Конденсаторный двигатель
- Подробности
- Категория: Электрические машины
- электродвигатель
- конденсатор
Пусковые характеристики при однофазном включении двигателя становятся наиболее благоприятными, когда в качестве пускового элемента используется конденсатор. Для улучшения рабочих характеристик конденсатор определенной емкости оставляют включенным на весь рабочий период.
Асинхронный двигатель, работающий от сети однофазного тока, с конденсатором в его цепи называется конденсаторным.
По теории и расчету конденсаторного двигателя опубликовано значительное число работ в отечественной и иностранной литературе. Еще в 1934 г. один из видных советских ученых — академик В. С. Кулебакич, рассмотрев основные свойства конденсаторного двигателя, указал на широкие возможности его применения в народном хозяйстве и, в частности, выдвинул идею его использования в электрической тяге.
Данные теоретических и экспериментальных исследований конденсаторного двигателя с тремя статорными обмотками и специального исполнения нашли отражение в работах М. Крондля, В. Шуйского, И. М. Эдельмана, Г. Б. Меркина, Н. М. Булаева, В. Е. Розенфельда, М. И. Крайдберга, Б. Н. Тихменева, X. Клауснитцера, О. А. Некрасова, А. Г. Мирера, Ю. С. Чечета, Ф. М. Юферова и др.
Фундаментальные исследования вопросов теории и особенностей различных схем конденсаторного двигателя принадлежат А. И. Адаменко.
Внимание исследователей продолжают занимать вопросы дальнейшего развития методики проектирования и расчета конденсаторных двигателей специального исполнения. Вместе с тем большой интерес вызывает изучение возможностей улучшения эксплуатационных свойств асинхронного двигателя трехфазного тока, работающего в схеме однофазного включения с конденсатором. Сказанное в значительной мере объясняется расширением областей применения конденсаторного двигателя. Каковы же его характерные особенности?
По сравнению со схемой однофазного включения, конденсаторный двигатель развивает большую полезную мощность.
Ее значение достигает 65— 85 % номинальной мощности, указанной на щитке. Конденсаторный двигатель как асинхронный короткозамкнутый очень прост по устройству и надежен в работе. Его питание осуществляется от двухпроводной сети.Ценным свойством конденсаторного двигателя является высокий коэффициент мощности, который может приобретать значения, практически равные единице. В последнем случае двигатель потребляет из сети ток, пропорциональный только активной мощности, так как источником реактивной мощности для него является конденсатор.
Пусковая и рабочая емкости при данном напряжении сети и принятой схеме включения зависят от мощности двигателя. С увеличением мощности они возрастают. Начиная с некоторой мощности, применение конденсаторных двигателей экономически уже не оправдывается из-за относительно высокой стоимости конденсаторов. Предельной мощностью конденсаторного двигателя общего назначения следует принять номинальную мощность 1,5 кВт, обозначенную на щитке.
Номинальная мощность, кВт | Высота оси вращения, мм | Синхронная частота вращения, об/мин | Степень защиты |
0,09 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 | 50 50 56 56 63 63 71 71 80 | 3000 |
|
0,06 0,09 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 | 50 50 56 56 63 63 71 71 80 80 | 1500 | IP 44 |
0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 | 63 63 71 71 80 80 | 1000 |
|
0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 | 71 80 80 90 90 100 | 750 |
|
Поясним сказанное на примере двигателя серии 4Л в защищенном исполнении с синхронной частотой вращения 1500 об/мин.
Стоимость конденсаторов типа К.БГ-МН, образующих рабочую емкость, при мощности двигателя 1 кВт примерно равна стоимости двигателя, т.е. составляет приблизительно 100%. Для мощностей 1,5 и 10 кВт соответственно получаем 140 и 270 % стоимости двигателей.
Мощность от нескольких сотен ватт до 1,5 кВт имеет огромное число асинхронных трехфазных двигателей, применяемых в народном хозяйстве В связи с освоением отечественными заводами технологии изготовления высококачественных конденсаторов становится реальной возможность широкого использования конденсаторных двигателей, особенно в условиях сельскохозяйственного производства.
Для работы в средах повышенной влажности (птицеводческие помещения, животноводческие фермы) выпускают электродвигатели серии 4А климатического исполнения У2, которые отличаются от двигателей основного исполнения УЗ влагоморозостойкой изоляцией и защитными покрытиями.
Кроме сельскохозяйственных электроустановок конденсаторный двигатель может также найти применение в промышленности и быту для привода механизмов и машин небольшой мощности.
Отличительным элементом конденсаторного двигателя является конденсатор. См. также технические данные конденсаторов, пригодных для использования в цепи конденсаторного двигателя.
- Назад
- Вперёд
- Вы здесь:
- Главная
- Оборудование
- Эл. машины
- Ремонт обмотки статора с микалентной изоляцией
Еще по теме:
- Улучшение эксплуатационных свойств конденсаторного двигателя
- Однофазные конденсаторные электродвигатели
- Работа конденсаторного двигателя в неноминальных условиях
- Конденсаторный двигатель как преобразователь числа фаз
- Определение рабочей и пусковой емкости конденсаторного двигателя
Конденсаторные двигатели — устройство, принцип действия, применение.
