Як підібрати конденсатори для запуску електродвигуна Який конденсатор потрібний для двигуна 1.5

При підключенні асинхронного електродвигуна в однофазну мережу 220/230 необхідно забезпечити зсув фаз на обмотках статора, щоб зробити імітацію обертового магнітного поля (ВМП), яке змушує обертатися вал ротора двигуна при підключенні його в «рідні» трифазні мережі змінного струму. Відома багатьом, хто знайомий з електротехнікою, здатність конденсатора давати електричному струму «фору» на π/2=90° порівняно з напругою, надає хорошу послугу, оскільки це створює необхідний момент, що змушує обертатися ротор у вже не рідних мережах.

Але конденсатор для цього необхідно підбирати, причому потрібно робити з високою точністю. Саме тому читачам нашого порталу надається в абсолютне безоплатне користування калькулятор розрахунку ємності робочого та пускового конденсатора. Після калькулятора будуть надані необхідні роз'яснення щодо всіх його пунктів.

Калькулятор розрахунку ємності робочого та пускового конденсаторів

Послідовно введіть або виберіть вихідні дані та натисніть кнопку «Розрахувати ємність робочого та пускового конденсаторів». Усі вихідні дані здебільшого можна знайти на табличці («шильдику») двигуна

Виберіть спосіб з'єднання обмоток статора електродвигуна (на табличці вказуються можливі способи підключення)

P – потужність електродвигуна

Введіть потужність електродвигуна у ВАТ (її можуть вказувати на табличці в кіловатах). У наведеному знизу прикладі P=0.75 kW=750 Ватт

U - напруга мережі,

Виберіть напругу мережі. Допустимі напруги вказуються на табличці. Воно має відповідати способу підключення.

Коефіцієнт потужності, cosϕ

Введіть значення коефіцієнта потужності (cosϕ), який вказано на табличці

ККД електродвигуна, η

Введіть ККД електродвигуна, вказаний на табличці. Якщо він вказаний у відсотках, то значення треба розділити на 100. Якщо ККД не вказано, то він приймається? = 0,75

Для розрахунку використовувалися такі залежності:

Спосіб підключення обмоток та схема підключення робочого та пускового конденсаторівФормула
Підключення «Зіркою» Місткість робочого конденсатора - Ср
Cр = 2800 * I / U; I=P/(√3*U*η*cosϕ); Cр=2800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ).
Підключення «Трикутником» Місткість робочого конденсатора - Cp
Cр=4800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ).
Ємність пускового конденсатора за будь-якого способу підключення Cп=2,5*Cр
Розшифровка позначень у формулах: Cр - ємність робочого конденсатора в мікрофарада (мкф); Cп - ємність пускового конденсатора в мкф; I - Струм в амперах (А); U – напруга мережі у вольтах (В); η – ККД двигуна, виражений у відсотках, поділених на 100; cosϕ – коефіцієнт потужності.

Отримані з калькулятора дані можна використовувати для підбору конденсаторів, але саме таких номіналів, як буде розраховано, навряд чи їх можна буде знайти. Тільки в окремих винятках можуть бути збіги. Правила підбору такі:

  • Якщо є «точне попадання» в номінал ємності, який існує в потрібній серії конденсаторів, можна вибирати саме такий.
  • Якщо немає «попадання», то вибирають ємність, що стоїть нижче за рядом номіналів. Вище не рекомендується, особливо для робочих конденсаторів, оскільки це може призвести до непотрібного зростання робочих струмів і перегріву обмоток, що може призвести до міжвиткового замикання.
  • По напрузі конденсатори вибираються номіналом не менше, ніж в 1,5 рази більше, ніж напруга в мережі, тому що в момент пуску напруга на виводах конденсаторів завжди підвищена. Для однофазної напруги 220 В робоча напруга конденсатора повинна бути не менше 360 В, але досвідчені електрики завжди радять використовувати 400 або 450 В, оскільки запас, як відомо, «кишеня не тягне».

Наведемо таблицю з номіналами конденсаторів робочих та пускових. Як приклад наведені конденсатори серій CBB60 та CBB65. Це поліпропіленові плівкові конденсатори, які найчастіше застосовують у схемах підключення асинхронних двигунів. Серія CBB65 відрізняється від CBB60 тим, що вони поміщені в металевий корпус.

Як пускові застосовують електролітичні неполярні конденсатори CD60. Їх не рекомендуються застосовувати як робітники так як тривалий час їх роботи робить їх життя менш тривалим. В принципі, для пуску підходять і CBB60, і CBB65, але вони мають при рівних ємностях більш об'ємні габарити, ніж CD60. У таблиці наведемо приклади лише конденсаторів, які рекомендовані до використання у схемах підключення електродвигунів.

