Бывают ситуации, когда необходимо подключить электроприёмник не так, как записано в его паспорте. Например, нередко нужна подключение трехфазного мотора к однофазовой сети, что, хотя и понижает его мощность, время от времени бывает полностью оправданным. Есть главные схемы включения таких электродвигателей, которые обширно и удачно используются на практике. Также есть и некоторые аспекты, помогающие решать внезапные трудности, связанные с отсутствием тех либо других материалов.
Работа такового мотора в однофазовой сети
Для правильного осознания намеченной цели необходимо верно представлять, по какому принципу работают трехфазные электродвигатели. Имея три обмотки, смещенные на 120°, они находятся в безупречных критериях: магнитное поле умеренно крутится по окружности, создавая движущую силу без каких-то рывков и пульсаций. После подачи в схему напряжения, возникает пусковой момент, и ротор начинает раскручиваться до рабочих оборотов.
Работа трехфазного мотора
Трехфазный ток можно представить как три однофазовые схемы, также смещенные друг относительно друга на 120°. Понятно, почему мотор будет работать без рывков: при повороте ротора на каждую третья часть, он «подхватывается» следующей фазой, которая «провожает» его еще на третья часть оборота. И как итог выходит полный оборот.
Но вот появилась необходимость включения такового аппарата на одной фазе. Если просто взять, и на любые две обмотки подать такое напряжение, то ничего не произойдет. В одной из катушек статора будет пульсирующее магнитное поле, никак не влияющее ни на что больше. Пускового момента нет, вращающего тоже – мотор будет только греться. Но сейчас, зная механизм работы таких машин, нетрудно осознать, что необходимо. Нужно использовать все три обмотки, при всем этом должно быть смещение по фазам.
Подключение такового типа мотора к однофазовой сети делается по самой распространенной схеме – с пусковым конденсатором. Таковой способ позволяет использовать все три обмотки, также сделать нужный сдвиг по фазам.
Обмотки электродвигателя можно включить по двум главным схемам: звезда и треугольник. Зависимо от этого различается и подключение конденсатора.
Можно было бы обойтись и одним конденсатором, но в большинстве случаев электродвигатели имеют какую-то нагрузку, а означает, дабы их запустить, нужна будет дополнительная емкость. Потому в цепь необходимо краткосрочно включить дополнительный емкостной элемент – пусковой конденсатор.
Расчет конденсаторов
Понятно, что к цепи пуска нельзя подключать 1-ый попавшийся конденсатор. Если емкость будет больше чем необходимо, электродвигатель будет нагреваться, если меньше – не будет стабильно работать. Есть особые расчеты для нахождения подходящих значений.
Пример расчетов для конденсатора
I – фазный ток статора. Его идеальнее всего измерить клещами, или, если нет таковой способности, можно взять значения, обозначенные на шильде – бирке на станине мотора.
Емкость пускового конденсатора берется из расчета 2–3 Сраб.
Но все равно, наилучшим вариантом будет дополнительный подбор подходящих емкостей экспериментальным методом. В этом поможет таблица:
По напряжению конденсаторы должны быть в 1,5 раза выше напряжения сети. Это обосновано тем, что 220В – это действующее напряжение, но ведь на конденсатор будет повлиять полное, амплитудное напряжение. А оно в 2 выше действующего. Это примерно 1,4. Легкий математический подсчет помогает узреть: 220*1,4=308 В. Ну а если учитывать, что в розетке изредка бывает ровно 220, в большинстве случаев напряжение плавает в одну и другую сторону, то необходимо брать большее значение.
Модели конденсаторов
Идеальнее всего применять металлобумажные конденсаторы. Если нет подходящих по емкости, их набирают из нескольких частей. Но что, если нет и металлобумажных? Допустимо ли внедрение электролитических?
Для рабочих конденсаторов – совершенно точно нет. Электролитические емкости полярные, другими словами, они для неизменного тока, и при подключении принципиально соблюдать полярность. В сети переменного тока, либо при неверном соединении, они просто взрываются, забрызгивая бумагой и электролитом все окружающее место.
