Тема очень нужная и вызывающая огромное количество вопросов. Для начала разберемся какие бывают асинхронные электродвигатели переменного тока и в каких случаях применяется подключение через конденсаторы. Потом разглядим схемы и формулы для выбора конденсаторов. Задачка, которая стоит пред нами в этой статье: подключить трехфазный мотор к однофазовому питанию используя схему с конденсаторами. Для этого будет представлена схема и формулы для выбора значения емкостей конденсаторов.
Движки по методу питания делятся на трехфазные и однофазовые. Сначала разберемся с подключением через конденсатор трехфазного ЭД.
Коротенько про трехфазные асинхронные электродвигатели
Трехфазные асинхронные электродвигатели получили обширное использование в разных отраслях индустрии, сельского хозяйства, быту. ЭД состоит из статора, ротора, клеммной коробки, щитов с подшипниками, вентилятора и кожуха вентилятора.
Стягивающие шпильки я уже снимать не стал, дабы добраться до статора с ротором. Но выпирающая часть, на которой посиживает вентилятор и есть ротор. Ротор — крутящаяся часть, статор недвижная (на рисунке его не видно).
Дальше поглядим на клеммник более пристально. С одной стороны у нас С1-С2-С3, а ниже — С4-С5-С6. Это начала и концы обмоток фаз электродвигателя. У нас имеются три фазы, так как мотор трехфазный — С1-С4, С2-С5, С3-С6. Также находится на рисунке заржавелый болт заземления, он находится в клеммнике сверху слева.
Соединение, которое видно на фото именуется “звезда”. Я уже писал про звезду и треугольник для трансформаторов — аналогично и при подключении электродвигателей. С боковой стороны на фото я добавил как смотрится схематично звезда для данного электродвигателя и треугольник. Вся разница в расположении перемычек. Их композиции определяют схему соединения ЭД.
работа трехфазного электродвигателя без одной фазы при неизменной нагрузке
Электродвигатель может работать от однофазовой сети и без дополнительных мер и схем. К примеру, при повреждении одной из фаз. Но, в этом случае произойдет понижение частоты вращения. Понижение частоты вращения приведет к повышению скольжения, что в свою очередь вызовет повышение тока мотора.
А возрастание тока приведет к нагреву обмоток. При таковой ситуации нужно разгрузить ЭД до 50%. Работа в таком режиме вероятна, но, если мотор остановится, то повторно пуститься уже не получится.
почему для запуска от однофазовой сети применяют конкретно конденсаторы
Повторный запуск не произойдет, так как магнитное поле статора будет пульсирующим и, кратко говоря, из-за направленности определенных векторов в обратные стороны ротор будет неподвижен. Дабы мотор пустился, нам нужно поменять размещение этих векторов. Для этого и применяют элементы, которые сдвигают фазы векторов. Разглядим схему, которая реализует эту возможность.
На схеме мы лицезреем, что обмотка разделилась на две ветки — пусковую и рабочую. Пусковая применяется с начала запуска до разворота мотора, потом отключается и применяется только рабочая. Для отключения пусковой можно применять кнопку, к примеру. Надавил и держи пока не развернулся мотор, а позже отпускай и цепочка разорвана.
Фазосдвигающими элементами могут выступать сопротивления либо конденсаторы. Разница в применении тех либо других в форме магнитного поля. И если, гласить проще, то выбирают конденсаторы, так как при одном значении пускового момента, наименьший пусковой ток будет при использовании конденсаторов.
А при одинаковых пусковых токах у схем с конденсатором будет больше исходный крутящий момент, другими словами движок будет резвее разгоняться, что непременно лучше для эксплуатации.
Принципиально: подключение через конденсаторы создают для движков до 1,5кВ. Вычислено, что для более массивных ЭД цена емкостных частей превзойдет цена самого движка, поэтому, их установка является невыгодной. Хотя, если достать их нахаляву, что в нашем пространстве не уникальность, то можно и испытать.
как подключить электродвигатель через конденсатор
Так как конденсаторы прибыльнее в почти всех смыслах для запуска ЭД, то разберем пару схемок запуска с применением конденсаторов. Для схемы соединения “треугольник” и для схемы соединения “звезда”.
