Determinação das capacitâncias de capacitores de mudança de fase. Capacitores de trabalho e partida

Cada objeto é inicialmente alimentado com corrente trifásica. O principal motivo é a utilização em usinas de geradores com enrolamentos trifásicos, defasados ​​​​entre si em 120 graus e produzindo três tensões senoidais. Porém, com a posterior distribuição da corrente, apenas uma fase é fornecida ao consumidor, à qual estão conectados todos os equipamentos elétricos existentes.

Às vezes há necessidade de usar dispositivos fora do padrão, então você tem que resolver o problema de como escolher um capacitor para um motor trifásico. Via de regra, é necessário calcular a capacidade de um determinado elemento que garanta o funcionamento estável da unidade.

O princípio de conectar um dispositivo trifásico a uma fase

Em todos os apartamentos e na maioria das moradias particulares, todo o fornecimento interno de energia é efectuado através de redes monofásicas. Nessas condições, às vezes é necessário realizar . Esta operação é perfeitamente possível do ponto de vista físico, uma vez que as fases individuais diferem umas das outras apenas por uma mudança de tempo. Tal mudança pode ser facilmente organizada incluindo quaisquer elementos reativos no circuito - capacitivos ou indutivos. São eles que desempenham a função de dispositivos de mudança de fase quando são utilizados elementos de trabalho e de partida.

Deve-se levar em consideração que o próprio enrolamento do estator possui indutância. Nesse sentido, basta conectar um capacitor com determinada capacitância fora do motor. Ao mesmo tempo, os enrolamentos do estator são conectados de tal forma que o primeiro deles desloca a fase do outro enrolamento em uma direção, e no terceiro enrolamento o capacitor realiza o mesmo procedimento, apenas na outra direção. Como resultado, as fases necessárias são formadas na quantidade de três, extraídas de um fio de alimentação monofásico.

Assim, o motor trifásico atua como carga para apenas uma fase da fonte de alimentação conectada. Como resultado, forma-se um desequilíbrio na energia consumida, o que afeta negativamente o funcionamento geral da rede. Portanto, este modo é recomendado para ser utilizado por um curto período de tempo para motores elétricos de baixa potência. A conexão dos enrolamentos a uma rede monofásica pode ser feita.

Esquemas para conectar um motor trifásico a uma rede monofásica

Quando se planeja conectar um motor elétrico trifásico a uma rede monofásica, recomenda-se dar preferência à conexão delta. Uma placa informativa fixada na caixa alerta sobre isso. Em alguns casos, há uma designação “Y” aqui, o que significa uma conexão em estrela. Recomenda-se reconectar os enrolamentos em configuração delta para evitar grandes perdas de potência.

O motor elétrico é conectado a uma das fases de uma rede monofásica, e as outras duas fases são criadas artificialmente. Para isso, são utilizados um capacitor de trabalho (Cp) e um capacitor de partida (Sp). Logo no início da partida do motor, é necessário um alto nível de corrente de partida, que não pode ser fornecido apenas pelo capacitor de funcionamento. Um capacitor de partida ou partida conectado em paralelo com um capacitor de trabalho vem em socorro. Com baixa potência do motor, seu desempenho é igual. Capacitores de partida especialmente produzidos são marcados como “Partida”.

Estes dispositivos funcionam apenas durante os períodos de arranque para acelerar o motor até à potência necessária. Posteriormente, é desligado por meio de um botão ou interruptor duplo.

Tipos de capacitores de partida

Pequenos motores elétricos, cuja potência não excede 200-400 watts, podem operar sem dispositivo de partida. Para eles, um capacitor funcional é suficiente. No entanto, se houver cargas significativas na partida, serão necessariamente utilizados capacitores de partida adicionais. Ele é conectado em paralelo com o capacitor de trabalho e durante o período de aceleração é mantido na posição ligado por meio de um botão ou relé especial.

Para calcular a capacitância do elemento inicial, é necessário multiplicar a capacitância do capacitor de trabalho por um fator igual a 2 ou 2,5. Durante a aceleração, o motor requer cada vez menos capacidade. A este respeito, você não deve manter o capacitor de partida constantemente ligado. Alta capacidade em altas velocidades levará ao superaquecimento e falha da unidade.