Поліпропіленові плівкові конденсатори CBB60 (російський аналог К78-17) та CBB65Електролітичні неполярні конденсатори CD60
Зображення
Номінальна робоча напруга,400; 450; 630 В220-275; 300; 450 В
Місткість, мкф1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10; 12; 14; 15; 16; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 120; 150 мкФ5,0; 10; 15; 20; 25; 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 1000; 1200; 1500 мкФ

Для того, щоб «набрати» потрібну ємність, можна використовувати два і більше конденсаторів, але при різному з'єднанні результуюча ємність буде відрізнятися. При паралельному з'єднанні вона буде складатися, а при послідовному - ємність буде меншою за будь-який з конденсаторів. Тим не менш, таке з'єднання іноді використовують для того, щоб, з'єднавши два конденсатори на меншу робочу напругу, отримати конденсатор, у якого робоча напруга буде сумою двох з'єднуються. Наприклад, з'єднавши два конденсатори на 150 мкф і 250 послідовно, отримаємо результуючу ємність 75 мкф і робочу напругу 500 В.

Калькулятор розрахунку результуючої ємності двох послідовно з'єднаних конденсаторів

Виберіть із списку ємність першого конденсатора, а потім другого, що підключається послідовно. Натисніть кнопку "Розрахувати". У списку наведено ряд номіналів конденсаторів серії CBB60

додав коментар на ютубі:

