Застосування конденсатора у запуску електродвигуна
Включення трифазного електродвигуна в схему електричної мережі потребує створення зсуву фази. Щоб втілити цей задум, знадобиться пусковий конденсатор для електродвигуна, про який і піде мова в цій статті. До речі, і в схемах з однофазними агрегатами такий вузол також використовується, але вже для полегшення старту установки.
Без зсуву фази електродвигун асинхронний просто не запуститься: при надходженні змінного струму будуть спостерігатися посмикування, але не більше того. Як відбувається старт? Електромагнітні поля, що впливають на ротор зі зсувом фази, запускають обертання.
Конденсатор: що це таке?
Цей елемент накопичує і віддає електричний заряд. До його складу входять дві провідні пластини, розташовані на невеликій відстані один від одного, ізолюючий матеріал, що розділяє провідники. Вибираючи конденсатор для двигуна, важливо пам’ятати про три його різновиди:
- електролітичні. Конструкція представлена листом фольги з закріпленими на ньому оксидними плівками;
- неполярні.
Застосовуються в змінних ланцюгах. Підключаються за кожною з схем; - полярні. Застосовуються для постійних мереж. Приєднуються тільки з урахуванням дотримання полярності.
Застосовуються в змінних ланцюгах. Підключаються за кожною з схем;Якщо говорити стосовно до електродвигунів, то в їх складі працюють електролітичні версії конденсаторів.
Підбір конденсатора під тип двигуна
Ємнісні накопичувачі слід вибирати, відштовхуючись від характеристик силової установки. Наприклад, для високовольтних установок, що працюють на низькій частоті (50 Гц) підходять електроліти, так як їх власна ємність здатна доходити до 100 000 микрофарад. При облаштуванні ланцюга, важливо стежити за тим, щоб не порушувалася полярність з’єднання, інакше, пласти ємності швидко перегріються, і виникне пожежа.
Неполярні версії позбавлені подібних проблем, але й коштують вони відчутно дорожче полярних побратимів. Говорячи про різновидах, варто згадати:
- рідинні;
- газові;
- вакуумні ємності.
І все ж у схемах пуску двигунів ці варіації конденсаторів не застосовуються.
Вибираємо ємність елемента
Всі підключення електродвигуна через конденсатор повинні здійснюватися тільки після розважливого підбору компонентів. Основним параметром для вибору є ємність. Є спеціалізовані точні методики розрахунку, але найчастіше для цього звертаються до формули, що дозволяє вивести наближені параметри.
На кожні 100 ватт потужності мотора виділяється 7 микрофарад. Дуже проста, але як показує практика, дієва формула, що допомагає зорієнтуватися в ситуації, коли необхідно налагодити ланцюг за короткий проміжок часу. В цілому, якщо розрахунок ємності конденсатора для однофазного двигуна проведено правильно, в роботі це буде відчуватися як злегка теплий, або зовсім холодний накопичувач.
Пуск при високому навантаженні на приводному валу передбачає наявність у схемі так званого пускового конденсатора. Звичайний накопичувач з поставленим завданням не впорається. Давши початковий імпульс, цей сайт відключається. Відбувається відключення приблизно після 2-3 секунд.
Відключення пусковий ємності здійснюється автоматикою, або ж вручну оператором установки.
Автоматичне відключення реалізується за допомогою кнопок з розмикачем відкладеної дії: після спрацьовування, самі контакти розмикаються через деякий час. Підкреслимо, що залишати пусковий «кондер» у включеному стані при працюючому двигуні не можна. З високою часткою ймовірності виникне фазовий перекіс, з-за якого обмотки двигуна спочатку перегріються, а після і зовсім загоряться. Що до ємності пускового агрегату, то вона повинна перевищувати за цим показником робочий «бочонок» в 2-3 рази.
Спрацьовування запуску характерно швидким досягненням максимальних обертів двигуна. Як тільки конденсатор відключиться, обороти знижуються до робочих значень. Щоб накопичувачі набирали необхідний потенціал швидко, їх з’єднують в паралель.
Варіанти підключення силової установки до мережі
Ми розповіли про те, як провести простий розрахунок конденсатора для трифазного двигуна, торкнулися нюансів пуску.
В контексті цієї теми, слід також згадати про методи підключення силової установки до електромережі. Зазвичай для цього використовують частотний перетворювач, але іноді вартість таких приладів порівнянна, або вище вартості самих моторів. З цієї причини ПП використовуються тільки в схемах з потужним промисловим обладнанням.
