопрос, какой конденсатор необходим, стоит вспомнить, что же это вообще такое?

Устройство и принцип работы

Устройство конденсатора и его изображение на схемах

Конденсатор использует свойство проводников заряжаться, находясь на близком расстоянии друг от друга. Это называется поляризацией. Но чтобы этот заряд можно было снять, используют две пластины, одна напротив другой, с диэлектриком между ними. Если их разъединить, заряд снять не удастся.

Современные технологии позволяют выпускать емкостные приборы всевозможных моделей и назначений. Это и приборы, работающие только в цепях постоянного тока, и для запуска электродвигателей, и выравнивающие модели. Все, что остается конечному потребителю – выбрать подходящий, произвести расчет параметров и поставить в электрическую схему.

Практическое применение

Электродвигатели делятся на две большие категории: постоянного и переменного тока. Каждая категория, в свою очередь, тоже имеет свои деления. Как пример, электромашины переменного тока: однофазные и трехфазные, синхронные и асинхронные, с фазным ротором и короткозамкнутые. Многие из этих моделей можно подключать к сети различным образом, отличающимся от паспортных данных.

Во многих случаях используют фазосдвигающий конденсатор, который позволяет произвести пуск двигателя в однофазной сети 220в. Чтобы рассчитать его значения, необходимо учитывать некоторые параметры, а именно: какой тип электродвигателя используется, его мощность, потребляемый ток. Однофазная сеть в нашей местности преимущественно 220 вольт, поэтому расчет емкостей тоже будет описан именно для этого напряжения.

Существует большой выбор типов этих накопительных приборов. Очень хорошо, если кроме расчета параметров, учитывается также этот момент.

Самый удачный вариант – бумажный, типа МБГЧ. Его цена, в зависимости от емкости, будет несколько варьироваться, однако всегда можно найти элементы б/у. В некоторых случаях допустимо использовать приборы постоянного тока, однако стоит знать о некоторых особенностях их использования.

Трехфазная сеть

Трехфазные двигатели

Схема включения трехфазных электродвигателей по звезде

Основные схемы включения трехфазных электродвигателей: звезда и треугольник. Для их работы предпочтительнее будет «треугольник». Формула расчета: Сраб.=k*Iф / U сети. Теперь немного подробнее.

• Iф – значение тока, которое потребляет электродвигатель в номинальном режиме. Проще всего посмотреть на нем самом. Иногда, если есть возможность, измерить клещами.
• Uсети – с этим все понятно. Это напряжение питания – 220 вольт.
• K – специальный коэффициент. Для треугольника он равен 4800, а для звезды – 2800. Он просто подставляется к формуле расчета.

В некоторых случаях, а именно когда пусковые характеристики достигают значительных величин (пуск двигателя под нагрузкой), необходимо использовать дополнительные, пусковые, конденсаторы для запуска электродвигателя. Их параметры считают так: берут рабочий элемент и умножают его значения на 2,5…3. Также рабочее напряжение этой запчасти должно быть минимум в 1,5 раза выше сетевого.

Стоит отметить, что при включении трехфазного двигателя к 220в происходит потеря мощности до 30% и с этим ничего не сделать.

Однофазные двигатели

Также существует большая группа асинхронных машин, изначально рассчитанных на работу в однофазной сети. Их, как правило, подключают на 220 вольт, но это не значит, что все так гладко. Хотя они, в отличие от трехфазников, момент не теряют, однако момент пусковой у них достаточно низок, а значит конденсаторы необходимы и для этих двигателей.

На поверку, это двухфазные электродвигатели: у них две обмотки, смещенные на 90 градусов друг относительно друга. И если подать 220в с таким же смещением, то никакой фазосдвигатель для запуска не нужен!

Но такого не происходит и поэтому для его запуска на 220 нужен пусковой элемент

Один конденсатор рабочий, для постоянного подключения, другой – пусковой. Он отключается после разгона электродвигателя до расчетных значений и больше схеме 220 вольт не нужен. В качестве приборов запуска на 220в применяются только в приводах до 1 кВт. Дело в том, что при более высоких мощностях цена на необходимые фазосдвигатели настолько высока, что их применение экономически невыгодно.

Что касается расчета основной емкости, то можно пользоваться такой зависимостью: на каждые 100 ватт берется 1 мкФ. Дальше – дело арифметики уровня второго класса. Значение пускового прибора – в 2…2,5 раза выше.

Обратите внимание! Это не значение отдельного конденсатора, а общей емкости Сраб+Спуск.!

Для 220 вольт необходимо брать элементы запуска с напряжением хотя бы на 450 вольт, так как на них напряжение отличается от сетевого 220в!

Другие виды двигателей

Какой конденсатор необходим для запуска двигателя постоянного тока? Такие двигатели в емкостных элементах для этой цели не нуждаются. Их ставят на щеточный механизм для того, чтобы устранить искрение и помехи в сеть. Работают же такие электрические машины несколько по иному принципу.

Электролитические емкости

Схема электролитического катализатора

В некоторых маломощных двигателях для их запуска в работу используют электролитические конденсаторы. Иногда некоторые неопытные электрики, увидев такое устройство у соседа, сталкиваются с проблемой: нагрев и взрыв элемента. В чем же дело, какой вариант необходим?

Электролитические конденсаторы – приборы постоянного напряжения. Для использования их в качестве фазосдвигающих элементов необходимо выполнить подключение по специальной схеме.

При параллельном соединении емкость суммируется, при последовательном – вычитается. Однако для кратковременного включения на 220в такие элементы использовать допускается.

Конденсаторы, несмотря на кажущуюся простоту, требуют тщательного подбора. При включении двигателя к 220 вольтам нужно все внимательно посчитать, выбрать нужные элементы и тогда проблем не возникнет.

Конденсатор для пуска электродвигателя

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.

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.

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

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:

• 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.

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.

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.

Пусковой конденсатор для электродвигателя – Electrointer

Пусковой конденсатор – устройство, необходимое для стабильной работы электродвигателя. Он начинает работать непосредственно в момент старта электромотора, так как именно в это время на двигатель действует наибольшая нагрузка. Как только двигатель выходит на рабочую частоту, пусковой конденсатор отключается и больше не используется до следующего запуска. Он отвечает только за запуск двигателя под нагрузкой, также он обеспечивает сдвиг фаз меж пусковой и рабочей обмоткой.

Конструкция и назначение пускового конденсатора

Конденсатор представляет собой устройство, способное накапливать электрический заряд: он состоит из двух проводящих пластик, расположенных на небольшом отдалении друг от друга и разделенных диэлектрическим материалов. Все конденсаторы обладают несколькими характерными особенностями:

• Специальный материал выполняет функции диэлектрика. Для конденсаторов пускового типа эту роль часто играет оксидная пленка, которая наносится на электрод.
• Полярные накопители отличаются небольшими габаритными размерами, которые сочетаются с внушительной емкостью.
• Неполярные конденсаторы больше по размеру, однако их можно устанавливать в цепь, не учитывая полярность.

Пусковой конденсатор двигателя выполняет несколько функций: он повышает показатели магнитного потока и пусковой момент, в результате работоспособность электромотора улучшается. Если этого элемента нет в системе, срок эксплуатации двигателя значительно сокращается, в его работе намного раньше возникнут различные неполадки.

Схема подключения двигателя с пусковым конденсатором

Пусковой конденсатор для электродвигателя играет важную защитную роль, поэтому он является обязательным компонентом схемы. При сборке цепи питания необходимо учитывать несколько обязательных моментов:

• В цепи присутствует рабочий конденсатор, он используется в течение всего времени работы электродвигателя.
• Перед рабочим конденсатором предусматривается разветвление, идущее на выключатель. Он отвечает запуск электродвигателя.
• Пусковой конденсатор подключается к цепи после конденсатора. При подаче сигнала он успевает начать работать в течение нескольких секунд, в то время как ротор начинает набирать обороты.
• Электрическая цепь от обоих конденсаторов идет к электромотору.

Таким образом пусковой и рабочий конденсатор подключаются к цепи параллельно, но первый работает только несколько секунд до выхода двигателя на рабочий уровень показателей, а второй – в течение всего времени эксплуатации двигателя.

Помощь при выборе пусковых конденсаторов

АО «Электроинтер» поможет подобрать и купить пусковой конденсатор подходящей емкости. Сотрудники компании предоставят подробную информацию по работе электрической цепи и помогут определиться с выбором оборудования. Получите необходимые консультации специалистов, чтобы обеспечить стабильную работу двигателя и защитить его от износа.

---

Однофазный асинхронный двигатель: принцип работы

Особенности устройства и работы

Двигатель имеет простое устройство. Статор укомплектован двумя обмотками: первая обмотка — основная, т.е. рабочая, вторая обмотка — пусковая, которая работает только во время запуска мотора.

Если сравнивать с другими двигателями, у однофазного асинхронного мотора нет момента впуска. Если присмотреться, ротор внешне напоминает клетку для грызунов. Ток одной фазы создает магнитное поле, которое состоит из двух полей. При включении двигателя ротор остается без движения.

Расчет результирующего момента при неподвижном роторе находится в основе магнитных полей, которые образуют два вращающих момента.

