Pojemność kondensatora 1 kW jednofazowy. Jak wybrać kondensatory do silnika elektrycznego. Rodzaje kondensatorów rozruchowych

W gospodarstwie domowym czasami zachodzi potrzeba uruchomienia 3-fazowego asynchronicznego silnika elektrycznego (AM). Jeśli masz sieć 3-fazową, nie jest to trudne. W przypadku braku sieci 3-fazowej silnik można uruchomić z sieci jednofazowej, dodając kondensatory do obwodu.

Strukturalnie IM składa się z części stacjonarnej - stojana i części ruchomej - wirnika. Uzwojenia są umieszczone w szczelinach stojana. Uzwojenie stojana jest uzwojeniem trójfazowym, którego przewody są równomiernie rozmieszczone na obwodzie stojana i ułożone fazowo w szczelinach o odległości kątowej 120 el. stopni. Końce i początki uzwojeń wyprowadzone są do puszki przyłączeniowej. Uzwojenia tworzą pary biegunów. Znamionowa prędkość obrotowa wirnika silnika zależy od liczby par biegunów. Większość ogólnych silników przemysłowych ma 1-3 pary biegunów, rzadziej 4. IM z dużą liczbą par biegunów mają niską sprawność, większe wymiary i dlatego są rzadko używane. Im więcej par biegunów, tym niższa prędkość wirnika silnika. Ogólne silniki przemysłowe produkowane są z kilkoma standardowymi prędkościami obrotowymi wirnika: 300, 1000, 1500, 3000 obr/min.

Wirnik IM jest wałem, na którym znajduje się zwarte uzwojenie. W silnikach małej i średniej mocy uzwojenie wykonuje się najczęściej poprzez wlanie roztopionego stopu aluminium w rowki rdzenia wirnika. Razem z prętami odlewane są pierścienie zwierające i łopatki końcowe, które wentylują maszynę. W maszynach dużej mocy uzwojenie wykonane jest z prętów miedzianych, których końce są łączone ze zwartymi pierścieniami poprzez spawanie.

Kiedy IM jest włączony w sieci trójfazowej, prąd zaczyna płynąć przez uzwojenia kolejno w różnym czasie. W jednym okresie prąd przepływa wzdłuż bieguna fazy A, w drugim wzdłuż bieguna fazy B, w trzecim wzdłuż bieguna fazy C. Przepływając przez bieguny uzwojeń, prąd naprzemiennie wytwarza wirujący magnes pole, które oddziałuje z uzwojeniem wirnika i powoduje jego obrót, jakby popychając go w różnych płaszczyznach w różnym czasie.

Jeśli włączysz IM w sieci 1-fazowej, moment obrotowy zostanie wytworzony tylko przez jedno uzwojenie. Taki moment będzie działał na wirnik w jednej płaszczyźnie. Ten moment nie wystarczy, aby poruszyć i obrócić rotor. Aby wytworzyć przesunięcie fazowe prądu biegunowego względem fazy zasilania, na ryc. 1 zastosowano kondensatory przesuwające fazę.

Kondensatory można stosować dowolnego typu, z wyjątkiem elektrolitycznych. Dobrze nadają się kondensatory takie jak MBGO, MBG4, K75-12, K78-17. Niektóre dane dotyczące kondensatorów przedstawiono w tabeli 1.

Jeśli konieczne jest uzyskanie określonej pojemności, kondensatory należy połączyć równolegle.

Główne charakterystyki elektryczne IM podano w karcie katalogowej, rys. 2.

Ryc.2

Z paszportu wynika, że ​​silnik jest trójfazowy, o mocy 0,25 kW, 1370 obr./min, istnieje możliwość zmiany schematu połączeń uzwojeń. Schemat połączeń uzwojeń to odpowiednio „trójkąt” przy napięciu 220 V, „gwiazda” przy napięciu 380 V, odpowiednio, prąd wynosi 2,0/1,16 A.

Schemat połączenia w gwiazdę pokazano na rys. 3. Dzięki temu połączeniu do uzwojeń silnika elektrycznego pomiędzy punktami AB (napięcie liniowe U l) dostarczane jest napięcie wielokrotnie większe niż napięcie między punktami AO (napięcie fazowe U f).

Rys.3 Schemat połączenia w gwiazdę.

Zatem napięcie liniowe jest kilkakrotnie większe niż napięcie fazowe: . W tym przypadku prąd fazowy I f jest równy prądowi liniowemu I l.

Spójrzmy na schemat połączeń trójkąta na ryc. 4:

Rys.4 Schemat połączenia w trójkąt

Przy takim połączeniu napięcie liniowe U L jest równe napięciu fazowemu U f., a prąd w linii I l jest razy większy niż prąd fazowy I f:.

Tak więc, jeśli IM jest zaprojektowany na napięcie 220/380 V, to aby podłączyć go do napięcia fazowego 220 V, stosuje się „trójkątny” schemat połączeń uzwojeń stojana. A do podłączenia do napięcia liniowego 380 V - połączenie w gwiazdę.

Aby uruchomić ten IM z sieci jednofazowej o napięciu 220 V, należy załączyć uzwojenia zgodnie z układem „trójkąt”, rys. 5.

Rys.5 Schemat połączeń uzwojeń EM według schematu „trójkąta”.

Schemat połączeń uzwojeń w skrzynce wyjściowej pokazano na ryc. 6

Rys.6 Podłączenie w skrzynce wyjściowej ED według schematu „trójkąta”.

Aby podłączyć silnik elektryczny w obwodzie „gwiazdowym”, konieczne jest podłączenie uzwojeń dwufazowych bezpośrednio do sieci jednofazowej, a trzeciego przez kondensator roboczy C p do dowolnego przewodu sieciowego na ryc. 6.

Podłączenie w skrzynce zaciskowej obwodu w gwiazdę pokazano na rys. 7.

