Предположим, что у вас есть асинхронный электродвигатель, предназначенный для подключения к трехфазной сети переменного тока. Мощность — 0,4 кВт, тип двигателя — AOL 22-4. Важные особенности для подключения:
Как подобрать емкость конденсатора для однофазного двигателя
Если спецификации отсутствуют, выбирается пусковой конденсатор типа MBGCH, MBGO-2 на напряжение не менее 450 В из расчета 7 мкФ на 100 Вт мощности асинхронного двигателя при 220 В. Если пусковая обмотка используется в качестве вспомогательной обмотки постоянного напряжения, емкость конденсатора выбега должна быть на 2 меньше емкости пускового конденсатора. 2.5. 3. Ток во вспомогательной обмотке не должен превышать постоянный допустимый ток для диаметра провода, из которого намотана обмотка. В противном случае возможны ожоги. Как правило, расчетная емкость конденсаторов требует дополнительных испытаний. Ток контролируется с помощью амперметра.
См. блок управления для однофазных асинхронных двигателей.
2. однофазные трехфазные асинхронные двигатели с рабочим конденсатором. В этих двигателях вспомогательная обмотка постоянно подключена через конденсатор. Величина рабочей емкости конденсатора определяется конструкцией двигателя.
Данные привода для 3 различных двигателей: 1.AIRE71A2 0,55кВт, 5А, C=16мкФ 2.RAE71B2 0,55кВт, 4,7А C=12мкФ 3.5AE90S4K 0,75кВт, 5А, C=30мкФ
Расчет конденсаторов для работы трехфазного асинхронного двигателя в однофазном режиме
Трехфазный двигатель (➠ ) может быть подключен к звезде или треугольнику в однофазной системе.
Сетевое напряжение подключается к началу двух фаз. Ходовой конденсатор 1 и отсечной конденсатор 2, необходимый для увеличения пускового момента, подключаются к началу третьей фазы и к одной из сетевых клемм.
После запуска двигателя конденсатор 2 отключается.
Емкость рабочего конденсатора конденсаторного двигателя для частоты 50 Гц определяется по формулам
гдеСр— рабочая емкость при номинальной нагрузке, мкФ,Iноминальный— номинальный фазный ток двигателя, A,U— напряжение в сети, В.
Нагрузка на двигатель с конденсатором не должна превышать 65-85% от номинальной мощности, указанной на заводской табличке трехфазного двигателя.
Если двигатель запускается без нагрузки, то пусковой конденсатор не требуется — ходовой конденсатор в этом случае также является пусковым конденсатором. В этом случае схема подключения упрощается.
Если двигатель запускается с нагрузкой, близкой к номинальному моменту, требуется пусковая емкостьСп= (2,5 ÷ 3)Ср.
Конденсаторы выбираются в зависимости от номинального напряжения в соответствии со следующими соотношениями:
гдеUкиU— являются напряжениями конденсатора и сети.
Основные технические характеристики некоторых конденсаторов приведены в таблице.
Если трехфазный двигатель, подключенный к однофазной сети, не достигает номинальной скорости, а глохнет на низкой скорости, необходимо увеличить сопротивление сепаратора ротора с помощью короткозамыкающих втулок или увеличить воздушный зазор на 15-20 % путем закольцовывания ротора.
Если конденсаторы отсутствуют, можно использовать резисторы по той же схеме, что и для конденсаторного запуска. Вместо пусковых конденсаторов включены резисторы (рабочие конденсаторы отсутствуют).
Сопротивление (Ом) резистора можно определить по следующей формуле
где R — сопротивление резистора, k и I — кратности пускового тока и линейного тока при трехфазном режиме работы.
Пример расчета рабочей мощности для двигателя
Определите рабочую мощность двигателя AO 31/2, 0,6 кВт, 127/220 В, 4,2/2,4 А, если двигатель подключен, как показано на рисунке a, а напряжение в цепи равно 220 В. Запуск двигателя без нагрузки.
1. рабочая мощность
2. напряжение на конденсаторе при выбранной схеме.
Используя таблицу, выбираем три конденсатора MBGO-2, каждый емкостью 10 мкФ и рабочим напряжением 300 В. Конденсаторы должны быть подключены параллельно.
Источник.