Но есть и свои хитрости. Что делать, если есть только электролиты, а запустить электродвигатель необходимо прямо тут и на данный момент? Самая обычная схема для перевоплощения полярного элемента в неполярный:
Соединять нужно отрицательными выводами. При всем этом стоит держать в голове, что при таком соединении их суммарная емкость будет вдвое ниже (если значения однообразные, то можно просто поделить на два).
Но в нашей цепи находятся огромные токи, потому лучше применять другое соединение:
Применяется встречно – параллельное соединение, поэтому, необходимо верно посчитать результирующую емкость. Диоды также выбираются по току и напряжению.
Если мотор будет работать на массивном станке, тогда подходят металлобумажные элементы. Для пусковой емкости применяют электролиты, но тут принципиально не передержать кнопку запуска.
Данные мотора
На что стоит направить внимание при включении в однофазовую сеть 3ех фазных электродвигателей:
- нужная мощность понижается до 70–80%,
- при рабочих значениях 380/220,Ỵ/Δ, подключать на одну фазу необходимо треугольником. При соединении звездой не будет наибольшей мощности,
- если на шильде обозначено только одно значение – 380В, звезда, тогда придется мотор разбирать, дабы выполнить переключение на треугольник, что не совершенно комфортно. При способности стоит выискать другой мотор.
Реверс в однофазовой сети
Дабы выполнить реверс такового мотора, присоединенного к однофазовой сети, необходимо пусковой конденсатор переключить на другую обмотку. Делать это нужно при снятом напряжении питания, и включать его только после полной остановки ротора. Это самая обычная схема реверсирования.
Есть и другие варианты решения этой препядствия, но они более сложные и дорогостоящие.
Как видно из вышесказанного, трехфазные асинхронники – это достаточно универсальные электрические машины. Они отлично зарекомендовали себя в работе, их можно включать не так, как записано в паспорте, также зависимо от варианта выполнения, могут работать в самых различных критериях.
Подключение асинхронного мотора к однофазовой сети c реверсом
Процедура подключения однофазового асинхронного электромотора к электросети максимально просто. Перед домашним мастером стоит выбор из следующих методов подсоединения:
- Подключение по схеме с 4 выводами. Любая из катушек электромотора имеет 2 контакта. У рабочей обмотки показатель сопротивления самый маленький, обычно он составляет 10-17 ом. У пусковой обмотки сопротивление большее значение, обычно 20-30 Ом.
- Схема с 3 выводами. Обмотки катушек соединяются последовательно, другими словами, как и в вышеперечисленном варианте, обмоток как и раньше 2, но один из токопроводов каждой из них соединен с кабелем другой.
Теория
Для начала вращения вала должны быть соблюдены следующие условия:
Полюса катушек должны быть сдвинуты между собой на 90 градусов. Это наилучшее размещение для старта вращения нагруженного вала. Но после старта и роста частоты вращения такое обоюдное положение катушек оказывает отрицательное воздействие на технических параметрах электродвигателя.
Полюса взаимно сдвинуты как во времени, так и в пространстве. Любой из циклов переменного тока, которое протекает в одной из обмоток, отстает от цикла переменного напряжения, который сразу протекает в другой.
Знакомый с электротехникой домашний мастер отыщет в этих критериях противоречие. Как это воплотить на техническом уровне, если электромотор подключен к однофазовой сети?
Если подходить с технической стороны электромеханики, возникшее противоречие просто устранимо, а кажущаяся несопоставимость требований обоснована только словоизлиянием. По сути, говорилось о 2 фазах, которые были получены от 1-го источника электрического тока.
Старт вращения всегда было «ахиллесовой пятой» однофазовых асинхронных электродвигателей. Теория нам гласит, что равные по модулю и обратно направленные магнитные потоки, возникающие на полюсах с разным зарядом, должны взаимно уравновешиваться. Потому, не взирая на возбужденное состояние катушек, старта вращения не произойдет.
