Содержание: К каждому объекту изначально подается трехфазный ток. Основная причина заключается в использовании на электростанциях генераторов с трехфазными обмотками, сдвинутыми по фазе между собой на 120 градусов и вырабатывающими три синусоидальных напряжения. Однако при дальнейшем распределении тока потребителю подводится только одна фаза, к которой и подключается все имеющееся электрооборудование. Иногда возникает необходимость в использовании нестандартных устройств, поэтому приходится решать задачу, как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя. Как правило, требуется рассчитать емкость данного элемента, обеспечивающего устойчивую работу агрегата. Во всех квартирах и большинстве частных домов все внутреннее энергоснабжение осуществляется по однофазным сетям. В этих условиях иногда необходимо выполнить подключение трехфазного двигателя к однофазной сети. Эта операция вполне возможна с физической точки зрения, поскольку отдельно взятые фазы различаются между собой лишь сдвигом по времени. Подобный сдвиг легко организовать путем включения в цепь любых реактивных элементов – емкостных или индуктивных. Именно они выполняют функцию фазосдвигающих устройств когда используются рабочего и пускового элементов. Следует учитывать то обстоятельство, что обмотка статора сама по себе обладает индуктивностью. В связи с этим, вполне достаточно снаружи двигателя подключить конденсатор с определенной емкостью. Одновременно, обмотки статора соединяются таким образом, чтобы первая из них сдвигала фазу другой обмотки в одну сторону, а в третьей обмотке конденсатор выполняет эту же процедуру, только в другом направлении. В итоге образуются требуемые фазы в количестве трех, добытые из однофазного питающего провода. Таким образом, трехфазный двигатель выступает в качестве нагрузки лишь для одной фазы подключенного питания. В результате, в потребляемой энергии образуется дисбаланс, отрицательно влияющий на общую работу сети. Поэтому такой режим рекомендуется использовать в течение непродолжительного времени для электродвигателей небольшой мощности. Подключение обмоток в однофазную сеть может быть выполнено двумя способами – звездой или треугольником. Когда трехфазный электродвигатель планируется включать в однофазную сеть, рекомендуется отдавать предпочтение соединению треугольником. Об этом предупреждает информационная табличка, закрепленная на корпусе. В некоторых случаях здесь стоит обозначение «Y», что означает соединение звездой. Рекомендуется переподключить обмотки по схеме треугольника, чтобы избежать больших потерь мощности. Электродвигатель включается в одну из фаз однофазной сети, а две другие фазы создаются искусственным путем. Для этого используется рабочий (Ср) и пусковой конденсатор (Сп). В самом начале запуска двигателя необходим высокий уровень стартового тока, который не может быть обеспечен одним лишь рабочим конденсатором. На помощь приходит стартовый или пусковой конденсатор, подключаемый параллельно с рабочим конденсатором. При незначительной мощности двигателя их показатели равны между собой. Специально выпускаемые стартовые конденсаторы имеют маркировку «Starting». Эти устройства работают только в периоды пуска, для того чтобы разогнать двигатель до нужной мощности. В дальнейшем он выключается с помощью кнопочного или двойного выключателя. Небольшие электродвигатели, мощность которых не превышает 200-400 ватт, могут работать без пускового устройства. Для них вполне достаточно одного рабочего конденсатора. Однако при наличии значительных нагрузок на старте, обязательно используются дополнительные пусковые конденсаторы. Он подключается параллельно с рабочим конденсатором и в период разгона удерживается во включенном положении с помощью специальной кнопки или реле. Для расчета емкости пускового элемента необходимо умножить емкость рабочего конденсатора на коэффициент, равный 2 или 2,5. В процессе разгона двигатель требует емкость все меньше и меньше. В связи с этим, не стоит держать пусковой конденсатор постоянно включенным. Высокая емкость при больших оборотах приведет к перегреву и выходу из строя агрегата. В стандартную конструкцию конденсатора входят две пластины, расположенные напротив друг друга и разделенные слоем диэлектрика. При выборе того или иного элемента, необходимо учитывать его параметры и технические характеристики. Все конденсаторы представлены тремя основными видами: Конденсаторы, предназначенные для трехфазного мотора, должны иметь достаточно высокую емкость – от десятков до сотен микрофарад. Электролитические конденсаторы не годятся для этих целей, поскольку для них требуется