Расчет:

Mn = М1 — М2

М — противоположные моменты;

n — частота вращения.

Асинхронный однофазный двигатель: принцип работы

При задействовании неподвижной части наступает вращающий момент. Поскольку он возникает только после запуска, мотор укомплектован отдельным пусковым устройством.

У однофазного асинхронного мотора есть немало отличий от, к примеру, трехфазных. Если говорить об основных, стоит отметить особенности статора. На пазах предусмотрена двухфазная обмотка: основная, т.е. рабочая, и пусковая.

Магнитные оси расположены друг к другу перпендикулярно. При работе основная фаза не вызывает вращение ротора, ось магнитного поля остается неподвижной.

Для расчета обмоток статора разработаны специальные программы.

Какие бывают типы однофазных двигателей

На сегодня существуют следующие типы однофазных асинхронных моторов: с конденсаторным и бифилярным механизмом. У каждого из механизмов свои особенности, достоинства и недостатки.

Бифилярный пуск

Бифилярная обмотка в постоянном режиме не используется, поскольку при таком использовании падает значение КПД. С увеличением оборотов, она обрывается. Обмотка пуска включается на пару секунд, расчет работы по 3 сек до 30 раз в час. Если будет превышен запуск, витки перегреются.

Конденсаторный пуск

Фаза расщепленная, цепь вспомогательной обмотки начинает работать при запуске. Для того, чтобы был достигнут пусковой момент, необходимо создать круговое магнитное поле. Для наилучшего пускового момента используется конденсатор. Моторы с включенными конденсаторами в цепи называются конденсаторными и работают на основе вращения поля магнитов. У конденсаторного мотора предусмотрено две катушки, которые находятся под постоянным напряжением.

Основные принципы работы

В основе принципа работы находится короткозамкнутый ротор. Магнитное поле имеет вид двух кругов с противоположными последовательностями, они двигаются в разные стороны с одинаковой скоростью. Достаточно разогнать ротор в нужную сторону, чтобы он продолжил движение в ту же сторону.

Именно поэтому для запуска однофазного асинхронного двигателя используют кнопку пуска. С ее нажимом статор начинает работу. Токи заставляют вращаться магнитное поле, в воздушном зазоре появляется магнитная индукция. Всего спустя несколько секунд разгон ротора равняется номинальной скорости.

Если кнопку пуска отпустить, электродвигатель переходит с режима двух фаз на одну фазу. Однофазный режим поддерживается за счет переменного поля магнитов, которое из-за скольжения вращается быстрее ротора.

Схема центробежного выключателя

Для эффективной работы однофазного асинхронного двигателя принято встраивать центробежный выключатель, а также реле с замыкающими контактами. Выключатель прерывает пуск статорной обмотки при достижении номинальной скорости ротора. Тепловое реле отключает двухфазную обмотку при перегреве. Это оптимальная комплектация мотора, которая обеспечит безопасную и надежную работу оборудования на долгие годы.

Изменение направления роторного вращения происходит при перемене направления тока в любой из фаз обмотки при запуске. Для этого достаточно нажать пусковую кнопку и переустановить одну или две металлические пластины. Для образования фазового сдвига необходимо добавить в цепь конденсатор или дроссель, резистор.

При запуске двигателя работает две фазы, потом — только одна. Как видите, асинхронный однофазный двигатель принцип работы имеет достаточно простой и понятный. В отличие от других моторов, с ним просто и легко работать.

В чем достоинства однофазного асинхронного двигателя:

• доступная цена;
• простая конструкция;
• небольшой вес, компактность;
• большая двигательная способность из-за отсутствия коллектора;
• питание от синусоидальной сети.

В чем недостатки однофазного асинхронного двигателя:

• небольшой диапазон регулировки частоты вращения;
• отсутствие или небольшой пусковой момент, низкий КПД.

Как соединить пусковой конденсатор — MOREREMONTA

На промышленных объектах особых проблем, как подключить электродвигатель, не испытывают, там подводится трехфазная сеть. Работают асинхронные электродвигатели с тремя подключенными обмотками, расположенными по периметру цилиндрического статора. На каждую обмотку подсоединяемого двигателя производятся включения отдельной фазы, схема подключения электродвигателя обеспечивает сдвиг фаз переменного тока, создает крутящий момент, и моторы успешно вращаются.

В случае с бытовыми условиями на жилых объектах в частных домах и квартирах трехфазных электрических линий нет, прокладываются однофазные сети, где напряжение 220 вольт. Поэтому однофазный асинхронный двигатель подключается по другой схеме, требуется устройство с пусковой обмоткой.

Конструкция и принцип работы

Подключают электродвигатель через конденсатор по причине, что одна обмотка на статоре электродвигателя на 220 В с переменным током создает магнитное поле, которое компенсирует свои импульсы за счет смены полярности с частотой 50 Гц. В этом случае движок гудит, ротор остается на месте. Для создания крутящего момента делают дополнительные подсоединения пусковых обмоток, где электрический сдвиг по фазе будет 90° по отношению к рабочей обмотке.

Не путайте геометрические понятия угла расположения с электрическим сдвигом фаз. В геометрическом измерении обмотки в статоре размещаются друг напротив друга.

Чтобы осуществить это технически, конструкция электромотора предусматривает большое количество механических деталей и составляющих электрической схемы:

• статор с основной и дополнительной обмоткой пуска;
• короткозамкнутый ротор;
• борно с группой контактов на панели;
• конденсаторы;
• центробежный выключатель и многие другие элементы, показанные выше на рисунке.

Рассмотрим, как подключить однофазный двигатель. С целью смещения фаз последовательно в пусковую обмотку включается конденсатор, при подключении однофазного асинхронного электродвигателя круговое магнитное поле наводит в роторе токи. Совокупность силы полей и токов создают вращающий импульс, прилагаемый к ротору, он начинает вращаться.

Схемы подключения

Варианты подключения двигателя через конденсатор:

• схема подключения однофазного двигателя с использованием пускового конденсатора;
• подключение электродвигателя с использованием конденсатора в рабочем режиме;
• подключение однофазного электродвигателя с пусковым и рабочим конденсаторами.

Все эти схемы успешно применяются при эксплуатации асинхронных однофазных двигателей. В каждом случае есть свои достоинства и недостатки, рассмотрим каждый вариант более подробно.

Схема с пусковым конденсатором

Идея заключается в том, что конденсатор включается в цепь только при пуске, используется пусковая кнопка, которая размыкает контакты после раскрутки ротора, по инерции он начинает вращаться. Магнитное поле основной обмотки поддерживает вращение длительное время. В качестве кратковременного переключателя ставят кнопки с группой контактов или реле.

Поскольку схема кратковременного подключения однофазного двигателя через конденсатор предусматривает кнопку на пружине, которая при отпускании размыкает контакты, это дает возможность экономить, провода пусковой обмотки делают тоньше. Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. В некоторых конструкциях ставят центробежный выключатель, который при достижении определенной скорости вращения размыкает контакты.

Схемы и конструкции регулировки скорости вращения и предотвращения перегрузок электродвигателя на автомате могут быть различны. Иногда центробежный выключатель устанавливается на валу ротора или на других элементах, вращающихся от него с прямым соединением, или через редуктор.

Под действием центробежных сил груз оттягивает пружины с контактной пластиной, при достижении установленной скорости вращения замыкает контакты, переключатель реле обесточивает двигатель или подает сигнал на другой механизм управления.

Бывают варианты, когда тепловое реле и центробежный выключатель устанавливаются в одной конструкции. В этом случае тепловое реле отключает двигатель при воздействии критической температуры или усилиями раздвигающегося груза центробежного выключателя.

В связи с особенностями характеристик асинхронного двигателя конденсатор в цепи дополнительной катушки искажает линии магнитного поля, от круглой формы до эллиптической, в результате этого потери мощности увеличиваются, снижается КПД. Пусковые характеристики остаются хорошие.

Схема с рабочим конденсатором

Отличие этой схемы в том, что конденсатор после пуска не отключается, и вторичная обмотка на протяжении всей работы импульсами своего магнитного поля раскручивает ротор. Мощность электродвигателя в этом случае значительно увеличивается, форму электромагнитного поля можно попытаться приблизить от эллиптической формы к круглой подбором емкости конденсатора. Но в этом случае момент пуска более продолжительный по времени, и пусковые токи больше. Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок. Если они будут меняться, то и все параметры будут не постоянными, для стабильности формы линий магнитного поля можно установить несколько конденсаторов с различными емкостями. Если при изменении нагрузки включать соответствующую емкость, это улучшит рабочие характеристики, но существенно усложняет схему и процесс эксплуатации.

Комбинированная схема с двумя конденсаторами

Оптимальным вариантом для усреднения рабочих характеристик является схема с двумя конденсаторами — пусковым и рабочим.

Установка и подбор компонентов

Конденсаторы имеют немалые габариты, поэтому не всегда помещаются во внутреннюю часть борно (распределительная коробка на корпусе электродвигателя).

В зависимости от места установки и других условий эксплуатации конденсаторы могут располагаться на внешней стороне двигателя рядом с коробкой расключения. В некоторых случаях конденсаторы выносят в отдельный корпус, расположенный недалеко от электродвигателя.