Конденсаторы для асинхронных двигателейАсинхронный конденсаторный двигатель имеет на статоре две обмотки, занимающие одинаковое число пазов и сдвинутые в пространстве относительно друг друга на 90 эл. град. Одну из обмоток — главную — включают непосредственно в однофазную сеть, а другую — вспомогательную — включают в эту же сеть, но через рабочий конденсатор С ра6 (рис. 16.7, а).
В отличие от рассмотренного ранее однофазного асинхронного двигателя в конденсаторном двигателе вспомогательная обмотка после пуска не отключается и остается включенной в течение всего периода работы, при этом емкость С раб создает фазовый сдвиг между токами и .
Таким образом, если однофазный асинхронный двигатель по окончании процесса пуска работает с пульсирующей МДС статора, то конденсаторный двигатель — с вращающейся. Поэтому конденсаторные двигатели по своим свойствам приближаются к трехфазным двигателям.
Необходимая для получения кругового вращающегося поля емкость (мкФ)
C раб = 1,6 10 5 I A sin φ A / (f 1 U A k 2), (16.
4)
при этом отношение напряжений на главной U А и на вспомогательной U B обмотках должно быть
U A /U B = tg φ A ≠ 1.
Здесьφ A — угол сдвига фаз между током и напряжением при круговом поле; k = ω B k B / (w A k A ) — коэффициент трансформации, представляющий собой отношение
Рис. 16.7. Конденсаторный двигатель:
а- с рабочей емкостью, б — с рабочей и пусковой емкостями, в — механические характеристики; 1- при рабочей емкости, 2- при рабочей и пусковой емкостях
эффективных чисел витков вспомогательной и главной обмоток; k A и k B — обмоточные коэффициенты обмоток статора.
Анализ (16.4) показывает, что при заданных коэффициенте трансформации kи отношении напряжений U A / U B емкость С ра6 обеспечивает получение кругового вращающегося поля лишь при одном, вполне определенном режиме работы двигателя. Если же и изменится режим (нагрузка), то изменятся и ток I A и фазовый угол φ A , а следовательно, и С раб, соответствующая круговому полю.
Обладая сравнительно высокими КПД и коэффициентом мощности (соs φ 1 = 0,80 ÷ 0,95), конденсаторные двигатели имеют неудовлетворительные пусковые свойства, так как емкость С раб обеспечивает круговое поле лишь при расчетной нагрузке, а при пуске двигателя поле статора эллиптическое. При этом пусковой момент обычно не превышает 0,5М НОМ.
Для повышения пускового момента параллельно емкости С раб включают емкость С пуск, называемую пусковой(рис. 16.7, б). Величину С пуск выбирают, исходя из условия получения кругового поля статора при пуске двигателя, т. е. получения наибольшего пускового момента. По окончании пуска емкость С пуск следует отключать, так как при небольших скольжениях в цепи обмотки статора, содержащей емкость Си индуктивность L , возможен резонанс напряжений, из-за чего напряжение на обмотке и на конденсаторе может в два-три раза превысить напряжение сети.
При выборе типа конденсатора следует помнить, что его рабочее напряжение определяется амплитудным значением синусоидального напряжения, приложенного к конденсатору U c . При круговом вращающемся поле это напряжение (В) превышает напряжение сети U 1 и определяется выражением
U c = U 1 (16.5)
Рис 16.8. Схемы включения двухфазного двигателя в трехфазную сеть
Конденсаторные двигатели иногда называют двухфазными, так как обмотка статора этого двигателя содержит две фазы. Двухфазные двигатели могут работать и без конденсатора или другого ФЭ, если к фазам обмотки статора подвести двухфазную систему напряжений (два напряжения, одинаковые по значению и частоте, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°). Для получения двухфазной системы напряжений можно воспользоваться трехфазной линией с нулевым проводом, включив обмотки статора так, как показано на рис. 16.8, а
Возможно включение двигателя и без нулевого провода (рис. 16.8, б), но в этом случае напряжения на обмотках двигателя будут сдвинуты по фазе на 120°, что приведет к некоторому ухудшению рабочих свойств двигателя.В этой статье поговорим о конденсаторных двигателях, которые по сути являются обычными асинхронными, отличающимися лишь способом подключения к сети. Затронем тему подбора конденсаторов, разберем причины необходимости точного подбора емкости. Отметим основные формулы, которые помогут в приблизительной оценке требуемой емкости.
Конденсаторным двигателем называется , в цепь статора которого включена дополнительная емкость, с целью создать сдвиг фаз тока в обмотках статора. Зачастую это касается однофазных цепей при использовании трехфазных или двухфазных асинхронных двигателей.
Обмотки статора асинхронного двигателя физически сдвинуты друг относительно друга, и одна из них включается непосредственно в сеть, в то время как вторая, либо вторая и третья подключаются к сети через конденсатор.
Емкость конденсатора подбирается так, чтобы сдвиг фаз токов между обмотками получился бы равным или хотя бы близким к 90°, тогда ротору будет обеспечен максимальный вращающий момент.
При этом модули магнитной индукции обмоток должны получиться одинаковыми, чтобы магнитные поля обмоток статора оказались бы сдвинуты относительно друг друга так, чтобы суммарное поле вращалось по кругу, а не по эллипсу, увлекая за собой ротор с наибольшей эффективностью.
