Capacitor para partida de motor elétrico. Como conectar um motor elétrico monofásico através de um capacitor: opções de partida, operação e conexões mistas Características elétricas de partida dos capacitores

Para garantir a operação confiável do motor elétrico, são utilizados capacitores de partida.

A maior carga do motor elétrico ocorre no momento de sua partida. É nesta situação que o capacitor de partida começa a funcionar. Observamos também que em muitas situações a partida é realizada sob carga. Neste caso, a carga nos enrolamentos e outros componentes é muito elevada. Qual design permite reduzir a carga?

Todos os capacitores, incluindo capacitores de partida, possuem os seguintes recursos:

1. Como um dielétrico material especial é usado. Nesse caso, costuma-se utilizar um filme de óxido, que é aplicado em um dos eletrodos.
2. Grande capacidade com pequenas dimensões gerais - uma característica dos dispositivos de armazenamento polares.
3. Não polar Eles são mais caros e maiores, mas podem ser usados ​​independentemente da polaridade do circuito.

Este projeto é uma combinação de 2 condutores separados por um dielétrico. A utilização de materiais modernos permite aumentar significativamente o indicador de capacidade e reduzir suas dimensões gerais, além de aumentar sua confiabilidade. Muitos com indicadores de desempenho impressionantes têm dimensões não superiores a 50 milímetros.

Objetivo e benefícios

Capacitores do tipo em questão são utilizados no sistema de conexão. Neste caso, funciona apenas no momento da partida, até que a velocidade de operação seja atingida.

A presença de tal elemento no sistema determina o seguinte:

1. Capacidade inicial permite aproximar o estado do campo elétrico do circular.
2. Mantido aumento significativo no fluxo magnético.
3. Ascendente torque de partida, o desempenho do motor é significativamente melhorado.

Sem a presença deste elemento no sistema, a vida útil do motor é significativamente reduzida. Isto se deve ao fato de que um start-up complexo acarreta certas dificuldades.

A rede elétrica CA pode servir como fonte de energia ao usar este tipo de capacitor. Quase todas as versões usadas são apolares; elas têm uma tensão operacional comparativamente mais alta para capacitores de óxido.

As vantagens de uma rede que possui um elemento semelhante são as seguintes:

1. Partida do motor mais fácil.
2. Vida o motor é muito maior.

O capacitor de partida opera por vários segundos quando o motor dá partida.

Diagramas de conexão

O circuito que possui um capacitor de partida na rede se tornou mais difundido.

Este esquema tem certas nuances:

1. Comece a enrolar e capacitor ligue quando o motor der partida.
2. Enrolamento adicional funciona por pouco tempo.
3. Relé térmico está incluído no circuito para proteger o enrolamento adicional contra superaquecimento.

Caso seja necessário fornecer alto torque durante a partida, um capacitor de partida é incluído no circuito, que é conectado junto com o capacitor de trabalho. Vale ressaltar que muitas vezes sua capacidade é determinada empiricamente para atingir o maior torque de partida. Além disso, de acordo com as medições realizadas, o valor da sua capacidade deve ser 2 a 3 vezes maior.

Os principais pontos na criação de um circuito de potência de motor elétrico incluem o seguinte:

1. Da fonte atual, 1 ramo vai para o capacitor de trabalho. Funciona o tempo todo, por isso recebeu esse nome.
2. Há um garfo na frente dele, que vai para o switch. Além da chave, pode ser utilizado outro elemento que dá partida no motor.
3. Depois da mudança um capacitor de partida está instalado. Ele opera por alguns segundos até que o rotor ganhe velocidade.
4. Ambos os capacitores vá para o motor.

Você pode fazer uma conexão de maneira semelhante.

É importante notar que o capacitor de trabalho está presente no circuito quase constantemente. Portanto, vale lembrar que eles devem estar conectados em paralelo.

Selecionando um capacitor de partida para um motor elétrico

Uma abordagem moderna para esta questão envolve o uso de calculadoras especiais na Internet que realizam cálculos rápidos e precisos.