Величину емкости конденсаторов в идеальном случае с постоянной токовой нагрузкой можно рассчитать, но в большинстве случаев нагрузка нестабильна, и методика расчетов сложная. Поэтому опытные электрики руководствуются статистикой и практическим опытом:

• для конденсаторов рабочей схемы емкость выбирается 0,75 мкФ на 1 кВт мощности;
• для пусковых конденсаторов 1,8–2 мкФ на кВт мощности, при этом надо учитывать скачки напряжения в период пуска и остановки — они колеблются в пределах 300–600 В. Поэтому по напряжению конденсатор должен быть как минимум 400 В.

Вообще при выборе схемы и конденсаторов на однофазный двигатель надо руководствоваться назначением двигателя и условиями эксплуатации. Когда нужно быстро раскрутить двигатель, используется схема с пусковым конденсатором. При необходимости иметь в процессе эксплуатации большую мощность и КПД применяют схему с рабочим конденсатором — обычно в однофазном конденсаторном двигателе для бытовых нужд небольшой мощности, в пределах 1 кВт.

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 n 2

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+n 2 )

U_c -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.

Тема очень востребованная и вызывающая множество вопросов. Для начала разберемся какие бывают асинхронные электродвигатели переменного тока и в каких случаях применяется подключение через конденсаторы. Затем рассмотрим схемы и формулы для выбора конденсаторов.

Двигатели по способу питания делятся на трехфазные и однофазные. Вначале разберемся с подключением через конденсатор трехфазного ЭД.

Коротенько про трехфазные асинхронные электродвигатели

Трехфазные асинхронные электродвигатели получили широкое применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, быту. ЭД состоит из статора, ротора, клеммной коробки, щитов с подшипниками, вентилятора и кожуха вентилятора.

Стягивающие шпильки я уже снимать не стал, чтобы добраться до статора с ротором. Но выпирающая часть, на которой сидит вентилятор и есть ротор. Ротор — вращающаяся часть, статор неподвижная (на рисунке его не видно).

Далее посмотрим на клеммник более внимательно. С одной стороны у нас С1-С2-С3, а ниже — С4-С5-С6. Это начала и концы обмоток фаз электродвигателя. У нас имеются три фазы, так как двигатель трехфазный — С1-С4, С2-С5, С3-С6. Также присутствует на фото ржавый болт заземления, он находится в клеммнике сверху слева.

Соединение, которое видно на фотографии называется “звезда”. Я уже писал про звезду и треугольник для трансформаторов — аналогично и для электродвигателей. Сбоку на фотографии я добавил как выглядит схематично звезда для данного электродвигателя и треугольник. Вся разница в расположении перемычек. Их комбинации определяют схему соединения ЭД.

работа трехфазного электродвигателя без одной фазы при постоянной нагрузке

Электродвигатель может работать от однофазной сети и без дополнительных мер и схем. Например, при повреждении одной из фаз. Однако, в данном случае произойдет снижение частоты вращения. Снижение частоты вращения приведет к увеличению скольжения, что в свою очередь вызовет увеличение тока двигателя.

А возрастание тока приведет к нагреву обмоток. При такой ситуации необходимо разгрузить ЭД до 50%. Работа в таком режиме возможна, однако, если двигатель остановится, то повторно пуститься уже не получится.

почему для пуска от однофазной сети используют именно конденсаторы

Повторный пуск не произойдет, так как магнитное поле статора будет пульсирующим и, коротко говоря, из-за направленности определенных векторов в противоположные стороны ротор будет неподвижен. Чтобы двигатель пустился, нам необходимо изменить расположение этих векторов. Для этого и используют элементы, которые сдвигают фазы векторов. Рассмотрим схему, которая реализует эту возможность.

На схеме мы видим, что обмотка разделилась на две ветви — пусковую и рабочую. Пусковая используется с начала пуска до разворота двигателя, затем отключается и используется только рабочая. Для отключения пусковой можно использовать кнопку, например. Нажал и держи пока не развернулся двигатель, а потом отпускай и цепочка разорвана.

Фазосдвигающими элементами могут выступать сопротивления или конденсаторы. Разница в применении тех или иных в форме магнитного поля. И если, говорить проще, то выбирают конденсаторы, так как при одном значении пускового момента, меньший пусковой ток будет при использовании конденсаторов.

А при одинаковых пусковых токах у схем с конденсатором будет больше начальный вращающий момент, то есть движок будет быстрее разгоняться, что несомненно лучше для эксплуатации.

Важно: подключение через конденсаторы производят для двигателей до 1,5кВ. Вычислено, что для более мощных ЭД стоимость емкостных элементов превысит стоимость самого движка, следовательно, их установка является нерентабельной. Хотя, если достать их нахаляву, что в нашем пространстве не редкость, то можно и попробовать.

как подключить электродвигатель через конденсатор

Так как конденсаторы выгоднее во многих смыслах для пуска ЭД, то разберем пару схемок пуска с применением конденсаторов. Для схемы соединения “треугольник” и для схемы соединения “звезда”.

Пусковая ветвь будет использоваться до момента разворота ЭД, рабочая — напротяжении всей работы двигателя.

конденсаторы для запуска электродвигателя

Логично будет далее разобраться, как рассчитать пусковой и рабочий конденсатор для двигателя. Для правильного подбора нам необходимо знать паспортные данные ЭД, или иметь шильду с заводскими значениями.

Существуют различные схемы и в каждой конденсаторы выбираются по своему. Для схем, приведенных выше выбор конденсаторов осуществляется по двум формулам:

Рабочая емкость = 2800*Iном.эд/Uсети

Рабочая емкость = 4800*Iном/Uсети

Пусковая емкость в обоих случаях принимается равной 2-3 от рабочей.

В формулах выше Iном — это номинальный ток фазы электродвигателя. Если посмотреть на табличку, где через дробь указываются два тока, то это будет меньший из них. Uсети — напряжение питающей сети(

220). Значит, вычислили мы ёмкость и следующим шагом нам надо знать напряжение на конденсаторе. Для схем приведенных на рисунках выше напряжение на конденсаторе равняется 1,15 от напряжения сети. Но это напряжение переменного тока, а для выбора конденсаторов надо знать напряжение постоянного тока. Тут нам и понадобится небольшая табличка:

Например, напряжение сети

220, умножаем на 1,15 получаем 253. В таблице смотрим переменка 250 соответствует постоянке 400В для емкости до 2мкФ, или 600В для емкостей 4-10мкФ. Нужно, чтобы номинальное напряжение конденсатора было равно или больше расчетного.

Далее, зная рабочее напряжение и требуемую емкость подбираем конденсаторы по параметрам: типы и нужное количество. Конденсаторы для пусковой цепи порой так и называются — пусковыми.

Вот так, шаг за шагом, мы разобрали как подключить трехфазный асинхронный электродвигатель в однофазную сеть и что для этого необходимо рассчитать и знать. Существуют и другие схемы для подключения двигателя через конденсатор, но эти вопросы рассмотрим в другой раз в другой статье.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Пусковой конденсатор двигателя | Приложения

Конденсаторы моторные

Асинхронные двигатели

переменного тока, также известные как асинхронные двигатели, используют вращающееся магнитное поле для создания крутящего момента. Трехфазные двигатели получили широкое распространение, поскольку они надежны и экономичны. Вращающееся магнитное поле легко достигается в трехфазных асинхронных двигателях, поскольку сдвиг фазового угла между отдельными фазами составляет 120 градусов. Однако однофазные двигатели переменного тока требуют внешней схемы, которая создает сдвиг фазового угла для создания вращающегося магнитного поля.Эта схема может быть реализована с использованием усовершенствованной силовой электроники или, проще говоря, с использованием конденсатора двигателя.

На видео ниже показано простое для понимания объяснение принципа работы асинхронного двигателя переменного тока.

Однофазные асинхронные двигатели переменного тока

Однокатушечные асинхронные двигатели переменного тока

Асинхронные двигатели

переменного тока обычно используют две или более катушек для создания вращающегося магнитного поля, которое создает крутящий момент на роторе. Когда используется одна катушка, она генерирует пульсирующее магнитное поле, которого достаточно для поддержания вращения, но недостаточно для запуска двигателя с места.Двигатели с одной катушкой должны запускаться с использованием внешней силы и могут вращаться в любом направлении. Направление вращения зависит от внешней силы. Если двигатель был запущен по часовой стрелке, он будет продолжать вращаться и набирать скорость по часовой стрелке, пока не достигнет максимальной скорости, которая определяется частотой источника питания. Точно так же он продолжит вращение против часовой стрелки, если первоначальное вращение было против часовой стрелки. Эти двигатели непрактичны из-за их невозможности самостоятельно надежно начать вращение.