Пусковая ветвь будет употребляться до момента разворота ЭД, рабочая — напротяжении всей работы мотора.
конденсаторы для пуска электродвигателя
Разумно будет дальше разобраться, как высчитать пусковой и рабочий конденсатор для мотора. Для правильного подбора нам следует знать паспортные данные ЭД, либо иметь шильду с заводскими значениями.
Есть разные схемы и в каждой конденсаторы выбираются по собственному. Для схем, приведенных выше расчет емкости конденсаторов осуществляется по двум формулам:
схема “звезда”:
Рабочая емкость = 2800*Iном.эд/Uсети
схема “треугольник”:
Рабочая емкость = 4800*Iном/Uсети
Пусковая емкость в обоих случаях принимается равной 2-3 от рабочей.
В формулах выше Iном — это номинальный ток фазы электродвигателя. Если поглядеть на табличку, где через дробь указываются два тока, то это будет наименьший из них. Uсети — напряжение питающей сети(~127, ~220). Означает, вычислили мы ёмкость и следующим шагом нам нужно знать напряжение на конденсаторе. Для схем приведенных на рисунках выше напряжение на конденсаторе приравнивается 1,15 от напряжения сети. Но это напряжение переменного тока, а для выбора конденсаторов нужно знать напряжение неизменного тока. Здесь нам и пригодится маленькая табличка:
К примеру, напряжение сети ~220, умножаем на 1,15 получаем 253. В таблице смотрим переменка 250 соответствует постоянке 400В для емкости до 2мкФ, либо 600В для емкостей 4-10мкФ. Необходимо, дабы номинальное напряжение конденсатора было равно либо больше расчетного.
Дальше, зная рабочее напряжение и требуемую емкость подбираем конденсаторы по характеристикам: типы и необходимое количество. Конденсаторы для пусковой цепи иногда так и именуются — пусковыми.
Вот так, шаг за шагом, мы разобрали как подключить трехфазный асинхронный электродвигатель в однофазовую сеть и что для этого нужно высчитать и знать. Есть и другие схемы для подключения мотора через конденсатор, но эти вопросы разглядим в другой раз в другой статье.
Схема подключения конденсатора к электродвигателю 220 вольт
Наибольшая нагрузка на электродвигатель приходится в момент пуска. Обычно на пригородных участках, в личных домах либо гаражах есть только однофазовая сеть на 220 В, потому все оборудование адаптируют под этот источник питания. Для решения этой трудности и компенсации пиковой нагрузки делают подключение мотора через конденсатор.
Для чего необходимы конденсаторы?
Пусковые и другие виды устройств, которые подключают к движкам, имеют оксидную пленку, ее присоединяют к одному из электродов. Это устройство имеет огромную емкость даже невзирая на умеренные габариты. В конструкции устройства есть два проводника, между которыми находится диэлектрик.
Конденсаторы применяют для однофазовых асинхронных движков. Обычно их подбирают не только лишь для обеспечения пускового момента, но и поддержания требуемой скорости. Если на схеме устройства есть конденсатор, то это обеспечивает 3 следующих момента:
- С пусковым элементом состояние электрического поля приблизится к радиальному.
- Увеличатся характеристики магнитного потока, что положительно скажется на производительности присоединенных устройств.
- Пусковой момент облегчается, потому однофазовый электродвигатель размеренно работает.
Без конденсатора сокращается срок эксплуатации электродвигателя, так как затруднения при запуске изнашивают механизм.
Схема подключения однофазового мотора
Перед тем как подключить электродвигатель, стоит найти, что для этого существует два метода: в виде звезды и треугольника. Оба варианта подразумевают, что по проводам попеременно идет ток. Благодаря этому создается магнитное поле, которое оказывает влияние на ротор и принуждает его двигаться.