Para realizar o cálculo, você deve conhecer e inserir os seguintes indicadores:

1. Tipo de conexão do enrolamento do motor: triângulo ou estrela. A capacitância também depende do tipo de conexão.
2. Poder do motoré um dos fatores determinantes. Este indicador é medido em Watts.
3. Tensão de rede levado em conta nos cálculos. Via de regra, pode ser 220 ou 380 Volts.
4. Fator de potência– um valor constante, que geralmente é 0,9. Porém, é possível alterar este indicador durante o cálculo.
5. Eficiência do motor elétrico também afeta os cálculos realizados. Essas informações, assim como outras, podem ser encontradas estudando as informações impressas pelo fabricante. Caso não esteja, você deve inserir o modelo do motor na Internet para buscar informações sobre qual é a eficiência. Você também pode inserir um valor aproximado, típico desses modelos. Vale lembrar que a eficiência pode variar dependendo do estado do motor elétrico.

Essas informações são inseridas nos campos apropriados e é realizado um cálculo automático. Ao mesmo tempo, obtemos a capacidade do condensado de trabalho, e o condensado inicial deve ter um indicador 2,5 vezes maior.

Você mesmo pode realizar esse cálculo.

Para fazer isso, você pode usar as seguintes fórmulas:

1. Para o tipo de conexão com enrolamento estrela, A capacitância é determinada usando a seguinte fórmula: Cр=2800*I/U. No caso de uma ligação triangular dos enrolamentos, utiliza-se a fórmula Cр=4800*I/U. Como você pode perceber pelas informações acima, o tipo de conexão é o fator determinante.
2. As fórmulas acima determine a necessidade de calcular a quantidade de corrente que passa pelo sistema. Para isso, utiliza-se a fórmula: I=P/1,73Uηcosφ. Para o cálculo você precisará de indicadores de desempenho do motor.
3. Depois de calcular a corrente você pode encontrar o indicador de capacitância do capacitor em funcionamento.
4. Lançador, conforme observado anteriormente, deve ter capacidade 2 ou 3 vezes maior que a do trabalhador.

Ao escolher, você também deve considerar as seguintes nuances:

1. Intervalo Temperatura de operação.
2. Possível desvio da capacidade de projeto.
3. Resistência de isolamento.
4. Tangente de perda.

Normalmente, os parâmetros acima não recebem muita atenção. No entanto, eles podem ser levados em consideração para criar um sistema de potência de motor elétrico ideal.

As dimensões gerais também podem ser um fator determinante. Neste caso, pode-se distinguir a seguinte dependência:

1. Aumento de capacidade leva a um aumento no tamanho diametral e na distância de saída.
2. Diâmetro máximo mais comum 50 milímetros com capacitância de 400 μF. Ao mesmo tempo, a altura é de 100 milímetros.

Além disso, vale considerar que no mercado você encontra modelos de fabricantes nacionais e estrangeiros. Via de regra, os estrangeiros são mais caros, mas também mais confiáveis. As versões russas também são frequentemente usadas ao criar uma rede de conexão de motores elétricos.

Visão geral do modelo

Existem vários modelos populares que podem ser encontrados à venda.

É importante notar que esses modelos não diferem em capacidade, mas no tipo de design:

1. Opções de polipropileno metalizado execução da marca SVV-60. O custo desta versão é de cerca de 300 rublos.
2. Notas de filme NTS são um pouco mais baratos. Com a mesma capacidade, o custo é de cerca de 200 rublos.
3. E92– produtos de fabricantes nacionais. Seu custo é pequeno - cerca de 120-150 rublos para a mesma capacidade.

Existem outros modelos, muitas vezes diferindo no tipo de dielétrico utilizado e no tipo de material isolante.

1. Muitas vezes, o motor elétrico pode operar sem incluir um capacitor de partida no circuito.
2. Incluir este elemento no circuito Recomendado apenas se começar sob carga.
3. Também, maior potência do motor também requer a presença de elementos semelhantes no circuito.
4. Atenção especial Vale atentar para o procedimento de conexão, pois violar a integridade da estrutura acarretará no seu mau funcionamento.