Rys. 7 Schemat podłączenia uzwojeń EM według schematu „gwiazda”.

Schemat połączeń uzwojeń w skrzynce wyjściowej pokazano na ryc. 8

Rys.8 Podłączenie w skrzynce wyjściowej ED według schematu „gwiazda”.

Pojemność kondensatora roboczego C p dla tych obwodów oblicza się według wzoru:
,
gdzie I n - prąd znamionowy, U n - znamionowe napięcie robocze.

W naszym przypadku, aby włączyć obwód „trójkątny”, pojemność kondensatora roboczego wynosi C p = 25 µF.

Napięcie robocze kondensatora powinno być 1,15 razy większe od napięcia znamionowego sieci zasilającej.

Aby uruchomić IM o małej mocy, zwykle wystarcza kondensator roboczy, ale przy mocy większej niż 1,5 kW silnik albo się nie uruchamia, albo bardzo powoli przyspiesza, dlatego konieczne jest również zastosowanie kondensatora rozruchowego C p Pojemność kondensatora rozruchowego powinna być 2,5-3 razy większa niż pojemność kondensatora roboczego.

Schemat połączeń uzwojeń silnika elektrycznego połączonych w trójkąt za pomocą kondensatorów rozruchowych C p pokazano na ryc. 9.

Rys. 9 Schemat podłączenia uzwojeń EM według schematu „trójkąta” z wykorzystaniem kondensatów wyjściowych

Schemat połączeń uzwojeń silnika gwiazdowego za pomocą kondensatorów rozruchowych pokazano na ryc. 10.

Rys. 10 Schemat podłączenia uzwojeń EM w układzie „gwiazda” z wykorzystaniem kondensatorów rozruchowych.

Kondensatory rozruchowe C p podłącza się równolegle do kondensatorów roboczych za pomocą przycisku KN na czas 2-3 s. W takim przypadku prędkość obrotowa wirnika silnika elektrycznego powinna wynosić 0,7…0,8 znamionowej prędkości obrotowej.

Aby uruchomić IM za pomocą kondensatorów rozruchowych, wygodnie jest użyć przycisku Ryc. 11.

Ryc.11

Strukturalnie przycisk jest przełącznikiem trójbiegunowym, którego jedna para styków zamyka się po naciśnięciu przycisku. Po zwolnieniu styki otwierają się, a pozostała para styków pozostaje włączona do momentu naciśnięcia przycisku stop. Środkowa para styków pełni funkcję przycisku KN (rys. 9, rys. 10), poprzez który podłączane są kondensatory rozruchowe, pozostałe dwie pary pełnią funkcję przełącznika.

Może się okazać, że w skrzynce przyłączeniowej silnika elektrycznego końcówki uzwojeń fazowych wykonane są wewnątrz silnika. Wtedy IM można podłączyć tylko według schematów na rys. 7, rys. 10, w zależności od mocy.

Istnieje również schemat podłączenia uzwojeń stojana trójfazowego silnika elektrycznego - gwiazda częściowa Ryc. 12. Wykonanie połączenia według tego schematu jest możliwe jeżeli początki i końce uzwojeń fazowych stojana zostaną wyprowadzone do puszki przyłączeniowej.

Ryc.12

Wskazane jest podłączenie silnika elektrycznego zgodnie z tym schematem, gdy konieczne jest wytworzenie momentu rozruchowego przekraczającego moment nominalny. Potrzeba ta pojawia się w napędach mechanizmów o trudnych warunkach rozruchu, przy uruchamianiu mechanizmów pod obciążeniem. Należy zauważyć, że prąd powstały w przewodach zasilających przekracza prąd znamionowy o 70-75%. Należy to wziąć pod uwagę przy wyborze przekroju przewodu do podłączenia silnika elektrycznego.

Pojemność kondensatora roboczego C p dla obwodu na ryc. 12 oblicza się ze wzoru:
.

Pojemność kondensatorów rozruchowych powinna być 2,5-3 razy większa niż pojemność C r. Napięcie robocze kondensatorów w obu obwodach powinno być 2,2 razy większe od napięcia znamionowego.

Zazwyczaj końcówki uzwojeń stojana silników elektrycznych są oznaczone metalowymi lub kartonowymi przywieszkami wskazującymi początek i koniec uzwojeń. Jeśli z jakiegoś powodu nie ma tagów, wykonaj następujące czynności. W pierwszej kolejności określa się przynależność przewodów do poszczególnych faz uzwojenia stojana. Aby to zrobić, weź dowolny z 6 zewnętrznych zacisków silnika elektrycznego i podłącz go do dowolnego źródła zasilania, a drugi zacisk źródła podłącz do lampki kontrolnej i drugim przewodem od lampy dotykaj naprzemiennie pozostałych 5 zaciski uzwojenia stojana, aż zaświeci się lampka. Gdy lampka się zaświeci, oznacza to, że 2 zaciski należą do tej samej fazy. Tradycyjnie oznaczmy początek pierwszego przewodu C1 znacznikami, a jego koniec - C4. Podobnie znajdziemy początek i koniec drugiego uzwojenia i oznaczymy je C2 i C5, a początek i koniec trzeciego - C3 i C6.

Kolejnym i głównym etapem będzie określenie początku i końca uzwojeń stojana. Aby to zrobić, zastosujemy metodę selekcji, która jest stosowana w przypadku silników elektrycznych o mocy do 5 kW. Połączmy wszystkie początki uzwojeń fazowych silników elektrycznych zgodnie z wcześniej połączonymi znacznikami w jeden punkt (za pomocą obwodu w gwiazdę) i podłączmy silnik elektryczny do sieci jednofazowej za pomocą kondensatorów.