Пусковой конденсатор асинхронных двигателей переменного тока

Одним из способов усовершенствования конструкции с одной катушкой является использование вспомогательной катушки последовательно с пусковым конденсатором двигателя. Вспомогательная катушка, также называемая пусковой катушкой, используется для создания начального вращающегося магнитного поля. Чтобы создать вращающееся магнитное поле, ток, протекающий через основную обмотку, должен быть в противофазе по отношению к току, протекающему через вспомогательную обмотку. Роль пускового конденсатора заключается в том, чтобы задерживать ток во вспомогательной обмотке, выводя эти два тока в противофазе.Когда ротор достигает достаточной скорости, вспомогательная катушка отключается от цепи с помощью центробежного переключателя, а двигатель остается запитанным от одной катушки, создающей пульсирующее магнитное поле. В этом смысле вспомогательную катушку в этой конструкции можно рассматривать как пусковую катушку, поскольку она используется только во время запуска двигателя.

Конденсатор пусковой / рабочий, асинхронные двигатели переменного тока

Другим способом дальнейшего улучшения конструкции однофазного асинхронного двигателя с одной катушкой является введение вспомогательной катушки, которая остается под напряжением не только во время фазы запуска двигателя, но и во время нормальной работы.В отличие от двигателя переменного тока, использующего только пусковой конденсатор двигателя, который создает пульсирующее магнитное поле во время нормальной работы, двигатели переменного тока, использующие пусковой конденсатор двигателя и рабочий конденсатор двигателя, создают вращающееся магнитное поле во время нормальной работы. Функция пускового конденсатора двигателя остается такой же, как и в предыдущем случае — он отключается от цепи после того, как ротор достигает заданной скорости с помощью центробежного переключателя. После этого вспомогательная обмотка остается запитанной через рабочий конденсатор двигателя.На рисунке ниже представлен этот тип конструкции.

Конденсаторы пуска и пуска двигателя

Пусковые конденсаторы

Конденсаторы запуска двигателя используются на этапе запуска двигателя и отключаются от цепи, когда ротор достигает заданной скорости, которая обычно составляет около 75% максимальной скорости для этого типа двигателя. Эти конденсаторы обычно имеют емкость более 70 мкФ. Они бывают разных номиналов напряжения, в зависимости от области применения, для которой они предназначены.

Рабочие конденсаторы

В некоторых конструкциях однофазных двигателей переменного тока используются рабочие конденсаторы двигателя, которые остаются подключенными к вспомогательной катушке даже после того, как пусковой конденсатор отключен центробежным переключателем. Эти конструкции работают, создавая вращающееся магнитное поле. Конденсаторы для работы двигателя предназначены для непрерывного режима работы и остаются под напряжением при включении двигателя, поэтому не используются электролитические конденсаторы, а вместо них используются полимерные конденсаторы с низкими потерями. Значение емкости рабочих конденсаторов обычно ниже, чем емкость пусковых конденсаторов, и часто находится в диапазоне 1.От 5 мкФ до 100 мкФ. Выбор неправильного значения емкости для двигателя может привести к неравномерному магнитному полю, которое может проявляться как неравномерная скорость вращения двигателя, особенно под нагрузкой. Это может вызвать дополнительный шум от двигателя, падение производительности и повышенное потребление энергии, а также дополнительный нагрев, который может вызвать перегрев двигателя.

Приложения

Пусковые и пусковые конденсаторы двигателя используются в однофазных асинхронных двигателях переменного тока. Такие двигатели используются, когда однофазный источник питания более практичен, чем трехфазный, например, в бытовых приборах.Однако они не так эффективны, как трехфазные асинхронные двигатели переменного тока. Фактически, однофазные двигатели переменного тока в 2-4 раза менее эффективны, чем трехфазные двигатели переменного тока, поэтому они используются только для менее мощных двигателей. Типичные области применения, в которых используются конденсаторы двигателя запуска и работы, включают электроинструменты, стиральные машины, сушильные барабаны, посудомоечные машины, пылесосы, кондиционеры и компрессоры.

Что такое конденсаторный пусковой конденсаторный двигатель? — его фазорная диаграмма и характеристики

Конденсаторный пусковой конденсаторный электродвигатель имеет ротор с сепаратором, а его статор имеет две обмотки, известные как основная и вспомогательная обмотки.Две обмотки смещены в пространстве на 90 градусов. В этом методе используются два конденсатора, один из которых используется во время пуска и известен как пусковой конденсатор. Другой используется для непрерывной работы двигателя и известен как RUN конденсатор.

Итак, этот двигатель называется Capacitor Start Capacitor Run Motor. Этот двигатель также известен как двухзначный конденсаторный двигатель. Схема подключения двухклапанного конденсаторного двигателя показана ниже

.

В этом двигателе два конденсатора, представленные C _S и C _R .При запуске два конденсатора подключаются параллельно. Конденсатор Cs — это пусковой конденсатор с кратковременным номиналом. Он почти электролитический. Для получения пускового момента требуется большой ток id. Следовательно, значение емкостного реактивного сопротивления X в пусковой обмотке должно быть низким. Поскольку, X _A = 1 / 2πfC _A , емкость пускового конденсатора должна быть большой.

Номинальный сетевой ток меньше пускового тока при нормальном рабочем состоянии двигателя.Следовательно, значение емкостного реактивного сопротивления должно быть большим. Поскольку, X _R = 1 / 2πfC _R, , значение рабочего конденсатора должно быть небольшим

Когда двигатель достигает синхронной скорости, пусковой конденсатор Cs отключается от цепи центробежным переключателем Sc. Конденсатор C _R постоянно включен в цепь, поэтому он известен как RUN Capacitor. Рабочий конденсатор рассчитан на длительный срок службы и изготовлен из маслонаполненной бумаги.

На рисунке ниже показана диаграмма Phasor конденсаторного пускового конденсаторного двигателя.

На рис. (А) показана векторная диаграмма, когда при запуске оба конденсатора находятся в цепи и ϕ> 90. Рис (b) показывает вектор, когда пусковой конденсатор отключен, и ϕ становится равным 90⁰.

Характеристика крутящего момента и скорости вращения двигателя двухзначного конденсаторного двигателя показана ниже.

Этот тип двигателя бесшумный и плавный. Они имеют более высокий КПД, чем двигатели, работающие только на основных обмотках. Они используются для нагрузок с большей инерцией, требующих частых запусков, когда максимальный момент отрыва и требуемый КПД выше.Двухзначные конденсаторные двигатели используются в насосном оборудовании, холодильном оборудовании, воздушных компрессорах и т. Д.

Зачем моему мотору конденсатор?

Автор: Andi

Если вы используете насос переменного тока для подъема воды из отстойника в верхний резервуар, скорее всего, он использует двигатель с короткозамкнутым ротором, для работы которого требуется конденсатор. Это верно для однофазных двигателей, где конденсатор создает искусственную вторую фазу, необходимую для генерации вращающегося магнитного поля и запуска вращения ротора.Как только ротор начинает вращаться, взаимодействие между статором и ротором поддерживает вращение магнитного поля.

Однофазный двигатель имеет первичную и вторичную обмотки. При подключении к источнику переменного тока без конденсатора обе обмотки создают магнитные поля одинаковой фазы, что приводит к нулевому крутящему моменту. Когда конденсатор подключен к вторичной обмотке последовательно, создаваемое им магнитное поле отстает от магнитного поля, создаваемого первичной обмоткой. Эта разница фаз создает пусковой момент, и двигатель начинает вращаться.

Конденсаторы, позволяющие двигателю начать вращение, называются пусковыми конденсаторами. Меньшие двигатели обычно имеют пусковой конденсатор, постоянно подключенный последовательно к вторичной обмотке. Большим двигателям требуется конденсатор большего размера, чтобы помочь им генерировать пусковой крутящий момент, но они работают более эффективно с небольшим конденсатором, называемым рабочим конденсатором. Часто оба конденсатора помещаются в одну и ту же банку, которая имеет три вывода вместо обычных двух. Такие двигатели имеют центробежный выключатель для отключения пускового конденсатора, когда двигатель достигает 70-75% своей полной скорости.Пусковые конденсаторы обычно имеют высокое значение 100 или более микрофарад, в то время как рабочие конденсаторы меньше, примерно 25-47 мкФ.

Вы найдете двигатели с большими пусковыми конденсаторами, которые используются в нескольких приложениях, где необходимо создать значительный крутящий момент, чтобы начать перемещение нагрузки. К таким приложениям относятся механические конвейеры, ленточные воздуходувки и устройства открывания гаражных ворот. В основном это электролитические конденсаторы, помещенные в пластмассовую или металлическую банку. Внутри банки лежат две металлические фольги, свернутые с гибкой бумажной изоляцией, разделяющей листы.Бумага, пропитанная электролитом, образует диэлектрик конденсатора. Две металлические фольги подключаются к двум клеммам. Сборка залита эпоксидной смолой, и две клеммы доступны для внешнего электрического подключения.

Большие блоки HVAC иногда нуждаются в двух рабочих конденсаторах, потому что они имеют и двигатель вентилятора, и двигатель компрессора. Чтобы сэкономить место, производители объединяют два физических конденсатора в одну емкость. Такие сдвоенные конденсаторы имеют три клеммы и обычно обозначаются как Common, Fan и Compressor.

Вы найдете множество комбинаций сдвоенных конденсаторов, например, 40 + 5 мкФ, 370 В или 100 + 25 мкФ, 440 В и другие. Их формы могут быть цилиндрическими с круглым или овальным сечением. Способность конденсатора удерживать заряд измеряется в микрофарадах. По мере старения электролитических конденсаторов их емкость уменьшается. Это приводит к тому, что двигатель не запускается или работает со скоростью ниже полной.

