Подбор конденсаторов для трехфазного мотора

В работе электриков распространённой задачей является подключение мотора, рассчитанного на три фазы, в однофазовую сеть. Выполнить это, на 1-ый взор, сложное задание без помощи дополнительных устройств трудно. Устройствами, которые позволяют мотору с 3-мя фазами работать в сети 220 В, являются разные фазосдвигающие элементы. Из их обилия в большинстве случаев для этих целей выбирают ёмкость. Верно подобрать конденсатор для трехфазного мотора можно при помощи схем и легких формул.

Особенности трёхфазного мотора

Асинхронные электродвигатели с 3-мя обмотками на статоре преобладают в разных отраслях сельского хозяйства. Их используют для привода устройств вентиляции, уборки навоза, изготовления кормов, подачи воды. Популярность таких моторов обоснована вблизи преимуществ:

• простота строения;
• надёжность в работе;
• при подключении в обычном режиме не применяются дорогие и дефицитные устройства;
• количество технических обслуживаний невелико.

Подключить трехфазный мотор на 220 можно пробовать, зная различия схем соединения обмоток. Количество фаз, на которое рассчитан мотор, можно найти по числу зажимов в его клеммной коробке: у трёхфазного в ней будет 6 выводов, а у однофазового два либо четыре.

Обмотки мотора с 3-мя фазами соединяются по установленной схеме, именуемой «звездой» либо «треугольником». Любая из них имеет свои достоинства и недочеты. При соединении в звезду концы обмоток соединены. В клеммной коробке эта схема соединения будет отображена внедрением 2-ух перемычек между зажимами с обозначениями «С6», «С4», «С5». Если же обмотки мотора соединяются в треугольник, то к каждому концу присоединяется начало. В клеммной коробке будут применены три перемычки, которые будут соединять зажимы «С1» и «С6», «С2» и «С4», «С3» и «С5».

Необходимость фазосдвигающих частей

При подключении трехфазного электродвигателя в сеть 220 В пусковой крутящий момент не появляется. Потому возникает необходимость в подключении пусковых устройств. Они делают сдвиг фаз, который позволяет мотору запускаться и продолжительно работать под нагрузкой.

В качестве фазосдвигающих частей могут быть применены:

• сопротивление;
• индуктивность;
• ёмкость.

Из-за подключения трехфазного мотора через конденсатор вал начинает крутиться при подаче напряжения. Присоединение ёмкости гарантирует мотору не только лишь запуск, но и удерживание нагрузки длительное время.

Схемы с внедрением конденсаторов

Подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220 В можно только после исследования схемы соединения обмоток и предназначения устройства, которое он будет приводить в действие.

Присоединение конденсатора к обмоткам мотора нужно делать, соблюдая некоторые правила. Подключение трехфазного мотора к однофазовой сети делается с внедрением одной из 2-ух стандартных схем: «звезда» либо «треугольник».

В моторах средней и высочайшей мощности нужно две ёмкости — рабочая и пусковая. Рабочий конденсатор Ср нужен для появления радиального поля при номинальном режиме работы. Пусковой конденсатор Сп нужен для сотворения радиального поля при пуске с номинальной нагрузкой на валу.

Порядок подключения при «звезде»:

• Соединить в клеммной коробке концы обмоток в звезду (поставить перемычки между клеммами С6, С4, С5).
• Подключить ёмкость к началам 2-ух всех катушек (С1, С2 либо С2, С3 или С3, С1).
• Напряжение 220 В необходимо подать к началу свободной обмотки и той, что соединена с конденсатором. Так как полярности в переменном токе не существует, на какую непосредственно катушку мотора подавать напряжение, различия нет.

Порядок подключения при схеме «треугольник»:

• Соединить в коробке клемм выводы катушек мотора, установив три перемычки между зажимами С1 и С6, С2 и С4, С3 и С5.
• Присоединить конденсаторы к началу и концу одной фазы (С1, С4 либо С2, С5 или С3, С6).
• Подвести ноль к клемме перемычки, свободной от ёмкости, а фазу к хоть какому другому зажиму.

Для конфигурации направления вращения вала необходимо или напряжение, или конденсаторы присоединить к другой фазе мотора.