Ao conectar um motor elétrico assíncrono a uma rede monofásica 220/230 V, é necessário garantir uma mudança de fase nos enrolamentos do estator para simular um campo magnético giratório (RPF), que faz com que o eixo do rotor do motor gire quando ele está conectado à rede CA trifásica “nativa”. Conhecida por muitos que estão familiarizados com a engenharia elétrica, a capacidade de um capacitor de dar à corrente elétrica uma “vantagem” de π/2 = 90° em comparação com a tensão fornece um bom serviço, pois cria o torque necessário que força o rotor a girar em redes já “não nativas”.

Mas o capacitor deve ser selecionado para esses fins, e isso deve ser feito com alta precisão. É por isso que os leitores do nosso portal dispõem de uma calculadora totalmente gratuita para calcular a capacidade do capacitor de trabalho e de partida. Após a calculadora, serão dadas as explicações necessárias sobre todos os seus pontos.

Calculadora para calcular a capacitância dos capacitores de trabalho e partida

Insira ou selecione sequencialmente os dados de origem e clique no botão “Calcule a capacidade dos capacitores de trabalho e partida”. Na maioria dos casos, todos os dados iniciais podem ser encontrados na placa do motor (“placa de identificação”)

Selecione o método de conexão dos enrolamentos do estator do motor elétrico (a placa indica possíveis métodos de conexão)

P - potência do motor elétrico

Insira a potência do motor em watts (pode estar indicada na placa em quilowatts). No exemplo abaixo P = 0,75 kW = 750 Watts

U - tensão da rede, V

Selecione a tensão da rede. As tensões permitidas estão indicadas na placa. Deve corresponder ao método de conexão.

Fator de potência, cosϕ

Insira o valor do fator de potência (cosϕ), que está indicado na placa

Eficiência do motor elétrico, η

Insira a eficiência do motor indicada na placa de identificação. Se for indicado em porcentagem, o valor deve ser dividido por 100. Se a eficiência não for indicada, considera-se η = 0,75

As seguintes dependências foram usadas para o cálculo:

Método de conexão do enrolamento e diagrama de conexão para capacitores de trabalho e partida	Fórmula
Conexão estrela	Capacidade de trabalho do capacitor – Av
	Cр=2800*I/U; I=P/(√3*U*η*cosϕ); Cр=2800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ).
Conexão triangular	Capacidade de trabalho do capacitor - Cp
	Cр=4800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ).
Capacidade do capacitor de partida para qualquer método de conexão Cп=2,5*Cр
Explicação dos símbolos nas fórmulas: Cр – capacidade do capacitor de trabalho em microfarads (μF); Cp – capacidade do capacitor de partida em microfarads; I – corrente em amperes (A); U – tensão da rede em volts (V); η – eficiência do motor, expressa em percentagem dividida por 100; cosϕ – fator de potência.

Os dados obtidos na calculadora podem ser usados ​​para selecionar capacitores, mas é improvável que sejam encontrados exatamente com as mesmas classificações que serão calculadas. Somente em raras exceções pode haver coincidências. As regras de seleção são:

• Se houver uma “correspondência exata” com a classificação de capacitância existente para a série desejada de capacitores, você poderá escolher apenas essa.
• Se não houver “acerto”, escolha um contêiner com classificação inferior em várias classificações. O acima exposto não é recomendado, principalmente para capacitores de trabalho, pois pode levar a um aumento desnecessário nas correntes de operação e superaquecimento dos enrolamentos, o que pode levar a um curto-circuito entre espiras.
• Em termos de tensão, os capacitores são selecionados com valor nominal pelo menos 1,5 vezes maior que a tensão da rede, pois no momento da inicialização a tensão nos terminais do capacitor é sempre aumentada. Para uma tensão monofásica de 220 V, a tensão de operação do capacitor deve ser de no mínimo 360 V, mas eletricistas experientes sempre aconselham usar 400 ou 450 V, pois a reserva, como você sabe, “não dura um bolso”.

Aqui está uma tabela com as classificações dos capacitores de operação e partida. Os capacitores das séries CBB60 e CBB65 são dados como exemplo. São capacitores de filme de polipropileno, mais frequentemente usados ​​​​em circuitos de conexão para motores assíncronos. A série CBB65 difere da CBB60 por estar alojada em uma caixa de metal.