O projeto padrão do capacitor consiste em duas placas localizadas opostas uma à outra e separadas por uma camada dielétrica. Ao escolher um determinado elemento, é necessário levar em consideração seus parâmetros e características técnicas.

Todos os capacitores são apresentados em três tipos principais:

• Polar. Não é possível operar motores elétricos conectados à corrente alternada. O colapso da camada dielétrica pode levar ao aquecimento da unidade e subsequente curto-circuito.
• Não polar. Recebeu a maior distribuição. Podem operar em qualquer opção de conexão devido à interação idêntica das placas com o dielétrico e a fonte de corrente.
• Eletrolítico. Neste caso, os eletrodos são uma fina película de óxido. Podem atingir capacidade máxima possível de até 100 mil uF, ideal para motores de baixa frequência.

Selecionando um capacitor para um motor trifásico

Os capacitores destinados a um motor trifásico devem ter uma capacidade bastante elevada - de dezenas a centenas de microfarads. Os capacitores eletrolíticos não são adequados para esses fins porque requerem uma conexão unipolar. Ou seja, especificamente para esses dispositivos será necessário criar um retificador com diodos e resistências.

Gradualmente, o eletrólito nesses capacitores seca, o que leva à perda de capacidade. Além disso, durante a operação, esses elementos às vezes explodem. Se você ainda decidir usar dispositivos eletrolíticos, deverá levar esses recursos em consideração.

Exemplos clássicos são os elementos apresentados na figura. O capacitor de trabalho é mostrado à esquerda e o capacitor de partida à direita.

A seleção de um capacitor para um motor trifásico é feita experimentalmente. A capacidade do dispositivo de trabalho é selecionada na proporção de 7 μF por 100 W de potência. Portanto, 600 W corresponderão a 42 µF. O capacitor de partida é pelo menos 2 vezes a capacitância de operação. Assim, 2 x 45 = 90 uF seria o valor mais apropriado.

A escolha é feita gradativamente, de acordo com o funcionamento do motor, pois sua potência real depende diretamente da capacidade dos capacitores utilizados. Além disso, isso pode ser feito por meio de uma tabela especial. Se houver capacidade insuficiente, o motor perderá potência e, se houver excesso de capacidade, ocorrerá superaquecimento devido ao excesso de corrente. Se o capacitor for selecionado corretamente, o motor funcionará normalmente, sem solavancos ou ruídos estranhos. Selecionamos o dispositivo com mais precisão por meio de cálculos realizados por meio de fórmulas especiais.

Cálculo de capacidade

A capacitância do capacitor do motor elétrico é calculada com base no diagrama de ligação do enrolamento - estrela ou triângulo.

Em ambos os casos aplica-se a fórmula geral de cálculo: C escravo = k x I f /U rede, para a qual todos os parâmetros têm as seguintes designações:

• k - é um coeficiente especial. Seu valor é 2.800 para o circuito estrela e 4.800 para o circuito delta.
• If - corrente nominal do estator indicada na placa de informações. Se for impossível ler, as medições são feitas com pinças de medição especiais.
• Umains é a tensão de alimentação de 220 volts.

Substituindo todos os valores necessários, você pode calcular facilmente qual capacidade o capacitor de trabalho terá (μF). Durante os cálculos, é necessário levar em consideração a corrente fornecida ao enrolamento de fase do estator. Não deve exceder o valor nominal, assim como a carga de um motor com capacitor não deve exceder 60-80% da potência nominal indicada na placa de informações.

Como conectar capacitores de partida e operação

A figura mostra o diagrama mais simples de conexão dos elementos iniciais e de trabalho. O primeiro deles é instalado na parte superior e o segundo na parte inferior. Ao mesmo tempo, um botão liga e desliga está conectado ao motor. O mais importante é entender bem os fios para não confundir as pontas.

Este esquema permite realizar uma verificação preliminar com uma estimativa imprecisa. Também é usado após a seleção final do valor ideal.