все дещо простіше. У будь-якому осудному підручнику, з назвою "Електричні машини", наприкінці розділу, присвяченого теорії асинхронного двигуна, розглядається питання роботи асинхронника в однофазному режимі, з різними схемами підключення обмоток. Там наводяться формули розрахунку ємності робочих і пускових конденсаторів. Точний розрахунок досить складний - потрібно знати специфічні параметри двигуна. Спрощена методика розрахунку має такий вигляд: Зірка Сраб = 2800 (Iном/Uсет); Спуск = Сраб 2÷3 (за важких умов запуску, кратність 5); Трикутник Сраб = 4800 (Іном/Uсет); Спуск = Сраб 2÷3 (за важких умов запуску, кратність 5); де Сраб - ємність робочого конденсатора, мкФ; Спуск - ємність пускового конденсатора, мкФ; Iном - номінальний фазний струм двигуна при номінальному навантаженні, А; Uсет – напруга мережі, до якої буде підключено двигун, У. Приклад розрахунку. Вихідні дані: маємо асинхронний електродвигун – 4 кВт; схема з'єднання обмоток -Δ / Y напруга U - 220 / 380 В; струм I - 8 / 13,9 А. По струмах мотора: 8 А - це фазний струм (тобто струм кожної з трьох обмоток) двигуна на трикутнику та зірці, і він же лінійний струм на зірці; 13,9 А - це лінійний струм двигуна на трикутнику (у розрахунках нам не знадобиться). Ну, і, власне, сам розрахунок: Зірка Сраб = 2800 (Іном / Uсет) = 2800 (8 / 220) = 101,8 мкФ Спуск = Сраб 2÷3 = 101,8 2÷3 = 203,6÷305, 4 мкФ (за важких умов запуску – 509 мкФ) Трикутник Сраб = 4800 (Іном / Uсет) = 4800 (8 / 220) = 174,5 мкФ Спуск = Сраб 2÷3 = 174,5 2÷3 = 349÷523, 5 мкФ (за важких умов запуску – 872,5 мкФ) Тип робочого конденсатора – поліпропіленовий (імпортний СВВ-60 або вітчизняний аналог – ДПС). Напруга кондера не менше 400 В по зміні (приклад маркування: АС ~ 450 В), для радянських паперових МБГО робоча напруга повинна бути не менше 500 В, якщо менше - з'єднувати послідовно, але це втрата ємності, природно - так багато кондерів набирати доведеться . Для пускових конденсаторів краще, звичайно, теж використовувати поліпропіленові чи паперові, але це буде дорого та громіздко. Для здешевлення, можна взяти полярні електролітичні (це ті, у яких на корпусі є "+" та/або "-"), попередньо зробивши з двох полярних електролітів, один неполярний, з'єднавши два конденсатори мінусами разом (можна з'єднувати і плюсами, але у деяких конденсаторів мінус з'єднаний з корпусом цих кондерів і якщо з'єднувати їх плюсами, то доведеться ці кондери ізолювати не тільки від навколишнього "заліза", але і один від одного, а інакше КЗ), а два плюси, що залишилися, залишити для підключення до обмоток мотора (не забуваємо, що при послідовному з'єднанні двох однакових конденсаторів їх сумарна ємність зменшується вдвічі, а робоча напруга вдвічі збільшується – наприклад, з'єднавши послідовно (мінус до мінуса) два конденсатори 400 В 470 мкФ, отримаємо один неполярний кондер з робочою напругою 80 та ємністю 235 мкФ). Робоча напруга кожного з двох послідовно з'єднаних електролітів повинна бути не менше 400 В. Потрібну пускову ємність набираємо (при необхідності) паралельним з'єднанням таких здвоєних (тобто вже неполярних) електролітів – при паралельному з'єднанні конденсаторів, а робоча напруга залишається незмінною, підсумовуються (як і при паралельному з'єднанні акумуляторів). Можна і не винаходити цей "колгосп" зі здвоєними електролітами - є готові неполярні пускові електроліти - наприклад, тип CD-60. Але, в будь-якому випадку, з електролітами (і неполярними, і особливо з полярними) є одне АЛЕ – такі конденсатори в мережу 220 В можна включати (полярні краще взагалі не включати) тільки на час запуску двигуна – використовувати електроліти як робочі конденсатори не можна - Вибухнуть (полярні майже відразу, неполярні трохи пізніше). З робочим конденсатором на трикутнику двигун втрачає 25-30% своєї трифазної потужності, на зірці 45-50%. Без робочого конденсатора, залежно від схеми з'єднання обмоток, втрата потужності становитиме понад 60%. І ще один момент по кондерах: у youtube чимало відео, де народ підбирає робочі конденсатори по звуку мотора на холостому ходу (без навантаження) і лякаючись підвищеного гудіння двигуна, зменшує ємність робочих конденсаторів до тих пір, поки цей гул не знизиться до більш-менш прийнятного. Це неправильний підбір робочого кондера так занижується потужність двигуна під навантаженням. Так, підвищене гудіння двигуна це не дуже добре, але не надто небезпечно для обмоток, якщо ємність робочого конденсатора не завищена. Справа в тому, що в ідеалі, ємність робочого конденсатора повинна плавно змінюватися, залежно від навантаження двигуна – чим більше навантаження, тим більше має бути ємність. Але зробити таке плавне регулювання ємності досить складно, це і дорого, і громіздко. Тому підбирають таку ємність, яка буде відповідати якомусь конкретному навантаженню мотора – як правило, номінальному. При відповідності ємності робочого конденсатора розрахунковій навантаженні двигуна, магнітне поле статора кругове і гудіння мінімальне. Але коли ємність робочого конденсатора перевищує навантаження мотора, магнітне поле статора стає еліптичним, пульсуючим, нерівномірним, і ось це пульсуюче магнітне поле і викликає гудіння, через нерівномірне обертання ротора - ротор, обертаючись в одному напрямку, то дерга , і при підвищених струмах в обмотках двигун розвиває меншу потужність. Тому якщо мотор гуде на середніх навантаженнях і на неодруженому ходу, то це не так страшно, а ось якщо гудіння спостерігається при повному навантаженні, то це говорить про явно завищену ємність робочого кондера. У цьому випадку, зменшення ємності дозволить знизити струми в обмотках двигуна та його нагрівання, вирівняти (“заокруглити”) магнітне поле статора (тобто зменшити гудіння) і підвищити потужність, що розвивається мотором. Але залишати мотор в роботі на холостому ходу тривалий час з робочим кондером, розрахованим на повну потужність двигуна, все ж таки не варто - в цьому випадку на робочому конденсаторі буде підвищена напруга (до 350 В), а по обмотці, підключеної послідовно з робочим конденсатором, буде протікати підвищений струм (на 30% більше від номінального – на трикутнику, і на 15% - на зірці). При збільшенні навантаження на мотор, напруга на робочому кондері та струм у послідовно з'єднаній з робочим кондером обмотці двигуна будуть знижуватися.

Багато власників досить часто опиняються в ситуації, коли потрібно підключити в гаражі або на дачі такий пристрій, як трифазний асинхронний двигун до різного обладнання, як може виступати наждачний або свердлильний верстат. При цьому виникає проблема, оскільки джерело розраховане на однофазну напругу. Що тут робити? Насправді цю проблему вирішити досить легко шляхом підключення агрегату за схемами, які використовуються для конденсаторних. Щоб реалізувати цей задум, знадобляться робочий і пусковий пристрій, що часто називаються як фазозсувні.