Capacitores eletrolíticos não polares CD60 são usados ​​como capacitores de partida. Não são recomendados para uso como trabalhadores, pois seu longo tempo de operação diminui sua vida útil. Em princípio, tanto o CBB60 quanto o CBB65 são adequados para partida, mas possuem dimensões maiores que o CD60 com capacidades iguais. A tabela fornece exemplos apenas dos capacitores recomendados para uso em circuitos de conexão de motores elétricos.

	Capacitores de filme de polipropileno CBB60 (análogo russo de K78-17) e CBB65	Capacitores eletrolíticos não polares CD60
Imagem
Tensão operacional nominal, V	400; 450; 630V	220-275; 300; 450V
Capacidade, uF	1,5; 2,0;2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10; 12; 14; 15; 16; 20; 25; trinta; 35; 40; 45; 50; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 120; 150 µF	5,0; 10; 15; 20; 25; 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 1000; 1200; 1500uF

Para “ganhar” a capacitância necessária, você pode usar dois ou mais capacitores, mas com conexões diferentes, a capacitância resultante será diferente. Quando conectado em paralelo, ele irá somar e, quando conectado em série, a capacitância será menor que qualquer um dos capacitores. No entanto, tal conexão às vezes é usada para conectar dois capacitores com uma tensão operacional mais baixa para obter um capacitor cuja tensão operacional será a soma dos dois conectados. Por exemplo, conectando dois capacitores de 150 µF e 250 V em série, obtemos uma capacitância resultante de 75 µF e uma tensão operacional de 500 V.

Calculadora para calcular a capacitância resultante de dois capacitores conectados em série

Motores assíncronos são frequentemente usados ​​em tecnologia. Essas unidades se diferenciam pela simplicidade, bom desempenho, baixo nível de ruído e facilidade de operação. Para que um motor assíncrono gire, um campo magnético rotativo deve estar presente.

Tal campo é facilmente criado na presença de uma rede trifásica. Neste caso, basta colocar três enrolamentos no estator do motor, colocados em um ângulo de 120 graus entre si, e conectar a eles a tensão adequada. E o campo rotativo circular começará a girar o estator.

No entanto, os eletrodomésticos são normalmente utilizados em residências, que na maioria das vezes possuem apenas rede elétrica monofásica. Neste caso, normalmente são utilizados motores assíncronos monofásicos.

Se um enrolamento for colocado no estator do motor, quando uma corrente alternada senoidal flui, um campo magnético pulsante é formado nele. Mas este campo não será capaz de fazer o rotor girar. Para ligar o motor você precisa:

• coloque um enrolamento adicional no estator em um ângulo de cerca de 90° em relação ao enrolamento de trabalho;
• conecte um elemento de mudança de fase, por exemplo, um capacitor, em série com o enrolamento adicional.

Neste caso, surgirá um campo magnético circular no motor e surgirão correntes no rotor de gaiola de esquilo.

A interação das correntes e do campo do estator fará com que o rotor gire. Vale lembrar que para regular as correntes de irrupção - controlar e limitar sua magnitude - eles utilizam.

Opções para esquemas de mudança - qual método escolher?

Dependendo do método de conexão do capacitor ao motor, os seguintes circuitos são diferenciados:

• lançador,
• trabalhadores,
• capacitores de partida e operação.

O método mais comum é o esquema com capacitor de partida.

Neste caso, o capacitor e o enrolamento de partida são ligados somente na partida do motor. Isso se deve à propriedade da unidade continuar girando mesmo após o enrolamento adicional ser desligado. Para ativar isso, o botão ou é usado com mais frequência.

Como a partida de um motor monofásico com capacitor ocorre muito rapidamente, o enrolamento adicional opera por um curto período de tempo. Isso permite economizar dinheiro ao fabricá-lo com um fio de seção transversal menor que o enrolamento principal. Para evitar o superaquecimento do enrolamento adicional, uma chave centrífuga ou relé térmico é frequentemente adicionada ao circuito. Esses dispositivos desligam quando o motor atinge uma determinada velocidade ou quando fica muito quente.

O circuito com capacitor de partida possui boas características de partida do motor. Mas as características de desempenho com esta inclusão deterioram-se.

Isto ocorre quando o campo rotativo não é circular, mas elíptico. Como resultado desta distorção do campo, as perdas aumentam e a eficiência diminui.