Очевидно, ток и его фаза в подключенной через конденсатор обмотке связаны как с емкостью конденсатора, так и с эффективным импедансом обмотки, который в свою очередь зависит от скорости вращения ротора.
При старте двигателя импеданс обмотки определяется лишь ее индуктивностью и активным сопротивлением, поэтому он относительно мал в момент пуска, и здесь нужен конденсатор большей емкости для обеспечения оптимального пуска.
Когда же ротор разгонится до номинальных оборотов, магнитное поле ротора станет индуцировать в обмотках статора ЭДС, которая будет направлена против питающего обмотку напряжения — эффективное сопротивление обмотки теперь растет, и требуемая емкость снижается.
При оптимально подобранной емкости в каждом режиме (пусковой режим, рабочий режим) магнитное поле будет круговым, и здесь имеет значение как скорость вращения ротора, так и напряжение, и число витков обмотки, и подключенная в текущий момент емкость. Если оптимальное значение какого-нибудь параметра нарушено, поле становится эллиптическим, характеристики двигателя соответственно падают.
Для двигателей разного назначения схемы подключения емкостей разные. Когда требуется значительный пусковой момент, применяют конденсатор большей емкости, чтобы обеспечить оптимальные ток и фазу именно в момент пуска. Если пусковой момент не особо важен, то внимание уделяют только созданию оптимальных условий рабочего режима, при номинальной скорости вращения, и емкости подбирается для номинальных оборотов.
Довольно часто для качественного пуска применяют пусковой конденсатор, который на время запуска подключается параллельно рабочему конденсатору относительно малой емкости, чтобы вращающееся магнитное поле и при пуске было круговым, затем пусковой конденсатор отключают, и двигатель продолжает работу только с рабочим конденсатором.
В особых случаях прибегают к набору конденсаторов с возможностью переключения для разных нагрузок.
Если пусковой конденсатор случайно не будет отключен после выхода двигателя на номинальные обороты, сдвиг фаз в обмотках уменьшится, не будет уже оптимальным, и магнитное поле статора станет эллиптическим, что ухудшит рабочие характеристики двигателя. Крайне важно правильно подобрать пусковую и рабочую емкости, чтобы двигатель работал эффективно.
На рисунке показаны типичные схемы включения конденсаторных двигателей, применяемые на практике. Например рассмотрим двухфазный двигатель с короткозамкнутым ротором, статор которого имеет две обмотки для питания в двух фазах А и В.
В цепь дополнительной фазы статора включен конденсатор С, поэтому токи IA и IВ текут в обеих обмотках статора в двух фазах. Наличием емкости добиваются фазового сдвига токов IA и IВ в 90°.
Векторная диаграмма показывает, что суммарный ток сети образован геометрической суммой токов обеих фаз IA и IВ.
Подбором емкости С добиваются такого сочетания с индуктивностями обмоток, чтобы фазовый сдвиг токов получился именно 90°.
Ток IA запаздывает относительно приложенного сетевого напряжения UА на угол φА, а ток IВ — на угол φВ относительно напряжения UB, приложенного к зажимам второй обмотки в текущий момент. Угол между напряжением сети и напряжением, приложенным ко второй обмотке составляет 90°. Напряжение на конденсаторе UС образует угол 90° с током IВ.
По диаграмме видно, что полная компенсация фазового сдвига при φ = 0 достигается тогда, когда реактивная мощность потребляемая двигателем из сети равна реактивной мощности конденсатора С. Рядом на рисунке показаны типичные схемы включения трехфазных двигателей с конденсаторами в цепях обмоток статоров.
Промышленностью сегодня выпускаются конденсаторные двигатели на базе двухфазных. Трехфазные легко модифицируются вручную для питания от однофазной сети. Встречаются и мелкосерийные трехфазные модификации, уже оптимизированные при помощи конденсатора под однофазную сеть.
Часто такие решения можно встретить в бытовых приборах, таких как посудомоечные машины и комнатные вентиляторы. Промышленные циркуляционные насосы, воздуходувки и дымососы также часто используют в своей работе конденсаторные двигатели. Если требуется включить трехфазный двигатель в однофазную сеть — применяют фазосдвигающий конденсатор, то есть опять же переделывают двигатель в конденсаторный.
Для приблизительного расчета емкости конденсатора применяют известные формулы, в которые достаточно подставить напряжение питания и рабочий ток двигателя, и легко вычислить необходимую емкость для .
Для нахождения рабочего тока двигателя достаточно прочитать данные на его шильдике (мощность, кпд, косинус фи), и так же подставить в формулу. В качестве пускового конденсатора принято устанавливать конденсатор в два раза большей емкости, чем рабочий.
К преимуществам конденсаторных двигателей, по сути — асинхронных, относится главным образом одно — возможность включить трехфазный двигатель в однофазную сеть.
Из недостатков — необходимость оптимальной емкости под конкретную нагрузку, и недопустимость питания от инверторов с модифицированной синусоидой.
Надеемся, что эта статья была для вас полезной, и теперь вы понимаете, для чего асинхронным двигателям конденсаторы, и как подбирать их емкость.
