Конденсаторы для запуска электродвигателя: какие нужны, как подключить. Конденсаторы для запуска электродвигателя

В трехфазных двигателях обмотки соединяются двумя способами: звездой или треугольником. Они предполагают использование напряжения в 380 вольт. Однако в повседневной жизни они используются редко. Чтобы использовать такие двигатели, необходимо знать, как правильно их подключить.

Конденсаторы для запуска электродвигателя

Во время работы двигателя по обмотке протекает ток на 20-40% выше номинального значения. Поэтому при использовании электродвигателей в режиме перегрузки или холостого хода емкость рабочего конденсатора должна быть уменьшена.

В целях безопасности все пусковые конденсаторы должны использоваться вместе с разрядным резистором. Сопротивление разрядного резистора должно быть выбрано таким образом, чтобы остаточное напряжение конденсатора было полностью снято через 50 секунд.

Если конденсатор используется последовательно с обмоткой вспомогательного двигателя, напряжение на клеммах конденсатора при рабочей скорости может быть значительно выше напряжения сети.

Во время работы конденсатор может быть установлен непосредственно в физическом контакте с двигателем. В этом случае при выборе типа конденсатора необходимо учитывать, что конденсатор подвергается воздействию повышенной температуры и вибрации — как от самого электродвигателя, так и от других пассивных элементов различных типов устройств, в составе

Поскольку во время работы конденсаторов двигателя происходят различные сложные процессы переключения и напряжение на выводах конденсатора быстро меняется, номинальное напряжение конденсатора должно быть выбрано таким образом, чтобы рабочее напряжение менялось во время работы изделия. Он не должен превышать этот показатель более чем на 10%.

При выборе необходимой емкости и рабочего напряжения необходимо учитывать фактор резонанса. Это означает, когда значения напряжения на обмотке вспомогательного двигателя и конденсаторе находятся в точке, близкой к резонансу. В этом случае напряжение на клемме изделия увеличивается.

Предельное напряжение на клемме пускового конденсатора не должно превышать 450 В, а его емкость обычно выбирается как минимум в два раза больше емкости рабочего конденсатора.

Как показывает практика, на каждые 100 Вт мощности двигателя требуется около 6-7 мкФ.

Если в определенных случаях емкость не может быть выбрана, то конденсатор Sobc = C1 + C2 ….. +Cn можно объединить, соединив их параллельно.

Правильно подобранные конденсаторы должны гарантировать, что емкость 3-фазных двигателей, подключенных к однофазной сети, не уменьшится более чем на 30 %.

Область применения конденсаторов для асинхронных двигателей

Существует два основных применения конденсаторов для асинхронных двигателей.

1) Трехфазные асинхронные двигатели, подключенные к однофазной сети через конденсаторы

При подключении трехфазных двигателей к однофазной сети возможны два варианта соединения: звезда и треугольник. В большинстве случаев рекомендуется использовать соединение «треугольник».

Приблизительный расчет для данного типа соединения приводится в следующем уравнении

• K — коэффициент, зависящий от соединения обмоток.
• A, где A — номинальный фазный ток двигателя.
• Напряжение сети U — однофазное напряжение сети V.

k=2800 для соединения звездой.

k=4800 для схем типа «треугольник».

Пусковая мощность определяется по пусковому моменту. Если двигатель запускается без нагрузки, пусковая мощность не требуется.

Для достижения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно пусковой мощности, определяемой соотношением Cp.=(2,5-3)Cp.

Рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1,5 раза больше напряжения сети.

Электрическая схема

Рис. 1. Однофазная схема подключения 3-фазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединенными в звезду (a) или треугольник (b):.

• B₁ Переключатель направления вращения (реверс)
• Â Â Â₂ -Переключатель пусковой мощности, Â Â
• С_р Â Â — рабочий конденсатор, С
• C_п -пусковой конденсатор, C
• АД — асинхронный электродвигатель.

(2) Однофазные асинхронные электродвигатели с двумя обмотками в статоре, одна из которых напрямую подключена к электросети, а другая последовательно с электрическим конденсатором для формирования вращающегося магнитного поля. Конденсатор создает сдвиг фаз между токами обмоток, и его вал смещается в пространстве. Максимальный крутящий момент возникает, когда сдвиг фаз тока составляет 90°, а спинки выровнены так, что вращающееся магнитное поле является круговым. При запуске асинхронного двигателя с конденсаторами включаются оба конденсатора, а после разгона один выключается. Это связано с тем, что при номинальной скорости требуется значительно меньшая емкость, чем при запуске. Они используются в маломощных приложениях — при мощности свыше 1 кВт они редко применяются из-за стоимости и размеров конденсаторов.

Чтобы дать вам представление об их назначении, см. раздел Как выбрать конденсатор для электродвигателя. Во-первых, желательно определить правильную емкость вспомогательного устройства и как ее точно рассчитать.

Что собой представляет конденсатор

Конденсатор — это радиоэлемент, состоящий из двух пластин с диэлектриком между ними. Его основное назначение — обеспечить регулируемый зазор между пластинами для накопления нагрузки. Существует три типа конденсаторов

1. Полярный. Используется в системах постоянного тока. Это электролитические конденсаторы с полярностью, обусловленной их особой конструкцией. Они плохо подходят для подключения к источникам питания переменного тока, так как при этом может выделяться большое количество тепла, разрушающего диэлектрический слой и приводящего к взрывам.
2. Неполяризованные. Подходит для использования в обоих типах цепей.
3. Электролит. В эту категорию попадают только неполярные конденсаторы этого типа. Они имеют оксидную пленку в качестве покрытия. Они подходят для низкочастотных двигателей, так как возможна высокая емкость.