Но практика противоречит теоретическим выкладкам. Каждому электромонтеру отлично известна ситуация, когда при подаче напряжения на рабочую обмотку, электродвигатель начинал работу без какого-нибудь стороннего вмешательства.
Зачем нужен рабочий конденсатор
При работе электромотора без нагрузки, не имеет значения, включена ли какая-либо емкость в электрическую цепь рабочей обмотки. Но при возникновении нагрузки на валу ситуация меняется. Включение рабочего конденсатора позволяет уменьшить воздействие принудительной задержки смещения магнитного поля, что дает возможность повысить КПД электромотора.
При самостоятельном подключении электромотора к электросети, обычно, на его КПД не достаточно обращают внимания из-за разных характеристик очень фиксированной нагрузки, малых издержек на возросшее потребление электротока и относительно недолговременной работы механизма.
Если вы пристально прочитали начало статьи, то осознаете, почему для временного конфигурации положения фаз тока (напряжения), единовременно протекающего в 2 обмотках электромотора применяется конденсатор, а не другой фазосдвигающий узел, например, катушка индуктивности.
Электродвигатели, почти всегда, стартуют с той либо другой нагрузкой. В таких случаях, при начале вращения форма магнитного поля, которое создается катушками искажается и приобретает форму овала. Это уменьшает пусковой момент. Для ликвидации ухудшения характеристик электромотора лучше применять конденсатор.
Для определения емкости конденсатора нужно подставить в формулу технические характеристики электромотора, в том числе и очень специальные, например, коэффициент трансформации каждой из статорных обмоток.
В среднем, емкость конденсатора равна 4 мкФ на 100 Вт электродвигателя, а емкость пускового конденсатора равна 2 – 3 емкостям рабочего. Для рабочего и пускового конденсаторов характеристики номинального напряжения равны 350 – 600 В.
Вы сможете столкнуться с ситуацией, когда на информационной табличке, расположенной на корпусе электромотора, нанесен недостающий объем инфы. Вкупе с тем, некоторые производители указывают в табличке и характеристики требуемого для работы электродвигателя конденсатора.
Подсоединение однофазового асинхронного электромотора к электросети
Особенность подключения заключается в соблюдении 2-ух критерий: после подсоединения электромотора к электрическому источнику питания, напряжение на рабочие обмотки должно подаваться безпрерывно, а подача напряжения на пусковую катушку должно осуществляться только в течение недлинного периода (до 10 секунд) и через фазосдвигающий конденсатор.
Для того, дабы этого достигнуть, не надо сооружать сложную электроцепь. Для вас довольно 2-ух переключателей, у 1-го из которых если 2 фиксированных положения тумблера (для рабочего переключателя) и один переключатель без фиксированного положения тумблера (для пуска электромотора).
Но реально избежать включения в электроцепь нескольких переключателей, если пользоваться специально предназначенными коммутирующими устройствами.
В конструкции таких механизмах, например, ПНВС-10, нет чего-то «хитрого», кроме одной особенности. При активации кнопки «Пуск» происходит замыкание всех 3-х пар контактов. После возвращения кнопки в начальное положение, средняя пара контактов размыкается, а две последних – остаются замкнутыми. Активация кнопки «Стоп» размыкает все контакты.
Сейчас осталось подключить пусковую катушку к последним контактам электросети, также к средней и боковой клемме кнопки.
Простота и элегантность подключения однофазового асинхронного электромотора свидетельствует о его продуманности и надежности.
Подключения трехфазного мотора к однофазовой сети
Для подключения трехфазного мотора к однофазовой сети нам пригодится фазосдвигающий конденсатор. На схеме будем обозначать его Ср – рабочая емкость.
Для обычного пуска мотора нужен конденсатор с одной емкостью, а при выходе мотора на рабочие обороты другая емкость. Таковой дополнительный конденсатор будем именовать пусковым, на схеме обозначается как Сп. Также необходимо знать, что пусковая емкость обычно в 1,5 раза больше рабочей. При работе мотора на холостом ходу через конденсатор протекает ток на 20-40% больше номинального, по этому рабочая емкость должна быть меньше пусковой.