однополярное подключение. То есть, специально для этих устройств потребуется создание выпрямителя с диодами и сопротивлениями. Постепенно в таких конденсаторах происходит высыхание электролита, что приводит к потере емкости. Кроме того, в процессе эксплуатации данные элементы иногда взрываются. Если все же решено использовать электролитические устройства, нужно обязательно учитывать эти особенности. Классическим примеров служат элементы, представленные на рисунке. Слева изображен рабочий конденсатор, а справа – пусковой. Подбор конденсатора для трехфазного двигателя выполняется опытным путем. Емкость рабочего устройства выбирается из расчета 7 мкФ на 100 Вт мощности. Следовательно, 600 Вт будет соответствовать 42 мкФ. Пусковой конденсатор как минимум в 2 раза превышает емкость рабочего. Таким образом 2 х 45 = 90 мкФ будет наиболее подходящим показателем. Выбор осуществляется постепенно, исходя из работы двигателя, поскольку его реальная мощность напрямую зависит от емкости используемых конденсаторов. Кроме того, это можно сделать по специальной таблице. При недостатке емкости двигатель будет терять свою мощность, а при ее избытке наступит перегрев от чрезмерного тока. Если конденсатор выбран правильно, то двигатель будет работать нормально, без рывков и посторонних шумов. Более точно подбираем устройство путем расчетов, выполняемых по специальным формулам. Емкость конденсатора для электродвигателя рассчитывается исходя из схемы соединения обмоток – звездой или треугольником. В обоих случаях применяется общая расчетная формула: Сраб = к х Iф/Uсети, к которой все параметры имеют следующие обозначения: Подставив все необходимые значения, можно легко рассчитать, какая емкость будет у рабочего конденсатора (мкФ). Во время расчетов необходимо учитывать ток, поступающий к фазной обмотке статора. Он не должен превышать номинальное значение, точно так же, как нагрузка двигателя с конденсатором должна быть не выше 60-80% номинальной мощности, обозначенной на информационной табличке. На рисунке указана простейшая схема подключения пускового и рабочего элементов. Первый из них устанавливается сверху, а второй – снизу. Одновременно к двигателю подключается кнопка включения и выключения. Самое главное – внимательно разобраться с проводами, чтобы не перепутать концы. Данная схема позволяет выполнить предварительную проверку с неточной прикидкой. Она же используется и после окончательного выбора наиболее оптимального значения. Такой подбор осуществляется экспериментальным путем с использованием нескольких конденсаторов разной емкости. При параллельном подключении их суммарная мощность будет увеличиваться. В это время нужно контролировать работу двигателя. Если работа устойчивая и ровная, в этом случае можно покупать конденсатор с емкостью, равной сумме емкостей проверочных элементов. electric-220.ru В независимости от того, какой тип соединения используется, необходимо подобрать конденсатор для трехфазного двигателя, емкость которого будет соответствовать требованиям. Для этого можно произвести расчет при помощи формул. Таким образом, для соединения «звездой», при вычислении нужно применить следующую формулу: В случае, если используется тип соединения «треугольником», нужно воспользоваться иной формулой: Параметр силы тока необходимо вычислить формулой: При применении типа соединения «треугольник» можно использовать упрощенную формулу: Ср=70*Р. Согласно этой формуле можно уверенно говорить о том, что, если Р = 200 кВт, емкость конденсатора должна быть в районе четырнадцати мкФ. Узнать верно ли подобрана емкость конденсатора можно только при непосредственном запуске двигателя. В случае, если емкость больше, чем требуется, двигатель будет подвержен перегреву. В случае заниженного количественного показателя, двигатель не сможет функционировать на пределе возможностей, которые прописаны в паспорте. Очень часто специалисты припаивают конденсатор с меньшей емкостью и, если двигатель не будет работать в нормальном рабочем режиме, его нужно менять на конденсатор с чуть большей емкостью. Но если есть возможность провести замеры силы тока в используемой электросети и на выходе к конденсатору, лучше этой возможностью воспользоваться, потому, что это считается наиболее оптимальным вариантом для расчета количественного показателя емкости. Для расчета пусковой емкости, в первую очередь учитываются требования, которые необходимы для пускового момента. Если пуск производится без нагрузок, то конденсатор не нужен совсем, а это позволит упростить схему и сэкономить финансы. Нагрузки можно уменьшить искусственно, например, сделать возможным изменение