Двигатели не требовательны к емкости конденсатора, используемого для запуска.Однако при замене неисправного конденсатора ни в коем случае нельзя использовать замену с более низким номинальным напряжением. Всегда используйте детали с номинальным напряжением, равным или превышающим номинальное значение конденсатора, который вы заменяете. Конечно, всегда предпочтительнее заменить конденсатор на другой, который имеет точные электрические характеристики для достижения наилучших результатов — как с точки зрения производительности, так и с точки зрения безопасности.

Однофазные двигатели переменного тока (часть 2)

---

---

(продолжение части 1)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ РАЗДЕЛЕННОЙ ФАЗЫ

==

FGR.26 Определение направления вращения двигателя с расщепленной фазой.

==

FGR. 27 А конденсаторный двигатель с конденсаторным запуском.

==

FGR. 28 Конденсаторный пуск Конденсаторный двигатель с дополнительным пуском конденсатор.

==

FGR. 29 Потенциальные пусковые реле.

==

FGR. 30 Подключение реле потенциала.

==

Направление вращения однофазного двигателя в целом можно определить когда мотор подключен.

Направление вращения определяется обращением к задней или задней части мотор. FGR. 26 показана схема подключения для вращения. Если по часовой стрелке желательно вращение, T5 должен быть соединен с T1. Если вращение против часовой стрелки желательно, T8 (или T6) должен быть подключен к T1. Эта схема подключения предполагается, что двигатель содержит два набора рабочих и два набора пусковых обмоток. Тип используемого двигателя будет определять фактическое подключение.

Например, FGR.24 показано подключение двигателя с двумя обмотками. и только одна пусковая намотка. Если бы этот двигатель был подключен по часовой стрелке вращения, клемма T5 должна быть подключена к T1, а клемма T8 должен быть подключен к T2 и T3. Если вращение против часовой стрелки желательно, клемма T8 должна быть подключена к T1, а клемма T5 должен быть подключен к T2 и T3.

КОНДЕНСАТОРНО-ПУСКОВЫЕ МОТОРЫ КОНДЕНСАТОРА

Хотя двигатель с конденсаторным пуском работает от конденсатора и является двигателем с расщепленной фазой, он работает по другому принципу, чем индукционный запуск с сопротивлением двигатель или асинхронный двигатель с конденсаторным пуском.Конденсатор-пуск, конденсатор-бег двигатель сконструирован таким образом, что его пусковая обмотка остается под напряжением во все времена. Конденсатор включен последовательно с обмоткой для обеспечения непрерывный ведущий ток в пусковой обмотке (FGR.27). Поскольку пусковая обмотка все время находится под напряжением, центробежный переключатель не необходимо для отключения пусковой обмотки, когда двигатель достигает полной скорости.

Конденсатор, используемый в этом типе двигателя, как правило, заполнен маслом. типа, так как он предназначен для постоянного использования.Исключение из этого общего Правило — это небольшие двигатели с дробной мощностью, используемые в реверсивном потолке поклонники. Эти вентиляторы имеют низкое потребление тока и используют электролитический конденсатор переменного тока. чтобы сэкономить место.

Конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском фактически работает по принципу вращающегося магнитного поля в статоре. Поскольку обе обмотки запуска и запуска остаются под напряжением все время, магнитное поле статора продолжает вращаться и двигатель работает как двухфазный двигатель.У этого мотора отличный запуск и рабочий крутящий момент. Он тих в работе и обладает высоким КПД. Поскольку конденсатор все время остается подключенным к цепи, коэффициент мощности двигателя близок к единице.

Хотя конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском не требует центробежного выключатель для отключения конденсатора от пусковой обмотки, некоторые двигатели используйте второй конденсатор во время пускового периода, чтобы улучшить пуск крутящий момент (FGR.28).

Хороший пример этого можно найти на компрессоре системы кондиционирования. Блок кондиционирования предназначен для работы от однофазной сети. Если двигатель не герметичен, для отключения используется центробежный выключатель пусковой конденсатор из цепи, когда двигатель достигает примерно 75% номинальной скорости. Однако для герметичных двигателей необходимо использовать тип внешнего переключателя для отключения пускового конденсатора от цепи.

Конденсаторный двигатель, работающий от конденсатора, или постоянный разделенный конденсатор мотор, как его обычно называют в системах кондиционирования и охлаждения промышленность, как правило, использует потенциальное пусковое реле для отключения пусковой конденсатор, когда нельзя использовать центробежный выключатель.Потенциал пусковое реле, FGR. 29A и B, работает, обнаруживая увеличение напряжение, возникающее в пусковой обмотке при работе двигателя. Схема Схема потенциальной цепи пускового реле приведена на FGR. 30. Внутри схемы реле потенциала служит для отключения пускового конденсатора от цепи когда двигатель достигает 75% своей полной скорости. Пусковое реле Катушка SR подключена параллельно пусковой обмотке двигателя.Нормально замкнутый контакт SR включен последовательно с пусковым конденсатором. Когда контакт термостата замыкается, питание подается как на рабочий, так и на рабочий цикл. пусковые обмотки. На этом этапе подключены пусковой и рабочий конденсаторы. в цепи.

Когда ротор начинает вращаться, его магнитное поле индуцирует напряжение в пусковая обмотка, создавая более высокое напряжение на пусковой обмотке чем приложенное напряжение. Когда двигатель разогнался примерно до 75% от на полной скорости напряжение на пусковой обмотке достаточно высокое, чтобы подать напряжение на катушку реле потенциала.Это вызывает нормально закрытый Контакт SR для размыкания и отключения пускового конденсатора от цепи. Поскольку пусковая обмотка этого двигателя никогда не отключается от линия питания, катушка потенциального пускового реле остается под напряжением пока двигатель работает.

===

FGR. 31 Затененный полюс.

FGR. 32 Затеняющая катушка препятствует изменению магнитного потока при увеличении тока.

FGR.34 Затеняющая катушка препятствует изменению магнитного потока при уменьшении тока.

FGR. 33 Существует противодействие магнитному потоку, когда ток не меняется.

====

ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ТЕНЕННЫМИ ПОЛЮСАМИ

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами популярен благодаря своей простоте. и долгая жизнь. Этот двигатель не содержит пусковых обмоток или центробежного переключателя. Он содержит ротор с короткозамкнутым ротором и работает по принципу вращающегося магнитное поле, создаваемое затеняющей катушкой, намотанной на одной стороне каждого полюса кусок.

Двигатели с расщепленными полюсами обычно представляют собой двигатели с дробной мощностью, используемые для приложения с низким крутящим моментом, такие как работающие вентиляторы и нагнетатели.

КАТУШКА ОТТЕНКИ

Затеняющая катушка намотана на один конец полюсного наконечника (FGR. 31). На самом деле это большая петля из медной проволоки или медной ленты. Два конца соединены, чтобы сформировать полную цепь. Затеняющая катушка действует как трансформатор с закороченной вторичной обмоткой.Когда ток переменного тока форма волны увеличивается от нуля к своему положительному пику, магнитное поле создается в полюсе. Когда магнитные линии потока прорезают затеняющая катушка, в катушке индуцируется напряжение. Так как катушка низкая сопротивление короткому замыканию, в контуре протекает большое количество тока. Этот ток вызывает сопротивление изменению магнитного потока (FGR. 32). Пока в затеняющей катушке наведено напряжение, будет противодействие изменению магнитного потока.

Когда переменный ток достигает своего пикового значения, он больше не меняется, и в затеняющей катушке не возникает напряжения. Поскольку нет ток в затеняющей катушке, нет противодействия магнитному поток. Магнитный поток полюсного наконечника теперь однороден по полюсу. лицо (ЛГР. 33).

Когда переменный ток начинает уменьшаться от пикового значения обратно в сторону нуля магнитное поле полюсного наконечника начинает схлопываться.Напряжение снова вводится в затеняющую катушку. Это индуцированное напряжение создает ток, противодействующий изменению магнитного потока (FGR. 34). Это вызывает магнитный поток должен быть сосредоточен в заштрихованной части полюса кусок.

Когда переменный ток проходит через ноль и начинает увеличиваться отрицательное направление, происходит тот же набор событий, за исключением того, что полярность магнитного поля обращено. Если бы эти события были просмотрены в быстрый порядок, магнитное поле будет видно, чтобы вращаться поперек лица полюсного наконечника.

==

FGR. 35 Четырехполюсный асинхронный двигатель с расщепленными полюсами.

==

FGR. 36 Обмотка статора и ротор асинхронного двигателя с экранированными полюсами.

===

СКОРОСТЬ

Скорость асинхронного двигателя с расщепленными полюсами определяется тем же Факторы, определяющие синхронную скорость других асинхронных двигателей: частота и количество полюсов статора.

Двигатели с расщепленными полюсами обычно имеют четырех- или шестиполюсные двигатели.FGR. 35 показан чертеж четырехполюсного асинхронного двигателя с расщепленными полюсами.