Добрый день, уважаемые читатели блога сайт
В рубрике «Принадлежности» рассмотрим конденсаторы для однофазных . У трехфазных двигателей при подключении к сети питания возникает вращающееся магнитное поле, за счет которого и происходит запуск двигателя. В отличие от трехфазных двигателей, у однофазных в статоре имеется две обмотки рабочая и пусковая. Рабочая обмотка подключена к однофазной сети питания напрямую, а пусковая последовательно с конденсатором. Конденсатор необходим для создания сдвига фаз между токами рабочей и пусковой обмоток. Самый большой вращающий момент в двигателе возникает тогда, когда сдвиг фаз токов обмоток достигает 90°, а их амплитуды создают круговое вращающееся поле.
Конденсатор является элементом электрической цепи и предназначен для использования его ёмкости. Он состоит из двух электродов или правильней обкладок, которые разделёны диэлектриком. Конденсаторы имеют возможность накапливать электрическую энергию. В Международной системе единиц СИ за единицу ёмкости принимается ёмкость конденсатора, у которого на один вольт возрастает разность потенциалов при сообщении ему заряда в один кулон (Кл). Емкость конденсаторов измеряется в фарадах (Ф). Емкость в одну фараду очень большая. На практике используются более мелкие единицы измерения микрофарады (мкФ) одна мкФ равняется 10
-6 Ф, пикофарады (пФ) одна пФ равняется 10
-12 мкФ. В однофазных асинхронных
двигателях
в зависимости от мощности используются конденсаторы емкостью от нескольких до сотен мкФ.
Основные электрические параметры и характеристики
К основным электрическим параметрам относятся: номинальная емкость конденсатора и номинальное рабочее напряжение. Кроме этих параметров существует еще температурный коэффициент емкости (ТКЕ), тангенс угла потерь (tgd), электрическое сопротивление изоляции.
Емкость конденсатора. Свойство конденсатора накапливать и удерживать электрический заряд характеризуется его емкостью. Емкость (С) определяется как отношение накопленного в конденсаторе заряда (q), к разности потенциалов на его электродах или приложенному напряжению (U). Емкость конденсаторов зависит от размеров и формы электродов, их расположения друг относительно друга, а также материала диэлектрика который разделяет электроды. Чем емкость конденсатора больше, тем и накопленный им заряд больше Удельная ёмкость конденсатора – выражает отношение его ёмкости к объёму. Номинальная ёмкость конденсатора – это ёмкость, которую имеет конденсатор согласно нормативной документации. Фактическая же ёмкость каждого отдельного конденсатора отличается от номинальной, но она должна быть в пределах допускаемых отклонений. Значения номинальной ёмкости и ее допустимое отклонение в различных типах конденсаторов постоянной ёмкости установлена стандартом.
Номинальное напряжение – это то значение напряжения обозначенное на конденсаторе, при котором он работает в заданных условиях длительное время и при этом сохраняет свои параметры в допустимых пределах.
Значение номинального напряжения зависит от свойств используемых материалов и конструкции конденсаторов. В процессе эксплуатации рабочее напряжение на конденсаторе не должно превышать номинальное. У многих типов конденсаторов при увеличении температуры допустимое номинальное напряжение снижается.
Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) – это параметр выражающий линейную зависимостью емкости конденсатора от температуры внешней среды. На практике ТКЕ определятся как относительное изменение емкости при изменении температуры на 1°С. Если эта зависимость нелинейная, тоТКЕконденсатора характеризуется относительным изменением емкости припереходе от нормальной температуры(20±5°С) к допустимомузначению рабочей температуры. Для конденсаторов используемых в однофазных двигателях этот параметр важный и должен быть как можно меньше. Ведь в процессе эксплуатации двигателя его температура повышается, а конденсатор находится непосредственно на двигателе в конденсаторной коробке.
Тангенс угла потерь (tg d ).
Потеря накопленной энергии в конденсаторе обусловлена потерями в диэлектрике и его обкладках. Когда через конденсатор протекает переменный ток, то векторы тока и напряжения сдвинуты относительно друг друга на угол (d). Этот угол (d) и называют углом диэлектрических потерь. Если потери отсутствуют, то d=0. Тангенс угла потерь это отношение активной мощности (Pа) к реактивной (Pр) при напряжении синусоидальной формы определённой частоты.
Электрическое сопротивление изоляции – электрическое сопротивление постоянному току, определяется как отношение приложенного к конденсатору напряжения (U) , к току утечки (I ут ), или проводимости. Качество применяемого диэлектрика и характеризует сопротивление изоляции. Для конденсатора с большой емкостью сопротивление изоляции обратно пропорционально его площади обкладок, или его ёмкости.
На конденсаторы оказывает очень сильное воздействие влага. Асинхронные электродвигатели используемые в насосном оборудовании перекачивают воду, и высока вероятность попадания влаги на двигатель и в конденсаторную коробку.
Воздействие влаги приводит к снижению сопротивления изоляции (возрастает вероятность пробоя), увеличению тангенса угла потерь, коррозии металлических элементов конденсатора.
Кроме всего при эксплуатации двигателя на конденсаторы воздействует различного вида механические нагрузки: вибрация, удары, ускорение и т.д. Как следствие могут появится обрыв выводов, трещины и уменьшение электрической прочности.