положения двигателя, чтобы уменьшить ременную передачу или установить для нее прижимной ролик. Если же пуск осуществляется с нагрузкой, потребуется дополнительная пусковая емкость на момент старта работы. При увеличении емкости, пусковой момент поступательно растет и в определенный отрезок времени он достигает своего максимального значения, но после этого, если емкость будет продолжать увеличиваться, это приведет к абсолютно обратному результату и пусковой момент будет падать. В случае старта работы двигателя с нагрузкой, которая эквивалентна номинальной, пусковая емкостная характеристика должна быть в два или в три раза больше, чем рабочая. Но, при небольшой стартовой нагрузке, конденсатор может иметь низкий показатель емкости или же, как уже было ранее сказано, он может и вовсе не устанавливаться.Учитывая то, пусковой конденсатор работает лишь в момент включения несколько мгновений, для установки можно выбрать недорогие, из серии электролитических, которые созданы специально для этих потребностей. Оптимальным вариантом будет применение не одного конденсатора, а группы более слабых, соединенных параллельно. Это позволит наиболее точно подобрать емкостную характеристику, припаивая или отбрасывая по одному, ведь общая емкость будет суммироваться. Допустимое напряжение конденсаторов должно равняться подаваемому напряжению (U) на двигатель, умноженное на полтора (1,5U). Емкости рабочего и пускового конденсаторов для двигателя мощностью 3 кВт. Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя
Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя
Принцип подключения трехфазного устройства к одной фазе
Схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети
Виды пусковых конденсаторов
Выбор конденсатора для трехфазного двигателя
Расчет емкости
Как подключить пусковой и рабочий конденсаторы
Конденсатор для трехфазного двигателя | У электрика.ру
Конденсатор для трехфазного двигателя является ключевой комплектующей частью. Для работоспособности двигателя в однофазной сети необходимо правильно подобрать его тип с определенной емкостью.
Чтобы узнать КПД, а также коэф. мощности, необходимо заглянуть в паспорт или же взять эти параметры с таблички, размещенной на двигателе. Как правило, эти значения колеблются в интервале от 0,8 до 0,9.Поделиться ссылкой:
Похожее
uelektrika.ru
Конденсатор для трехфазного двигателя
Доброго времени суток всем. Как именно подключить асинхронный трехфазный двигатель с рабочим напряжением 380 вольт в одну фазу на 220 вольт, очень хорошо расписано в этой статье. Мы же поговорим о том, как же все-таки подобрать рабочий и пусковой конденсаторы.
Для начала немного окунемся в теорию. Почему именно три фазы? Дело в том, что переменный ток изменяет свое направление 100 раз в секунду (при частоте 50 Гц в нашей электросети). И если сделать в двигателе только одну обмотку двигатель будет крутиться, но наблюдать это вы будете в виде гула и небольшого колебания вала влево-вправо (100 раз в секунду). Для того чтобы создать круговое вращающееся поле и нашла широкое применение трехфазная сеть. В такой сети легче всего сделать круговое поле, но не всегда есть возможность найти три фазы. Однако в двигателе имеется три обмотки. Также известно, что конденсатор это реактивная нагрузка, в которой ток и напряжение не совпадают по фазе, то есть конденсатор сдвигает ток на 90° с опережением напряжения, а индуктивность с отставанием. А теперь, если глубоко не вдаваться в теорию, просто соединим эти знания на простом, бытовом уровне. Если на одну обмотку двигателя мы подадим фазу, то вторая создается самим двигателем за счет индуктивности, а третью мы будем создавать за счет конденсатора. Остается разобрать более подробно этот процесс.
Формулы просты. Для треугольника и звезды расчет одинаковый, отличаются лишь коэффициенты 2800 (звезда) или 4800 (треугольник) умножить на ток и разделить на напряжение (как правило, 220 вольт). Ток обычно берется с шильдика двигателя. Вот тут и возникает главная проблема. На шильдике указан МАКСИМАЛЬНЫЙ ток двигателя для его полной нагрузки. И если двигатель работает на холостом ходу или слабонагруженный с конденсатором для полной нагрузки, он будет очень сильно греться.
Вот мы и подошли к практической части. Чем характеризуется трехфазная сеть? Правильно, наличием одинаковых напряжений всех трех фаз. Двигатель имеет одинаковое сопротивление по всем трем обмоткам. Если мы приложим одинаковое напряжение, то получим и одинаковые токи. Вот на этом принципе можно очень легко подобрать точное значение рабочего конденсатора именно для вашей нагрузки на двигатель.
Смотрим на рисунок.