В іншій версії підключення для перетворення частоти використовується обмотка самої установки. У такому варіанті конденсатор з’єднується з ланцюгом за схемою трикутник або зірка. Обидва способи робітники, і зазвичай вибирають той, який дозволяє звести до мінімуму втрати потужності.
Напруга електролітичних накопичувачів
Перед тим, як підключити конденсатор оцініть його по напрузі. Чим вище це значення, тим дорожче вузол. Від напруги також залежать фізичні параметри накопичувача. Надлишок загрожує переплатою, але куди гірше недолік напруги. Постійна робота на межі своїх можливостей неодмінно призведе до пробою корпусу і виходу з ладу всього робочого контуру.
Нерідкі ситуації, коли ємності вибухали, не витримуючи високої напруги. Прийнятним вважається запас в 15-20%.
Зверніть увагу, що підбираючи елемент для ланцюгів змінного струму, номінальне значення постійного струму, слід розділити на три.
Застосування електролітичних ємностей
В цьому розділі мова піде про деякі особливості підключення електролітів. Перед тим, як перевірити пусковий конденсатор, потрібно розібратися з точним підбором компонентів. Наприклад, накопичувачі з паперовим діелектриком мають малу ємність, тому їх краще використовувати тільки в парі з малопотужними установками. Електролітичні варіанти обходять паперові електроліти по питомій ємності, але схему з їх використанням доведеться доповнити резисторами і діодами. Таке підключення характерно для моторів, що працюють з перервами. Якщо ж двигун навантажений постійно, від діода варто відмовитися.
Найрозумніше використовувати поліпропіленові накопичувачі. Їх легко відрізнити по маркуванню СВВ.
Розроблені спеціально для пускових завдань.
Ми розібралися з тим, як підключити електродвигун через конденсатор, які параметри врахувати. І все ж краще заручитися підтримкою професіоналів, якщо брак досвіду не дозволяє виконати всі роботи бездоганно.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети
Здравствуйте, дорогие читатели и гости сайта http://zametkielectrika.ru.
Частенько у каждого из нас возникает необходимость в гараже или на даче подключить трехфазный асинхронный двигатель, например, для наждачного или сверлильного станка, бетономешалки и т.п.
А в наличии имеется только источник однофазного напряжения.
Как быть в данной ситуации?
Все просто. Необходимо трехфазный асинхронный двигатель включить как конденсаторный по следующим классическим схемам.
Еще раз напоминаю, что это самые распространенные схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети.
Существует еще несколько способов включения, но о них в данной статье мы говорить не будем.
Как видно из схем, это осуществляется с помощью рабочего и пускового конденсаторов. Их еще называют фазосдвигающими.
Кстати, со схемой соединения звездой и треугольником обмоток асинхронного двигателя я Вас знакомил в прошлой статье.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети. Выбор емкости конденсаторов
1. Выбор емкости рабочего конденсатора
Величина емкости рабочего конденсатора (Сраб.) рассчитывается по формуле:
- I1 – номинальный (фазный) ток статора, измеряется с помощью электроизмерительных клещей, (А)
- Uсети – напряжение однофазной сети, (В)
Полученное значение емкости рабочего конденсатора получается в (мкФ).
Вышеприведенная формула может показаться Вам сложной, поэтому Вашему вниманию предлагаю более легкий вариант расчета емкости рабочего конденсатора для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети.
Для этого Вам необходимо лишь знать мощность (кВт) асинхронного двигателя.
Если сказать еще более проще, то на каждые 100 (Вт) мощности трехфазного двигателя необходимо порядка 7 (мкФ) емкости рабочего конденсатора.При выборе емкости рабочего конденсатора необходимо контролировать ток в фазных обмотках статора в установившемся режиме. Этот ток не должен превышать номинального значения.
2. Выбор емкости пускового конденсатора
Если же у Вас пуск электродвигателя происходит при значительной нагрузке на валу, то параллельно рабочему конденсатору необходимо включать пусковой конденсатор. Включается он только на время пуска двигателя (примерно 2-3 секунды) с помощью ключа SA до набора номинальной частоты вращения ротора, а затем отключается.
Что случится, если забыть отключить пусковые конденсаторы?
Если забыть отключить пусковые конденсаторы, то возникнет сильный перекос по токам в фазах и двигатель может перегреться.
Величина емкости пускового конденсатора выбирается в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора.
В таком случае пусковой момент двигателя становится номинальным и двигатель запустится без проблем.