Вибір ємності

Для забезпечення правильної роботи електродвигуна необхідно розрахувати певні параметри.

Для робочого конденсатора

Щоб підібрати ефективну ємність пристрою, необхідно виконати розрахунки за такою формулою:

  • I1 – номінальний показник струму статора, вимірювання якого застосовують спеціальні кліщі;
  • U-мережі – напруга мережі з однією фазою, (В).

Після виконання розрахунків вийде ємність робочого конденсатора мкФ.

Можливо, для когось буде важко розрахувати цей параметр за наведеною вище формулою. Однак у цьому випадку можна скористатися й іншою схемою розрахунку ємності, де не потрібно проводити такі складні операції. Цей метод дозволяє досить просто визначити необхідний параметр на підставі потужності асинхронного двигуна.

Тут досить пам'ятати про те, що 100 Ватт потужності трифазного агрегату має відповідати близько 7 мкФ ємності робочого конденсатора.

При розрахунках слід стежити струмом, який надходить на фазну обмотку статора у вибраному режимі. Неприпустимим вважається, якщо струм має більше значення, ніж номінальний показник.

Для пускового конденсатора

Бувають ситуації, коли електродвигун доводиться вмикати в умовах великого навантаження на валу. Тоді одного робочого конденсатора буде недостатньо, тому до нього доведеться додати пусковий конденсатор. Особливістю його роботи є те, що він працюватиме лише в період пуску апарата не більше 3 секунд, чого використовується ключ SA. Коли ротор вийде на рівень номінальної частоти обертання, прилад відключається.

Якщо за недоглядом власник залишив увімкненими пускові пристрої, це призведе до утворення суттєвого перекосу по струмах у фазах. У таких ситуаціях висока ймовірність перегріву двигуна. При визначенні ємності слід виходити з того, що величина цього параметра повинна в 25-3 рази перевищувати ємність робочого конденсатора. Діючи подібним чином, можна досягти того, що пусковий момент двигуна досягає номінального показника, внаслідок чого під час його запуску не виникає ускладнень.

Для створення необхідної ємності конденсатори можуть підключатися за паралельною та послідовною схемою. Слід мати на увазі експлуатація трифазних агрегатів потужністю не більше 1 кВт допускається в тому випадку, якщо їхнє підключення здійснюється до однофазної мережі за наявності справного пристрою. Причому тут можна обійтися без пускового конденсатора.

Тип

Після розрахунків потрібно визначити, який тип конденсатора можна використовувати для обраної схеми.

Найкращий варіант, коли застосовується аналогічний тип обох конденсаторів. Зазвичай роботу трифазного двигуна забезпечують паперові пускові конденсатори, одягнені в герметичний сталевий корпус типу МПГО, МБГП, КБП або МБГО.

Більшість цих пристроїв виконано у вигляді прямокутника. Якщо поглянути на корпус, то там наведено їх характеристики:

  • Місткість (мкФ);
  • Робоча напруга (В).

Застосування електролітичних пристроїв

Використовуючи паперові пускові конденсатори, слід пам'ятати про наступний негативний момент: вони мають досить великі розміри, забезпечуючи при цьому невелику ємність. Тому для ефективної роботи трифазного двигуна невеликої потужності доводиться використовувати досить велику кількість конденсаторів. За бажання паперові можна замінити і на електролітичні. У цьому випадку їх необхідно підключати дещо іншим способом, де обов'язково повинні бути додаткові елементи, представлені діодами та резисторами.

Проте фахівці не радять використовувати електролітичні пускові конденсатори. Це пов'язано з наявністю у них серйозного недоліку, який проявляється в наступному: якщо діод не впорається зі своїм завданням, на пристрій почне продаватися змінний струм, а це вже загрожує його нагріванням і вибухом.

Інша причина полягає в тому, що сьогодні на ринку можна зустріти покращені з металізованим покриттям поліпропіленові пускові моделі змінного струму типу СВВ.

Найчастіше вони розраховані працювати з напругою 400-450 В. Саме їм і слід віддати перевагу, враховуючи, що вони неодноразово показували себе з хорошого боку.

Напруга

Розглядаючи різні типи пускових випрямлячів трифазного двигуна, що підключається до однофазної мережі, слід брати до уваги такий параметр, як робоча напруга.

Помилка буде використання випрямляча, показник напруги якого перевищує на порядок необхідний. Крім високих витрат на його придбання, доведеться виділити для нього більше місця через його великі габарити.