1.Первый метод довольно прост, но требует наличия токоизмерительных клещей. Порядок работы такой. Запускаете двигатель, используя имеющиеся конденсаторы, отключаете и рабочие и пусковые конденсаторы, и делаете замер тока в любом из сетевых проводов (на рисунке помечены красными кружками. Получив значение тока, подставляете его в формулу и получаете значение рабочего конденсатора для той нагрузки, которую развивает ваш двигатель. Довольно грубый метод, но, тем не менее, простой и действенный.
2.Второй метод чуть сложнее, но более точный. Здесь уже не нужно отключать рабочие конденсаторы. Потребуется один (а лучше два – так будет гораздо нагляднее) вольтметра. Вам всего лишь надо добиться, чтобы оба вольтметра показывали одинаковое напряжение увеличением или уменьшением емкости конденсаторов.
Доводить до совершенства не надо, достаточно того, чтобы уложиться в 15% разницы между двумя этими напряжениями.
Оба этих варианта подходят вам, если нагрузка будет постоянной, не изменяться во времени.
Ну и несколько частных случаев:
- Если вы используете двигатели для фуганка, то таких сложных манипуляций делать не надо. Вам надо просто вычислить конденсатор по максимальному току, указанному на шильдике и взять 30-40% от этого значения.
- Если двигатель используется в качестве циркулярки, я настоятельно рекомендую использовать две рабочих емкости. Минимальную взять также 30-40% от максимальной и оставшиеся 60% включать, если вы будете использовать циркулярку на полную мощность.
- Если будет использоваться для работы компрессора, то вам надо будет сделать два замера, первый в момент включения, когда компрессор запускается после того, как давление воздуха в баллоне упало и в момент выключения, когда баллон полностью нагружен. Если токи отличаются очень сильно или в режиме максимальной нагрузки двигатель работает довольно долго, то подбираете конденсаторы с таким расчетом, чтобы их емкость была на 10% ниже расчетной (по току, полученному во втором замере). Если же разница токов в двух замерах невелика, то вычисляете средний ток (из второго бОльшего значения вычитаете первое меньшее и делите на 2) и уже по этому результату делаете вычисления.
Для рабочих конденсаторов есть несколько обязательных условий.
- Напряжение в сети 220 вольт, но это действующее напряжение (среднее), а вот амплитудное (максимальное напряжение между высшими точками синусоиды) в √2 больше, то есть около 310 вольт. Следовательно, рабочие конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 350 вольт, чтобы не возникло пробоя между обкладками.
- Конденсатор должен быть неполярный (не имеющий выводов «+» и «-»). Полярные (электролитические) конденсаторы не способны долго работать в переменном напряжении, они сильно нагреваются и «взрываются» (сейчас это происходит без взрыва, с сильным выделением дыма и электролита).
Как подобрать пусковой конденсатор?
В теории и практике пусковой конденсатор должен быть в 3-5 раз больше емкости рабочих. По факту, вам лишь должно хватить конденсатора для запуска двигателя. Это может произойти как от рабочих конденсаторов (то есть двигатель раскручивается, даже если нет пусковых), так и от большого количества пусковых конденсаторов (когда нагрузка на валу сильная или такова конструкция двигателя). То есть пусковые могут быть в 10 раз больше рабочих или их вовсе может не быть.
В настоящее время продают специальные недорогие «пусковые» конденсаторы. Недорогие они только потому, что на самом деле являются электролитическими. Как я говорил выше, электролитические конденсаторы не способны длительное время работать на переменном напряжении. Но эти «пусковые» конденсаторы делают с усиленной изоляцией между обкладками и способностью работать чуть дольше, если используется переменное напряжение. Если у вас есть в закромах мощные электролитические конденсаторы (обычные) с подходящим напряжением, можно немного обмануть судьбу и купить мощный диод, через который конденсатор и подключить. В этом случае вам потребуется чуть больше конденсаторов, но результат будет одинаковый – двигатель запустится.
Остался последний вопрос. Как быть, когда схема соединения обмоток двигателя выполнена «звездой» и в наличии лишь три вывода обмотки, а не шесть. Тут возможны только два варианта:
- Оставить как есть. Подобрать конденсаторы. Но учитывать такую особенность, что при включении такого двигателя в сеть 220 вольт конденсаторным способом вы теряете около 70% мощности двигателя.
- Преодолеть робость и страх, разобрать двигатель, найти точку соединения трех обмоток, разъединить ее, вывести три «потерявшихся» провода наружу и сделать схему соединения «треугольник», перечитать статью и наслаждаться отличной работой вашего двигателя.