Схема включения трехфазного мотора с реверсом
Ниже представлена схема включения трехфазного мотора в сеть 220В с реверсом. При нажатии на переключатель В1 направление вращения будет изменяться
Расчет рабочей емкости для пуска мотора
При схеме включения мотора «Звезда»
При схеме включения мотора «Треугольник»
Также для данной схему включения существует облегченная формула
где Pдв — номинальная мощность электродвигателя в кВт. Другими словами на каждые 100 Вт мощности мотора нужен гасящий конденсатор приблизительно на 7 мкФ.
При расчетах получаем значение емкости в микрофарадах.
Если ток употребления движком нам не известен, то необходимо пользоваться данными с таблички расположенной на движке. Там должна быть указана его мощность в ватах, его КПД, коэффициент мощности и рабочее напряжение. Дальше предлагаю пользоваться формулой.
Где — коэффициент мощности
Выбор частей
Конденсаторы необходимы непременно бумажные типа МБГО, МБГП либо полипропиленовые типа СВВ. Их рабочее напряжение должно быть в 1,5-2 раза больше сетевого напряжения.
Если не удается отыскать конденсатор подходящей нам емкости можно составить конденсатор из нескольких. Для этого нам потребуются конденсаторы емкость которых в сумме составляет необходимое нам значение.
Напомню что при параллельном включении конденсатора их емкость складывается.
А при последовательном их емкость рассчитывается по формуле.
Эксплуатация асинхронного мотора в сети 220В.
При остановке мотора либо сильного замедления в итоге перегрузки следует подключить пусковой конденсатор до набора оборотов.
Также следует учесть, что мощность трехфазного мотора при подключении в сеть с одной фазой может падать до 50%.
Конденсаторы для пуска электродвигателя: какие необходимы, как подключить
В быту нередко появляется такая ситуация, когда нужно подключить электродвигатель, но нет подходящего источника питания. Тогда нужна внедрение другого типа напряжения. Как правило это происходит, если мотор необходимо подсоединить к постороннему оборудованию (токарному станку, самодельному устройству). Для этой цели используют конденсаторы. Они бывают нескольких видов, потому нужно иметь хотя бы базисное понятие о том, какие конденсаторы для пуска электродвигателя применять в каждом определенном случае.
Что собой представляет конденсатор
Конденсатор — это радиоэлемент, состоящий из 2-ух пластинок, между которыми размещен диэлектрик. Его основная цель — сделать буфер между пластинами для скопления заряда. Конденсаторы бывают 3-х видов:
- Полярные. Применяются в системах неизменного тока. Это электролитические конденсаторы, которые вследствие собственного особенного строения имеют полярность. Для подключения к источникам переменного тока не очень подходят из-за разрушения слоя диэлектрика с выделением огромного количества тепла, что время от времени даже приводит к взрывам.
- Неполярные. Созданы для применения в обоих типах цепей.
- Электролитические. К этой категории относятся только неполярные конденсаторы такового типа. У них в роли обкладки выступает оксидная пленка. Сбалансированный вариант для низкочастотных движков благодаря высочайшей вероятной емкости.
Каждый тип движков имеет свои особенности подбора конденсатора. Это определяет и какой емкости нужен конденсатор для пуска мотора, какого номинального напряжения и какого типа.
Подключение однофазового мотора
Для подключения асинхронного мотора в однофазовую цепь обычно применяется напряжение 220 В. Но для пуска нужно сделать вращательный момент смещения ротора. С этой целью применяется пусковая обмотка, которая является дополнительной и работает только при запуске. На ней с помощью конденсатора задается смещение фазы.
Емкость выбирается по следующему принципу. Общая емкость (рабочая и пусковая) на 100 Вт мощности составляет примерно 1 мкФ. Если нужно подобрать конденсаторы для пуска электродвигателя мощностью 1,5 кВт, то ее довольно просто высчитать: 1,5 х 1000 : 100 х 1 = 15 мкФ. Таким макаром, дабы подключить однофазовый асинхронный мотор мощностью 1,5 кВт, нужно применять рабочий и пусковой конденсатор общей емкостью 15 мкФ.