Esta seleção é realizada experimentalmente utilizando vários capacitores de diferentes capacidades. Quando conectados em paralelo, sua potência total aumentará. Neste momento, você precisa monitorar o funcionamento do motor. Se a operação for estável e suave, neste caso você pode comprar um capacitor com capacitância igual à soma das capacitâncias dos elementos de teste.

Boa tarde, queridos leitores do blog

Na seção “Acessórios” consideraremos capacitores para monofásico. Para motores trifásicos, quando conectados à fonte de alimentação, surge um campo magnético rotativo, a partir do qual o motor dá partida. Ao contrário dos motores trifásicos, os motores monofásicos possuem dois enrolamentos no estator: um enrolamento de trabalho e um enrolamento de partida. O enrolamento de trabalho é conectado diretamente à fonte de alimentação monofásica e o enrolamento de partida é conectado em série com o capacitor. Um capacitor é necessário para criar uma mudança de fase entre as correntes dos enrolamentos de trabalho e de partida. O maior torque no motor ocorre quando a mudança de fase das correntes do enrolamento atinge 90°, e suas amplitudes criam um campo rotativo circular. Um capacitor é um elemento de um circuito elétrico e é projetado para utilizar sua capacidade. É composto por dois eletrodos ou, mais corretamente, placas, que são separadas por um dielétrico. Os capacitores têm a capacidade de armazenar energia elétrica. No Sistema Internacional de Unidades SI, uma unidade de capacitância é considerada a capacitância de um capacitor cuja diferença de potencial aumenta em um volt quando uma carga de um coulomb (C) é transmitida a ele. A capacitância dos capacitores é medida em farads (F). A capacidade de um farad é muito grande. Na prática, são usadas unidades menores de microfarad (μF); um μF é igual a 10; -6 F, picofarads (pF) um pF é igual a 10 -12 µF. Em assíncrono monofásico motores Dependendo da potência, são utilizados capacitores com capacidade de várias a centenas de microfarads.

Parâmetros e características elétricas básicas

Os principais parâmetros elétricos incluem: a capacitância nominal do capacitor e a tensão nominal de operação. Além desses parâmetros, há também o coeficiente de capacitância de temperatura (TKE), tangente de perda (tgd) e resistência de isolamento elétrico.

Capacidade do capacitor. A capacidade de um capacitor de acumular e reter uma carga elétrica é caracterizada por sua capacitância. A capacitância (C) é definida como a razão entre a carga acumulada no capacitor (q) e a diferença de potencial entre seus eletrodos ou a tensão aplicada (U). A capacitância dos capacitores depende do tamanho e formato dos eletrodos, de sua localização entre si, bem como do material dielétrico que separa os eletrodos. Quanto maior a capacitância de um capacitor, maior será a carga acumulada por ele. A capacitância específica de um capacitor expressa a relação entre sua capacidade e seu volume. A capacitância nominal de um capacitor é a capacitância que o capacitor possui de acordo com a documentação regulamentar. A capacitância real de cada capacitor individual difere da nominal, mas deve estar dentro dos desvios permitidos. Os valores da capacitância nominal e seu desvio permitido em diversos tipos de capacitores de capacitância constante são estabelecidos pela norma.

Tensão nominal- este é o valor da tensão indicada no capacitor no qual ele opera sob condições especificadas por um longo período e ao mesmo tempo mantém seus parâmetros dentro de limites aceitáveis. O valor da tensão nominal depende das propriedades dos materiais utilizados e do design dos capacitores. Durante a operação, a tensão operacional no capacitor não deve exceder a tensão nominal. Para muitos tipos de capacitores, a tensão nominal permitida diminui à medida que a temperatura aumenta.

Coeficiente de temperatura de capacidade (TKE)– este é um parâmetro que expressa a dependência linear da capacitância do capacitor com a temperatura ambiente. Na prática, TKE é definido como a mudança relativa na capacitância com uma mudança de temperatura de 1°C. Se esta dependência for não linear, então o TKE do capacitor é caracterizado por uma mudança relativa na capacitância durante a transição da temperatura normal (20 ± 5 ° C) para a temperatura operacional permitida. Para capacitores utilizados em motores monofásicos, este parâmetro é importante e deve ser o menor possível. Na verdade, durante a operação do motor, sua temperatura aumenta e o capacitor está localizado diretamente no motor, na caixa do capacitor.