На этом все. Желаю вам творческих успехов.
jelektro.ru
: Инженерные системы загородного дома.Газ.Электричество. :: BlogStroiki
У меня мотор 3квт,1400оборотов.Какой емкости надо пусковой конденсатор и рабочий для нормальной работы двигателя. Двигатель хочу использовать на пиле- циркулярке для распилки дров разного диаметра. Спасибо, с уважением Олег Викторович.
Ответ: В тех случаях, когда требуется подключить электродвигатель трехфазный к сети 220 вольт (однофазной) используют два типа схем для подключения –«треугольником» или «звездой». Конечно лучше использовать «треугольник», в таком случае потеря мощности трехфазного двигателя меньше 50%.
Расчет емкости рабочего конденсатора в таком случае проводим по такой формуле:
Срабоч.=k*Iфаз./Ucет., к-коэффициент схемы подключения( для « звезды»=2800, для «треугольника»=4800; Iфаз.-паспортный номинальный ток двигателя,А; U-сетевое питающее напряжение напряжение, В.
Если запуск трехфазного двигателя проходит без нагрузки, то пусковую емкость можно не ставить. Например ,если у вас система передачи крутящего момента от вала двигателя к циркулярной пиле идет с помощью плоского ремня или клинообразного и натяжение его осуществляется весом двигателя(двигатель крепится на пластине с одной стороны закрепленной к станине циркулярной пилы и в момент старта вы просто приподнимаете пластину с двигателем сняв нагрузку с оси двигателя а по мере набора мощности опускаете ее и подключаете саму пилу).
Что бы получить близкую к номинальной пусковую мощность устанавливают как обычно емкость пускового конденсатора в два три раза больше чем рабочая емкость. Сп.=(2-3)*Срабоч.
Что касается номинального напряжения устанавливаемых конденсаторов, оно должно быть 1.5-2 раза выше, чем напряжение используемой сети. Это связано с тем, что при запуске двигателя с помощью конденсатора в этой обмотке протекает повышенный ток по сравнению с обмотками прямого включения в сеть на 30-40% от номинала. Таким образом применять можно конденсаторы с рабочим напряжением не менее 350 вольт не ниже, лучше конечно на 450 вольт.
Исходя из практики принимается следующее решение, при выборе пускового и рабочего конденсаторов исходить надо из следующего: на один киловатт мощности двигателя надо брать 200 мкф на пусковой конденсатор и 100 мкф на рабочий.
В вашем случае Срабочий=300 мкф и Спусковой=600 мкф.
Если не найдете подходящие бумажные конденсаторы такой емкости можно использовать и электролитические(схема ниже) , главное правильно их подключить, при неправильной сборке они могугт закипеть и взорваться!!!!!
blogstroiki.ru
Подключение трехфазного двигателя через конденсатор
Трёхфазное напряжение имеет максимум своего значения, который перемещается последовательно от одной фазы к другой. В трехфазном двигателе три обмотки статора подключены к трёхфазному напряжению. Поэтому максимум магнитного поля статора также перемещается от одной обмотки к другой, двигаясь вокруг оси вращения ротора. В зависимости от конструкции электродвигателя при этом ротор вращается с соответствующей скоростью.
Однако перемещение максимума напряжения можно достичь и при однофазном питающем напряжении. Для этого потребуется электрическая ёмкость. Изменение величины напряжения на электрической ёмкости отстаёт от изменения величины тока. Поэтому процесс формирования эффективного максимума перемещаемого магнитного поля статора с использованием конденсаторов становится возможным при правильно выбранных величинах их ёмкости.
В лучшем случае удаётся использовать двигатель на уровне 65 – 85 процентов от его номинальной мощности. При этом реактивная составляющая мощности, потребляемая от сети может быть близка к нулю, поскольку функцию источника реактивной мощности выполняет электрическая ёмкость. Но для наилучшей работы электродвигателя с трёхфазным статором от однофазной сети нужны конденсаторы, как для запуска, так и для рабочего режима.
А поскольку для большей электрической мощности требуется увеличение тока, потребуется также и увеличение ёмкости конденсаторов. Поэтому начиная с некоторой величины мощности электродвигателей, конденсаторная батарея получается слишком громоздкой и дорогостоящей. В таком случае преимущества включения трёхфазного двигателя в однофазную сеть утрачиваются. Обычно граничным значением величины мощности электродвигателя являются два киловатта.