Расчёт нужной ёмкости

Выбирая конденсатор, нужно предупредить ситуацию, при которой фазный ток превзойдет своё номинальное значение. Потому к подсчётам нужно подойти очень кропотливо — некорректные результаты могут привести не только лишь к поломке конденсатора, но и перегоранию обмоток мотора.

На практике для запуска моторов маленькой мощности пользуются упрощённым подбором исходя из суждений, что для каждых 100 Вт мощности мотора нужно 7 мкФ ёмкости при соединении в треугольник. При подключении обмотки в звезду это значение миниатюризируется в два раза. Если в однофазовую сеть присоединяют мотор на три фазы с мощностью 1 квт, то нужен конденсатор зарядом 70—72 мкФ при соединении обмоток треугольником, и 36 мкФ в случае подключения звездой.

Расчёт нужного значения ёмкости для работы делается по формулам.

При схеме соединения звездой:

Если обмотки образуют треугольник:

I — номинальный ток мотора. Если по любым причинам его значение непонятно, для расчёта нужно пользоваться формулой:

При всем этом U = 220 В при соединении звездой, U = 380в — треугольником.

Р — мощность, измеряемая в ваттах.

При пуске мотора со значимой нагрузкой на валу наряду с рабочей ёмкостью нужно включить пусковую.

Её значение рассчитывают по формуле:

Пусковая ёмкость должна превосходить значение рабочей в 2,5 — 3 раза.

Очень важен верный выбор значения напряжения для конденсатора. Этот параметр, так же как и ёмкость, оказывает влияние на стоимость и габариты устройства. Если напряжение сети больше номинального значения конденсатора, пусковое приспособление выйдет из строя.

Но и применять оборудование с завышенным напряжением также не стоит. Ведь это приведёт к неэффективному повышению габаритов конденсаторной батареи.

Хорошим является значение напряжения конденсатора в 1,15 раз превышающее значение напряжения сети: Uk =1,15 U с.

Очень нередко при включении мотора с 3-мя обмотками в однофазовую сеть применяются конденсаторы типа КГБ-МН либо БГТ (теплостойкие). Они выполнены из бумаги. Железный корпус на сто процентов герметичен. Имеет прямоугольный вид. Нужно учесть, что допустимые значения напряжения и ёмкости, обозначенные на приборе, указаны для неизменного тока. Потому при работе на переменном токе нужно уменьшать характеристики напряжения конденсатора в 2 раза.

Выбор схемы подключения

Обмотки 1-го и такого же мотора можно соединить или звездой, или треугольником. Выбирать схему соединения необходимо по нагрузке. Если трехфазный мотор в однофазовой сети будет приводить в движение какой-нибудь маломощный механизм, то можно избрать схему соединения «звезда». При всем этом рабочий ток будет невелик, но габариты и стоимость конденсаторной батареи существенно снизятся.

В случае большой нагрузки при работе либо в момент запуска, обмотки мотора непременно должны быть включены по схеме «треугольник». Это обеспечит достаточный ток для долговременной работы. К недочетам следует отнести значительную стоимость и габариты конденсаторов.

Неисправности при включении

Если после присоединения конденсаторов и подачи напряжения мотор гудит, но не запускается, предпосылки могут быть различными:

• недостающая ёмкость конденсатора (амперметр зафиксирует ток, превосходящий допустимое значение);
• повреждение перемычки либо питающего провода;
• неверное соединение;
• подача напряжения на неподходящую обмотку.

Звучный противный шум при включении мотора и вращении вала свидетельствует о превышенной ёмкости конденсатора.

Работать трехфазный мотор в однофазовой сети будет хорошо. Недочетом будет только развиваемая им мощность — не 100%, а 60—80% номинальной. Если ёмкость применяется только для запуска, то нужная мощность мотора не превзойдет 60% его номинальной мощности.

Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсатора

Когда асинхронный мотор подключается в однофазовую сеть 220/230 В нужно обеспечить сдвиг фаз в обмотках статора, имитирующий крутящееся магнитное поле. Это и приводит к вращению вала ротора электродвигателя, как в «родных» трехфазных сетях переменного тока. Для заслуги этой цели в «не родных сетях» и служит конденсатор.

Подключение конденсатора к электродвигателю

Подбирать конденсатор следует очень пристально, потому специально для читателей нашего онлайн-журнала был разработан удачный калькулятор с необходимыми пояснениями.

Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсатора

Пояснения к расчету

Схема соединения обычно отмечена на самом конденсаторе, и может обозначаться или звёздой, или треугольником. Обычно это две различные формы, ёмкость которых рассчитывается, по- различному:

Приобретенные результаты расчета применяются для подбора конденсаторов подходящих номиналов. Номинала конкретно расчетного значения навряд ли можно будет отыскать, потому правила подбора следующие:

• если расчетное значение точно попало в имеющийся номинал, то в данном случае подфартило — берете конкретно таковой.
• если совпадения нет, то рекомендуется выбирать емкость наиблежайшего нижнего номинального значения. Выбирать выше не следует (в особенности для рабочих конденсаторов), так как существует возможность значимого возрастания рабочих токов и перегрева обмоток.
• По напряжению конденсаторы непременно подбираются с номиналом более, чем в 1,5 раза выше напряжения сети, так как в момент запуска напряжение на самом конденсаторе всегда завышенное. К примеру, для однофазового напряжения 220 В рабочее напряжение конденсатора должно быть более 360 В, а по опыту электриков даже более 400 В.

Ниже мы приведем таблицу номинальных значений конденсаторов серий СВВ60 и СВВ65. Эти конденсаторы в большинстве случаев используют при подключении асинхронных движков. Серия СВВ65 отличается от серии СВВ60 железным корпусом. В качестве пусковых нередко используют электролитические конденсаторы серии CD60. При этом бывалые мастера не советуют применять их в качестве рабочих, так как длительные время работы стремительно выводит их из строя.

Время от времени бывает рациональнее применять два и поболее конденсатора, дабы получить подходящую емкость. При всем этом они могут быть соединены последовательно либо параллельно. При параллельном соединении результирующая емкость будет складываться, при последовательном она будет меньше емкости любого из конденсаторов. Для расчета данного соединения мы также подготовили вам особый калькулятор.

Подбор конденсатора для трехфазного мотора

Наши сети электропитания сделаны трехфазными. Так как генераторы, работающие на электрических станциях, имеют трехфазные обмотки и вырабатывают три синусоидальных напряжения, сдвинутых по фазе относительно друг дружку на 120°.

Но мы в большинстве случаев пользуемся всего одной фазой — проводим для себя один фазный провод из 3-х и все к нему подключаем. Исключительно в технике нашей нередко встречаются электродвигатели, и они по природе собственной трехфазны. Ну а фаза от фазы чем отличается? Только сдвигом во времени. Сдвига такового до боли просто достигнуть, включив в цепь питания реактивные элементы: емкости либо индуктивности.

Но ведь обмотка на статоре сама и является индуктивностью. Потому остается добавить к движку снаружи только емкость, конденсатор, а обмотки подключить так, дабы одна из них в другой сдвигала фазу в одну сторону, а конденсатор в третьей делал то же самое, исключительно в другую. И получатся те же самые три фазы, только «вынутые» из одной фазы питающих проводов.

Последнее событие значит, что мы нагружаем трехфазным движком только одну из фаз приходящего питания. Очевидно, это заносит дисбаланс в потребление энергии. Потому все-же лучше, когда трехфазный мотор питается трехфазным напряжением, а выстроить цепь его питания от одной приходящей фазы отлично, только если мощность мотора не особо велика.

Включение трехфазного электродвигателя в однофазовую сеть питания

Обмотки электродвигателя соединяют 2-мя методами: звезда (Y) либо треугольник (Δ).

Подключение обмоток электродвигателя. Слева — звезда, справа — треугольник

При подключении трехфазного мотора к однофазовой сети лучше соединение типа треугольник. На шильдике мотора об этом есть информация, и когда там обозначено Y — звезда, самым наилучшим вариантом было бы открыть его кожух, отыскать концы обмоток и верно переключить обмотки в треугольник. По другому утраты мощности будут очень большенными.

Включение мотора на одну фазу питающей сети просит сотворения из нее и 2-ух других. Это можно выполнить по следующей схеме

Внедрение конденсаторов для подключения трехфазного мотора в однофазовую сеть. Cр — рабочий конденсатор, Сп — пусковой конденсатор

При запуске мотора в работу в самом начале нужна высочайший стартовый ток, потому емкости рабочего конденсатора обычно не хватает. Дабы «ему помочь», применяют особый стартовый конденсатор, который подключается к рабочему конденсатору параллельно. В самом ординарном случае (низкая мощность мотора) его выбирают точно таким же, как и рабочий. Но для этой цели выпускаются и специально стартовые конденсаторы, на которых так и написано: starting.