ОБЩИЕ РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Двигатель с расщепленными полюсами содержит стандартный ротор с короткозамкнутым ротором. Количество крутящего момента определяется силой магнитного поля статора, напряженности магнитного поля ротора и разность фазового угла между потоками ротора и статора. Индукция заштрихованного полюса двигатель имеет низкий пусковой и рабочий крутящий момент.

Направление вращения определяется направлением, в котором вращающееся магнитное поле движется по лицевой стороне полюса. Ротор поворачивается направление показано стрелкой в ​​FGR. 35.

Направление можно изменить, сняв обмотку статора и повернув это вокруг. Однако это не обычная практика. Как правило, Асинхронный двигатель с расщепленными полюсами считается нереверсивным. FGR. 36 показаны обмотка статора и ротор асинхронного двигателя с экранированными полюсами.

==

FGR. 37 Трехскоростной мотор.

==

МНОГОСКОПНЫЕ МОТОРЫ

Есть два основных типа многоскоростных однофазных двигателей. Один из них последовательный тип полюса, а другой — запуск конденсатора со специальной обмоткой конденсаторный двигатель или асинхронный двигатель с экранированными полюсами. Последовательный полюс однофазный двигатель работает путем реверсирования тока через переменный полюсов и увеличение или уменьшение общего числа полюсов статора.В последующий полюсный двигатель используется там, где необходимо поддерживать высокий крутящий момент на разных скоростях; например, в двухскоростных компрессорах для центрального кондиционеры.

МНОГОСКОПНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ

Многоскоростные двигатели вентиляторов используются уже много лет. Они обычно намотать от двух до пяти ступеней скорости и задействовать вентиляторы и беличью клетку воздуходувки. Схематический чертеж трехскоростного двигателя показан на FGR. 37. Обратите внимание на то, что обмотка хода была выбрана для получения низкого, среднего и высокоскоростной.Пусковая обмотка подключена параллельно ходовой обмотке. раздел. Другой конец провода пусковой обмотки подсоединяется к внешнему маслонаполненный конденсатор. Этот двигатель изменяет скорость, добавляя индуктивность последовательно с ходовой обмоткой. Фактическая рабочая обмотка для этого двигателя между выводами отмечены высокий и общий. Обмотка, показанная между высокий и средний подключены последовательно с главной обмоткой.

Когда поворотный переключатель установлен в положение средней скорости, индуктивное сопротивление этой катушки ограничивает количество тока, протекающего через обмотка хода.При уменьшении тока обмотки хода сила его магнитного поля уменьшается, и двигатель производит меньший крутящий момент. Этот вызывает большее скольжение, и скорость двигателя снижается.

Если поворотный переключатель установлен в нижнее положение, индуктивность увеличивается. вставлены последовательно с ходовой обмоткой. Это приводит к меньшему току через обмотку хода и еще одно снижение крутящего момента. Когда крутящий момент уменьшается, скорость двигателя снова уменьшается.

Обычные скорости для четырехполюсного двигателя этого типа: 1625, 1500 и 1350. Об / мин. Обратите внимание, что этот двигатель не имеет широкого диапазона скоростей, поскольку было бы в случае с последующим полюсным двигателем. Большинство асинхронных двигателей перегрев и повреждение обмотки двигателя, если скорость была уменьшена до этого степень. Однако этот тип двигателя имеет гораздо более высокое сопротивление обмоток. чем у большинства моторов. Ходовые обмотки большинства электродвигателей с расщепленной фазой имеют провод сопротивление от 1 до 4 Ом.Этот двигатель обычно имеет сопротивление От 10 до 15 Ом в обмотке. Это высокий импеданс обмоток что позволяет двигателю работать таким образом без повреждений.

Поскольку этот двигатель предназначен для замедления при добавлении нагрузки, он не используется для работы с нагрузками с высоким крутящим моментом — только с нагрузками с низким крутящим моментом, такими как вентиляторы и воздуходувки.

ОДНОФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Однофазные синхронные двигатели малы и развивают только дробную Лошадиные силы.Они работают по принципу вращающегося магнитного поля. разработан статором с расщепленными полюсами. Хотя они будут работать синхронно скорости, они не требуют постоянного тока возбуждения. Они используются там, где постоянная требуется скорость, например, в часовых двигателях, таймерах и записывающих приборах, и как движущая сила для маленьких вентиляторов, потому что они маленькие и недорогие. для производства. Есть два основных типа синхронных двигателей: Уоррен, или двигатель General Electric, и двигатель Holtz.Эти двигатели также упоминаются как гистерезисные двигатели.

==

FGR. 38 Мотор Уоррена.

==

FGR. 39 Мотор Holtz.

==

FGR. 40 Якорь и щетки универсального двигателя.

==

FGR. 41 Компенсирующая обмотка включена последовательно с обмотка возбуждения.

==

УОРРЕН МОТОРС

Двигатель Уоррена состоит из многослойного сердечника статора и одного катушка.Катушка обычно наматывается для работы на переменном токе 120 В. Ядро содержит две опоры, каждая из которых разделена на две секции.

Половина каждого полюсного наконечника содержит затеняющую катушку для вращения магнитное поле (FGR. 38). Поскольку статор разделен на два полюса, скорость синхронного поля составляет 3600 об / мин при подключении к 60 Гц.

Разница между двигателями Уоррена и Хольца заключается в типе ротора. использовал. Ротор двигателя Уоррена построен путем укладки закаленных стальные пластины на валу ротора.Эти диски имеют высокий гистерезис потеря. Пластины образуют две поперечины для ротора. Когда питание подключено к двигателю вращающееся магнитное поле индуцирует напряжение в роторе, и создается сильный пусковой крутящий момент, заставляющий ротор ускоряться до почти синхронной скорости. Как только двигатель разгонится до почти синхронного скорости, поток вращающегося магнитного поля следует по пути минимума реактивное сопротивление (магнитное сопротивление) через две поперечины.Это вызывает ротор синхронизируется с вращающимся магнитным полем, а двигатель работает при 3600 об / мин. Эти двигатели часто используются с небольшими зубчатыми передачами. снизить скорость до желаемого уровня.

ДВИГАТЕЛИ HOLTZ

В двигателе Holtz используется ротор другого типа (FGR. 39). Этот ротор вырезан таким образом, чтобы образовалось шесть прорезей. Эти слоты образуют шесть выступающие (выступающие или выступающие) полюсы для ротора. Обмотка типа «беличья клетка» создается путем вставки металлической планки в нижнюю часть каждого слота.Когда питание подключено к двигателю, обмотка с короткозамкнутым ротором обеспечивает крутящий момент, необходимый для начала вращения ротора. Когда ротор приближается синхронная скорость, выступающие полюса синхронизируются с полюсами поля каждый полупериод. Это обеспечивает скорость ротора 1200 об / мин (одна треть от синхронная скорость) для двигателя.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Универсальный двигатель часто называют двигателем переменного тока. это очень похож на двигатель серии постоянного тока по своей конструкции в том, что он содержит раневая арматура и кисти (FGR.40). Однако универсальный двигатель имеет добавление компенсирующей обмотки. Если был подключен двигатель постоянного тока к переменному току двигатель будет плохо работать по нескольким причинам. Обмотки якоря будут иметь большое индуктивное сопротивление. при подключении к переменному току. Кроме того, полевые столбы большинство машин постоянного тока содержат твердые металлические полюсные наконечники. Если бы поле было подключено к переменному току большое количество энергии будет потеряно из-за индукции вихревых токов в полюсах.Универсальные двигатели содержат ламинированный сердечник для предотвращения Эта проблема. Компенсирующая обмотка намотана на статор и функционирует для противодействия индуктивному сопротивлению обмотки якоря.

Универсальный двигатель назван так потому, что он может работать от переменного или постоянного тока. Напряжение. При работе от постоянного тока компенсирующая обмотка подключен последовательно с последовательной обмоткой возбуждения (FGR. 41).

==

FGR.42 Компенсация проводимости.

==

FGR. 43 Индуктивная компенсация.

==

FGR. 44 Использование поля серии для установки кистей в нейтральной плоскости позиция.

==

ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОМПЕНСАЦИОННОЙ ОБМОТКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Когда универсальный двигатель работает от сети переменного тока, компенсирующий обмотку можно подключить двумя способами. Если он подключен последовательно с якорь, как показано на FGR.42, это называется компенсацией проводимости.

Компенсирующую обмотку можно также подключить, закоротив ее выводы вместе. как показано в FGR. 43. При таком подключении обмотка действует как закороченная вторичная обмотка трансформатора. Наведенный ток позволяет обмотка должна работать при таком подключении. Эта связь известна как индуктивная компенсация. Индуктивная компенсация не может использоваться, когда двигатель подключен к постоянному току.

НЕЙТРАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ

Так как универсальный двигатель содержит намотанный якорь, коллектор и щетки, щетки должны быть установлены в положение нейтральной плоскости. Этот может выполняться в универсальном двигателе аналогично настройке нейтральная плоскость машины постоянного тока. При установке щеток на нейтраль положение плоскости в универсальном двигателе, последовательное или компенсационное можно использовать обмотку. Чтобы установить кисти в нейтральную плоскость, используйте последовательная обмотка (FGR.44), переменный ток подключен к якорю. приводит. К последовательной обмотке подключают вольтметр. Напряжение тогда наносится на арматуру. Затем положение щетки перемещается, пока вольтметр не подключенное к серии поле достигает нулевой позиции. (Нулевая позиция достигается, когда вольтметр достигает своей нижней точки.)