Рабочий и пусковой конденсаторы
В качестве рабочих и пусковых используются конденсаторы с оксидным диэлектриком (ранее они назвались электролитическими) Рабочие и пусковые конденсаторы для асинхронных двигателей включаются в сеть переменного тока, и они должны быть неполярными. Они имеют сравнительно большое 450 вольт для оксидных конденсаторов рабочее напряжение, которое в два раза превышает напряжение промышленной сети. На практике применяются конденсаторы с емкостью порядка десятков и сотен микрофарад. Как мы говорили выше, рабочий конденсатор используется для получения вращающего магнитного поля.
Пусковая же емкость используется для получения магнитного поля, необходимого для повышения пускового момента электродвигателя. Пусковой конденсатор подключается параллельно рабочему через центробежный выключатель. Когда есть пусковая емкость вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя в момент пуска приближается к круговому, а магнитный поток увеличивается. Это повышает пусковой момент и улучшает характеристики двигателя. При достижении асинхронным двигателем оборотов достаточных для отключения центробежного выключателя, пусковая емкость отключается и двигатель остается в работе только с рабочим конденсатором. Схема включения рабочего и пускового конденсаторов приведены на (Рис. 1).
Схема с рабочим и пусковым конденсаторами
В таблице приведены обособленные характеристики рабочих и пусковых конденсаторов для асинхронных двигателей .
РАБОЧИЙ | ПУСКОВОЙ | |
| Назначение | Для асинхронных электродвигателей | |
| Схема подключения | Последовательно с пусковой обмоткой электродвигателя | Параллельно рабочему конденсатору |
| В качестве | Фазосмещающего элемента | Фазосмещающего элемента |
| Для чего | Для получения кругового вращающееся магнитного поля, необходимого для работы электродвигателя | Для получения магнитного поля, необходимого для повышения пускового момента электродвигателя |
| Время включения | В процессе эксплуатации электродвигателя | В момент пуска электродвигателя |
Эксплуатация, обслуживание и ремонт
В процессе эксплуатации насосного оборудования с однофазным асинхронным двигателем особое внимание следует обращать на питающее напряжение электрической сети.
В случае пониженного напряжения сети, как известно, снижается пусковой момент и частота вращения ротора, из-за увеличения скольжения. При низком напряжении увеличивается также нагрузка на рабочий конденсатор и возрастает время запуска двигателя. В случае значительного
провала напряжения питания более 15% высока вероятность того, что асинхронный двигатель не запустится. Очень часто при низком напряжении выходит из строя рабочий конденсатор из-за повышенных токов и перегрева. Он расплавляется и из него вытекает электролит. Для ремонта необходимо приобрести и установить новый конденсатор соответствующей емкости. Очень часто случается, что нужного конденсатора под рукой нет. В этом случае можно подобрать требуемую емкость из двух или даже трех и четырех конденсаторов, подключив их параллельно. Здесь следует обратить внимание на рабочее напряжение, оно должно быть не ниже, чем напряжение на заводском конденсаторе. Общая емкость конденсатора(ов) должна отличаться от номинала не более чем 5%.
Если установить емкость большего номинала, то двигатель запустится в работу и будет работать, но при этом начнет греться. Если с помощью клещей измерить номинальный ток двигателя, то ток будет завышен. Так как полное электрическое сопротивление цепи в обмотках двигателя состоит из активного сопротивления цепи и реактивного сопротивления обмоток двигателя и емкости, то с увеличением емкости общее сопротивление возрастает. Сдвиг фаз токов в обмотках из-за увеличения полного сопротивления электрической цепи обмоток после запуска двигателя сильно уменьшится, магнитное поле из синусоидального превратится в эллиптическое, и рабочие характеристики асинхронного двигателя очень сильно ухудшаются, снижается КПД и возрастают тепловые потери.
Иногда бывает, что вместе с конденсатором выходит из строя и пусковая обмотка однофазного двигателя. В такой ситуации стоимость ремонта резко возрастает, ибо надо не только заменить конденсатор, но еще и перемотать статор. Как известно, перемотка статора одна из самых дорогих операций при ремонте двигателя.
Очень редко, но бывает и такая ситуация когда при низком напряжении выходит из строя только пусковая обмотка, а конденсатор при этом остается рабочим. Для ремонта двигателя нужно перематывать статор. Все эти ситуации с двигателем случаются при низком напряжении однофазной питающей сети. Для решения этой проблемы в идеальном случае необходим стабилизатор напряжения.
Спасибо за оказанное внимание
Существует разные схемы подключения, больше вариантов для трёхфазных двигателей, различающиеся способом соединения обмоток двигателя и составом дополнительных элементов, но минимальная работоспособная схема содержит один конденсатор, от чего и происходит название.
Как правило, одна из обмоток («фаза двигателя») запитывается напрямую от однофазной сети, а другие обмотки запитывается через электрический конденсатор , который сдвигает фазу подводимого тока почти на +90°, или через катушку индуктивности , которая сдвигает фазу почти на −90°. Чтобы результирующее вращающееся магнитное поле не было эллиптическим, последовательно с конденсатором включается переменный проволочный резистор , с помощью которого добиваются кругового вращающегося магнитного поля.
Применение
Промышленные конденсаторные двигатели имеют в основе, как правило, двухфазный двигатель (проще производство и схема подключения). Трёхфазные двигатели переделываются под однофазную сеть обычно в частном порядке или мелкосерийном производстве в силу массовости таких типов двигателей и сетей, выбирая при этом между сложностью схемы и недоиспользованием мощности двигателя.