Необходимая емкость набирается с помощью параллельного и последовательного соединения конденсаторов. Об этом я напишу отдельную статью в разделе «Электротехника«. Следите за обновлениями на сайте. Подписывайтесь на новые статьи.
Трехфазные двигатели мощностью до 1 (кВт) можно включать в однофазную сеть только с рабочим конденсатором. Пусковой конденсатор можно не применять.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети. Выбор типа конденсаторов
Как выбрать емкость рабочих и пусковых конденсаторов Вы уже знаете. Теперь необходимо разобраться, какой тип конденсаторов можно применять в представленных схемах.
Желательно использовать один и тот же тип конденсаторов, как для рабочих, так и для пусковых конденсаторов.
Чаще всего, для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть, применяют бумажные конденсаторы в металлическом герметичном корпусе типа МПГО, МБГП, КБП или МГБО.
Кое-что я нашел у себя в запасе.
Практически все они имеют прямоугольную форму.
На самом корпусе можно увидеть их параметры:
- емкость (мкФ)
- рабочее напряжение (В)
Но у бумажных конденсаторов есть один недостаток — они выпускаются слишком громоздкие и при этом имеют небольшую емкость. Поэтому при включении трехфазного двигателя небольшой мощности в однофазную сеть, батарея набранных конденсаторов получается «солидная».
Также вместо бумажных конденсаторов можно применять и электролитические, но схема их подключения совершенно другая и содержит в себе дополнительные элементы в виде диодов и резисторов.
Применять Вам электролитические конденсаторы я Вам настоятельно не рекомендую!!!
У них есть недостаток в виде того, что при пробое диода через конденсатор пойдет переменный ток, что вызовет его нагрев и взрыв (выход его из строя).
Тем более, что в современной электронике вышли в свет новые металлизированные полипропиленовые конденсаторы переменного тока типа СВВ для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети.
Вот на них то и стоит обратить внимание. Очень хорошо себя зарекомендовали. Нареканий к ним нет. Кстати такой конденсатор у меня стоит на сверлильном станке в мастерской.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети. Выбор напряжения конденсаторов
Также при выборе конденсаторов для трехфазного двигателя в однофазной сети важно правильно учитывать их рабочее напряжение.
Если выбрать конденсатор с большим запасом по напряжению, то это будет не целесообразно и приведет к дополнительным затратам и увеличению габаритных размеров нашей установки.
Если же выбрать конденсатор с рабочим напряжением меньше, чем напряжение сети, то это приведет к преждевременному выходу из строя конденсаторов.
Принято выбирать рабочее напряжение конденсаторов для схем, указанных в данной статье, равное 1,15 напряжению сети.
Вроде бы все ясно и понятно. Но не стоит забывать, что при использовании бумажных конденсаторов в сети переменного напряжения следует разделить их рабочее напряжение примерно в 2 раза.
Пример подключения трехфазного двигателя к однофазной сети
Чтобы закрепить теорию на практике, рассмотрим пример выбора конденсаторов для подключения трехфазного двигателя АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт) в однофазную сеть. Кстати я уже описывал устройство этого двигателя в предыдущих статьях. Прочитать про него можете здесь.
Цель нашего эксперимента — запустить этот двигатель от однофазной сети 220 (В).
Данные двигателя АОЛ 22-4:
- мощность двигателя составляет 400 (Вт)
- напряжение сети 220 (В) переменного напряжения
- ток, замеренный электроизмерительными клещами в трехфазном режиме работы равен 1,9 (А)
- схема соединения обмоток «звезда»
Т.
Определим емкость рабочего конденсатора:
Исходя из формул, принимаем среднее значение емкости рабочего конденсатора равной 25 (мкФ).
Для эксперимента я буду использовать емкость 10 (мкФ). Заодно и посмотрим, можно ли использовать емкость чуть ниже расчетной.
Далее идем в кладовку и ищем подходящие конденсаторы. Нашлись конденсаторы типа МБГО.
Теперь нам необходимо, применив навыки электротехники, собрать из этих конденсаторов необходимую нам емкость.
Емкость одного конденсатора составляет 10 (мкФ).
При параллельном соединении 2 конденсаторов мы получим емкость, равную 20 (мкФ). Но рабочее напряжение у них составляет всего 160 (В). Поэтому для увеличения рабочего напряжения, эти 2 конденсатора соединим последовательно с 2 такими же конденсаторами, соединенных параллельно. Общая их емкость получится 10 (мкФ).