===

FGR. 45: Использование компенсирующей обмотки для установки щеток в нейтральную плоскость позиция.

===

Если компенсирующая обмотка используется для установки нейтральной плоскости, то попеременно на якорь снова подключается ток и подключается вольтметр к компенсационной обмотке (FGR. 45). Затем применяется переменный ток. к якорю, а щетки перемещают, пока вольтметр не покажет его максимальное или пиковое напряжение.

РЕГУЛИРОВКА СКОРОСТИ

Очень плохая регулировка скорости универсального двигателя.Поскольку это у серийного двигателя такая же плохая регулировка скорости, как у серийного двигателя постоянного тока. Если универсальный двигатель подключен к малой нагрузке или без нагрузки, его скорость практически неограничен. Этот двигатель нередко эксплуатируется при несколько тысяч оборотов в минуту. Универсальные двигатели используются в количество переносных устройств, отличающихся высокой мощностью и малым весом необходимы, например, буровые электродвигатели, пилы для профессионального использования и пылесосы. Универсальный двигатель способен производить большую мощность для своего размера и веса, потому что его высокой рабочей скорости.

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ

Направление вращения универсального двигателя можно изменить в таким же образом, как и изменение направления вращения двигателя постоянного тока. Чтобы изменить направление вращения, измените выводы якоря относительно к полю ведет.

РЕЗЮМЕ

• Не все однофазные двигатели работают по принципу вращающегося магнитного поле.

• Двигатели с разделенной фазой запускаются как двухфазные двигатели, создавая противофазу. условие для тока в обмотке хода и тока в пуске обмотка.

• Сопротивление провода в пусковой обмотке пускового резистора. Асинхронный двигатель используется для создания разности фаз между ток в пусковой обмотке и ток в пусковой обмотке.

• В асинхронном двигателе с конденсаторным пуском используется электролитический конденсатор переменного тока. для увеличения разности фаз между пусковым и рабочим током. Это вызывает увеличение пускового момента.

• Максимальный пусковой момент для двигателя с расщепленной фазой достигается, когда Пусковой ток обмотки и ток рабочей обмотки сдвинуты по фазе на 90 ° с друг друга.

• Большинство асинхронных двигателей с резистивным пуском и индукционных двигателей с конденсаторным пуском. двигатели используют центробежный переключатель для отключения пусковых обмоток, когда двигатель достигает примерно 75% скорости при полной нагрузке.

• Конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском работает как двухфазный двигатель. потому что и пусковая, и рабочая обмотки остаются под напряжением во время работы двигателя.

• В большинстве двигателей с конденсаторным запуском используется масляный конденсатор переменного тока. соединены последовательно с пусковой обмоткой.

• Конденсатор конденсаторного пускового конденсаторного двигателя помогает исправить коэффициент мощности.

• Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами работают по принципу вращающегося магнитное поле.

• Вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя с экранированными полюсами создается. размещая затемняющие петли или катушки на одной стороне полюсного наконечника.

• Синхронная скорость возбуждения однофазного двигателя определяется количество полюсов статора и частота приложенного напряжения.

• Последовательные полюсные двигатели используются, когда желательно изменение скорости двигателя. и должен поддерживаться высокий крутящий момент.

• Двигатели многоскоростных вентиляторов состоят из последовательного соединения обмоток. с обмоткой главного хода.

• Двигатели многоскоростных вентиляторов имеют обмотки статора с высоким сопротивлением для предотвращения их от перегрева при уменьшении их скорости.

• Направление вращения двигателей с расщепленной фазой изменяется путем реверсирования пусковая обмотка по отношению к ходовой обмотке.

• Двигатели с расщепленными полюсами обычно считаются нереверсивными.

• Есть два типа однофазных синхронных двигателей: Уоррена и Holtz.

• Однофазные синхронные двигатели иногда называют двигателями с гистерезисом.

• Двигатель Уоррена работает со скоростью 3600 об / мин.

• Двигатель Holtz работает со скоростью 1200 об / мин.

• Универсальные двигатели работают на постоянном или переменном токе.

• Универсальные двигатели содержат намотанный якорь и щетки.

• Универсальные двигатели также называют двигателями серии переменного тока.

• Универсальные двигатели имеют компенсирующую обмотку, которая помогает преодолевать индукционные реактивное сопротивление.

• Направление вращения универсального двигателя можно изменить реверсированием. якорь ведет относительно проводов возбуждения.

ВИКТОРИНА

1. Какие три основных типа двигателей с расщепленной фазой?

2.На сколько градусов сдвинуты по фазе напряжения в двухфазной системе. друг с другом?

3. Как подключены пусковая и рабочая обмотки двигателя с расщепленной фазой? по отношению друг к другу?

4. Для получения максимального пускового момента в двигателе с расщепленной фазой, на сколько градусов не совпадает по фазе должны запускаться и запускаться токи обмотки быть друг с другом?

5. В чем преимущество асинхронного двигателя с конденсаторным пуском перед индукционный двигатель с резистивным пуском?

6.В среднем, на сколько градусов не совпадают по фазе друг с другом пусковые и управляющие токи обмоток в асинхронном двигателе с резистивным пуском?

7. Какое устройство используется для отключения пусковых обмоток цепи? в большинстве негерметичных асинхронных двигателей с конденсаторным пуском?

8. Почему двигатель с расщепленной фазой продолжает работать после пусковых обмоток были отключены от цепи?

9. Как можно изменить направление вращения двигателя с расщепленной фазой?

10.Если двигатель с двойным напряжением и расщепленной фазой должен работать от высокого напряжения, как связаны между собой обмотки хода?

11. При определении направления вращения двигателя с расщепленной фазой, следует ли смотреть на двигатель спереди или сзади?

12. Какой тип двигателя с расщепленной фазой обычно не содержит центробежного выключатель?

13. Каков принцип работы конденсаторно-пускового конденсатора? запустить мотор?

14.Что заставляет магнитное поле вращаться по индукции с заштрихованными полюсами мотор?

15. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя с экранированными полюсами? быть изменен?

16. Как изменяется скорость последующего полюсного двигателя?

17. Почему многоскоростной вентиляторный двигатель может работать на более низкой скорости, чем большинство других асинхронные двигатели без вреда для обмоток двигателя?

18. Какая скорость работы мотора Уоррена?

19.Какая скорость работы мотора Хольца?

20. Почему электродвигатель серии переменного тока часто называют универсальным электродвигателем?

21. Какова функция компенсирующей обмотки?

22. Как меняется направление вращения универсального двигателя?

23. Когда двигатель подключен к постоянному напряжению, как должна компенсировать обмотку подключать? 24. Объясните, как установить положение нейтральной плоскости. кистей, используя поле серии.

25. Объясните, как установить положение нейтральной плоскости с помощью компенсирующего обмотка.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ:

Вы — подрядчик по электрике, и вас вызвали на дом. установить скважинный насос. Владелец дома купил насос, но делает не знаю как его подключить. Вы открываете крышку клеммной коробки и обнаружите, что двигатель содержит 8 выводов, помеченных с T1 по T8. Двигатель должен быть подключен к 240 В.В настоящее время T-выводы подключены следующим образом: T1, T3, T5 и T7 соединены вместе; и T2, T4, T6 и Т8 соединены вместе. Линия L1 подключена к группе клемм с T1, а линия L2 подключена к группе клемм с T2. Является нужно ли менять провода для работы от 240 В? Если да, то как они связаны?

Преимущества конденсаторных пусковых и конденсаторных двигателей

Обновлено 27 сентября 2019 г.

Автор: S.Hussain Ather

Когда вы охлаждаетесь с помощью кондиционера, вы полагаетесь на электрическую цепь устройства для запуска двигателя. Это преобразует электрическую энергию в механическую и тепловую, что позволяет устройству охладить воздух вокруг вас. В схемах кондиционеров и аналогичных приборов используются различные элементы, и знание преимуществ конденсаторов в этих схемах может научить вас больше о том, как они работают.

Преимущества конструкции конденсатора

Устройства и устройства, такие как блоки кондиционирования воздуха, демонстрируют преимущества конструкции конденсатора в своей схеме.Конденсаторы состоят из двух пластин, разделенных диэлектрическим материалом, который заставляет пластины накапливать заряд и электрический потенциал с течением времени. Пусковые конденсаторы запускают процесс двигателя, обеспечивая источник электроэнергии. Обычно в них используется емкость от 70 до 120 мкФ.

Пусковой конденсатор обычно имеет большую емкость, чем рабочий конденсатор, конденсатор емкостью от 7 до 9 мкФ, который продолжает улучшать характеристики двигателя после того, как он начал работать.Рабочий конденсатор использует заряд диэлектрического материала, который разделяет две пластины конденсатора, чтобы обеспечить больший ток двигателя. Этот тип конденсатора также создает крутящий момент , , вращательную силу двигателя.