Такие двигатели используются в основном в бытовой технике малой мощности: активаторных стиральных машинах, механизмах катушечных и стационарных кассетных магнитофонов, недорогих проигрывателях виниловых дисков, вентиляторах и другой подобной технике.
Также такие двигатели применяются в циркуляционных насосах водопроводных и отопительных систем (напр. компании Grundfos ), и в воздуходувках и дымососах отопительных и водонагревательных агрегатов (напр. Buderus ).
Трёхфазные асинхронные двигатели в однофазную электрическую сеть включают через фазосдвигающий конденсатор.
Вывод одной обмотки электродвигателя подключается к «фазовому» проводу, вывод второй обмотки — к нейтральному проводу . Вывод третьей обмотки подключается через конденсатор, ёмкость которого подбирается по формулам, в зависимости от того, как соединены обмотки двигателя — «звездой» или «треугольником» .
Если обмотки соединены «звездой», тогда ёмкость «рабочего» конденсатора должна быть
C R A B . Z V E Z D A = 2800 I U {\displaystyle C_{RAB.ZVEZDA}=2800{\frac {I}{U}}} .
Если обмотки соединены «треугольником», тогда ёмкость «рабочего» конденсатора должна быть
C R A B . T R E U G O L N I K = 4800 I U {\displaystyle C_{RAB.TREUGOLNIK}=4800{\frac {I}{U}}} , где
U {\displaystyle U} — напряжение сети, вольт ;
I {\displaystyle I} — рабочий ток двигателя, ампер ;
C {\displaystyle C} — электрическая ёмкость , микрофарад .
При пуске двигателя кнопкой подключается пусковой конденсатор
C
P
U
S
K
{\displaystyle C_{PUSK}}
, ёмкость которого должна быть в два раза больше ёмкости рабочего.
Как только двигатель наберёт нужные обороты, кнопку «Пуск» отпускают.
Переключатель B 2 {\displaystyle B_{2}} позволяет изменять направление вращения электродвигателя. Выключатель B 1 {\displaystyle B_{1}} отключает электродвигатель.
Используя паспортные данные электродвигателя, можно определить его рабочий ток I {\displaystyle I} по формуле:
I = P 1 , 73 U η cos φ {\displaystyle I={\frac {P}{1{,}73~U~\eta ~\cos \varphi }}} , где
Асинхронные двигатели получили широкое применение, потому что они малошумны и легки в эксплуатации. Особенно это касается трехфазных короткозамкнутых асинхронников с их прочной конструкцией и неприхотливостью.
Основным условием для преобразования электрической энергии в механическую является факт наличия вращающегося магнитного поля. Для формирования такого поля требуется трехфазная сеть, при этом электрообмотки должны быть смещенными между собой на 120 0 . Благодаря вращающемуся полю система начнёт работать.
Однако бытовая техника, как правило, используется в домах, имеющих лишь однофазную сеть 220 В.
Для начала определимся с терминологией. Конденсатор (лат. condensatio — «накопление») – это электронный компонент, хранящий электрический заряд и состоящий из двух близкорасположенных проводников (обычно пластин), разделенных диэлектрическим материалом. Пластины накапливают электрический заряд от источника питания. Одна из них накапливает положительный заряд, а другая – отрицательный.
Емкость – это количество электрического заряда, которое хранится в электролите при напряжении 1 Вольт. Емкость измеряется в единицах Фарад (Ф).
Метод подключения двигателя через конденсатор – этот способ применяют для достижения мягкого пуска агрегата. На статоре однофазного движка с короткозамкнутым ротором размещают дополнительно к основной электрообмотке ещё одну. Две обмотки соотнесены между собой на угол 90 0 . Одна из них является рабочей, её предназначение заставить работать мотор от сети 220 В, другая – вспомогательная, нужна для запуска.
Рассмотрим схемы подключения конденсаторов:
- с выключателем,
- напрямую, без выключателя;
- параллельное включение двух электролитов.
1 вариант
К обмотке асинхронника подсоединяется фазосдвигающий конденсатор. Подключение осуществляется в однофазную сеть 220 В по специальной схеме.
Здесь видно, что электрообмотка прямо подключена к линии питания 220 В, вспомогательная соединена последовательно с конденсатором и выключателем. Последний предназначен для отключения дополнительной обмотки от источника питания после запуска.
Коммутационный аппарат настроен так, чтобы оставаться закрытым и поддерживать вспомогательную обмотку в эксплуатации до тех пор, пока мотор запускается и разгоняется примерно до 80% от полной нагрузки. На такой скорости, выключатель размыкается, отключая цепь вспомогательной обмотки от источника питания. Затем мотор работает как асинхронный двигатель на основной обмотке.
2 вариант
Схема идентична конденсаторному мотору, но без выключателя. Пусковой момент составляет только 20–30% от полной нагрузки крутящего момента.
Применение этого типа однофазных двигателей, как правило, ограничивается прямым приводом таких нагрузок, как вентиляторы, воздуходувки или насосы, которые не требуют высокого пускового крутящего момента. Возможны различные модификации схем с предварительным расчетом необходимой емкости конденсатора для подсоединения к двигателю 220 В.
