Подбор конденсатора для асинхронного двигателя: РАСЧЕТ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ ДЛЯ ТРЕХФАЗНОГО И ОДНОФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПОДКЛЮЧЕНИИ В ОДНОФАЗНУЮ СЕТЬ

Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя

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, например как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя. Как правило, требуется рассчитать емкость данного элемента, обеспечивающего устойчивую работу агрегата.

Содержание

Принцип подключения трехфазного устройства к одной фазе

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.

Схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

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.

Виды пусковых конденсаторов

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:

• Полярные. Не могут работать с электродвигателями, подключенными к переменному току. Разрушающийся слой диэлектрика может привести к нагреву агрегата и последующему короткому замыканию.
• Неполярные. Получили наибольшее распространение. Могут работать в любых вариантах включения за счет одинакового взаимодействия обкладок с диэлектриком и источником тока.
• Электролитические. В этом случае электроды представляют собой тонкую оксидную пленку. Они могут достигать максимально возможной емкости до 100 тыс. мкФ, идеально подходят к двигателям с низкой частотой.

Выбор конденсатора для трехфазного двигателя

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.

Расчет емкости

Емкость конденсатора для электродвигателя рассчитывается исходя из схемы соединения обмоток – звездой или треугольником.

В обоих случаях применяется общая расчетная формула: С_раб = к х I_ф/U_сети, к которой все параметры имеют следующие обозначения:

• к – является специальным коэффициентом. Его значение составляет 2800 для схемы «звезда» и 4800 для схемы «треугольник».
• Iф – номинальный ток статора, указанный на информационной табличке. При невозможности прочтения, выполняются измерения с помощью специальных измерительных клещей.
• Uсети – напряжение питающей сети, величиной в 220 вольт.

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.

Как подключить пусковой и рабочий конденсаторы

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.

Система запуска асинхронного двигателя: устройство и принцип работы, схема,

Соединение типа звезда и треугольник для электродвигателей при помощи колодки для электродвигателей

Как проверить электродвигатель мультиметром: проверка ротора и статора на межвитковое замыкание, прозвонка асинхронного и трехфазного двигателя

Как проверить электродвигатель: этапы проверки и выяснение неисправностей

Как подключить трехфазный двигатель на 220: Как сделать 380 вольт из 220

Подключение электродвигателя: схемы, проверка, видео

Конденсаторный двигатель

В ГОСТ 27471-87 [1] дано следующее определение:
Конденсаторный двигатель — двигатель с расщепленной фазой, у которого в цепь вспомогательной обмотки постоянно включен конденсатор.

Конденсаторный двигатель, хотя и питается от однофазной сети, по существу является двухфазным.

Ёмкостной сдвиг фаз с рабочим конденсатором

Ёмкостной сдвиг фаз с пусковым и рабочим конденсатором

Конструктивно конденсаторный асинхронный двигатель представляет из себя двухфазный двигатель. На статоре располагают две обмотки фаз, оси которых смещены относительно друг друга на 90 электрических градусов. Обе обмотки занимают равное число пазов. Питание электродвигателя осуществляется от однофазной сети переменного тока, при этом одна обмотка подключается непосредственно к сети, а другая через конденсатор. Таким образом, в отличии от однофазного двигателя, который после пуска работает с пульсирующим магнитным потоком, конденсаторный электродвигатель работает с вращающимся магнитным потоком.

Емкость рабочего конденсатора, требуемая для получения кругового вращающегося поля, определяется по формуле [2]

,

• где С_раб – емкость рабочего конденсатора, Ф,
• I_A — ток обмотки A, А,
• I_B — ток обмотки B, А,
• — угол фазового сдвига между током I_A и напряжением питания U при круговом вращающемся поле, градусов,
• U — напряжение питания сети, В,
• f — частота сети, Гц,
• k — коэффициент, определяемый отношением эффективных чисел витков в обмотках фаз статора B и A.

,

• где – число последовательно соединенных витков в обмотки фазы А и B статора,
• k_обА и k_обВ — обмоточный коэффициент обмоток фаз статора А и B

Для повышения пускового момента параллельно рабочему конденсатору С_р включают пусковой конденсатор C_п. Для создания пускового момента, равного номинальному, требуется пусковой конденсатор C_п в 2 — 2,5 раза больше рабочего C_р.