Подключаем полученную батарею рабочих конденсаторов согласно схемы, представленной в начале данной статьи и пробуем запустить трехфазный двигатель в однофазной сети.
Дальнейшие итоги нашего эксперимента смотрите на видео.
Эксперимент завершился УДАЧНО!!!
И вообще мне показалось, что запуск двигателя от однофазной сети с помощью конденсаторов произошел легче и быстрее, чем от трехфазной сети…Выслушаю и Ваше мнение по этому поводу!!!
При включении трехфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть его полезная мощность не превысит 70-80% номинальной мощности, а частота вращения ротора практически равна номинальной.
P.S. На этом я заканчиваю свою статью о подключении трехфазного двигателя к однофазной сети. Задавайте вопросы по данной теме в комментариях, я с удовольствием отвечу Вам.
А также подписывайтесь на новые статьи. Дальше будет интереснее.DAYTON Пусковой конденсатор двигателя: от 110 до 125 В переменного тока, 400–480 мФд, круглый, корпус высотой 3 3/8 дюйма, диаметром 1 7/16 дюйма — 6FLK9|6FLK9
ДЕЙТОН
- Предмет # 6FLK9
- производитель Модель # 6ФЛК9
- UNSPSC # 32121501
- № страницы каталога 65 65
Страна происхождения
Китай.
Страна происхождения может быть изменена.
Этот электролитический неполяризованный конденсатор предназначен для нормальной работы в повторно-кратковременном режиме в пусковых цепях однофазных двигателей переменного тока. Имеет круглый литой корпус, который защищает его от масла, грязи, влаги и жира.
Коснитесь изображения, чтобы увеличить его.
Наведите курсор на изображение, чтобы увеличить его.
ДЕЙТОН
- Предмет # 6FLK9
- производитель Модель # 6ФЛК9
- UNSPSC # 32121501
- № страницы каталога 65 65
Страна происхождения
Китай.
Страна происхождения может быть изменена.
Этот электролитический неполяризованный конденсатор предназначен для нормальной работы в повторно-кратковременном режиме в пусковых цепях однофазных двигателей переменного тока. Имеет круглый литой корпус, который защищает его от масла, грязи, влаги и жира.
Все, что вы хотели знать о конденсаторах
Что такое конденсатор, зачем он нужен в системе и как его проверить?
Прежде всего, конденсаторы устанавливаются только на однофазных двигателях и компрессорах В трехфазных двигателях и компрессорах конденсаторы не используются. Конденсатор — это устройство, способное накапливать и высвобождать электрический заряд . Есть 2 типа конденсаторов , конденсатор RUN и конденсатор START . Они используются на PSC (постоянный разделительный конденсатор), и CSR / CSCR 9.
0046 (Конденсатор запуска конденсатора) двигателей и компрессоров. Для двигателей CSR/CSCR требуется потенциальное реле или пусковое реле, которое отключит пусковой конденсатор , как только двигатель «наберет скорость». Размер конденсаторов всегда должен выбираться в соответствии с рекомендуемой емкостью конденсатора производителя двигателя/компрессора.
Конденсатор RUN включен последовательно с пусковой обмоткой двигателя и все время остается в цепи. Они предназначены для отвода тепла, связанного с продолжительной работой двигателя. Вся цель 9Конденсатор 0043 RUN предназначен для приведения пусковой обмотки в соответствие по фазе с рабочей обмоткой. Пусковая обмотка немного не совпадает по фазе с рабочей обмоткой, чтобы обеспечить пусковой крутящий момент для двигателя. Конденсатор RUN также обеспечивает «рабочий крутящий момент», когда двигатель запущен и работает.
Конденсатор START всегда используется с пусковым реле или реле напряжения.
Поскольку реле предназначено ТОЛЬКО для того, чтобы оставаться в цепи ТОЛЬКО во время запуска двигателя, реле необходимо для «выпадения» конденсатора из цепи. В отличие от конденсатора RUN, он НЕ предназначен для рассеивания тепла, связанного с пребыванием в цепи в течение длительного времени. Цель 9Конденсатор 0043 START предназначен для увеличения фазового угла между пусковой и рабочей обмотками для создания БОЛЬШЕГО ПУСКОВОГО МОМЕНТА. Поскольку это изменяет фазовый угол, пусковое реле устанавливается таким образом, чтобы отключать его, когда двигатель «набирает скорость». Он также включен последовательно с пусковой обмоткой .
Пусковые реле напряжения или «напряжения» используются с однофазными двигателями с конденсаторным пуском/работой от конденсатора, для которых требуется относительно высокий пусковой момент. Их основная функция заключается в помощи при запуске двигателя.