Melhor desempenho pode ser obtido usando um circuito com capacitor de trabalho.

Neste circuito, o capacitor não é desligado após a partida do motor. Ao selecionar corretamente um capacitor para um motor monofásico, você pode compensar a distorção do campo e aumentar a eficiência da unidade. Mas para tal circuito as características iniciais deterioram-se.

Também é necessário levar em consideração que a escolha da capacitância do capacitor para um motor monofásico é feita para uma determinada corrente de carga.

Quando a corrente muda em relação ao valor calculado, o campo passará de uma forma circular para uma forma elíptica e as características da unidade irão deteriorar-se. Em princípio, para garantir um bom desempenho, é necessário alterar o valor da capacitância do capacitor quando a carga do motor muda. Mas isso pode complicar demais o circuito de comutação.

Uma solução de compromisso é escolher um esquema com capacitores de partida e operação. Para tal circuito, as características de operação e partida serão médias em comparação com os circuitos discutidos anteriormente.

Em geral, se for necessário um grande torque de partida ao conectar um motor monofásico através de um capacitor, então é selecionado um circuito com elemento de partida e, se não houver necessidade, com elemento de trabalho.

Conectando capacitores para partida de motores elétricos monofásicos

Antes de conectar ao motor, você pode testar a funcionalidade.

Ao escolher um esquema, o usuário sempre tem a oportunidade de escolher exatamente o esquema que mais lhe convém. Normalmente, todos os terminais do enrolamento e terminais do capacitor são colocados na caixa de terminais do motor.

Para instalar, além de ter certos conhecimentos, é necessário avaliar todos os prós e contras deste tipo de fornecimento de energia às instalações.

A presença de fiação de três fios em uma casa particular requer o uso de fiação que você mesmo pode fazer. Você pode descobrir como substituir a fiação elétrica em um apartamento usando diagramas padrão.

Se necessário, você pode atualizar o circuito ou calcular independentemente um capacitor para um motor monofásico, com base no fato de que para cada quilowatt de potência unitária, é necessária uma capacitância de 0,7 - 0,8 μF para o tipo de operação e dois e meio capacidade vezes maior para o tipo de partida.

Na hora de escolher um capacitor, é necessário levar em consideração que o de partida deve ter tensão de operação de no mínimo 400 V.

Isso se deve ao fato de que ao dar partida e desligar o motor no circuito elétrico, devido à presença de CEM de autoindução, ocorre um pico de tensão, atingindo 300-600 V.

conclusões:

1. O motor assíncrono monofásico é amplamente utilizado em eletrodomésticos.
2. Para iniciar tal unidade, são necessários um enrolamento adicional (de partida) e um elemento de mudança de fase - um capacitor.
3. Existem vários esquemas para conectar um motor elétrico monofásico através de um capacitor.
4. Caso seja necessário um torque de partida maior, utiliza-se um circuito com capacitor de partida; se for necessário obter um bom desempenho do motor, utiliza-se um circuito com capacitor de funcionamento;

Vídeo detalhado sobre como conectar um motor monofásico através de um capacitor

Os motores elétricos assíncronos trifásicos são muito comuns hoje em dia, por isso muitas pessoas precisam conectá-los a diversos equipamentos ao realizar trabalhos na garagem ou em sua casa de verão.

Este processo pode ser problemático porque muitas fontes de alimentação são projetadas para tensão monofásica. Este problema pode ser resolvido com a utilização de circuitos especiais que implicam a presença de um em funcionamento e outro de partida.

Como escolher um capacitor

Inicialmente é adquirido um capacitor funcional, sua seleção é feita levando-se em consideração a corrente elétrica nominal da partida e os indicadores de tensão em rede monofásica. Ao usar um motor trifásico com potência de cerca de 100 W, um capacitor de trabalho com capacidade de 7 μF geralmente é suficiente.

Pinças especiais são utilizadas para medições; ao fazer cálculos, é importante monitorar a corrente elétrica que entra no enrolamento de fase do estator: seus indicadores não devem ultrapassar o valor nominal.