Подобные движки имеют несколько режимов работы:
- Подключаемая дополнительная обмотка к пусковому конденсатору. Емкость подбирается из суждений 70 мкФ на киловатт мощности.
- Дополнительная обмотка, задействована на всем периоде работы вместе с рабочим конденсатором, емкость около 30 мкФ.
- Подключение 2-ух типов конденсаторов сразу.
Трехфазный мотор
При подключении трехфазного мотора применяется рабочий конденсатор.
Дабы верно подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя, прежде всего следует высчитать его наименьшую емкость.
Способы расчета емкости
Для расчета того, какие конденсаторы для пуска электродвигателя лучше применять, применяется такая формула:
- С = k х If : Uc,
- k – коэффициент, он отличается зависимо от типа подключения, 4800 — треугольник и 2800 — звезда;
- If – ток стартера (указывается на движке);
- Uc – напряжение сети, в этом случае 220 вольт.
На выходе выходит емкость, измеряемая в мкФ (одна миллионная часть Фарада). Высчитать ее можно и другим методом, используя в качестве основного параметра мощность.
Каждые 100 Вт мощности мотора соответствуют 7 мкФ. Следует не забывать о том, что на обмотку стартера должен поступать ток не выше, чем номинальный.
Пример расчета емкости
Таким макаром, дабы осознать, какие конденсаторы для пуска электродвигателя 2,2 кВт оптимальны, необходимо произвести расчет: 2,2 х 1000 : 100 х 7 = 154 мкФ. Можно подобрать схожий по емкости (150 мкФ) либо применять несколько.
Если мощность мотора будет, скажем, 1 кВт, то расчет будет смотреться следующим образом: 1 х 1000 : 100 х 7 = 70 мкФ.
Подключение 2-ух конденсаторов для трехфазного мотора
Для пуска мотора в нагруженном состоянии нужна добавление пускового конденсатора. Он производит работу в 1-ые несколько секунд во время запуска и прекращает работать при выходе ротора на рабочий режим (частоту оборотов). Дабы подобрать конденсатор для мотора в данном случае, необходимо знать, что его расчетное напряжение превосходит таковое у рабочего конденсатора в 1,5 раза, емкость — в 2,5-3 раза.
Допускается подключение более 1-го конденсатора. Если подключать их параллельно, то емкость будет возрастать, что комфортно для расчетов.
После включения мотора 1-ые разы нужно непременно проследить за его работой. Он не должен очень греться. Если неясно, какие конденсаторы для электродвигателя применять в данном случае, то верный ответ — с наименьшей емкостью. Рабочее напряжение составляет более 450 В. Дабы мотор работал отлично, нужно не только лишь верно найти все характеристики применяемого конденсатора, но и учитывать условия его нагрузки либо работы.
Отличия пускового и рабочего конденсатора
Пусковой конденсатор нужен для пуска мотора, потому работает куцее время сначала, после этого отключается, тогда как мотор продолжает работать (в обмотке создается сдвиг фаз). Поэтому, время, когда пусковой конденсатор задействован, составляет около 3 секунд, так как за более длительный период он может сильно нагреться и привести к замыканию в цепи мотора, за чем обязательно последует выход из строя частей схемы.
Таковой вид конденсатора применяется на электродвигателях, схема подключения которых предугадывает этот режим пуска. Для других движков он тоже может употребляться, если в момент пуска на валу создается завышенная нагрузка, которая не дает ротору свободно крутиться.
Рабочий конденсатор задает сдвиг фаз для неизменной работы мотора, потому рассчитывается с учетом более длительной работы. Во время смены фаз цикла на конденсаторе возникает напряжение, превышающее напряжение питания. Это происходит из-за того, что им вместе с обмоткой создается колебательный контур. Последнее также принципиально учесть.