При подключении однофазового мотора крутящийся момент не возникает, потому дополнительно применяют конденсатор. При всем этом не изменяется скорость вращения, а мощность падает. Между этими схемами выбирают зависимо от характеристик применяемого устройства. Подключение асинхронного мотора на 220 В обычно осуществляется исключительно в однофазовую сеть, производители даже указывают это в собственных наставлениях. Кроме этого всегда пишут напряжение. Движки с огромным показателем применяют схему со звездой, а другие — с треугольником.
Подключение конденсатора к однофазовой сети проще делать через схему с треугольником, так как так практически не изменяется мощность устройства. Утраты при подключении остаются наименьшими. На нижнем изображении, которое рассматривается ранее, видно, что там устройство подключается только через звезду. Если производитель показывает это в технических свойствах, то изощряться не стоит. Проще смириться с конфигурацией мощности, чем дополнительно устанавливать три обмотки и подключать их в виде треугольника.
Если применяется однофазовая сеть и нужна напряжение в 220 В, то схему запуска мотора не выбирают, применяют только звезду. Мощность некординально снизится, но если избрать при всем этом треугольник, мотор стремительно сгорит.
Как подключить электродвигатель по различным схемам?
На схеме с треугольником все очень просто: оба контакта подключают к сети, а позже один пропускают через конденсатор и проводят к основной обмотке. Когда мотор не нагружают, ротор крутится и заморочек с этим не появляется. Но если при запуске наблюдается высочайшая нагрузка, то вращения или вообщем не будет, или оно окажется наименьшим. В данном случае устанавливают еще дин конденсатор, но уже для запуска. Сходу после чего он отключается и разряжается, потому во всем процессе работает только несколько секунд.
При выборе звезды конденсатор выводят на концы обмотки. Две из них соединяют с сетью, а свободной частью замыкают схему запуска мотора. Емкость конденсатора проще всего рассчитывать через особые онлайн-калькуляторы, так как при использовании формулы новенькому просто запутаться.
При разработке цепи питания электродвигателя еще есть несколько главных моментов:
- От основного источника тока всегда идет одна ветка на конденсатор, который работает не только лишь при запуске, но и в остальное время.
- Перед этим размещается разветвление, на которое располагают выключатель, время от времени там ставят дополнительные элементы проводящие ток.
- После выключателя всегда стоит конденсатор, который врубается при запуске. Он нужен только для того, дабы ротор набрал обороты.
- Все конденсаторы, которые размещены на схеме, идут на электродвигатель.
Рабочий элемент всегда включен в сеть, потому для предотвращения проблем его ставят параллельно пусковому устройству.
Как избрать этот элемент?
При использовании калькулятора придется ввести несколько характеристик, от которых зависит рекомендуемый тип устройства:
- Метод обмотки. При выборе звезды все концы фиксируются в одном узле, который считается нулевой точкой. В треугольнике провода располагают так, дабы какой-то из них сходу переходил в другой. Эти характеристики определяют рекомендуемую емкость конденсатора.
- Напряжение. Информацию уточняют на бирке устройства, в стандартных вариантах это 220 либо 380 В.
- Мощность. Свойства электродвигателя тоже учитываются, обычно их считают определяющим фактором. Потому если появляются сомнения, то ориентируются на мощность.
- КПД. Этот момент производитель тоже должен указывать. У современных моделей коэффициент полезного деяния добивается более 80%. Если этот момент не указан, то его определяют без помощи других по модели устройства. С течением времени КПД изменяется, он миниатюризируется при износе мотора.
- Коэффициент мощности. Это значение не изменяется, у размеренных устройств составляет 0,9.
Если выяснить любой из этих пт и ввести характеристики в надлежащие поля, то калькулятор без помощи других выполнит расчет. Таковой метод считается желаемым, так как он учитывает главные причины.
Дополнительно при выборе конденсатора глядят на размер устройства, хотя обычно с этим не появляется заморочек. Приборы с увеличенной емкостью больше в поперечнике, также у них увеличено расстояния для выхода. Наибольшие габариты не превосходят 50 мм, емкость при всем этом составляет 400 мкф.
Если трепетно подойти к выбору конденсатора и найти подходящую схему, то заморочек с подключением элемента к электродвигателю не возникнет.