Jeśli silnik od razu bez silnego buczenia osiągnie obroty znamionowe, oznacza to, że wszystkie początki lub wszystkie końce uzwojenia osiągnęły wspólny punkt. Jeżeli po włączeniu silnik mocno szumi, a wirnik nie może osiągnąć prędkości znamionowej, należy zamienić zaciski C1 i C4 w pierwszym uzwojeniu. Jeśli to nie pomoże, końcówki pierwszego uzwojenia należy przywrócić do pierwotnego położenia i teraz zamieniono miejscami zaciski C2 i C5. Zrobić to samo; dla trzeciej pary, jeśli silnik nadal brzęczy.

Przy wyznaczaniu początków i końców uzwojeń należy bezwzględnie przestrzegać przepisów bezpieczeństwa. W szczególności dotykając zacisków uzwojenia stojana, należy trzymać przewody wyłącznie za część izolowaną. Trzeba to zrobić również dlatego, że silnik elektryczny ma wspólny stalowy rdzeń magnetyczny i na zaciskach innych uzwojeń może pojawić się duże napięcie.

Aby zmienić kierunek obrotu wirnika IM podłączonego do sieci jednofazowej zgodnie z obwodem „trójkąta” (patrz ryc. 5), wystarczy podłączyć uzwojenie trzeciej fazy stojana (W) przez przewód kondensator do zacisku drugiej fazy uzwojenia stojana (V).

Aby zmienić kierunek obrotu IM podłączonego do sieci jednofazowej zgodnie z obwodem „gwiazdowym” (patrz ryc. 7), należy podłączyć uzwojenie trzeciej fazy stojana (W) przez kondensator do zacisku drugiego uzwojenia (V).

Sprawdzając stan techniczny silników elektrycznych, często z rozczarowaniem można zauważyć, że po dłuższej pracy pojawiają się zewnętrzne hałasy i wibracje, a wirnik trudno jest obrócić ręcznie. Przyczyną może być zły stan łożysk: bieżnie pokryte są rdzą, głębokie rysy i wgniecenia, uszkodzone są poszczególne kulki i klatka. We wszystkich przypadkach konieczne jest sprawdzenie silnika elektrycznego i wyeliminowanie istniejących usterek. W przypadku drobnych uszkodzeń wystarczy umyć łożyska benzyną i nasmarować.

Wielu właścicieli często znajduje się w sytuacji, w której trzeba podłączyć urządzenie, takie jak trójfazowy silnik asynchroniczny, do różnych urządzeń w garażu lub domu wiejskim, którym może być szlifierka lub wiertarka. Stanowi to problem, ponieważ źródło jest zaprojektowane na napięcie jednofazowe. Co tu robić? W rzeczywistości problem ten można dość łatwo rozwiązać, podłączając urządzenie zgodnie z obwodami używanymi dla kondensatorów. Aby zrealizować ten pomysł, będziesz potrzebować działającego i uruchamiającego urządzenia, często określanego jako przesuwnik fazowy.

Wybór pojemności

Aby zapewnić prawidłową pracę silnika elektrycznego, należy obliczyć pewne parametry.

Do kondensatora roboczego

Aby dobrać wydajność efektywną urządzenia należy wykonać obliczenia korzystając ze wzoru:

• I1 to wartość nominalna prądu stojana, do pomiaru jakich specjalnych cęgów używa się;
• Usieć – napięcie sieci jednofazowej, (V).

Po wykonaniu obliczeń otrzymasz pojemność roboczego kondensatora w mikrofaradach.

Dla niektórych obliczenie tego parametru przy użyciu powyższego wzoru może być trudne. Jednak w tym przypadku możesz zastosować inny schemat obliczania wydajności, w którym nie trzeba wykonywać tak skomplikowanych operacji. Ta metoda pozwala w prosty sposób określić wymagany parametr na podstawie wyłącznie mocy silnika asynchronicznego.

Tutaj wystarczy pamiętać, że 100 watów mocy jednostki trójfazowej powinno odpowiadać około 7 µF pojemności roboczej kondensatora.

Podczas wykonywania obliczeń należy monitorować prąd płynący do uzwojenia fazowego stojana w wybranym trybie. Uważa się za niedopuszczalne, jeśli prąd jest większy niż wartość nominalna.

Do kondensatora rozruchowego

Zdarzają się sytuacje, gdy silnik elektryczny musi zostać włączony w warunkach dużego obciążenia wału. Wtedy jeden kondensator roboczy nie wystarczy, więc będziesz musiał dodać do niego kondensator rozruchowy. Osobliwością jego działania jest to, że będzie działać tylko podczas uruchamiania urządzenia przez nie więcej niż 3 sekundy, do których używany jest klucz SA. Gdy rotor osiągnie znamionową prędkość obrotową, urządzenie wyłącza się.

Jeśli przez przeoczenie właściciel pozostawi włączone urządzenia rozruchowe, doprowadzi to do powstania znacznej nierównowagi prądów w fazach. W takich sytuacjach istnieje duże prawdopodobieństwo przegrzania silnika. Przy określaniu pojemności należy przyjąć, że wartość tego parametru powinna być 2,5-3 razy większa niż pojemność kondensatora roboczego. Działając w ten sposób można zapewnić, że moment rozruchowy silnika osiągnie wartość nominalną, dzięki czemu podczas jego rozruchu nie pojawią się żadne komplikacje.

Aby uzyskać wymaganą pojemność, kondensatory można łączyć w obwody równoległe lub szeregowe. Należy pamiętać, że eksploatacja jednostek trójfazowych o mocy nie większej niż 1 kW jest dozwolona, ​​jeśli są one podłączone do sieci jednofazowej za pomocą działającego urządzenia. Co więcej, tutaj można obejść się bez kondensatora rozruchowego.