Сопоставление конденсаторов обоих типов
Рабочий и пусковой конденсаторы имеют такие отличия:
- Внедрение в разных цепях подключения: рабочей и пусковой.
- Рабочим конденсатором генерируется электромагнитное поле для основного цикла работы мотора, пусковым задается сдвиг фаз между 2-мя обмотками — рабочей и дополнительной — сначала работы.
- 1-ый подключается последовательно вспомогательной обмотке, 2-ой — параллельно основной.
- Рабочий конденсатор задействован всегда, пока мотор включен, пусковой лишь на старте до момента его выхода на неизменный режим.
- Как уже было отмечено, принцип подбора емкости также отличается. Каждые 100 Вт соответствуют 7 мкФ для рабочего конденсатора и 13-17 мкФ для пускового. Отличается и коэффициент увеличения максимально допустимого напряжения по сопоставлению с номинальным: для рабочего — 1,15, пускового — 2-2,5.
Эти правила помогают хотя бы примерно осознать, какой конденсатор нужен для пуска электродвигателя.
Принципы подключения
Исходя из убеждений безопасности рекомендуется соблюдать такие правила:
- Всякий раз после выключения мотора разряжать конденсатор. Скопленный им заряд может привести к выходу из строя схемы. В некоторых конденсаторах может быть встроен разрядный резистор, который подбирается с учетом того, дабы на сто процентов его разрядить через 50 секунд после отключения питания.
- Токоведущие части нужно изолировать, дабы не прикоснуться к ним случаем.
- Корпус конденсатора должен быть накрепко закреплен, дабы не сместился в процессе работы.
Если есть сомнения в возможности подобрать верно конденсаторы для пуска электродвигателя и без помощи других подключить устройство, то рекомендуется обращаться за помощью к спецу.
Время от времени может появиться вопрос, какой конденсатор нужен для мотора неизменного тока. Дело в том, что подобные движки не нуждаются в емкостных элементах в цепи. Но конденсаторы там также могут употребляться, их ставят на щеточный механизм для устранения помех. Они имеют совсем другой механизм работы.
Проверка работоспособности конденсаторов
Для проверки конденсаторов используют измеритель емкости. Он может быть выполнен как в виде отдельного устройства, так и быть в составе мультиметра (тестера). Проще разглядеть вариант проверки с мультиметром:
- прежде всего нужно обесточить конденсатор;
- дальше разрядить его, закоротив выводы;
- снять одну из клемм;
- переключить мультиметр в режим измерения емкости конденсаторов;
- присоединить щупы к выводам конденсатора;
- считать с экрана показатель емкости.
Режим измерения емкости на мультиметре может изображаться по-разному. В большинстве имеются особые гнезда Fcx.
До проверки конденсатора рекомендуется вручную (либо автоматом, зависимо от модели) переключить предел измеряемой емкости. Обычно, наибольшее значение составляет 100 мкФ, чего почти всегда довольно. Есть и другие приборы, дозволяющие определять емкость. Они производятся в виде щупов, пинцетов либо оснащаются особыми разъемами.
Принципиально осознавать, что номинал, обозначенный на корпусе конденсатора, должен соответствовать измеряемому значению. Если это не так, то его следует поменять.
Замена и подбор конденсатора
Если есть конденсатор, аналогичный спаленному, то его довольно легко установить на место старенького. Полярность тут роли не играет.
Многие не знают, какие конденсаторы для пуска электродвигателя применять нельзя. Конденсаторы с указанием полярности (электролитические) применять воспрещается. Они термически разрушаются при применении в таких схемах. Обычно, для этой цели есть особые, которые созданы для работы с переменным током и не имеют полярности, также владеют особым креплением и клеммами для резвого монтажа.
Если подходящего номинала нет, то проще всего подключить несколько конденсаторов. Делать это нужно параллельно, так как при таком типе соединения емкость будет суммарной. При всем этом наибольшее напряжение, на работу с которым они рассчитаны, не возрастает. Такая схема подключения на сто процентов соответствует монтажу конденсатора большей емкости.