Основные параметры электродвигателя

Общие параметры для всех электродвигателей

• Момент электродвигателя
• Мощность электродвигателя
• Коэффициент полезного действия
• Номинальная частота вращения

• Момент инерции ротора
• Номинальное напряжение
• Электрическая постоянная времени

Библиографический список

• ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
• Н.И.Волков, В.П.Миловзоров. Электромашинные устройства автоматики: Учеб. для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика».- 2-е изд.- М.:Высш.шк., 1986.

Тип двигателей | Bay Motor Products

Двигатель с экранированными полюсами 

Электродвигатели с экранированными полюсами представляют собой оригинальный тип однофазных асинхронных двигателей переменного тока. Также называемый однофазным асинхронным двигателем, для его вращения требуется простое подключение к одной линии напряжения и внешний конденсатор. Различные типы однофазных асинхронных двигателей различаются в зависимости от метода их запуска. Четыре основных типа: расщепленная фаза, конденсаторный пуск, постоянный разделенный конденсатор и конденсаторный пуск/работа конденсатора.

Двигатель с расщепленной фазой

В двигателе с расщепленной фазой используется коммутационное устройство для отключения пусковой обмотки, когда скорость двигателя достигает 75% от номинальной. Хотя этот тип имеет простую конструкцию, которая делает его менее дорогим для коммерческого использования, он также имеет низкий пусковой момент и высокий пусковой ток.

Конденсаторный пусковой двигатель

Конденсаторный пусковой двигатель представляет собой конденсаторный двигатель с расщепленной фазой, в котором конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой для создания большего пускового момента. Этот двигатель дороже из-за необходимых коммутационных и конденсаторных компонентов.

Постоянный разделительный конденсатор

Двигатель с постоянным раздельным конденсатором не имеет пускового выключателя. Для этого типа конденсатор постоянно подключен к обмотке стартера. Поскольку для непрерывного использования требуется конденсатор, он не обеспечивает пусковую мощность, поэтому пусковые моменты обычно малы. Эти двигатели не будут хорошо работать при больших пусковых нагрузках. Однако они имеют низкий пусковой ток, более тихую работу и более высокий срок службы/надежность, что делает их хорошим выбором для высокой частоты циклов. Они также являются наиболее надежными конденсаторными двигателями из-за отсутствия пускового выключателя. Различные конструкции обеспечивают более высокий КПД и коэффициент мощности при номинальных нагрузках.

Двигатель с пусковым/пусковым конденсатором

Двигатель с пусковым/пусковым конденсатором имеет в цепи как пусковой, так и рабочий конденсатор. После достижения полного пуска пусковой конденсатор отключается. Этот тип двигателя имеет более высокий пусковой ток, более низкий нагрузочный ток и более высокий КПД. Недостатком является расход, необходимый для двух конденсаторов и коммутационного устройства. Надежность также играет важную роль из-за механизма переключения.

Технология

Для сравнения, эти типы асинхронных двигателей с раздельным сопротивлением обеспечивают только низкий или средний пусковой момент, и это ограничивает их применение в маломощных приложениях, для которых они лучше всего подходят. В этих двигателях используется одна вспомогательная обмотка меньшего размера, чем обычно, что обеспечивает более низкую скорость индукции и гораздо более высокое сопротивление, чем у других типов. Простые модели, подобные этим, можно использовать только при низкой нагрузке и необходимости небольшого пускового привода.

Для некоторых приложений, таких как небольшие вентиляторы, шлифовальные машины и нагреватели, не требуется более высокий пусковой момент, но в большинстве случаев чем больше крутящий момент при запуске двигателя, тем большую нагрузку можно приложить к машине. Однофазный двигатель с высоким пусковым моментом часто дороже, чем более простые асинхронные двигатели. Тем не менее, разница в мощности может быть оправдана для различных промышленных нужд. В однофазном двигателе с высоким пусковым моментом вы можете ожидать другого уровня производительности, что может сэкономить время и энергию.