Typ

Po obliczeniach należy określić, jaki typ kondensatora można zastosować w wybranym obwodzie

Najlepszą opcją jest użycie tego samego typu dla obu kondensatorów. Zazwyczaj pracę silnika trójfazowego zapewniają papierowe kondensatory rozruchowe, zamknięte w szczelnej obudowie stalowej typu MPGO, MBGP, KBP czy MBGO.

Większość tych urządzeń wykonana jest w formie prostokąta. Jeśli spojrzysz na sprawę, podane są tam ich cechy:

• Pojemność (uF);
• Napięcie robocze (V).

Zastosowanie urządzeń elektrolitycznych

Używając papierowych kondensatorów rozruchowych, należy pamiętać o następującym punkcie ujemnym: są one dość duże, a jednocześnie zapewniają małą pojemność. Z tego powodu do wydajnej pracy silnika trójfazowego małej mocy konieczne jest zastosowanie dość dużej liczby kondensatorów. W razie potrzeby papierowe można zastąpić elektrolitycznymi. W takim przypadku należy je podłączyć nieco inaczej, gdzie muszą być obecne dodatkowe elementy, reprezentowane przez diody i rezystory.

Eksperci nie zalecają jednak stosowania elektrolitycznych kondensatorów rozruchowych. Wynika to z obecności w nich poważnej wady, która objawia się następująco: jeśli dioda nie poradzi sobie ze swoim zadaniem, do urządzenia zacznie być dostarczany prąd przemienny, co jest obarczone jego nagrzewaniem i późniejszym eksplozja.

Innym powodem jest to, że dziś na rynku można znaleźć ulepszone modele rozruchów AC typu SVV z polipropylenu z metalizowaną powłoką.

Najczęściej są zaprojektowane do pracy przy napięciu 400-450 V. Należy im dać pierwszeństwo, biorąc pod uwagę, że wielokrotnie okazywały się dobre.

Napięcie

Rozważając różne typy prostowników rozruchowych do silnika trójfazowego podłączonego do sieci jednofazowej, należy wziąć pod uwagę również taki parametr, jak napięcie robocze.

Błędem byłoby zastosowanie prostownika, którego napięcie jest o rząd wielkości wyższe niż wymagane. Oprócz wysokich kosztów jego zakupu, będziesz musiał przeznaczyć na niego więcej miejsca ze względu na jego duże wymiary.

Jednocześnie nie należy brać pod uwagę modeli, w których napięcie ma niższą wartość niż napięcie sieciowe. Urządzenia o takich cechach nie będą w stanie skutecznie wykonywać swoich funkcji i wkrótce ulegną awarii.

Aby uniknąć błędów przy wyborze napięcia roboczego, należy przestrzegać następującego schematu obliczeń: końcowy parametr musi odpowiadać iloczynowi rzeczywistego napięcia sieciowego i współczynnika 1,15, a obliczona wartość musi wynosić co najmniej 300 V.

Jeśli prostowniki papierowe zostaną wybrane do pracy w sieci napięcia przemiennego, ich napięcie robocze należy podzielić przez 1,5-2. Dlatego napięcie robocze kondensatora papierowego, dla którego producent określił napięcie 180 V, w warunkach pracy w sieci prądu przemiennego wyniesie 90-120 V.

Aby zrozumieć, jak w praktyce realizowany jest pomysł podłączenia trójfazowego silnika elektrycznego do sieci jednofazowej, przeprowadźmy eksperyment z wykorzystaniem agregatu AOL 22-4 o mocy 400 (W). Głównym zadaniem do rozwiązania jest uruchomienie silnika z sieci jednofazowej o napięciu 220 V.

Zastosowany silnik elektryczny ma następujące właściwości:

Mając na uwadze, że zastosowany silnik elektryczny ma niewielką moc, podłączając go do sieci jednofazowej, można kupić jedynie działający kondensator.

Obliczanie wydajności prostownika roboczego:

Korzystając z powyższych wzorów, przyjmujemy średnią wartość pojemności roboczego prostownika na 25 μF. Tutaj wybrano nieco większą pojemność, równą 10 μF. Spróbujemy więc dowiedzieć się, jak taka zmiana wpłynie na uruchomienie urządzenia.

Teraz pozostaje nam kupić prostowniki, te ostatnie będą kondensatorami typu MBGO. Następnie na podstawie przygotowanych prostowników dobierana jest wymagana moc.

Podczas pracy należy pamiętać, że każdy taki prostownik ma pojemność 10 μF.

Jeśli weźmiesz dwa kondensatory i połączysz je ze sobą w obwodzie równoległym, uzyskana pojemność wyniesie 20 µF. W takim przypadku napięcie robocze będzie równe 160 V. Aby osiągnąć wymagany poziom 320 V, należy wziąć te dwa prostowniki i podłączyć je do innej pary kondensatorów połączonych równolegle, ale za pomocą obwodu szeregowego. W rezultacie całkowita pojemność wyniesie 10 μF. Gdy bateria kondensatorów roboczych będzie gotowa, podłącz ją do silnika. Następnie pozostaje tylko uruchomić go w sieci jednofazowej.

Podczas eksperymentu z podłączeniem silnika do sieci jednofazowej praca wymagała mniej czasu i wysiłku. Stosując podobną jednostkę z wybraną baterią prostowników należy liczyć się z tym, że jej moc użyteczna będzie kształtować się na poziomie do 70-80% mocy znamionowej, zaś prędkość obrotowa wirnika będzie odpowiadać wartości znamionowej.

Ważne: jeżeli zastosowany silnik jest przeznaczony do pracy w sieci 380/220 V, to przy podłączaniu do sieci należy zastosować obwód „trójkątny”.

Zwróć uwagę na zawartość znacznika: zdarza się, że jest obraz gwiazdy o napięciu 380 V. W takim przypadku poprawną pracę silnika w sieci można zapewnić, spełniając następujące warunki. Najpierw będziesz musiał „wypatroszyć” wspólną gwiazdę, a następnie podłączyć 6 końcówek do listwy zaciskowej. Należy szukać wspólnego punktu w przedniej części silnika.