Стартовый конденсатор должен быть включен в работу только во время запуска и разгона мотора до рабочей мощности. После чего его отключают. Применяется кнопочный выключатель. Либо двойной: одной кнопкой врубается сам мотор и кнопка фиксируется во включенном положении, кнопка же, замыкающая цепь рабочего конденсатора, всякий раз размыкается.

Как подобрать конденсатор

Конденсаторы для трехфазного мотора необходимы довольно большой емкости — идет речь о 10-ках и сотках микрофарад. Но конденсаторы электролитические для этой цели не годятся. Они требуют подключения однополярного, другими словами специально для них придется городить выпрямитель из диодов и сопротивлений. Не считая того, с течением времени в электролитических конденсаторах сохнет электролит и они теряют емкость. Потому если будете ставить таковой на мотор, нужно делать на это скидку, а не веровать тому, что на них написано. Ну и очередное за ними считается: электролитические конденсаторы имеют свойство время от времени взрываться.

Потому задачку, как избрать конденсатор под трехфазный мотор, нередко решают в несколько шагов

Конденсаторы для движков. Слева — рабочий, справа — пусковой

Поначалу подбираем примерно. Нужно высчитать емкость конденсатора по простейшему соотношению как 7 мкФ на каждые 100 ватт мощности. Другими словами 700 ватт дает нам 49 мкФ сначало. Емкость избираемого пускового конденсатора берется в спектре 1–3-кратного превышения емкости рабочего конденсатора. Изберите 2*50 = 100 мкФ — будет само то. Ну, для начала можно взять побольше, позже подобрать конденсаторы, ориентируясь на работу мотора. От емкости конденсаторов зависит настоящая мощность движка. Если ее не много, мотор при тех же оборотах растеряет мощность (обороты не зависят от мощности, а только от частоты напряжения), так как ему будет не хватать тока. При лишней емкости конденсаторов у него будет перегрев от излишка тока.

Обычная работа мотора, без шума и рывков — это хороший аспект верно избранного конденсатора. Но для большей точности можно выполнить расчет конденсаторов по формулам, а такую проверку бросить на позже в качестве окончательного доказательства удачливости результатов подбора конденсаторов.

Но нужно все-же подключить конденсаторы.

Подключение пускового и рабочего конденсаторов для трехфазного электромотора

Вот оно соответствие всех подходящих устройств элементам схемы

Схема подключения и конденсаторы. Пусковой сверху, рабочий понизу

Сейчас выполним подключение, пристально разобравшись с проводами

Подключение конденсаторов и кнопки выключателя к мотору

Так можно подключить мотор и за ранее, используя неточную прикидку, и совсем, когда будут подобраны рациональные значения.

Подбор можно выполнить и экспериментально, имея несколько конденсаторов различных емкостей. Если их присоединять параллельно друг дружке, то суммарная емкость будет возрастать, при всем этом необходимо глядеть, как ведет себя мотор. Как он станет работать ровно и без перенагрузки, означает, емкость находится кое-где в районе оптимума. После чего приобретается конденсатор, по емкости равный этой сумме емкостей испытываемых конденсаторов, включенных параллельно. Но можно при таком подборе определять фактический потребляемый ток, используя измерительные токовые клещи, а провести расчет емкости конденсатора по формулам.

Как высчитать емкость рабочего конденсатора

Для 2-ух соединений обмоток берутся несколько различные соотношения.

В формуле введен коэффициент соединения Кс, который для треугольника равен 4800, а для звезды — 2800.

Где значения Р (мощность), U (напряжение 220 В), η (КПД мотора, в процентном значении деленном на 100) и cosϕ (коэффициент мощности) берутся с шильдика мотора.

Вычислить значение можно при помощи обыденного калькулятора либо воспользовавшись кое-чем вроде схожей вычислительной таблицы. В ней необходимо подставить значения характеристик мотора (желтоватые поля), итог выходит в зеленоватых полях в микрофарадах

Но не всегда есть уверенность, что характеристики работы мотора соответствуют тому, что написано на шильдике. В данном случае необходимо измерить реальный ток измерительными клещами и пользоваться формулой Cр = Кс*I/U.