У той же час не варто розглядати моделі, в яких напруга має менший показник, ніж напруга мережі. Пристрої з такими характеристиками не зможуть ефективно виконувати свої функції і скоро вийдуть з ладу.

Щоб не помилитися при виборі робочої напруги, слід дотримуватися наступної схеми розрахунку: підсумковий параметр повинен відповідати добутку фактичної напруги мережі та коефіцієнта 1,15, при цьому розрахункове значення має становити не менше 300 В.

У тому випадку, якщо вибираються паперові випрямлячі для роботи в мережі змінної напруги, їх робочу напругу потрібно розділити на 1,5-2. Тому робоча напруга для паперового конденсатора, для якого виробник вказав напругу в 180, в умовах роботи в мережі змінного струму складе 90-120 В.

Щоб зрозуміти, як на практиці реалізується ідея підключення трифазного електродвигуна до однофазної мережі, виконаємо експеримент з використанням агрегату АТЛ 22-4 потужністю 400 (Вт). Головне завдання, яке має бути вирішене, – запуск двигуна від однофазної мережі з напругою 220 В.

Використовуваний електродвигун має такі характеристики:

Пам'ятаючи про те, що електродвигун, що використовується, має невелику потужність, при підключенні його до однофазної мережі можна купити лише робочий конденсатор.

Розрахунок ємності робочого випрямляча:

Користуючись наведеними формулами, візьмемо за середнє значення ємності робочого випрямляча показник 25 мкФ. Тут була обрана дещо більша ємність, що дорівнює 10 мкФ. Так ми спробуємо з'ясувати, як впливає така зміна на запуск апарату.

Тепер нам необхідно купити випрямлячі, як останні будуть використовуватися конденсатори типу МБГО. Далі на основі підготовлених випрямлячів виконується збирання необхідної ємності.

У процесі роботи слід пам'ятати, кожен такий випрямляч має ємність 10 мкФ.

Якщо взяти два конденсатори та з'єднати їх один з одним за паралельною схемою, то підсумкова ємність складе 20 мкф. При цьому показник робочої напруги дорівнюватиме 160В. Для досягнення необхідного рівня в 320 необхідно взяти ці два випрямляч і підключити їх ще до такої ж пари, конденсаторів, з'єднаних паралельно, але вже застосувавши послідовну схему. Через війну сумарна ємність становитиме 10 мкФ. Коли батарея робочих конденсаторів буде готова, підключаємо її до двигуна. Далі залишиться лише запустити його в однофазній мережі.

У процесі проведеного експерименту з підключенням двигуна до однофазної мережі робота зажадала менше часу та сил. Використовуючи подібний агрегат з обраною батареєю випрямлячів, слід врахувати, що його корисна потужність буде на рівні до 70-80% від номінальної потужності, частота обертання ротора буде відповідати номінальному показнику.

Важливо: якщо двигун розрахований на мережу напругою 380/220 В, то при підключенні до мережі слід використовувати схему «трикутник».

Звертайте увагу на зміст бирки: буває так, що там наведено зображення зірки з напругою 380 В. У цьому випадку правильну роботу двигуна в мережі можна забезпечити, виконавши такі умови. Спершу доведеться «розпорошити» спільну зірку, після чого з'єднати з клемником 6 кінців. Шукати загальну точку слід у лобовій частині двигуна.

Відео: підключення однофазного двигуна до однофазної мережі

Рішення про використання пускового конденсатора слід приймати виходячи з конкретних умов, найчастіше виявляється достатньо робочого. Однак якщо двигун піддається підвищеному навантаженню, то експлуатацію рекомендується зупинити. У цьому випадку необхідно правильно визначити необхідну ємність пристрою для забезпечення ефективної роботи агрегату.

Що робити, якщо потрібно підключити двигун до джерела, розрахованого на інший тип напруги (наприклад, трифазний двигун до однофазної мережі)? Така необхідність може виникнути, зокрема, якщо потрібно підключити двигун до будь-якого обладнання (свердлильного або наждакового верстата тощо). У цьому випадку використовуються конденсатори, які можуть бути різного типу. Відповідно, треба мати уявлення про те, який ємності потрібен конденсатор для електродвигуна, та як її правильно розрахувати.

Що таке конденсатор

Конденсатор складається із двох пластин, розташованих один навпроти одного. Між ними міститься діелектрик. Його завдання – знімати поляризацію, тобто. заряд довколишніх провідників.