Стоит отметить, что обеспечение лучших характеристик нужно при изменении нагрузки мотора. Увеличение емкости ведёт к уменьшению сопротивления в цепи переменного тока. Правда замена емкости электролита несколько усложняет схему.
3 вариант
Схема подключения двух электролитов, подсоединенных параллельно к мотору, приведена ниже. При параллельном соединении общая ёмкость равна сумме емкостей всех подключенных электролитов.
C s – это пусковой конденсатор. Величина емкостного реактивного сопротивления Х тем меньше, чем больше ёмкость электролита.
Она рассчитывается по формуле:
х с = 1/2nfC s .
При этом следует учитывать, что на 1 кВт приходится 0,8 мкФ рабочей емкости, а для пусковой емкости потребуется больше в 2,5 раза. Перед подключением к движку следует «прогнать» конденсатор через мультиметр. Подбирая детали нужно помнить, что пусковой кондер должен быть на напряжение 380 В.
Для управления пусковыми токами (контролем и ограничением их величины) используют преобразователь частоты. Такая схема подключения обеспечивает тихий и плавный ход электродвигателя. Принцип действия используется в насосном оборудовании, холодильных установках, воздушных компрессорах и т. д. Машины такого типа имеют более высокий КПД и производительность, чем их аналоги, работающие лишь на основной электрообмотке.
Методы подключения трёхфазного электродвигателя
Попытка приспособить некоторое оборудование встречает определённые трудности, так как трёхфазные асинхронники большей частью подключаться должны к 380 В.
А в доме у всех сеть на 220 В. Но подключить трёхфазный движок к однофазной сети – это вполне выполнимая задача.
- Включение трехфазного асинхронного мотора.
- Подключения трехфазного движка к 220 В, с реверсом и кнопкой управления.
- Соединение обмоток трехфазного мотора и запуск как однофазного.
- Другие возможные способы соединений трёхфазных электродвигателей.
Заключение
Асинхронники на 220 В широко применяются в быту. Исходя из требуемой задачи, существуют различные методы подключения однофазного и трёхфазного мотора через конденсатор: для обеспечения плавного пуска либо улучшения рабочих характеристик. Всегда можно самому легко добиться нужного эффекта.
|
⇐ ПредыдущаяСтр 40 из 85Следующая ⇒
Асинхронный конденсаторный двигатель имеет на статоре две обмотки, занимающие одинаковое число пазов и сдвинутые в пространстве относительно друг друга на 90 эл. В отличие от рассмотренного ранее однофазного асинхронного двигателя в конденсаторном двигателе вспомогательная обмотка после пуска не отключается и остается включенной в течение всего периода работы, при этом емкость Сраб создает фазовый сдвиг между токами и . Таким образом, если однофазный асинхронный двигатель по окончании процесса пуска работает с пульсирующей МДС статора, то конденсаторный двигатель — с вращающейся. Поэтому конденсаторные двигатели по своим свойствам приближаются к трехфазным двигателям. Необходимая для получения кругового вращающегося поля емкость (мкФ) Cраб = 1,6 105 IA sin φA / (f1UA k2), (16.4) при этом отношение напряжений на главной UА и на вспомогательной UBобмотках должно быть UA /UB = tg φA ≠ 1. ЗдесьφA — угол сдвига фаз между током и напряжением при круговом поле; k = ωB kB/ (wAkA) — коэффициент трансформации, представляющий собой отношение
Рис. 16.7. Конденсаторный двигатель: а— с рабочей емкостью, б — с рабочей и пусковой емкостями, в — механические характеристики; 1— при рабочей емкости, 2— при рабочей и пусковой емкостях
эффективных чисел витков вспомогательной и главной обмоток; kAи kB— обмоточные коэффициенты обмоток статора. Анализ (16.4) показывает, что при заданных коэффициенте трансформации kи отношении напряжений UA/ UBемкость Сра6 обеспечивает получение кругового вращающегося поля лишь при одном, вполне определенном режиме работы двигателя. Если же и изменится режим (нагрузка), то изменятся и ток IAи фазовый угол φA, а следовательно, и Сраб, соответствующая круговому полю. Обладая сравнительно высокими КПД и коэффициентом мощности (соs φ1 = 0,80 ÷ 0,95), конденсаторные двигатели имеют неудовлетворительные пусковые свойства, так как емкость Сраб обеспечивает круговое поле лишь при расчетной нагрузке, а при пуске двигателя поле статора эллиптическое. При этом пусковой момент обычно не превышает 0,5МНОМ. Для повышения пускового момента параллельно емкости Сраб включают емкость Спуск, называемую пусковой(рис. 16.7, б). Величину Спуск выбирают, исходя из условия получения кругового поля статора при пуске двигателя, т. е. получения наибольшего пускового момента. По окончании пуска емкость Спуск следует отключать, так как при небольших скольжениях в цепи обмотки статора, содержащей емкость Си индуктивность L, возможен резонанс напряжений, из-за чего напряжение на обмотке и на конденсаторе может в два-три раза превысить напряжение сети. При выборе типа конденсатора следует помнить, что его рабочее напряжение определяется амплитудным значением синусоидального напряжения, приложенного к конденсатору Uc. При круговом вращающемся поле это напряжение (В) превышает напряжение сети U1и определяется выражением Uc = U1 (16.5)
Рис 16.8. Схемы включения двухфазного двигателя в трехфазную сеть
Конденсаторные двигатели иногда называют двухфазными, так как обмотка статора этого двигателя содержит две фазы. Двухфазные двигатели могут работать и без конденсатора или другого ФЭ, если к фазам обмотки статора подвести двухфазную систему напряжений (два напряжения, одинаковые по значению и частоте, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°). Для получения двухфазной системы напряжений можно воспользоваться трехфазной линией с нулевым проводом, включив обмотки статора так, как показано на рис. ⇐ Предыдущая35363738394041424344Следующая ⇒ Читайте также: |
град. Одну из обмоток — главную — включают непосредственно в однофазную сеть, а другую — вспомогательную — включают в эту же сеть, но через рабочий конденсатор Сра6 (рис. 16.7, а).