Переменные токи, протекающие в однофазном двигателе, достигают своих пиковых значений одновременно; это делает одну единственную фазу. В трехфазных системах пиковые значения тока достигаются последовательно, образуя три отдельных этапа. По сравнению с трехфазными системами эти двигатели не обладают такими же высокими уровнями эффективности, но могут работать неопределенно долго при минимальном обслуживании.

Асинхронные электродвигатели имеют различные классификации в зависимости от источника электроэнергии и типа конструкции. Двигатели асинхронного типа, также называемые асинхронными двигателями, работают с использованием переменного тока (AC), создаваемого электромагнитной индукцией, в отличие от коммутаторов, обычно используемых в других типах двигателей переменного тока. Асинхронные двигатели используются в промышленности, а также в стандартных бытовых приборах, таких как холодильники, стиральные машины, посудомоечные машины и сушилки для белья.

Электродвигатели асинхронного типа были первоначальными двигателями переменного тока, которые должны были быть созданы; Никола Тесла придумал прототип в 1883 году. Эти асинхронные двигатели имеют очень простую конструкцию и принцип работы по сравнению с современными конструкциями двигателей переменного тока, но они по-прежнему очень прочные, тихие и долговечные. Асинхронные двигатели отличаются тем, что они используют индукционный ток в роторе для создания вращательного движения.

Асинхронные двигатели состоят из двух простых частей: статора с медной обмоткой и узла якоря или ротора. Обмотки статора удерживаются в пазах вокруг статора с балансом между количеством северных и южных полюсов. Узел ротора производится в нескольких вариантах: роторы с короткозамкнутым ротором, роторы с контактными кольцами и роторы со сплошным сердечником.

Эти двигатели лучше всего подходят для нужд малой мощности и приложений, в которых было бы неэффективно использовать более мощные механизмы. Многие однофазные двигатели идеально подходят для приложений с малой инерцией, в то время как другие разработаны с учетом требований к высокому пусковому крутящему моменту.

[решено] Номинальная мощность асинхронного двигателя с конденсаторным пуском указана в

1. от 50 Вт до 7,5 кВт
2. от 50 Вт до 5 кВт
3. от 120 Вт до 7,5 кВт
4. от 120 Вт до 5 кВт 9 0042

Вариант 3: от 120 Вт до 7,5 кВт

Бесплатно

ST 1: Электрические цепи

3,4 тыс. пользователей

20 вопросов

20 баллов

20 минут

Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором:

Конструкция асинхронного двигателя с пусковым конденсатором:

• Двигатель с пусковым конденсатором имеет короткозамкнутый ротор и две обмотки на статор.
• Они известны как основная обмотка и вспомогательная или пусковая обмотка.
• Две обмотки расположены под углом 90° друг к другу.
• Конденсатор C _s  соединен последовательно с пусковой обмоткой.
• К цепи также подключен центробежный выключатель Sc.

Работа асинхронного двигателя с конденсаторным пуском:

• Когда обмотки статора питаются от источника 1ϕ, основная обмотка и пусковая обмотка пропускают два разных тока.
• Разница в фазе времени составляет 90° и 90° пространственная разница между двумя токами. Эти два тока создают вращающееся магнитное поле, запускающее двигатель.
• При пуске двигателя основная и вспомогательная обмотки соединены параллельно. Пусковой конденсатор остается в цепи достаточно долго, чтобы быстро разогнать двигатель до заданной скорости, которая обычно составляет от 70% до 80% полной скорости.
• Затем вспомогательная обмотка отключается от питания часто центробежным выключателем и двигатель продолжает вращаться с той же скоростью.

Характеристики асинхронного двигателя с пусковым конденсатором:

• Пусковая обмотка конденсатора запускает двигатель, нагревается менее быстро и хорошо подходит для приложений с частыми или длительными периодами пуска.
• Номинальная мощность таких двигателей находится в пределах от 120 Вт до 7-5 кВт.
• Двигатель, запускаемый конденсатором, развивает гораздо более высокий пусковой момент, примерно в 3–4,5 раза превышающий момент полной нагрузки. Для получения высокого пускового момента необходимы следующие два условия:
• Значение пускового конденсатора должно быть большим.

  No related posts.