Існує три види конденсаторів:

  • Полярні. Не рекомендується використовувати в системах, підключених до мережі змінного струму, т.к. внаслідок руйнування шару діелектрика відбувається нагрівання апарату, що викликає коротке замикання.
  • Неполярні. Працюють у будь-якому включенні, т.к. їх обкладки однаково взаємодіють з діелектриком та з джерелом.
  • Електролітичні (оксидні). У ролі електродів виступає тонка оксидна плівка. Вважаються ідеальним варіантом для електродвигунів із низькою частотою, т.к. мають максимально можливу ємність (до 100 000 мкФ).

Як підібрати конденсатор для трифазного електродвигуна

Запитуючи: як підібрати конденсатор для трифазного електродвигуна, потрібно взяти до уваги ряд параметрів.

Щоб підібрати ємність для робочого конденсатора, необхідно застосувати наступну розрахункову формулу: Сраб. = k * Iф / U мережі, де:

  • k – спеціальний коефіцієнт, що дорівнює 4800 для підключення «трикутник» та 2800 для «зірки»;
  • Iф – номінальне значення струму статора, це значення зазвичай вказується на самому електродвигуні, якщо воно затерто або нерозбірливо, то його вимірюють спеціальними кліщами;
  • U мережі – напруга живлення мережі, тобто. 220 вольт.

Таким чином ви розрахуєте ємність робочого конденсатора мкФ.

Ще один варіант розрахунку - взяти до уваги значення потужності двигуна. 100 Ватт потужності відповідають приблизно 7 мкФ ємності конденсатора. Здійснюючи розрахунки, не забувайте стежити значення струму, що надходить на фазну обмотку статора. Він не повинен мати більшого значення ніж номінальний показник.

Що стосується, коли пуск двигуна виробляється під навантаженням, тобто. його пускові характеристики досягають максимальних величин, до робочого конденсатора додається пусковий. Його особливість полягає в тому, що він працює приблизно протягом трьох секунд під час пуску агрегату і відключається, коли ротор виходить на рівень номінальної частоти обертання. Робоча напруга пускового конденсатора повинна бути в півтора рази вищою за мережний, а його ємність – у 2,5-3 рази більша за робочий конденсатор. Щоб створити необхідну ємність, можна підключити конденсатори як послідовно, так і паралельно.

Як підібрати конденсатор для однофазного електродвигуна

Асинхронні двигуни, розраховані працювати в однофазної мережі, зазвичай підключаються на 220 вольт. Однак якщо у трифазному двигуні момент підключення задається конструктивно (розташування обмоток, зміщення фаз трифазної мережі), то в однофазному необхідно створити обертальний момент зміщення ротора, для чого при запуску застосовується додаткова обмотка пускова. Усунення її фази струму здійснюється за допомогою конденсатора.

Як підібрати конденсатор для однофазного електродвигуна?

Найчастіше значення загальної ємності Сраб + Спуск (не окремого конденсатора) таке: 1 мкФ на кожні 100 Вт.

Є кілька режимів роботи двигунів такого типу:

  • Пусковий конденсатор + додаткова обмотка (підключається на час запуску). Місткість конденсатора: 70 мкФ на 1 кВт потужності двигуна.
  • Робочий конденсатор (ємність 23-35 мкФ) + додаткова обмотка, що перебуває у підключеному стані протягом усього часу роботи.
  • Робочий конденсатор + пусковий конденсатор (підключені паралельно).

Якщо ви розмірковуєте: як підібрати конденсатор до електродвигуна 220В, варто виходити з пропорцій, наведених вище. Тим не менш, потрібно обов'язково простежити за роботою та нагріванням двигуна після його підключення. Наприклад, при помітному нагріванні агрегату в режимі з робочим конденсатором слід зменшити ємність останнього. Загалом рекомендується вибирати конденсатори з робочою напругою від 450 В.

Як вибрати конденсатор для електродвигуна – питання непросте. Для забезпечення ефективної роботи агрегату потрібно надзвичайно уважно розрахувати всі параметри та виходити з конкретних умов його роботи та навантаження.

Якщо є необхідність підключити асинхронний трифазний електромотор до побутової мережі, можна зіткнутися з проблемою - зробити це, здається, неможливо. Але якщо знаєте основи електротехніки, можна підключити конденсатор для запуску електродвигуна в однофазної мережі. Але існують і безконденсаторні варіанти підключення, їх також варто розглянути при проектуванні установки з електромотором.

Прості способи підключення електродвигуна

Найпростіше буде підключити двигун за допомогою частотного перетворювача. Існують моделі цих пристроїв, які роблять перетворення однофазної напруги на трифазне. Перевага такого способу очевидна – немає втрат потужності в електродвигуні. Але вартість такого частотного перетворювача досить висока - найдешевший екземпляр обійдеться в 5-7 тис. рублів.