Wideo: podłączenie silnika jednofazowego do sieci jednofazowej

Decyzję o zastosowaniu kondensatora rozruchowego należy podjąć w oparciu o konkretne warunki, najczęściej wystarczy kondensator roboczy. Jeżeli jednak użytkowany silnik jest poddawany większym obciążeniom, zaleca się zaprzestanie jego eksploatacji. W takim przypadku konieczne jest prawidłowe określenie wymaganej wydajności urządzenia, aby zapewnić sprawną pracę urządzenia.

Jeśli zajdzie potrzeba podłączenia asynchronicznego trójfazowego silnika elektrycznego do sieci domowej, możesz napotkać problem - wydaje się to całkowicie niemożliwe. Ale jeśli znasz podstawy elektrotechniki, możesz podłączyć kondensator, aby uruchomić silnik elektryczny w sieci jednofazowej. Istnieją jednak również możliwości podłączenia bezkondensatorowego, warto je również uwzględnić przy projektowaniu instalacji z silnikiem elektrycznym.

Proste sposoby podłączenia silnika elektrycznego

Najłatwiej jest podłączyć silnik za pomocą przetwornicy częstotliwości. Istnieją modele tych urządzeń, które przekształcają napięcie jednofazowe na trójfazowe. Zaleta tej metody jest oczywista – w silniku elektrycznym nie występują straty mocy. Ale koszt takiego przetwornicy częstotliwości jest dość wysoki - najtańszy egzemplarz będzie kosztować 5-7 tysięcy rubli.

Istnieje inna metoda, która jest stosowana rzadziej - zastosowanie trójfazowego uzwojenia asynchronicznego do konwersji napięcia. W tym przypadku cała konstrukcja będzie znacznie większa i masywniejsza. Dlatego łatwiej będzie obliczyć, które kondensatory są potrzebne do uruchomienia silnika elektrycznego i zainstalować je, łącząc je zgodnie ze schematem. Najważniejsze, aby nie stracić mocy, ponieważ działanie mechanizmu będzie znacznie gorsze.

Cechy obwodu z kondensatorami

Uzwojenia wszystkich trójfazowych silników elektrycznych można podłączyć według dwóch schematów:

1. „Gwiazda” - w tym przypadku końce wszystkich uzwojeń są połączone w jednym punkcie. A początki uzwojeń są podłączone do sieci zasilającej.
2. „Trójkąt” - początek uzwojenia jest połączony z końcem sąsiedniego. W rezultacie punkty połączenia dwóch uzwojeń są podłączone do źródła zasilania.

Wybór obwodu zależy od tego, jakim napięciem zasilany jest silnik. Zazwyczaj po podłączeniu do sieci 380 V AC uzwojenia są połączone w „gwiazdę”, a podczas pracy pod napięciem 220 V - w „trójkąt”.

Na powyższym obrazku:

a) schemat połączenia w gwiazdę;

b) schemat połączeń trójkątnych.

Ponieważ w sieci jednofazowej wyraźnie brakuje jednego przewodu zasilającego, należy go wykonać sztucznie. W tym celu stosuje się kondensatory przesuwające fazę o 120 stopni. Są to kondensatory robocze, nie wystarczą przy rozruchu silników elektrycznych o mocy powyżej 1500 W. Aby uruchomić mocne silniki, konieczne będzie dodatkowo dołączenie kolejnego pojemnika, który ułatwi pracę podczas startu.

Robocza pojemność kondensatora

Aby dowiedzieć się, jakie kondensatory są potrzebne do uruchomienia silnika elektrycznego podczas pracy w sieci 220 V, należy skorzystać z następujących wzorów:

1. Po podłączeniu w konfiguracji gwiazdy C (slave) = (2800 * I1) / U (sieć).
2. Po połączeniu w „trójkąt” C (slave) = (4800 * I1) / U (sieć).

Prąd I1 można mierzyć niezależnie za pomocą cęgów. Ale możesz także użyć tej formuły: I1 = P / (1,73 U (sieć) cosφ η).

Wartość mocy P, napięcia zasilania, współczynnika mocy cosφ, sprawności η można znaleźć na tabliczce przynitowanej na obudowie silnika.

Uproszczona wersja obliczania kondensatora roboczego

Jeśli wszystkie te formuły wydają Ci się nieco skomplikowane, możesz skorzystać z ich uproszczonej wersji: C (podrzędny) = 66 * P (silnik).

A jeśli maksymalnie uprościmy obliczenia, to na każde 100 W mocy silnika elektrycznego wymagana jest pojemność około 7 μF. Innymi słowy, jeśli masz silnik o mocy 0,75 kW, będziesz potrzebować kondensatora roboczego o pojemności co najmniej 52,5 uF. Po dokonaniu wyboru należy zmierzyć prąd podczas pracy silnika - jego wartość nie powinna przekraczać wartości dopuszczalnych.

Kondensator rozruchowy

W przypadku, gdy silnik jest poddawany dużym obciążeniom lub jego moc przekracza 1500 W, nie można wykonać samego przesunięcia fazowego. Będziesz musiał wiedzieć, jakie inne kondensatory są potrzebne do uruchomienia silnika elektrycznego o mocy 2,2 kW i większej. Rozrusznik jest podłączony równolegle z pracownikiem, ale dopiero po osiągnięciu prędkości jałowej jest wyłączany z obwodu.