Каждый тип двигателя имеет свои особенности в отношении выбора конденсатора. Это также определяет емкость, номинальное напряжение и тип конденсатора, необходимого для запуска двигателя.

Подключение однофазного двигателя

Для подключения асинхронного двигателя к однофазной сети обычно используется напряжение 220 В, но для запуска двигателя необходимо создать вращающий поляризационный момент на роторе. Для этого используется пусковая обмотка, которая является вспомогательной и работает только во время пуска. Для определения сдвига фаз используется конденсатор.

Емкость выбирается в соответствии со следующими принципами Общая емкость (рабочая и пусковая) на 100 Вт мощности составляет около 1 мкФ. Если конденсатор используется для запуска двигателя мощностью 1,5 кВт, расчет очень прост: 1,5 x 1000: 100 x1 = 15 мкФ. Таким образом, для подключения однофазного асинхронного двигателя мощностью 1,5 кВт необходимо использовать рабочий и пусковой конденсатор общей емкостью 15 мкФ.

Эти двигатели имеют несколько режимов работы.

• Дополнительная обмотка подключена к пусковому конденсатору. Емкость выбирается из расчета 70 мкФ на кВт.
• Вспомогательная обмотка с емкостью около 30 мкФ, которая работает в течение всего рабочего периода совместно с пусковым конденсатором.
• Два конденсатора подключены одновременно.

Методы расчета емкости

Для расчета оптимального конденсатора для запуска двигателя используется следующее уравнение

• k является коэффициентом и зависит от типа соединения. Для треугольника это 4800, а для звезды — 2800.
• Если — ток стартера (указан на двигателе), и
• Uc — напряжение сети, в данном случае 220 вольт.

На выходе получается емкость, измеряемая в мкФ (миллионные доли фарада). Его можно рассчитать и по-другому, используя мощность в качестве основного параметра.

Каждому выходу двигателя мощностью 100 Вт соответствует 7 мкФ. Обратите внимание, что на обмотки пускателя нельзя подавать ток, превышающий их номинальный ток.

Эти компоненты особенно уязвимы к воздействию перегрева. При нарушении теплового режима они быстро выходят из строя. Неполяризованные конденсаторы лишены этого недостатка, но стоят в несколько раз дороже.

Пусковой конденсатор

В небольших электродвигателях для бытового использования, например, в токарных станках мощностью 200-400 Вт, можно не использовать пусковые конденсаторы и довольствоваться рабочими конденсаторами. Я делал это не раз. Рабочий конденсатор. Достаточно. Еще один момент, который следует учитывать: если электродвигатель должен запускаться с большой нагрузкой, необходимо использовать пусковой конденсатор. Пусковой конденсатор подключается параллельно рабочему конденсатору путем удержания кнопки нажатой во время запуска электродвигателя или путем специальное реле. Емкость пускового конденсатора рассчитывается путем умножения емкости рабочего конденсатора на 2-2,5. В этом компьютере используется 2,5.

Помните, что асинхронным двигателям при ускорении требуется меньшая емкость конденсатора. Это означает, что пусковой конденсатор не следует оставлять подключенным во время работы, так как высокая емкость на высоких скоростях приведет к перегреву и выходу двигателя из строя.

Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя?

Конденсатор должен быть неполяризованным и иметь напряжение не менее 400 В. Либо современные конденсаторы, специально разработанные для этой цели (рис. 3), либо советские конденсаторы типа МБГЧ, МБГО и др. (рис. 4).

Поэтому для расчета загрузки и рабочего конденсатора асинхронного двигателя введите данные в форму ниже, эти данные указаны на табличке типа двигателя. Если данные неизвестны, можно использовать носитель, установленный по умолчанию в форме для расчета конденсатора, но при этом необходимо определить мощность двигателя.

Кнопка используется для подключения загрузочного конденсатора к асинхронному двигателю и активации загрузочного конденсатора на время, необходимое для достижения двигателем требуемой мощности и скорости.

Если необходим конденсатор для работы с однофазным электродвигателем

Обычно для асинхронных двигателей, работающих при напряжении 220 В, используются различные конденсаторы с учетом установки в однофазной сети.

Однако процесс их использования немного сложнее, поскольку трехфазные двигатели работают через структурное соединение, а для однофазного варианта требуется момент, заложенный в курсор. Это достигается за счет увеличения числа пусковых обмоток, а фазы смещаются вместе с усилием конденсатора.

В чем сложность выбора такого конденсатора?

• Используется загрузочный конденсатор и слой вспомогательной обмотки (только в процессе запуска), емкость конденсатора составляет 70 мкФ при мощности электродвигателя 1 кВт.
• Исходя из дополнительных обмоток с постоянным подключением во время работы устройства, используется функциональная версия конденсатора с емкостью 25-35 мкФ.
• Используется функциональный вариант конденсатора, основанный на параллельном соединении с исходным вариантом.

Однако в любом случае во время работы необходимо следить за уровнем нагрева компонентов двигателя. Если наблюдается перегрев, необходимо принять меры.

Для текущей версии конденсатора рекомендуется уменьшить емкость. Рекомендуется использовать конденсаторы с емкостью 450 В и более, так как это считается наилучшим вариантом.

Чтобы избежать неприятных сюрпризов, перед подключением конденсатора к двигателю рекомендуется проверить его работоспособность с помощью мультиметра. В процессе подключения к двигателю пользователь может создать полностью рабочую схему.

Фото конденсаторов для электродвигателя