Схемы включения
Схемы включения трёхфазного двигателя с использованием электрических ёмкостей приведены на изображении ниже:
Изменение соединений обмоток на изображениях а) и б) делается для реверса вращения ротора. Аналогично и для соединений обмоток на изображениях в) и г). На изображении ниже показано переключение соединений выводов обмоток в случае реверса для схемы г):
Для схем включения трёхфазных электродвигателей с конденсаторами в однофазную сеть в) и г) применяются два определения для обозначения обмоток:
- конденсаторная фаза для обмотки соединённой с конденсатором;
- главная фаза для обмоток соединённых с питающей сетью.
Величина номинального тока Iном существует для обмоток электродвигателя присоединённого к трёхфазной сети. При его подключении к однофазной сети на величину тока будет оказывать влияние ёмкость конденсатора. Можно получить ток как больше номинального, так и меньше номинального значения. Превышение номинального тока приводит к перегреву обмоток и к увеличению напряжения на конденсаторной фазе.
Расчёт конденсаторов
Особенно вредным могут быть резонансные явления, приводящие к существенному увеличению напряжения, которое может стать опасным как для целостности изоляции обмоток и конденсаторов, так и для обслуживающего персонала. Если ток меньше номинального значения двигатель будет использоваться не эффективно. Поэтому надо применять такие значения ёмкостей, при которых величины напряжений и токов для обмоток близки к номинальным значениям.
Для частоты питающего напряжения со значениями U Вольт и 50 Герц для каждой из схем, приведенных выше существует приближённый расчёт рабочей ёмкости Ср,ном:
а) — Ср,ном ≈2800Iном/U;
б) — Ср,ном ≈4800 /U;
в) — Ср,ном ≈1600Iном/U;
г) — Ср,ном ≈2740Iном/U.
Величина ёмкости при запуске электродвигателя выбирается в два – три раза больше чем величина Ср,ном. Для увеличения пускового момента надо выбирать схемы в) и г). Но при этом возможны перенапряжения на конденсаторной фазе. После переходного процесса часть конденсаторов отключается так, чтобы ёмкость оставшихся равнялась Ср,ном. С этой конденсаторной батареей электродвигатель может продолжать вращение.
Выбрать соответствующие электротехническое оборудование можно на сайте elektropostavka.ru. Они осуществляют доставку по всей России и СНГ.
podvi.ru
Конденсаторы для запуска электродвигателя являются необходимыми элементами при любой схеме подключения
На сегодняшний день электродвигатели являются основной составляющей любого производственного процесса. Запуск электродвигателя необходим в любом хозяйстве или в быту. Как правило, он используется для питания кондиционеров, вентиляторов, отопительных насосов и так далее. Именно поэтому каждый человек, связанный с электроникой должен хорошо знать схему подключения этого оборудования к сети 220в.
Устройство и предназначение конденсаторов
Для любых электродвигателей важными деталями являются не только радиотехнические, электронные детали и транзисторы, но и конденсаторы. При этом каждая схема запуска предусматривает определенное количество этих элементов. В то же время, полностью исключить их нельзя ни в одной схеме подключения.
Функциональные возможности
Конденсаторы выполняют самые различные функции. В первую очередь, они являются емкостями в фильтрах стабилизаторов и выпрямителей. Кроме того, конденсаторы обеспечивают передачу сигнала между каскадами усилителя. На основе этих деталей создаются фильтры подключения на высоких и низких частотах, а также устанавливаются временные интервалы и выбирается колебательная частота для различных электродвигателей.
Конденсатор для асинхронных электродвигателей предназначается для запуска и долговременной работы в системах переменного тока. В то же время, пусковой вариант может использоваться для относительно недлительного срока работы. Такое преимущество элементов для асинхронных электродвигателей обеспечивается тем, что они изготавливаются их полипропиленовой пленки.
Характеристики
Основным параметром любого подобного устройства является его емкость. В данном случае пусковой конденсатор имеет емкость, которая зависит от площади поверхности активного подключения и вида диэлектрика между ними. При этом размер устройства будет находиться в четкой зависимости от оксидного слоя диэлектрика. Этот оксидный слой, как правило, является достаточно тонким, так как для его формирования используется несколько атомных слоев. Благодаря этому удается разместить больше активной поверхности для запуска на определенной площади. Для частичного восстановления оксидного слоя используется электролит. Все это обеспечивается только при условии правильного подключения конденсатора к сети 220в с четкой полярностью.