Другие типы конденсаторов, используемых в двигателях, основаны на этих двух основных элементах. Конденсаторы двойного хода включают один конденсатор, обеспечивающий питание двигателя, а другой — компрессор, часть блока кондиционирования воздуха, которая позволяет хладагенту течь, так что тепло может передаваться между катушками.

Центробежные переключатели

Вы даже можете подключить пусковой конденсатор последовательно, а рабочий конденсатор параллельно с центробежным переключателем для активации и деактивации его использования. Вы можете настроить конденсаторный пусковой конденсаторный двигатель с центробежным переключателем. Переключатель должен начинаться в замкнутом положении, так что он может подключать питание к конденсатору.

По мере запуска двигателя он становится все быстрее и быстрее. Когда он достигает примерно 70-80 процентов своей нормальной рабочей скорости, переключатель отключает пусковой конденсатор.

Рабочий конденсатор продолжает работать и улучшать характеристики двигателя. В этих конструкциях используется эффективность пускового момента. Убедитесь, что при использовании такой конструкции переключатель не имеет повреждений и мусора, которые могут помешать его коммутационной способности. Регулярно проверяйте эти конденсаторы, чтобы убедиться, что они работают нормально.

Асинхронные двигатели с конденсаторным пуском демонстрируют больше преимуществ конденсаторных конструкций. В них используется большой конденсатор, который обеспечивает энергию для запуска однофазного асинхронного двигателя.Крутящий момент двигателя продолжается до тех пор, пока центробежный выключатель не остановит его, как и в других конструкциях, но в этом случае обмотка использует индукторы , катушки провода, которые индуцируют магнитное поле в ответ на поток заряда в качестве метода питания. мотор.

Другие конструкции конденсаторов

Конденсаторный пусковой двигатель, работающий от конденсатора, используемый в этих конструкциях, добавляет рабочий конденсатор к пусковому конденсатору. Когда они расположены вместе, они могут иметь либо два корпуса для конденсаторов наверху двигателя, либо оба конденсатора на стороне двигателя.Металлические корпуса позволяют конденсаторам выделять энергию в виде тепла. Когда двигатель начинает работать, пусковой конденсатор отключается от цепи для экономии энергии, а рабочий конденсатор продолжает работать.

Эти типы двигателей используются в однофазных приложениях, которые полагаются на один источник электроэнергии, а также в приложениях, связанных с жесткими нагрузками. Вы можете найти у них от 1/2 до 25 лошадиных сил для измерения их мощности. Инженеры обычно следят за тем, чтобы эти двигатели меняли свою скорость до 10% при переходе от холостого хода к полной.Вы можете найти эти двигатели как многоскоростные двигатели, которые используют две или три разные скорости при подключении к электрическим нагрузкам. Конденсаторы овальной или квадратной формы

Пусковой конденсатор Пусковой конденсатор Асинхронный двигатель

A Конденсаторный индукционный двигатель с пусковым конденсатором — однофазный двигатель, состоящий из статора и одноблочного ротора. Статор имеет две обмотки — основную и вспомогательную. Вспомогательная обмотка также известна как пусковая обмотка. По конструкции эти две обмотки расположены в пространстве под углом 90 °.Этот двигатель имеет два конденсатора: C _s и C _r . Этот двигатель также известен как Конденсаторный двигатель с двумя номиналами . Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском показан на рисунке 1.

Рис. 1 Конденсатор Запуск конденсатора Асинхронный двигатель

Конденсаторы C _s и C _r подключаются параллельно во время запуска двигателя.

C _с = пусковой конденсатор

C _r = рабочий конденсатор

R _м = сопротивление основной обмотки

X _м = индуктивное сопротивление основной обмотки

R _a = последовательно подключенный резистор во вспомогательной обмотке

X _a = индуктивное сопротивление вспомогательной обмотки

S = центробежный выключатель

Работа асинхронного электродвигателя запуска конденсатора пускового конденсатора

Когда обмотки статора запитаны от однофазного источника питания, основная обмотка проводит ток I _m , а пусковая обмотка проводит ток I _a .Во время пуска требуется высокий крутящий момент. Для высокого крутящего момента требуется большой ток. Чтобы потреблять большой ток, реактивное сопротивление емкости вспомогательной обмотки должно быть низким. Поскольку емкостное реактивное сопротивление равно

X _с = 1 / (2πfC _с )

Чтобы иметь низкий X _s , C _s должен быть большим.

При нормальной работе требуемый сетевой ток невелик. Чтобы потреблять низкий ток, реактивное сопротивление емкости вспомогательной обмотки должно быть большим.Поскольку емкостное реактивное сопротивление равно

X _r = 1 / (2πfC _r )

Чтобы иметь большой X _r , C _r должно быть низким.

Конденсаторы C _s и C _r подключаются параллельно во время пуска двигателя. Величина конденсатора C _s выбрана таким образом, чтобы ток I _m отставал от тока I _a более чем на 90 °. Следовательно, между двумя токами существует разница во времени и фазе (α) и разница в пространстве на 90 °.Эти два тока создают вращающееся магнитное поле, которое запускает двигатель.

Когда двигатель достигает скорости примерно от 70 до 80% синхронной скорости, конденсатор C _s отключается от источника питания с помощью переключателя S с центробежным приводом. Конденсатор C _r постоянно подключен к цепи.

Векторная диаграмма для этого двигателя показана на рис. 2. Во время пуска разность фаз превышает 90 ° (α> 90 °), как показано на рис. 2 (а). При отключении конденсатора C _s разность фаз равна 90 °.

Рис. 2 Векторная диаграмма конденсаторного асинхронного двигателя с пусковым конденсатором

Характеристика крутящего момента-скорости этого двигателя показана на рис. 3.

Рис.3 Характеристика крутящий момент-скорость

Примечание:

1. Изменение направления вращения этого двигателя возможно путем изменения линейных соединений основной или вспомогательной обмотки. Это можно сделать, когда двигатель остановлен.

2. Пусковой крутящий момент высокий.

3.Мотор имеет очень низкий уровень шума. Также мотор работает плавно.

4. Эти двигатели дорогие.

5. Они имеют более высокий КПД, чем двигатели, работающие только от основной обмотки.

6. Пусковой конденсатор C _s рассчитан на кратковременный ток и имеет электролитическую конструкцию.

7. Рабочий конденсатор C _r рассчитан на длительный срок службы и имеет масляную бумажную конструкцию.

Приложения

Конденсаторный пусковой конденсаторный асинхронный двигатель

подходит для нагрузок с более высокой инерцией, где требуются частые пуски.

1. Применяется для насосов, холодильников, компрессоров кондиционеров и т. Д.

Почему конденсатор используется в вентиляторе или двигателе: как объяснить

Однофазный асинхронный двигатель не является самозапускающимся двигателем, поэтому для его работы требуются некоторые средства запуска. Это начальный крутящий момент, необходимый для запуска двигателя. Пусковой крутящий момент может быть передан двигателю путем механического вращения вала двигателя. После запуска двигателя он может продолжать вращение, если его питание не отключено.Но механический запуск не всегда удобен и прост, особенно для больших двигателей, потолочных вентиляторов, закрепленных на высоте и т. Д. Таким образом, мы должны использовать некоторые электрические методы для самостоятельного запуска двигателя.

В однофазном двигателе поле, создаваемое обмоткой статора, положительно в одной половине цикла и отрицательно в другой половине цикла. Это создаст магнитное поле, которое пульсирует синусоидально, в результате чего результирующее поле станет нулевым. То есть полярность поля меняется на противоположную после каждого полупериода, но поле не вращается; таким образом, крутящий момент равен нулю.

Роль конденсатора

Должно быть вращающееся магнитное поле или вращающееся магнитное поле для создания крутящего момента для вращения ротора. Для создания вращающегося магнитного поля требуются две или более фазовых линии. Таким образом, в асинхронном двигателе двухфазное питание создается из однофазного источника с помощью дополнительных пусковых обмоток или вспомогательной обмотки вместе с конденсатором.

В идеальном случае дополнительная вспомогательная обмотка статора с конденсатором создает разность фаз в 90 градусов относительно основной обмотки.Два поля, расположенные под углом почти 90 градусов друг к другу, создают вращающееся магнитное поле, которое запускает двигатель. Емкость конденсатора должна быть выбрана для получения пускового тока обмотки, который составляет 80 градусов по отношению к току основной обмотки.

Как упоминалось ранее, механически приложенного пускового момента достаточно для запуска двигателя. И двигатель может продолжать вращаться, когда ротор имеет достаточную скорость, чтобы продолжать вращаться. Точно так же, как только двигатель вращается, прямое поле может поддерживать положительный крутящий момент для вращения.Таким образом, вспомогательную обмотку с конденсатором теперь можно удалить из схемы. Когда двигатель достигает достаточной скорости, то есть от 75% до 80% синхронной скорости, центробежный переключатель размыкает пусковую обмотку от источника питания. Такой тип асинхронного двигателя называется асинхронным двигателем с конденсаторным пуском.

Другой тип асинхронных двигателей — это конденсаторные пуско-конденсаторные двигатели.