Pamiętaj, aby wyłączyć kondensatory rozruchowe - w przeciwnym razie nastąpi nierównowaga faz i przegrzanie silnika elektrycznego. Kondensator rozruchowy powinien mieć 2,5-3 razy większą pojemność niż kondensator roboczy. Jeśli weźmiesz pod uwagę, że do normalnej pracy silnika wymagana jest pojemność 80 μF, to aby rozpocząć, musisz podłączyć kolejny blok kondensatorów o pojemności 240 μF. Trudno znaleźć w sprzedaży kondensatory o takiej pojemności, więc musisz wykonać połączenie:

1. Gdy pojemności są dodawane równolegle, napięcie robocze pozostaje takie samo, jak wskazane na elemencie.
2. W połączeniu szeregowym napięcia są dodawane, a całkowita pojemność będzie równa C (ogółem) = (C1*C2*..*CX)/(C1+C2+..+CX).

Zaleca się instalowanie kondensatorów rozruchowych w silnikach elektrycznych o mocy powyżej 1 kW. Lepiej jest nieco zmniejszyć moc znamionową, aby zwiększyć stopień niezawodności.

Jakiego rodzaju kondensatory zastosować

Teraz wiesz, jak wybrać kondensatory do uruchomienia silnika elektrycznego podczas pracy w sieci prądu przemiennego 220 V. Po obliczeniu pojemności możesz zacząć wybierać konkretny typ elementu. Zaleca się stosowanie elementów tego samego typu co robocze i startowe. Kondensatory papierowe spisują się dobrze, mają następujące oznaczenia: MBGP, MPGO, MBGO, KBP. Możesz także użyć obcych elementów, które są instalowane w zasilaczach komputerowych.

Napięcie robocze i pojemność muszą być wskazane na korpusie dowolnego kondensatora. Wadą ogniw papierowych jest to, że są duże, więc do obsługi potężnego silnika potrzebna będzie dość duża bateria ogniw. Znacznie lepiej jest stosować zagraniczne kondensatory, ponieważ są one mniejsze i mają większą pojemność.

Stosowanie kondensatorów elektrolitycznych

Można nawet użyć kondensatorów elektrolitycznych, ale mają one osobliwość - muszą działać na prądzie stałym. Dlatego, aby zainstalować je w konstrukcji, konieczne będzie użycie diod półprzewodnikowych. Bez nich niepożądane jest używanie kondensatorów elektrolitycznych - mają one tendencję do eksplozji.

Ale nawet jeśli zainstalujesz diody i rezystory, nie może to zagwarantować całkowitego bezpieczeństwa. Jeśli półprzewodnik się przebije, do kondensatorów popłynie prąd przemienny, co spowoduje eksplozję. Nowoczesna podstawa elementowa pozwala na zastosowanie produktów wysokiej jakości, np. kondensatorów polipropylenowych do pracy na prądzie przemiennym o oznaczeniu SVV.

Na przykład oznaczenie elementów SVV60 wskazuje, że kondensator jest zaprojektowany w cylindrycznej obudowie. Ale SVV61 ma prostokątną obudowę. Elementy te pracują pod napięciem 400... 450 V. Dlatego można je bez problemu zastosować przy projektowaniu dowolnego urządzenia wymagającego podłączenia asynchronicznego trójfazowego silnika elektrycznego do sieci domowej.

Napięcie robocze

Należy wziąć pod uwagę jeden ważny parametr kondensatorów - napięcie robocze. Jeśli do uruchomienia silnika elektrycznego o bardzo dużej rezerwie napięcia użyjesz kondensatorów, doprowadzi to do zwiększenia wymiarów konstrukcji. Ale jeśli użyjesz elementów zaprojektowanych do pracy przy niższym napięciu (na przykład 160 V), doprowadzi to do szybkiej awarii. Aby kondensatory działały normalnie, ich napięcie robocze musi być około 1,15 razy większe niż napięcie sieciowe.

Ponadto należy wziąć pod uwagę jedną cechę - jeśli używasz kondensatorów papierowych, to podczas pracy w obwodach prądu przemiennego ich napięcie należy zmniejszyć 2 razy. Innymi słowy, jeśli obudowa wskazuje, że element jest zaprojektowany na napięcie 300 V, wówczas ta cecha dotyczy prądu stałego. Taki element można zastosować w obwodzie prądu przemiennego o napięciu nie większym niż 150 V. Dlatego lepiej jest montować akumulatory z kondensatorów papierowych, których całkowite napięcie wynosi około 600 V.

Podłączenie silnika elektrycznego: praktyczny przykład

Załóżmy, że masz asynchroniczny silnik elektryczny zaprojektowany do podłączenia do trójfazowej sieci prądu przemiennego. Moc - 0,4 kW, typ silnika - AOL 22-4. Główne cechy połączenia:

1. Moc - 0,4 kW.
2. Napięcie zasilania - 220 V.
3. Prąd podczas pracy w sieci trójfazowej wynosi 1,9 A.
4. Uzwojenia silnika są połączone za pomocą obwodu w gwiazdę.

Teraz pozostaje obliczyć kondensatory, aby uruchomić silnik elektryczny. Moc silnika jest stosunkowo niewielka, dlatego aby zastosować go w sieci domowej, wystarczy dobrać kondensator roboczy, nie jest potrzebny kondensator rozruchowy. Korzystając ze wzoru, oblicz pojemność kondensatora: C (slave) = 66*P (silnik) = 66*0,4 = 26,4 µF.

Możesz użyć bardziej złożonych formuł, wartość pojemności będzie się nieznacznie różnić od tej. Ale jeśli nie ma kondensatora odpowiedniego dla pojemności, musisz podłączyć kilka elementów. W przypadku połączenia równoległego pojemniki są składane.

notatka

Teraz wiesz, jakich kondensatorów najlepiej użyć do uruchomienia silnika elektrycznego. Ale moc spadnie o około 20-30%. Jeżeli wprawimy w ruch prosty mechanizm, nie będzie on odczuwalny. Prędkość wirnika pozostanie w przybliżeniu taka sama, jak wskazano w paszporcie. Należy pamiętać, że jeśli silnik jest przeznaczony do pracy w sieci 220 i 380 V, to do sieci domowej można go podłączyć tylko wtedy, gdy uzwojenia są połączone w trójkąt. Dokładnie przestudiuj znacznik, jeśli ma on tylko oznaczenie obwodu „gwiazdowego”, to aby pracować w sieci jednofazowej, będziesz musiał wprowadzić zmiany w konstrukcji silnika elektrycznego.