Разновидности конденсаторов
- Электролитические.
- Полярные.
- Неполярные.
Электролитические
Наиболее эффективными являются электролитические конденсаторы. Они обладают самой большой удельной емкостью, то есть наилучшим соотношением емкости к объему. Как правило, емкость таких электролитных устройств может достигать 100 000 мкФ. При этом рабочее напряжение в системе запуска и подключения колеблется от 220в до 600в. Подобные устройства являются идеальным вариантом для электродвигателей с низкой частотой, где они используются в фильтрах источников энергии. Именно поэтому такие устройства требуют подключения строго с учетом полярности. В качестве электродов здесь выступает тонкая оксидная металлическая пленка. Именно поэтому такие конденсаторы часто называют оксидными.
Полярные
Полярный пусковой конденсатор не может использоваться для подключения через сеть переменного тока 220в. Ведь если сделать так, то может произойти разрушение структуры оксидного диэлектрического слоя. Это связано с изменением полярности напряжения с частотой 50 Гц. В результате разрушится оксидный слой, что уменьшит сопротивление и увеличит ток. Это приведет к перегреву конденсатора с выделением газа и короткому замыканию с маленьким взрывом.
Неполярные
Что касается неполярных конденсаторов, то их стоимость может быть существенно выше, чем электролитических. Что касается их размеров, то они тоже отличаются. Это связано с тем, что электролитические элементы обладают большей емкостью при тех же размерах. Такой тип аккумуляторов обладает куда большей емкостью по сравнению с полярными конденсаторами, которые имеют масляную основу.
Как подобрать конденсатор к электродвигателю
Подбор конденсатора для трехфазного электродвигателя является непростой задачей. Особенно это касается его подключения через однофазную сеть 220в. Для такого подключения должен обязательно использоваться пусковой фазосдвигающий механизм. При этом схема предусматривает не только пусковой конденсатор для запуска электродвигателя, но и рабочий элемент. При его выборе, в первую очередь, следует определиться с емкостью рабочего конденсатора. Ее определяют по специальным формулам, которые отличаются для схемы подключения звезда и треугольник.
После того, как вы выбрали емкость рабочего элемента, выбирается пусковой элемент. Как правило, его емкость должна быть в несколько раз большей. При этом емкость должна быть большей в тех условиях, когда электродвигателю предстоит преодолевать серьезное сопротивление во время запуска. То есть этот показатель будет находиться в четкой зависимости от рабочего напряжения на двигатель. Для определения этого показателя следует использовать специальную таблицу, в которой учитывается тот минимальный показатель емкости, который должен иметь пусковой конденсатор. Специалисты рекомендуют поддерживать номинальное напряжение фазосдвигающих устройств, которое должно превышать напряжение сети почти в два раза. Например, если собирается схема для подключения через сеть 220в, то номинальное напряжение для запуска должно превышать 500в. Если планируется использовать целый блок подобных устройств, то подключать их необходимо параллельно.
Запуск электродвигателя при помощи конденсатора
При подсоединении конденсатора к электродвигателю следует использовать определенные схемы, из которых самыми эффективными являются подключения типа треугольник и звезда. В любом случае, на первом этапе необходимо подключить элемент так, чтобы в последующем не было риска взрыва. Далее следует подобрать конденсаторы парами, чтобы они имели одинаковую емкость. Например, емкость в данном случае может достигать 300 мкФ. Чтобы обеспечить максимальную безопасность запуска электродвигателя, необходимо поместить конденсаторную батарею в специальную коробочку. Это обезопасит систему от возможных последствий маленького взрыва, который может иметь место при перегреве.
Схема треугольник
Основная сложность для подключения трехфазного мотора через однофазную сеть состоит в том, что нужно правильно распределить провода, выходящие в распределительную коробку. Если же в конструкции отсутствует коробка, то тогда эти провода просто нужно вывести наружу по отношению к электромотору. Наиболее простая ситуация, когда в электродвигателе через систему 220в все обмотки уже имеют подключения по схеме треугольник. В таком случае вам достаточно просто подсоединить токоподводящий провод и пусковой конденсатор к клеммам мотора.
Схема звезда
Также простой является ситуация, когда в электродвигателе обмотки были соединены звездой, но ее можно переподключить в треугольник. Для замены типа подключения следует просто поменять перемычки. Более сложной считается ситуация, когда в распределительную коробку выводится 6 проводов без какой-то конкретики. Чтобы решить эту проблему, придется найти соответствующую документацию для запуска и подключения системы.