Таким образом, если нагрузка двигателя отличается от расчетной, то вращающееся поле двигателя становится эллиптическим и рабочие свойства двигателя ухудшаются. Обычно расчет Сраб ведут для номинальной нагрузки или близкой к ней.
16.8, а: одну обмотку — на линейное напряжение UAB,а другую — на фазное напряжение Uc через автотрансформатор AT (для выравнивания значения напряжений на фазных обмотках двигателя). Возможно включение двигателя и без нулевого провода (рис. 16.8, б), но в этом случае напряжения на обмотках двигателя будут сдвинуты по фазе на 120°, что приведет к некоторому ухудшению рабочих свойств двигателя.Пусковые конденсаторы двигателя — Grainger Industrial Supply
134 изделия
Пусковые конденсаторы двигателя временно накапливают электрический заряд для обеспечения дополнительного крутящего момента (где крутящий момент является мерой силы вращения или крутящего момента) во время запуска двигателя. Они выходят из цепи, когда двигатель достигает своей рабочей скорости, в отличие от рабочих конденсаторов, которые помогают поддерживать рабочие характеристики двигателя.
Конденсаторы двигателя в первую очередь отличаются своей емкостью, которая измеряется в микрофарадах (мкФ или мкФ). При замене пускового конденсатора важно, чтобы номинал, напряжение и размеры в микрофарадах соответствовали оригинальному конденсатору. Пусковые конденсаторы работают с конструкциями двигателей, обозначенными как конденсаторный пуск или конденсаторный пуск/работа, и они обычно используются с двигателями, питающими вентиляторы, воздуходувки и насосы.
Пусковые конденсаторы двигателя временно сохраняют электрический заряд для обеспечения дополнительного крутящего момента (где крутящий момент является мерой силы вращения или крутящего момента) во время запуска двигателя. Они выходят из цепи, когда двигатель достигает своей рабочей скорости, в отличие от рабочих конденсаторов, которые помогают поддерживать рабочие характеристики двигателя. Конденсаторы двигателя в первую очередь отличаются своей емкостью, которая измеряется в микрофарадах (мкФ или мкФ). При замене пускового конденсатора важно, чтобы номинал, напряжение и размеры в микрофарадах соответствовали оригинальному конденсатору.
Пусковые конденсаторы работают с конструкциями двигателей, обозначенными как конденсаторный пуск или конденсаторный пуск/работа, и они обычно используются с двигателями, питающими вентиляторы, воздуходувки и насосы.
Спусковые конденсаторы моторного запуска
Моторные конденсаторы с резисторами
Универсальный старт мотор. пользовательский
Загрузка… Загрузка… 0 Загрузка…0041 Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка . 
..Загрузка … 9 Загрузка … 9 … 9 . Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … Погрузка … 40. … Loading… Loading… Loading… Loading… Loading… Loading… Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка . ..Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … Погрузка … 40. … Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … .. . Загрузка… Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … Загрузка … . 165V AC
..
..
..
..
..
..
..
..
При замене рабочего конденсатора важно, чтобы форма (круглая, овальная или прямоугольная), номинал в микрофарадах, напряжение и размеры соответствовали оригинальному конденсатору. Рабочие конденсаторы обычно используются в приложениях со средним и высоким крутящим моментом, необходимых для кондиционеров, приводов шнеков, компрессоров и конвейеров.
4.4.4.4.4.4.4..
..
..
..
..
Загрузка …
..
..
..
..
..
..
..
19004.4.4.4.4.4.4.4.4.4.4. 9004.
4.4.4.4.4.4.4.4. 9004.
..
..
9289 29289. 29289 29289 29289 29289 2 2. Сортирован по рейтингу MicroFarad, Custom
..
..
..
..
..
При замене рабочего конденсатора важно, чтобы форма (круглая, овальная или прямоугольная), номинал в микрофарадах, напряжение и размеры соответствовали оригинальному конденсатору. Рабочие конденсаторы обычно используются в приложениях со средним и высоким крутящим моментом, необходимых для кондиционеров, приводов шнеков, компрессоров и конвейеров.
4.4.4.4.4.4.4..
..
..
..
..
Загрузка …
..
..
..
..
..
..
..
19004.4.4.4.4.4.4.4.4.4.4. 9004.
4.4.4.4.4.4.4.4. 9004.
..
..
9289 29289. 29289 29289 29289 29289 2 2. Сортирован по рейтингу MicroFarad, Custom
..
..
..
..