Podłączając asynchroniczny trójfazowy silnik elektryczny 380 V do jednofazowej sieci 220 V, należy obliczyć pojemność kondensatora przesuwającego fazę, a raczej dwóch kondensatorów - kondensatora roboczego i rozruchowego. Kalkulator online do obliczania pojemności kondensatora dla silnika trójfazowego na końcu artykułu.

Jak podłączyć silnik asynchroniczny?

Silnik asynchroniczny łączy się według dwóch schematów: trójkąta (bardziej wydajny dla 220 V) i gwiazdy (bardziej wydajny dla 380 V).

Na obrazku na dole artykułu zobaczysz oba te schematy połączeń. Tutaj myślę, że nie warto opisywać związku, bo... zostało to opisane tysiące razy w Internecie.

Zasadniczo wiele osób ma pytanie, jakie pojemności kondensatorów roboczych i rozruchowych są potrzebne.

Kondensator rozruchowy

Sprawdź także te artykuły

Warto zauważyć, że w małych silnikach elektrycznych używanych na potrzeby domowe, np. Do ostrzałki elektrycznej o mocy 200-400 W, nie można zastosować kondensatora rozruchowego, ale obejdzie się z jednym działającym kondensatorem, robiłem to nie raz - działający kondensator wystarczy. Inną rzeczą jest to, że jeśli silnik elektryczny uruchamia się ze znacznym obciążeniem, lepiej zastosować kondensator rozruchowy, który łączy się równolegle z kondensatorem roboczym, naciskając i przytrzymując przycisk podczas przyspieszania silnika elektrycznego lub za pomocą specjalnego przekaźnika. Początkową pojemność kondensatora oblicza się, mnożąc pojemność roboczą kondensatora przez 2-2,5; w tym kalkulatorze używa się 2,5.

Warto pamiętać, że w miarę przyspieszania silnik asynchroniczny potrzebuje mniejszej pojemności kondensatora, czyli tzw. Nie należy pozostawiać kondensatora rozruchowego podłączonego przez cały czas pracy, gdyż Duża pojemność przy dużych prędkościach spowoduje przegrzanie i awarię silnika elektrycznego.

Jak wybrać kondensator do silnika trójfazowego?

Zastosowany kondensator jest niepolarny, na napięcie co najmniej 400 V. Albo nowoczesny, specjalnie do tego zaprojektowany (trzecia cyfra), albo radziecki typ MBGCH, MBGO itp. (ryc. 4).

Aby więc obliczyć pojemności kondensatorów rozruchowych i roboczych dla asynchronicznego silnika elektrycznego, wprowadź dane w poniższym formularzu, dane te znajdziesz na tabliczce znamionowej silnika elektrycznego, jeśli dane nie są znane, a następnie obliczyć kondensator możesz użyć danych średnich, które są domyślnie wstawiane do formularza, ale wymagana jest moc silnika elektrycznego.

Kalkulator online do obliczania pojemności kondensatora

Obliczanie pojemności kondensatora22:

dodał komentarz na YouTube:

wszystko jest trochę prostsze. W każdym rozsądnym podręczniku zatytułowanym „Maszyny elektryczne” na końcu części poświęconej teorii silnika asynchronicznego rozważana jest kwestia pracy silnika asynchronicznego w trybie jednofazowym, z różnymi schematami połączeń uzwojeń. Podano tam również wzory do obliczania pojemności kondensatorów roboczych i rozruchowych. Dokładne obliczenia są dość skomplikowane - musisz znać konkretne parametry silnika. Uproszczona metoda obliczeń jest następująca: Star Srab = 2800 (Inom / Uset); Zniżanie = Wyzwalanie 2–3 (w trudnych warunkach startu, krotność 5); Trójkąt Serb = 4800 (Inom / Uset); Zniżanie = Wyzwalanie 2–3 (w trudnych warunkach startu, krotność 5); gdzie Srab jest pojemnością kondensatora roboczego, μF; Zejście – pojemność kondensatora rozruchowego, μF; Inom – znamionowy prąd fazowy silnika przy obciążeniu znamionowym, A; Uset – napięcie sieci, do której będzie podłączony silnik, V. Przykład obliczeń. Dane wstępne: posiadamy asynchroniczny silnik elektryczny – 4 kW; schemat podłączenia uzwojenia –Δ / napięcie Y U – 220 / 380 V; prąd I – 8 / 13,9 A. Dla prądów silnikowych: 8 A to prąd fazowy (czyli prąd każdego z trzech uzwojeń) silnika w trójkąt i gwiazdę, a także jest to prąd liniowy w gwiazdę; 13,9 A to prąd liniowy silnika na trójkącie (nie będzie nam potrzebny w obliczeniach). No i właściwie samo obliczenie: Star Srab = 2800 (Inom / Uset) = 2800 (8/220) = 101,8 uF Zejście = Slab 2÷3 = 101,8 2÷3 = 203,6÷305, 4 µF (poniżej ciężkie warunki początkowe - 509 µF) Trójkątne cięcie = 4800 (Inom / Uset) = 4800 (8 / 220) = 174,5 µF Release = cięcie 2 ÷ 3 = 174,5 2 ÷ 3 = 349 ÷ 523, 5 µF (w trudnych warunkach rozruchowych - 872,5 µF) Rodzaj kondensatora roboczego - polipropylen (importowany SVV-60 lub analog krajowy - DPS). Napięcie kondensatora wynosi co najmniej 400 V zgodnie z naprzemiennością (przykład oznaczenia: AC ~ 450 V), w przypadku radzieckich papierowych MBGO napięcie robocze powinno wynosić co najmniej 500 V, jeśli jest mniejsze, należy je połączyć szeregowo, ale jest to strata oczywiście pojemności - trzeba będzie wybrać tyle kondensatorów). Do kondensatorów rozruchowych lepiej oczywiście użyć także polipropylenu lub papieru, ale będzie to kosztowne i kłopotliwe. Aby obniżyć koszty, możesz zastosować elektrolity polarne (to te, które mają „+” i/lub „–” na korpusie), po uprzednim wykonaniu dwóch elektrolitów polarnych, jednego niepolarnego, łącząc ze sobą dwa kondensatory z minusami ( można je również połączyć z plusami, ale w przypadku niektórych kondensatorów minus jest podłączony do korpusu tych kondensatorów, a jeśli połączysz je z plusami, będziesz musiał odizolować te kondensatory nie tylko od otaczającego sprzętu, ale także od siebie nawzajem, w przeciwnym razie zwarcie), a pozostałe dwa plusy pozostaw do podłączenia do uzwojeń silnika (nie zapominamy, że gdy dwa identyczne kondensatory są połączone szeregowo, ich całkowita pojemność zmniejsza się o połowę, a napięcie robocze ulega podwojeniu - np. łącząc szeregowo (minus do minus) dwa kondensatory 400 V 470 µF otrzymujemy jeden kondensator niepolarny o napięciu roboczym 800 V i pojemności 235 µF). Napięcie robocze każdego z dwóch połączonych szeregowo elektrolitów musi wynosić co najmniej 400 V. Wymaganą pojemność rozruchową (jeśli to konieczne) zbieramy łącząc równolegle takie podwójne (tj. już niepolarne) elektrolity - łącząc kondensatory równolegle, napięcie robocze pozostaje niezmienione, a pojemności są sumowane (tak samo jak przy równoległym łączeniu akumulatorów). Nie ma potrzeby wymyślać tego „kolektywnego gospodarstwa” z podwójnymi elektrolitami - są gotowe wyjściowe elektrolity niepolarne - na przykład typu CD-60. Ale w każdym razie w przypadku elektrolitów (zarówno niepolarnych, jak i tym bardziej polarnych) jest jedno ALE - takie kondensatory można włączyć w sieci 220 V (lepiej w ogóle nie włączać polarnych) dopiero podczas uruchamiania silnika - elektrolity nie mogą służyć jako kondensatory robocze - eksplodują (polarny niemal natychmiast, niepolarny nieco później). Przy działającym kondensatorze w trójkącie silnik traci 25-30% swojej mocy trójfazowej, w gwiazdach 45-50%. Bez działającego kondensatora, w zależności od schematu połączeń uzwojeń, utrata mocy będzie większa niż 60%. I jeszcze jedno odnośnie kondensatorów: na YouTubie jest mnóstwo filmów, gdzie ludzie dobierają pracujące kondensatory na podstawie dźwięku silnika na biegu jałowym (bez obciążenia) i przestraszeni wzmożonym buczeniem silnika, zmniejszają pojemność kondensatory robocze, aż ten szum zmniejszy się do mniej więcej akceptowalnego poziomu. Jest to nieprawidłowy dobór działającego klimatyzatora - zmniejsza to moc silnika pod obciążeniem. Tak, zwiększone buczenie silnika nie jest zbyt dobre, ale nie jest zbyt niebezpieczne dla uzwojeń, jeśli pojemność kondensatora roboczego nie jest zbyt duża. Faktem jest, że idealnie pojemność kondensatora roboczego powinna zmieniać się płynnie w zależności od obciążenia silnika - im większe obciążenie, tym większa powinna być pojemność. Jednak dokonanie tak płynnej regulacji wydajności jest dość trudne, jest zarówno drogie, jak i kłopotliwe. Dlatego wybierana jest moc, która będzie odpowiadać konkretnemu obciążeniu silnika - zwykle obciążeniu znamionowemu. Gdy pojemność kondensatora roboczego odpowiada obliczonemu obciążeniu silnika, pole magnetyczne stojana ma charakter kołowy, a szum jest minimalny. Ale gdy pojemność kondensatora roboczego przekracza obciążenie silnika, pole magnetyczne stojana staje się eliptyczne, pulsujące, nierówne, a to pulsujące pole magnetyczne powoduje buczenie z powodu nierównomiernego obrotu wirnika - wirnik obraca się w jednym kierunku, jednocześnie szarpie do przodu i do tyłu, a przy zwiększonych prądach w uzwojeniach silnik wytwarza mniejszą moc. Dlatego jeśli silnik buczy przy średnich obciążeniach i na biegu jałowym, nie jest to takie straszne, ale jeśli buczenie obserwuje się przy pełnym obciążeniu, oznacza to, że pojemność roboczego skraplacza jest wyraźnie przeszacowana. W takim przypadku zmniejszenie pojemności zmniejszy prądy w uzwojeniach silnika i jego nagrzewanie, wyrówna („zaokrągli”) pole magnetyczne stojana (tj. zmniejszy buczenie) i zwiększy moc wytwarzaną przez silnik. Ale pozostawienie silnika na biegu jałowym przez długi czas z działającym skraplaczem zaprojektowanym dla pełnej mocy silnika nadal nie jest tego warte - w tym przypadku nastąpi zwiększone napięcie na kondensatorze roboczym (do 350 V), a wraz uzwojenie połączone szeregowo z kondensatorem roboczym popłynie zwiększony prąd (30% więcej niż prąd znamionowy - na trójkącie i 15% więcej - na gwieździe). Wraz ze wzrostem obciążenia silnika zmniejsza się napięcie na przewodzie roboczym i prąd w uzwojeniu silnika połączonym szeregowo z przewodem roboczym.