Є ще один спосіб, який використовується рідше - застосування трифазної обмотки асинхронника для перетворення напруги. У цьому випадку вся конструкція виявиться набагато більшою і масивнішою. Тому простіше розрахувати, які конденсатори потрібні для запуску електродвигуна і встановити їх, підключивши за схемою. Головне - не втратити потужність, оскільки робота механізму відбуватиметься набагато гірше.

Особливості схеми із конденсаторами

Обмотки всіх трифазних електромоторів можуть з'єднуватися за двома схемами:

  1. "Зірка" - при цьому кінці всіх обмоток підключаються в одній точці. А початку обмоток з'єднуються з мережею живлення.
  2. "Трикутник" - початок обмотки з'єднується з кінцем сусідньої. У результаті виходить, що точки з'єднання двох обмоток підключаються до мережі живлення.

Вибір схеми залежить від того, якою напругою живиться двигун. Зазвичай при підключенні до мережі змінного струму 380 В обмотки з'єднуються в «зірку», а під час роботи під напругою 220 В - в «трикутник».

На малюнку вище:

а) схема з'єднання "зірка";

б) схема з'єднання "трикутник".

Так як в однофазній мережі явно не вистачає одного проводу живлення, потрібно його зробити штучно. Для цього застосовуються конденсатори, що зсувають фазу на 120 градусів. Це робочі конденсатори, що їх виявляється недостатньо при пуску електромоторів потужністю понад 1500 Вт. Щоб запустити потужні двигуни, потрібно додатково включати ще одну ємність, яка полегшить роботу під час старту.

Місткість робочого конденсатора

Для того щоб дізнатися, які конденсатори потрібні для запуску електродвигуна під час роботи в мережі 220 В, потрібно використовувати такі формули:

  1. При підключенні за схемою «зірка» З (раб) = (2800 * I1) / U (мережі).
  2. При підключенні до "трикутника" З (раб) = (4800 * I1) / U (мережі).

Струм I1 можна виміряти самостійно, використовуючи кліщі. Але можна використати і таку формулу: I1 = P / (1,73 · U (мережі) · cosφ · η).

Значення потужності Р, напруги живлення, коефіцієнта потужності cosφ, ККД можна знайти на бирці, яка приклепана на корпусі електродвигуна.

Спрощений варіант розрахунку робочого конденсатора

Якщо всі ці формули здаються вам трохи складними, можна скористатися їхньою спрощеною версією: З (раб) = 66 * Р (двиг).

А якщо спростити максимум розрахунок, то для кожних 100 Вт потужності електромотора потрібно ємність близько 7 мкФ. Іншими словами, якщо у вас двигун 0,75 кВт, то вам знадобиться робочий конденсатор ємністю не менше 52,5 мкф. Після підбору обов'язково здійсніть замір струму під час роботи мотора - його величина має перевищувати допустимі значення.

Пусковий конденсатор

У тому випадку, якщо на двигун впливають величезні навантаження або його потужність понад 1500 Вт, одним тільки зрушенням фази не обійтися. Потрібно знати, які необхідні конденсатори для запуску електродвигуна 2,2 кВт і вище. Пусковий підключається в паралель з робітником, але тільки він виключається з ланцюга при досягненні оборотів холостого ходу.

Обов'язково пускові конденсатори повинні відключатися - інакше відбувається перекіс фаз і перегрів електродвигуна. Пусковий конденсатор повинен бути по ємності більше робітника в 2,5-3 рази. Якщо ви вирішили, що для нормальної роботи двигуна потрібна ємність 80 мкФ, то для запуску потрібно підключати ще один блок конденсаторів на 240 мкФ. У продажу навряд чи можна зустріти конденсатори з такою ємністю, тому потрібно проводити з'єднання:

  1. При паралельному ємності складаються, робоча напруга залишається такою, як зазначено на елементі.
  2. При послідовному з'єднанні складаються напруги, а загальна ємність дорівнюватиме С (заг) = (С1 * С2 * .. * СХ) / (С1 + С2 + ... + СХ).

Бажано встановлювати пускові конденсатори на електромотори, потужність яких – понад 1 кВт. Краще трохи знизити показник потужності, щоб збільшити рівень надійності.