Эти пусковые реле состоят из высокоомной катушки и набора нормально замкнутых контактов.
Катушка подключается между клеммами 2 и 5, а контакты между клеммами 1 и 2.
Работа потенциального пускового реле основана на увеличении противоэлектродвижущей силы (противо-ЭДС) или компенсирующем напряжении, которое генерируется через пусковую обмотку по мере увеличения скорости двигателя.
Большая металлическая масса ротора двигателя, вращающегося на высоких скоростях, создает эффект генерации напряжения. Эта генерируемая противо-ЭДС противодействует линейному напряжению и может быть измерена на пусковой обмотке. Обратная ЭДС обычно имеет более высокое напряжение, чем линейное напряжение, и может находиться в диапазоне 400 В. Все двигатели имеют разную величину противо-ЭДС.
Напряжение противо-ЭДС, генерируемое на пусковой обмотке, вызывает протекание небольшого тока в пусковой обмотке и в катушке потенциального реле, поскольку они находятся в одной цепи. Когда противо-ЭДС достигает достаточно высокого значения, называемого напряжением срабатывания, контакты между клеммами 1 и 2 размыкаются.
Это выведет пусковой конденсатор из цепи. Напряжение срабатывания обычно возникает, когда двигатель достигает примерно 3/4 скорости.
Когда питание подается через циклическое управление, питание подается как на рабочую, так и на пусковую обмотки. Пусковой и рабочий конденсаторы обеспечивают фазовый сдвиг для пускового момента из-за добавления их емкости при параллельном подключении. Фактически оба конденсатора включены последовательно с пусковой обмоткой.
Комбинация пускового конденсатора и реле широко известна как комплект для жесткого пуска и обычно используется, когда в системе установлен TXV или когда в системе низкое напряжение (208 В переменного тока).
Конденсаторы имеют номинал микрофарад , а также номинальное напряжение на корпусе. Микрофарады обычно обозначаются на конденсаторе греческим символом «μ», для «микро» и F для фарад. Номинальное напряжение на конденсаторе не представляет линейное напряжение, подаваемое на оборудование; это номинальное напряжение составляет максимальное количество противоэлектродвижущая сила (ЭДС), которую конденсатор может приложить к нему во время нормальной работы без повреждения.
Вы всегда можете увеличить номинальное напряжение конденсатора, но НИКОГДА не следует снижать его, так как это может привести к повреждению конденсатора.
ПОИСК И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ: (подробное описание использования счетчиков для проверки конденсаторов см. во вложении в конце этого поста) Когда рабочий конденсатор проверяется с помощью мкФ-метра, конденсатор должен проверяться в пределах мкФ % , указанных на конденсаторе . Старт Конденсаторы должны быть на 20 % или выше номинала конденсатора в мкФ. Если проверка показывает, что пускового конденсатора меньше мкФ, чем номинальное значение, конденсатор следует заменить.
Конденсатор также следует проверить с помощью омметра от каждой клеммы до корпуса конденсатора, чтобы убедиться, что конденсатор не заземлен.
Если проблема связана с номинальным напряжением, это можно измерить, аккуратно поместив щуп вольтметра на клемму, идущую от пусковой обмотки компрессора к конденсатору, а другой щуп на «землю».
Это даст вам напряжение обратной ЭДС, которое генерирует двигатель. Если обратная ЭДС больше, чем номинальное напряжение на конденсаторе, конденсатор следует заменить на конденсатор с более высоким номинальным напряжением, превышающим измеренное напряжение обратной ЭДС. ПРИМЕЧАНИЕ: Будьте осторожны при выполнении этого измерения, так как напряжение обратной ЭДС может превышать 400 В переменного тока.
Указание по безопасности: вы должны знать, что конденсатор может иметь «аккумулированную энергию», даже если электрическое отключение заблокировано, а сетевое напряжение отключено от системы. Резистор следует использовать для «слива» накопленной энергии из конденсатора. Рекомендуемый резистор — резистор 20 000 Ом мощностью 2 Вт. Вы не должны использовать отвертку для прокачки или короткого замыкания конденсатора, так как это может привести к повреждению конденсатора или самого двигателя.
Имейте в виду, что если у вас нет нормально работающего двигателя вентилятора, двигателя вентилятора конденсатора или даже компрессора, всегда следует проверять конденсатор, чтобы убедиться, что он обеспечивает правильную фазировку и пусковой момент для рассматриваемого двигателя.