Видео о том, как подключить электродвигатель на 220 вольт:
Помощь студентам
Однофазный асинхронный двигатель, схема подключения и запуска
Работа асинхронных электродвигателей основана на генерации вращающегося магнитного поля, которое перемещает вал. Ключом к этому является пространственное и временное смещение обмоток статора относительно друг друга. В однофазных асинхронных двигателях для создания необходимого сдвига фаз последовательно подключается фазосдвигающий элемент, например, конденсатор.
Как выбрать конденсатор для электродвигателя
- Интервал рабочей температуры.
- Возможное отклонение от расчетной емкости.
- Сопротивление изоляции.
- Тангенс угла потерь.
Конденсаторы этого типа используются в системе подключения асинхронного двигателя. В этом случае он работает только на этапе запуска до достижения рабочей скорости.
Наличие такого элемента в системе определяет следующее:
- Пусковая емкость позволяет приблизить состояние электрического поля к круговому.
- Проводится значительное повышение показателя магнитного потока.
- Повышается пусковой момент, значительно улучшается работа двигателя.
Без этого элемента в системе срок службы двигателя значительно сокращается. Это связано с тем, что сложный старт вызывает определенные трудности.
Преимущества решетки, оснащенной таким элементом, заключаются в следующем:
Пусковой конденсатор работает в течение нескольких секунд при запуске двигателя.
Подбор конденсатора для асинхронного двигателя
Для подключения асинхронного трехфазного двигателя 380 вольт к однофазной сети требуется конденсатор. Двигатель имеет два типа соединения обмоток — звезда или треугольник. Соединение треугольником более эффективно в сети 220 вольт.
Существуют специальные программы для расчета конденсатора. Просто введите данные двигателя, и программа выполнит расчет. Дается рекомендация по подключению ходового и пускового конденсатора. В Интернете есть много таких программ. Их называют карманными калькуляторами.
Существует формула, по которой производится расчет:
Приведенная выше диаграмма используется для расчета емкости рабочего конденсатора, где в формуле:
- U – Напряжение питающей сети. В нашем случае это 220 вольт.
- Iф– номинальный ток статора. Можно посмотреть на шильдике электродвигателя, или замерить токоизмерительными клещами.
- К – коэффициент, который зависит от схемы соединения обмоток. Для соединения треугольником он равен 4800, а для соединения звездой 2800.
Если все параметры известны, нетрудно правильно рассчитать конденсатор. Результат указывается в мкФ. Эта формула применима к выбору рабочей емкости.
Пусковой конденсатор немного сложнее. Он подключается к обмоткам на короткое время. Не более 3 секунд при запуске двигателя.
На следующем рисунке показано подключение двигателя 380 к 220 В:
Начальная мощность выбирается таким образом, чтобы она в 2-3 раза превышала рабочую мощность. Однако есть более простой способ сделать это.
В Интернете есть таблицы, которые можно использовать для определения необходимой мощности. На следующем рисунке показана такая таблица. Он показывает рабочий конденсатор и пусковой конденсатор.
Существуют рекомендации, в соответствии с которыми можно легко определить необходимую мощность. На каждые 100 Вт устанавливается емкость 7 мкФ. Начальный конденсатор будет 14 мкФ. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть не менее 1,5 U от сети.
При определении емкости этого элемента учитывается емкость двигателя и соединения обмоток.
Технологии, инженеры-электрики и техники-электронщики
Обратитесь к «специалисту по модернизации производства электроэнергии».
C I E L a b. X Y Z — Емкость конденсатора для трехфазного асинхронного двигателя в однофазной бытовой сети Второй из этих конденсаторов постоянно подключен для обеспечения необходимого сдвига фаз, чтобы трехфазный двигатель мог работать в однофазной сети. Поговори со мной!
Преобразователь частоты для однофазного двигателя — как подключить?
- Защиту сети от высокочастотной составляющей, наводящей помехи на радиоаппаратуру.
- Выполняет функцию искрогасящего элемента. Он обеспечивает нормальный режим работы, и не позволяет пригорать щеткам к коллектору. Без него коллектор двигателя постоянного тока быстро выйдет из строя. Таким образом, продлевается срок службы коллектора и щеток.
В быту чаще всего встречаются однофазные двигатели с обмоткой стартера. Они встроены в большинство бытовых приборов. Именно поэтому они так популярны.