Який тип конденсаторів використовувати

Тепер ви знаєте, як підібрати конденсатори для запуску електродвигуна під час роботи в мережі змінного струму 220 В. Після підрахунку ємності можна приступити до вибору конкретного типу елементів. Рекомендується застосовувати однотипні елементи як робочі та пускові. Непогано показують себе паперові конденсатори, позначення вони такі: МБГП, МПГО, МБГО, КБП. Можна також використовувати зарубіжні елементи, які встановлюються в блоках живлення комп'ютерів.

На корпусі будь-якого конденсатора обов'язково вказується робоча напруга та ємність. Один недолік у паперових елементів - вони мають великі габарити, тому для роботи потужного двигуна знадобиться чимала батарея елементів. Застосовувати закордонні конденсатори набагато краще, оскільки вони мають менші розміри та більшу ємність.

Використання електролітичних конденсаторів

Можна застосовувати навіть електролітичні конденсатори, але вони мають особливість - вони мають працювати постійному струмі. Тому, щоб встановити їх у конструкцію, потрібно використовувати напівпровідникові діоди. Без них використовувати електролітичні конденсатори небажано – вони мають властивість вибухати.

Але навіть якщо ви встановите діоди та опори, це не зможе гарантувати повну безпеку. Якщо напівпровідник пробивається, то на конденсатори надійде змінний струм, внаслідок чого станеться вибух. Сучасна елементна база дозволяє використовувати якісні вироби, наприклад поліпропіленові конденсатори для роботи на змінному струмі з позначенням СВВ.

Наприклад, позначення елементів СВВ60 свідчить, що конденсатор має виконання в циліндричному корпусі. А ось СВВ61 має прямокутну форму корпус. Ці елементи працюють під напругою 400...450 В. Тому вони можуть без проблем використовуватися в конструкції будь-якого апарату, де потрібне підключення трифазного асинхронного електродвигуна в побутову мережу.

робоча напруга

Обов'язково потрібно враховувати один важливий параметр конденсаторів – робоча напруга. Якщо використовувати конденсатори для запуску електродвигуна з великим запасом напруги, це призведе до збільшення габаритів конструкції. Але якщо застосувати елементи, розраховані працювати з меншою напругою (наприклад, 160 У), це призведе до швидкого виходу з ладу. Для того щоб конденсатори функціонували нормально, потрібно, щоб їхня робоча напруга була приблизно в 1,15 рази більше, ніж у мережі.

Причому потрібно враховувати одну особливість – якщо застосовуєте паперові конденсатори, то при роботі в ланцюгах змінного струму їхню напругу потрібно зменшувати у 2 рази. Іншими словами, якщо на корпусі зазначено, що елемент розрахований на напругу 300, то ця характеристика актуальна для постійного струму. Такий елемент можна використовувати в ланцюзі змінного струму з напругою не більше 150 В. Тому краще набирати батареї з паперових конденсаторів, сумарна напруга яких близько 600 В.

Підключення електромотора: практичний приклад

Допустимо, у вас є електричний двигун асинхронного типу, розрахований на підключення до мережі змінного струму з трьома фазами. Потужність - 0,4 кВт, тип двигуна - АОЛ 22-4. Основні характеристики для підключення:

  1. Потужність – 0,4 кВт.
  2. Напруга живлення – 220 В.
  3. Струм при роботі від трифазної мережі становить 1,9 А.
  4. З'єднання обмоток двигуна провадиться за схемою «зірка».

Наразі залишилося провести розрахунок конденсаторів для запуску електродвигуна. Потужність двигуна порівняно невелика, тому, щоб його використовувати в побутовій мережі, потрібно підібрати тільки робочий конденсатор, у пусковій потребі немає. За формулою обчислюєте ємність конденсатора: З (раб) = 66 * Р (двигун) = 66 * 0,4 = 26,4 мкф.

Можна використовувати і складніші формули, значення ємності відрізнятиметься від цього незначно. Але якщо немає відповідного по ємності конденсатора, необхідно з'єднати кілька елементів. При паралельному з'єднанні ємності складаються.

Зверніть увагу

Тепер ви знаєте, які конденсатори для запуску електродвигуна найкраще використовувати. Але потужність впаде приблизно на 20-30%. Якщо рухається простий механізм, це не відчується. Частота обертання ротора залишиться приблизно такою самою, як і вказана в паспорті. Врахуйте, що якщо двигун розрахований на роботу від мережі 220 і 380 В, то в побутову мережу він включається тільки за умови, що обмотки з'єднані в трикутник. Уважно вивчіть бирку, якщо на ній є лише позначення схеми "зірка", то для роботи в однофазній мережі доведеться вносити зміни в конструкцію електромотора.