Em alguns casos, tais medidas não são suficientes e é necessário adicionar um capacitor de partida ao circuito. A necessidade geralmente surge quando há carga excessiva no eixo no momento do acionamento;

Seu trabalho e funções serão os seguintes:

O proprietário do equipamento deve lembrar a necessidade de desconectar os capacitores de partida, caso contrário existe sério risco de superaquecimento do motor elétrico assíncrono devido ao significativo desequilíbrio de corrente nas fases.

O principal critério para escolher um capacitor de partida é a sua capacidade, deve ser pelo menos 2-3 vezes maior que o mesmo parâmetro do capacitor de trabalho. Se o cálculo foi feito corretamente, então no momento da partida o motor atinge seus valores nominais e nenhum problema é observado.

Ao fazer uma escolha, você também precisa prestar atenção aos seguintes pontos:

1. Você pode usar capacitores eletrolíticos ou de papel. A primeira opção é a mais comum, embora tenha uma desvantagem significativa, que é a combinação de grandes dimensões e baixa capacidade, o que cria a necessidade de utilização de um grande número de dispositivos com alta potência de motor. Por conta disso, muitas pessoas recorrem a dispositivos eletrolíticos, que requerem a adição de resistores e diodos ao circuito. Esta prática é considerada indesejável, pois sempre existe o risco de os diodos não cumprirem sua tarefa, o que pode levar a consequências negativas e perigosas, incluindo superaquecimento do equipamento e explosão do capacitor de partida. Caso não seja possível ou não queira utilizar modelos de papel, pode-se recorrer a uma opção mais moderna: lançar modelos equipados com revestimento metalizado aprimorado. A maioria deles é projetada para operar com tensões que variam de 400 a 450 V.
2. O indicador da tensão de operação é outro critério importante para a escolha de retificadores de motores trifásicos. Muitas pessoas adquirem erroneamente dispositivos com desempenho muito alto quando não há necessidade de tal recurso, o que leva ao aumento dos gastos financeiros para aquisição e à alocação de grande quantidade de espaço para instalação de equipamentos de grande porte; Ao mesmo tempo, é importante garantir que o indicador de tensão não seja inferior ao da rede elétrica, caso contrário o modelo selecionado não funcionará corretamente e falhará muito rapidamente. Para fazer a escolha ideal é necessário fazer o seguinte cálculo: multiplicar a tensão real presente na rede por um fator de 1,15. Graças a isso, você obterá um indicador da tensão necessária, mas não deve ser inferior a 300V.

Na maioria dos casos, os modelos de papel equipados com uma caixa protetora de aço são adequados para os fins descritos. Na verdade, eles sempre têm formato retangular; os principais parâmetros operacionais geralmente são indicados no corpo.

Conectando o capacitor de partida ao motor elétrico

Ao implementar tais esquemas na prática e conectar dispositivos de partida, será necessário fazer o seguinte:

1. Verifique inicialmente o capacitor de partida usando para ter certeza de que funciona.
2. Selecione o esquema de conexão mais adequado Eu, aqui o dono do equipamento tenho total liberdade. Os terminais do enrolamento e do capacitor da maioria dos motores estão localizados.
3. Em algumas situações, torna-se necessário modificar o esquema existente, neste caso é necessário recalcular de forma independente os principais indicadores de acordo com os esquemas já considerados.

Modelos

Muitos modelos de tais dispositivos diferem não em capacidade, mas no tipo de design. Abaixo estão exemplos de alguns acessórios adequados para conexão de motores elétricos:

É um dispositivo de polipropileno equipado com revestimento metalizado. Esta é a opção mais moderna e ideal, seu custo é de cerca de 300 rublos.

HTC O tipo de filme tem a mesma capacidade do SVV-60, mas geralmente não custa mais do que 200 rublos.

E92é um análogo de fabricação russa com capacidade idêntica, enquanto tal dispositivo é uma opção econômica que pode ser adquirida a um preço de 100-150 rublos.

1. Inicialmente, você precisa ter certeza de que é aconselhável incluir um dispositivo de partida no circuito, já que em algumas situações você pode passar sem ele.
2. Se você não tiver confiança em suas próprias habilidades ao implementar o esquema escolhido conexão, é melhor procurar ajuda de profissionais.
3. Dependendo das circunstâncias e características da situação, você pode implementar circuito de conexão serial e paralelo.