Они имеют две обмотки, рабочую и пусковую. В то время как трехфазный двигатель предназначен для вращения, однофазный двигатель использует для этой цели пусковую обмотку, а сдвиг фаз вызывается конденсатором. В некоторых схемах вместо конденсатора используется резистор или индуктор, но это, как правило, исключение.
Для улучшения пусковых характеристик используется дополнительный конденсатор, подключенный параллельно рабочему конденсатору. Соединение существует только в течение короткого времени, не более трех секунд.
Электролитические конденсаторы не должны быть подключены к электросети. Это связано с тем, что установка полярного конденсатора в сеть переменного тока приведет к закипанию электролита внутри корпуса, что в конечном итоге приведет к взрыву.
В редких случаях используется электролитический конденсатор, но последовательно с конденсатором подключается диод. Такая схема оправдана, когда требуется экономия места и двигатель работает только короткое время.
Конденсатор двигателя должен быть выбран в соответствии с принципиальной схемой:
- Пусковая обмотка, и конденсатор подключаются кратковременно на время запуска. В этом случае на каждый 1 кВт мощности устанавливают 70 мкФ. Можно использовать электролитические с диодом.
- Пусковая катушка и конденсатор постоянно подключены на все время работы мотора. В этом случае используют не полярные детали емкостью 23-35 мкФ на 1 кВт.
- Параллельно рабочему конденсатору подключают кратковременно пусковой. В этом случае в качестве пусковой можно применить электролитическую емкость с диодом. Она должна быть в 2-3 раза больше рабочей. Однако, схема должна быть построена таким образом, чтобы пусковой кондер был подключен не более 3 секунд.
Несмотря на эти рекомендации, необходимо следить за состоянием двигателя.
Если во время работы двигатель нагревается, стоит уменьшить номинальное значение рабочего конденсатора. Если этого не сделать, двигатель перегреется и выйдет из строя.
При установке электродвигателей в другие приборы используйте оригинальные детали, снятые с прибора, например, со стиральной машины. Если это невозможно, следуйте приведенным советам.
Выбор емкости
Чтобы максимально повысить эффективность электродвигателя, необходимо рассчитать определенные параметры цепи, особенно мощность.
Для рабочего конденсатора
Существуют сложные и точные методы расчета, но для бытового использования достаточно оценить параметр по приблизительной формуле.
На каждые 100 ватт электрической мощности трехфазного двигателя должно приходиться 7 микрофарад.
Также не допускается подавать на обмотку статора фазы напряжение, превышающее номинальное значение.
Для пускового конденсатора
Если двигатель должен быть запущен с высокой нагрузкой на приводной вал, ходовой конденсатор выйдет из строя, и на время запуска необходимо подключить пусковой конденсатор. После достижения рабочей скорости, что в среднем занимает 2-3 секунды, он выключается вручную или с помощью автоматического устройства. Имеются специальные кнопки, которые автоматически размыкают один из контуров после заданного времени задержки.
Недопустимо оставлять стартер подключенным во время работы. Дисбаланс фаз токов может привести к перегреву двигателя и пожару. При определении мощности стартера исходите из 2-3-кратной мощности генераторной установки. При запуске крутящий момент двигателя достигает своего максимального значения и снижается до номинального значения после преодоления инерции механизма и достижения скорости.
Подключение трёхфазного двигателя через конденсатор в однофазную сеть
На этом этапе все становится довольно просто и нелегко. Фактом является то, что при запуске асинхронного двигателя протекает большой пусковой ток. Поскольку двигатель является индукционным элементом, и мы добиваемся определенного смещения тока через конденсатор, т.е. достигаем оптимального баланса между индуктивным и емкостным током, индуктивный ток перевешивает емкостной ток в начале работы из-за его размера, и циклическое магнитное поле не генерируется. И именно круговое или, по крайней мере, почти круговое поле необходимо для того, чтобы вал двигателя начал вращаться. Поэтому конденсаторы делятся на пусковые и рабочие.
Рабочий конденсатор для электродвигателя
Задача этого конденсатора — поддерживать круговое магнитное поле, когда двигатель уже работает. Конденсатор всегда должен быть рассчитан на работу на переменном токе. Такие конденсаторы обычно называют неэлектролитическими конденсаторами. Напряжение конденсатора должно быть в √2 раз больше напряжения сети. Можно использовать конденсатор любого типа. Это относится ко всем конденсаторам переменного напряжения. Мы привыкли считать, что напряжение в сети составляет 220 вольт, но это фактическое значение (среднее), а максимальное значение (амплитуда) ровно в √2 раза больше или около 310 вольт. Я напишу статью о среднеквадратичном значении и амплитуде позже и объясню их более подробно, а пока просто доверьтесь мне.