Для подключения по схеме звезда необходимо:
- найти начало и конец обмоток;
- определить пару проводов, которые относятся к одной обмотке.
Подключение по схеме треугольник
Наиболее удачной для бытовых электродвигателей является схема однофазного подключения трехфазных моторов треугольник. Этот способ позволяет добиться наибольшей мощности на выходе. Мощность системы в данном случае может достигать 70% от начальной. При этом два контакта в распределительной коробке присоединяются сразу к двум однофазным проводам сети 220в. Что касается третьего провода, то для его подключения используют пусковой и рабочий элемент Ср. Его подсоединяют к одному из двух контактов или сетевым проводам.
Таким образом, конденсаторы являются необходимыми элементами для запуска электродвигателей. Они обеспечивают нормальную работу электромоторов при подключении различными схемами. Наиболее оптимальными и эффективными являются электролитные конденсаторы.
ekowheel.com
Как включить трехфазный двигатель в однофазную сеть 220 в. Использование электродвигателей.
Иногда в распоряжении домашнего мастера оказывается трехфазный двигатель той или иной мощности. В зависимости от его мощности можно сделать точильный станок, привод для гаражных ворот, привод для самодельной бетономешалки, и так далее. Одной из задач при использовании такого двигателя является его подключение к сети, как правило — однофазной, 220 вольт. Напомним, что трехфазный двигатель как правило рассчитан на 380 вольт и подключение к 3-х фазной сети, поскольку имеет 3 обмотки. Поэтому что бы заставить его крутиться, приходится прибегать к дополнительным ухищрениям.
Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, наиболее простой базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность развиваемая двигателем в этом случае составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, например, с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.
Для нормальной работы электродвигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость используемого конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить довольно сложно, поэтому используют двухступенчатое управление двигателем. При пуске двигателя подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.
Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1
Рис. 1 Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 в., где
С р — рабочий конденсатор;
С п — пусковой конденсатор;
П1 — пакетный выключатель
После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после этого необходимо сразу же нажать кнопку \\\»Разгон\\\». После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1.
Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2..2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В.
Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя между собой их минусовые выводы, и шунтируют резистором R1 с сопротивлением 200…300 Ом
Резистор R1 необходим для \\\»стекания\\\» оставшегося электрического заряда на конденсаторах. Общая емкость соединенных конденсаторов составит (С1+С2)/2.
На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя по табл. 1
Мощность трехфазного
двигателя, кВт 0,4 0,6 0,8 1,1 1,5 2,2
Минимальная емкость
рабочего конденсатора
Ср, мкФ 40 60 80 100 150 230
Минимальная емкость
пускового конденсатора
Ср, мкФ 80 120 160 200 250 300
Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20…30 % превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или вхолостую, то в этом случае емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель остановился, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.
Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой — 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.
Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей
При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, используют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что вместо громоздких бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют меньшие габариты и более доступны в плане покупки. Схема эквивалентной замены обычного бумажного дана на рисунке.
Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С1, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением в два раза меньшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости. Например, если в схеме для однофазно сети напряжением 220 В используется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене, по вышеприведенной схеме, можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.
Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов.
В приведенной схеме, SA1 — переключатель направления вращения двигателя, SB1 — кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются длч пуска двигателя, С2 и С4 — во время работы.
Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добивается равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А. При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током, или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.
Следует обратить ВНИМАНИЕ на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.
Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть.
Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя не более 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности эликтрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5…2 кВт. Проблема в данном случае может быть решена использованием электродвигателя большей мощности, например, с мощностью 3…4 кВт. Такого типа двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены \\\»звездой\\\» и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода. Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в 3 раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.
Наиболее просто можно осуществить перевод мощного трехфазного двигателя в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.
Во время разгона двигателя используется соединение обмоток \\\»звездой\\\» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об/мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке и показала свою эффективность.
Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность двигателя к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности двигателя, то может произойти снижение скорости вращения вала врлоть до полной его остановки. В этом случае снимается нагрузка с вала двигателя. Переключатель переводится сначала в положение \\\»Разгон\\\», а потом в положение \\\»Работа\\\» и продолжают дальнейшую работу.
По материалам статьи с http://www.elremont.ru/electrik/trifaz220.php
Публикуется с разрешения автора.
www.delaysam.ru
Поделиться с друзьями: