Как рассчитать пусковой конденсатор: Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсаторов

Схема подключения, подбор и расчёт пускового конденсатора

Выход из строя конденсаторов в цепи компрессора кондиционеров случается не так уж и редко. А зачем вообще нужен конденсатор и для чего он там стоит?

Бытовые кондиционеры небольшой мощности в основном питаются от однофазной сети 220 В. Самые распространённые двигатели которые применяют в кондиционерах такой мощности- асинхронные со вспомогательной обмоткой, их называют двухфазные электродвигатели или конденсаторные.

В таких двигателях две обмотки намотаны так, что их магнитные полюсы расположены под углом 90 град. Эти обмотки отличаются друг от друга количеством витков и номинальными токами, ну соответственно и внутренним сопротивлением. Но при этом они рассчитаны так что при работе они имеют одинаковую мощность.

В цепь одной из этих обмоток, её производители обозначают как стартовую(пусковую), включают рабочий конденсатор, который постоянно находится в цепи. Этот конденсатор ещё называют фазосдвигающим, так как он сдвигает фазу и создаёт круговое вращающееся магнитное поле. Рабочая или основная обмотка подключена напрямую к сети.

Схема подключения пускового и рабочего конденсатора

Рабочий конденсатор постоянно включён в цепь обмотки через него протекает ток равный току в рабочей обмотке. Пусковой конденсатор подключается на время запуска компрессора — не более 3 секунд (в современных кондиционерах используется только рабочий конденсатор, пусковой не используется)

Расчёт ёмкости и напряжения рабочего конденсатора

Расчёт сводится к подбору такой емкости, чтобы при номинальной нагрузке было обеспечено круговое магнитное поле, так как при значении ниже или выше номинального магнитное поле изменяет форму на эллиптическое, а это ухудшает рабочие характеристки двигателя и снижает пусковой момент. В инженерных справочниках приведена формула для расчёта ёмкости конденсатора:

Ср= Isinφ/2πf U n²

I и sinφ –ток и сдвиг фаз между напряжением и током в цепи при вращающемся магнтном поле без конденсатора

f- частота переменного тока

U – напряжение питания

n- коэффициент трансформации обмоток , определяется как соотношение витков обмоток с конденсатором и без него.

Напряжение на конденсаторе рассчитывается по формуле

Uc= U√(1+n²)

U_c -рабочее напряжение конденсатора

U — напряжение питания двигателя

n — коэффициент трансформации обмоток

Из формулы видно, что рабочее напряжение фазосдвигающего конденсатора выше напряжения питания двигателя.

В пособиях по расчёту приводят приближённое вычисление – 70-80 мкФ ёмкости конденсатора на 1 кВт мощности электродвигателя, а номинал напряжения конденсатора для сети 220 В обычно ставят — 450 В.

Также параллельно к рабочему конденсатору подключают пусковой конденсатор на время пуска, примерно на три секунды, после чего срабатывает реле и отключает пусковой конденсатор. В настоящее время в кондиционерах схемы с дополнительным пусковым конденсатором не применяют.

В более мощных кондиционерах используют компрессоры с трёхфазными асинхронными двигателями, пусковые и рабочие конденсаторы для таких двигателей не требуются.

Проверка и замена пускового/рабочего конденсатора

Как отличить пусковой конденсатор от рабочего?

В целом конденсаторы необходимы для того, чтобы, например, к электросети однофазной подключить двух- и трёхфазный асинхронный двигатель.

Научиться отличать пусковой конденсатор от рабочего, зная некоторые их особенности и характеристики, не так уж и сложно. Давайте попробуем в этом разобраться.

Чем именно отличаются конденсаторы?

Рабочий и пусковой конденсаторы отличаются как емкостью, так условиями применения, способом установки и закрепления. А кроме того – самим предназначением.

Так, собственно первый необходим для того, чтобы качественно сдвигать фазу в цепи. Таким образом он способствует тому, что между обмотками двигателя вырабатывается магнитное поле, которое и приводит мотор к движению. Для этого не приходится прикладывать механику. Примером этому может служить любой электродвигатель в инструментах или установках.

А вот пусковой предназначен для того, чтобы усилить старт двигателя, на который воздействуют механически. Он как бы добавляет мотору оборотов, чтобы тот начал крутиться на нужной скорости с нужным режимом. Такие конденсаторы активно применяются в схемах тяжелых подъемочных механизмов, в наносах и т.п.

По емкости также можно легко отличать рабочий конденсатор от пускового, ведь данная величина обычно раза в два минимум больше у второго. Это объясняется тем, что емкость напрямую зависит от мощности электромотора и обратно пропорциональна величине напряжения в электросети.

Отличия по способу присоединения

Первый подключается обычно во вспомогательную обмотку двигателя, а именно в ее разрыв. При этом вторая обмотка напрямую подключается к сети, а третья – остается свободной. Так получается схема под названием звезда или треугольник.

А пусковой конденсатор присоединяется после рабочего параллельно ему. Для подключения понадобится кнопка (если управление будет вручную) или переключатель (если управлять будет привод).

По условиям эксплуатации

Рабочий конденсатор не зря получил такое свое название – ему приходится постоянно быть задействованным в схеме и держать высокие нагрузки напряжения, ведь он работает в самой обмотке электродвигателя. Из-за этого на концах обмотки рабочего может образоваться в определенные моменты напряжение в 500 и даже 600 вольт, а это в два-три раза выше входящего значения. Словом, рабочие более выносливые, чем пусковые.

Пусковые же не берут на себя нагрузку, превышающую входящие 220 вольт, задействуются только время от времени и ненадолго. Поэтому напряжение максимально допустимое не превышает 1,15 раз. Пусковые могут оставаться работоспособными обычно намного дольше рабочих.

Словом, первый конденсатор – настоящая рабочая «лошадка», благодаря которой происходит сдвиг фаз и собственно трехфазные моторы могут работать от однофазной электросети. А второй – носит скорее вспомогательный характер и имеет кратковременный период занятости. Крайне важно не перепутать эти два элемента, ведь пусковой не сможет выдержать нагрузку рабочего, что может привести к печальным последствиям.

Опубликовано: 2020-11-13 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

переключателей — Как рассчитать необходимую емкость пускового конденсатора для двигателя постоянного тока 12 В 10 А?

спросил 2 года, 6 месяцев назад

Изменено 2 года, 6 месяцев назад

Просмотрено 1к раз

\$\начало группы\$

Я хочу использовать импульсный источник питания 12 В 15 А для двигателя постоянного тока 12 В 10 А, который имеет около 9Пусковой ток и ток без нагрузки 6 А, я также хочу добавить кнопочный переключатель для включения и выключения функции, чтобы использовать его, и поэтому каждый раз, когда двигатель останавливается, он будет потреблять огромный ток от источника питания, и я собираюсь добавить несколько колпачков.

на цепь; Итак, мои вопросы:

1. не повредит ли это большое количество пускового тока импульсному источнику питания при постоянном включении и выключении?
2. с многочисленными включениями и выключениями, будет ли двигатель поврежден в течение длительного времени или будет нагреваться быстрее, чем при обычном использовании?
3. , если мы используем колпачок для обеспечения пускового тока, какой размер и напряжение?
4. куда добавить переключатель? ближе к питанию или мотору? (в случае использования конденсатора/ов)

спасибо

• переключатели
• импульсный источник питания
• двигатель постоянного тока
• сильноточный
• электролитический конденсатор

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

В двигателях постоянного тока не используются пусковые конденсаторы. Вам нужен резервуар, чтобы предотвратить провисание подачи.

Используйте dQ = C * dV или C = dQ/dV.

Если вам нужно 10 А в течение 2 секунд, dQ = 20 кулонов.

Если вы можете допустить падение напряжения питания на 2 В, dV = 2 В.

Тогда C = 10 Фарад.

Дважды проверьте свои характеристики: если ток без нагрузки составляет 6 А, а номинальный ток составляет 10 А, вы, вероятно, имеете в виду 90 А для пускового тока. Что означало бы 90 фарад выше.

И помните, вы не можете просто включить питание конденсатора на 10 Фарад…

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

ДИЛЕММЫ РАЗМЕРА КОНДЕНСАТОРОВ

ДИЛЕММЫ РАЗМЕРА КОНДЕНСАТОРОВ

---

ЦЕЛЬ:

Чтобы понять важность выбора правильного размера конденсатора.

ЗАДАЧИ:

Студент сможет:

1) Понять, что такое конденсаторы и как они работают

2) Продемонстрировать влияние неправильного размера конденсатора на потребление энергии

3) Продемонстрировать умение тестировать конденсаторы

УРОК / ИНФОРМАЦИЯ:

Самый простой способ объяснить механику конденсатора — сравнить его с батареей. Оба хранят и выделяют электричество. Конденсаторы заряжаются электричеством, а затем высвобождают накопленную энергию со скоростью шестьдесят раз в секунду в системе переменного тока с частотой 60 циклов. Размер имеет решающее значение для эффективности двигателя, так же как размер батарей имеет решающее значение для радио. Радио, для которого требуется батарея на 9 В, не будет работать с батареей на 1,5 В. Таким образом, по мере разрядки батареи радио не будет воспроизводиться должным образом. Двигатель, для которого требуется конденсатор 7,5 мФд, не будет работать с конденсатором 4,0 мФд. Точно так же двигатель не будет работать должным образом со слабым конденсатором. Это не означает, что чем больше, тем лучше, потому что слишком большой конденсатор может привести к увеличению потребления энергии. В обоих случаях, будь он слишком большим или слишком маленьким, срок службы двигателя будет сокращен из-за перегрева обмоток двигателя. Производители двигателей тратят много часов на испытания комбинаций двигателей и конденсаторов, чтобы получить наиболее эффективную комбинацию. При замене пусковых конденсаторов допускается максимальное отклонение +10% в микрофарадах, но точные рабочие конденсаторы должны быть заменены. Номинальное напряжение всегда должно быть таким же или выше, чем у исходного конденсатора, независимо от того, является ли он пусковым или рабочим конденсатором. Всегда консультируйтесь с производителями, чтобы проверить правильный размер конденсатора для конкретного применения.

Конденсаторы

содержат две металлические пластины, изолированные друг от друга (см. рис. 1). В открытом состоянии внутренняя часть выглядит как два листа фольги с вощеной бумагой между ними, плотно свернутые, как рулон бумажного полотенца. Несколько лет назад в маслонаполненных двигателях в качестве охлаждающей жидкости использовались печатные платы. Сегодня большинство конденсаторов сухого типа.

Рисунок 1

В электродвигателе используются два основных типа:

1) Рабочие конденсаторы рассчитаны на диапазон от 3 до 70 мкФ. Рабочие конденсаторы также классифицируются по классу напряжения. Классы напряжения: 370 В и 440 В. Конденсаторы номиналом выше 70 микрофарад (мкФ) являются пусковыми конденсаторами. Рабочие конденсаторы предназначены для непрерывной работы и находятся под напряжением все время, пока работает двигатель. Однофазным электродвигателям требуется конденсатор для питания второй фазной обмотки. Вот почему размер так важен. Если установлен неправильный рабочий конденсатор, магнитное поле двигателя будет неравномерным. Это заставит ротор колебаться в тех местах, которые неровны. Это колебание приведет к тому, что двигатель станет шумным, увеличит потребление энергии, приведет к падению производительности и вызовет перегрев двигателя.

2) Пусковые конденсаторы размещены в черном пластиковом корпусе и имеют диапазон mfd, в отличие от определенного номинала mfd на рабочих конденсаторах. Пусковые конденсаторы (номинальной емкостью 70 мкФ и выше) имеют три класса напряжения: 125 В, 250 В и 330 В. Примерами могут служить рабочий конденсатор 35 мФд при 370 В и 88-108 мФд при 250 В пусковой конденсатор. Пусковые конденсаторы увеличивают пусковой момент двигателя и позволяют быстро включать и выключать двигатель. Пусковые конденсаторы предназначены для мгновенного использования. Пусковые конденсаторы остаются под напряжением достаточно долго, чтобы быстро разогнать двигатель до 3/4 полной скорости, а затем отключаются от цепи.

Потенциальные реле также важны. Реле напряжения используются для электронного подключения и отключения пусковых конденсаторов от цепи двигателя (см. рис. 2). Каждое реле имеет определенное номинальное напряжение для включения пускового конденсатора последовательно с пусковой обмоткой и определенное напряжение для его вывода из цепи. Каждый рейтинг основан на электромагнитном поле, создаваемом вращением двигателя. Изготовитель двигателя изучает влияние установки и удаления конденсатора на увеличение пускового момента при как можно меньшем изгибе обмотки. Возможные реле имеют четыре номинала; (1) постоянное напряжение катушки, (2) минимальное напряжение срабатывания, (3) максимальное напряжение срабатывания и (4) падение напряжения. Реле напряжения трудно проверить, и его всегда следует заменять при замене пускового конденсатора. Точный размер, предназначенный для этого конкретного двигателя, должен быть переустановлен. Реле напряжения также необходимо заменить, если обнаружены разомкнутые контакты.

Рисунок 2

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ:

Продемонстрируйте использование стандартного вентилятора мощностью 1/2 л.с. от бытового обогревателя в следующих упражнениях. Во время каждого упражнения учащийся должен записывать уровень шума, скорость, температуру и силу тока двигателя.

ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЭТОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЛЕДУЕТ БЫТЬ КРАЙНЕ ОСТОРОЖНЫ. СМОТРИТЕ ЗАМЕТКИ УЧИТЕЛЯ!

(1) Снимите конденсатор и попробуйте запустить двигатель. Обязательно изолируйте концы проводов. Это будет имитировать открытый конденсатор.

(2) Запустите двигатель с правильным конденсатором. Заблокируйте переднюю часть воздуходувки, чтобы получить правильную скорость двигателя и потребляемый ток.

(3) Закоротите два провода, которые обычно идут к конденсатору, и изолируйте соединение. Это будет имитировать закороченный конденсатор.

(4) Замените стандартный конденсатор конденсатором с половиной номинала mfd.

(5) Замените стандартный конденсатор на конденсатор с удвоенным номиналом.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Перед началом упражнения обязательно создайте надлежащее статическое давление, чтобы получить номинальную силу тока пластины двигателя с правильным рабочим конденсатором.

Упражнение №1	Уровень шума	Скорость	Температура	Сила тока
Упражнение №2	Уровень шума	Скорость	Температура	Сила тока
Упражнение №3	Уровень шума	Скорость	Температура	Сила тока
Упражнение №4	Уровень шума	Скорость	Температура	Сила тока
Упражнение №5	Уровень шума	Скорость	Температура	Сила тока

ПРИМЕЧАНИЯ ДЛЯ УЧИТЕЛЕЙ

Упражнение на предыдущей странице связано с высоким напряжением.

No related posts.