Пусковой конденсатор для электродвигателя
Задача этого конденсатора — создать магнитное поле, когда двигатель только запускается. Как я уже говорил, пусковой ток при запуске очень высок (в 3-8 раз больше номинального рабочего тока), поэтому для создания циклического магнитного поля требуется больший конденсатор. Электролитический конденсатор (это конденсаторы для постоянного напряжения) также может быть использован в качестве пускового конденсатора. Такое случается довольно часто. В этом случае рекомендуется подключать электролитические конденсаторы через диод. Это связано с тем, что электролитические конденсаторы дешевле. Однако для этой цели лучше использовать специальные конденсаторы, называемые «пускателями двигателя». Таким образом, риск повреждения конденсатора меньше, поскольку это электролитический конденсатор, но серия специально разработана для запуска двигателей переменного тока.
Рабоче-пусковой конденсатор для электродвигателя
Как правило, конденсатор, который используется одновременно как ходовой и как пусковой конденсатор, устанавливается в двигателях мощностью менее 1 кВт. Это связано с тем, что маломощные двигатели не имеют высокого пускового тока. В этом случае расчет производится на основе номинального тока. Расчет описан ниже. Пусковой конденсатор может быть только неэлектролитическим конденсатором с рабочим напряжением в √2 раз превышающим напряжение сети. При расчете такого конденсатора в формулу необходимо подставить номинальный ток двигателя.
Читайте также: Как проверить выходную мощность портативного генератора?
Простые способы подключения электродвигателя
Самый простой способ подключения трехфазного двигателя к домашней сети — это использование частотного преобразователя. Потери мощности минимальны, но зачастую они дороже самого двигателя.
Частотный преобразователь экономически выгоден только при высоком уровне использования.
Другой метод использует обмотку самого асинхронного двигателя для преобразования напряжения питания. Схема была бы громоздкой и неудобной. Конденсатор для запуска двигателя подключается к одной из двух общих цепей
Подключение двигателя звездой и треугольником
При реализации этих методов подключения важно минимизировать потери мощности.
Упрощенный вариант расчета рабочего конденсатора
Если все эти формулы кажутся вам немного сложными, вы можете воспользоваться упрощенной версией: C (ведомый) = 66 * P (двигатель).
И чтобы максимально упростить расчеты, вам потребуется емкость около 7 мкФ на 100 Вт мощности электродвигателя. Другими словами, если у вас двигатель мощностью 0,75 кВт, вам необходим ходовой конденсатор емкостью не менее 52,5 мкФ. После выбора обязательно измерьте ток при работающем двигателе, чтобы он не превышал допустимых значений.
Пусковой конденсатор
Если двигатель сильно нагружен или имеет выходную мощность более 1500 Вт, то одного лишь фазового сдвига будет недостаточно. Вам необходимо знать, какие еще конденсаторы требуются для запуска двигателя мощностью 2,2 кВт и более. Пусковой конденсатор подключен параллельно с ходовым конденсатором, но исключается из цепи при достижении скорости холостого хода.
Пусковой конденсатор всегда должен быть отключен, иначе он вызовет перекос фаз и перегрев двигателя. Пусковой конденсатор должен иметь в 2,5-3 раза большую емкость, чем рабочий конденсатор. Если вы рассчитали, что для нормальной работы двигателя требуется емкость 80 мкФ, то для запуска двигателя необходимо подключить еще один конденсаторный блок емкостью 240 мкФ. Маловероятно, что конденсаторы с такой емкостью есть на рынке, поэтому необходимо выполнить подключение:
- При параллельном емкости складываются, напряжение рабочее остается таким, как указано на элементе.
- При последовательном соединении складываются напряжения, а общая емкость будет равна С (общ) = (С1*С2*..*СХ)/(С1+С2+..+СХ) .
Электродвигатели мощностью более 1 кВт рекомендуется оснащать пусковыми конденсаторами. Для повышения надежности предпочтительнее немного снизить номинальную мощность.
Какой тип конденсаторов использовать
Теперь вы знаете, как выбрать конденсаторы для запуска электродвигателя в сети переменного тока 220 В. После расчета емкости можно перейти к выбору конкретного типа элемента. Рекомендуется использовать элементы одного типа в качестве рабочих и пусковых элементов. Бумажные конденсаторы работают хорошо, их названия следующие: MBGP, MPGO, MBGO, KBP. Можно также использовать посторонние элементы, встроенные в компьютерные блоки питания.
Рабочее напряжение и емкость всегда указаны на корпусе каждого конденсатора. Одним из недостатков бумажных клеток является то, что они очень большие. Поэтому для работы мощного двигателя нужна немаленькая аккумуляторная батарея. Гораздо лучше использовать зарубежные конденсаторы, поскольку они меньше и имеют большую емкость.
Как подобрать конденсатор
Конденсаторы для трехфазного двигателя должны иметь довольно высокую емкость — речь идет о десятках или сотнях микрофарад. Однако электролитические конденсаторы не подходят для этой цели. Они требуют однополярного подключения, что означает, что специально для них должен быть изготовлен выпрямитель из диодов и резисторов. Кроме того, в электролитических конденсаторах электролит со временем высыхает, и они теряют свою емкость. Поэтому, если вы хотите использовать его в своем двигателе, вы должны учитывать это и не верить всему, что написано на этикетке. Кроме того, электролитические конденсаторы иногда имеют тенденцию взрываться.
Поэтому проблема выбора конденсатора для трехфазного двигателя часто решается в несколько этапов
Сначала производится приблизительный отбор. Мы должны рассчитать емкость конденсатора в соответствии с простым соотношением 7 мкФ на 100 ватт мощности. Таким образом, для 700 Вт мы первоначально получаем 49 мкФ. Емкость пускового конденсатора должна быть в 1-3 раза больше емкости рабочего конденсатора. Выберите 2*50 = 100 мкФ — это будет в самый раз. Ну, вы можете начать с большего конденсатора, а затем выбирать конденсаторы в зависимости от работы двигателя. Емкость конденсаторов влияет на фактическую производительность двигателя. Если он слишком мал, двигатель будет терять мощность при той же скорости (скорость не зависит от мощности, только от частоты напряжения), потому что ему не хватит тока. Если конденсаторы переполнены, они перегреваются из-за избыточного тока.
Нормальная работа двигателя без шума и перебоев является неплохим критерием для правильно подобранного конденсатора. Но для точности можно рассчитать конденсаторы по формулам и оставить эту проверку на потом, как окончательное подтверждение успешного выбора конденсатора.
Однако конденсаторы все равно необходимо подключить.
Подключение пускового и рабочего конденсаторов для трехфазного электромотора
Здесь все необходимые устройства назначены на элементы схемы.
Теперь давайте установим соединение, внимательно рассмотрев провода.
Таким образом, вы можете подключить двигатель как заранее с неточной оценкой, так и позже, когда будут найдены оптимальные значения.
Выбор можно также сделать экспериментально, используя несколько конденсаторов с разной емкостью. Если вы соедините их параллельно, общая мощность увеличится, и вам следует понаблюдать за поведением двигателя. Если он работает плавно и без перегрузок, емкость примерно оптимальна. Тогда вам следует приобрести конденсатор с емкостью, равной сумме емкостей данных конденсаторов, подключенных параллельно. Однако при таком выборе можно измерить фактический ток потребления с помощью клещей и рассчитать емкость конденсатора по формулам.
Как рассчитать емкость рабочего конденсатора
Немного разные соотношения получаются для двух соединений обмоток.
Формула вводит коэффициент соединения Kc, который составляет 4800 для дельты и 2800 для звезды.
Здесь P (мощность), U (напряжение 220 В), h (КПД двигателя в процентах, деленный на 100) и cosϕ (коэффициент мощности) берутся из паспортной таблички двигателя.
Это значение можно рассчитать с помощью имеющегося в продаже калькулятора или с помощью аналогичной расчетной таблицы. Вставьте данные двигателя (желтые ячейки), а результат в микрофарадах — в зеленых ячейках.
Однако не всегда есть уверенность в том, что параметры мощности двигателя соответствуют указанным на заводской табличке. В этом случае следует измерить фактический ток с помощью токового клеща и использовать формулу Cp = Kc*I/U.