Tangente de perda (tgd). A perda de energia acumulada em um capacitor se deve a perdas no dielétrico e em suas placas. Quando a corrente alternada flui através de um capacitor, os vetores de corrente e tensão são deslocados um em relação ao outro em um ângulo (d). Este ângulo (d) é chamado de ângulo de perda dielétrica. Se não houver perdas, então d=0. A tangente de perda é a razão entre a potência ativa (Pa) e a potência reativa (Pр) em uma tensão senoidal de uma determinada frequência.

Resistência de isolamento elétrico – resistência elétrica à corrente contínua, definida como a razão entre a tensão (U) aplicada ao capacitor e a corrente de fuga (I fora ) ou condutividade. A qualidade do dielétrico utilizado caracteriza a resistência de isolamento. Para um capacitor com grande capacitância, a resistência de isolamento é inversamente proporcional à área da placa, ou seja, à sua capacitância.

Os capacitores são muito afetados pela umidade. Motores elétricos assíncronos usados ​​em equipamentos de bombeamento bombeiam água e há uma grande probabilidade de entrada de umidade no motor e na caixa do condensador. A exposição à umidade leva a uma diminuição na resistência de isolamento (a probabilidade de quebra aumenta), um aumento na tangente de perda e corrosão dos elementos metálicos do capacitor.

Além disso, durante o funcionamento do motor, os capacitores estão sujeitos a diversos tipos de cargas mecânicas: vibração, choque, aceleração, etc. Como resultado, podem aparecer cabos quebrados, rachaduras e diminuição da resistência elétrica.

Capacitores de trabalho e partida

Capacitores com dielétrico de óxido (anteriormente chamados de eletrolíticos) são usados ​​​​como capacitores de trabalho e de partida. capacitores para motores assíncronos estão conectados à rede elétrica CA e devem ser apolares. Eles têm uma tensão operacional relativamente grande de 450 volts para capacitores de óxido, que é o dobro da tensão industrial. Na prática, são utilizados capacitores com capacidade da ordem de dezenas e centenas de microfarads. Como dissemos acima, o capacitor de funcionamento é usado para produzir um campo magnético rotativo. A capacitância de partida é utilizada para produzir o campo magnético necessário para aumentar o torque de partida do motor elétrico. O capacitor de partida é conectado em paralelo ao capacitor de trabalho através de uma chave centrífuga. Quando há uma capacitância de partida, o campo magnético rotativo de um motor assíncrono no momento da partida se aproxima do circular e o fluxo magnético aumenta. Isso aumenta o torque de partida e melhora o desempenho do motor. Quando o motor assíncrono atinge velocidade suficiente para desligar a chave centrífuga, a capacitância de partida é desligada e o motor permanece em operação apenas com o capacitor funcionando. O diagrama de conexão dos capacitores de trabalho e partida é mostrado na (Fig. 1).

Circuito com capacitores de trabalho e partida

A tabela mostra as características separadas de operação e partida capacitores para motores assíncronos.

Operação, manutenção e reparo

Ao operar equipamentos de bombeamento com motor assíncrono monofásico, atenção especial deve ser dada à tensão de alimentação da rede elétrica. No caso de tensão de rede reduzida, como se sabe, o torque de partida e a velocidade do rotor são reduzidos devido ao aumento do escorregamento. Em baixa tensão, a carga no capacitor de funcionamento também aumenta e o tempo de partida do motor aumenta. Em caso de significativoSe a tensão de alimentação cair mais de 15%, há uma grande probabilidade de o motor assíncrono não dar partida. Muitas vezes, em baixa tensão, o capacitor de trabalho falha devido ao aumento das correntes e ao superaquecimento. Ele derrete e o eletrólito flui dele. Para reparos é necessário adquirir e instalar um novo capacitor de capacidade adequada. Muitas vezes acontece que o capacitor necessário não está disponível. Neste caso, você pode selecionar a capacidade necessária entre dois ou até três e quatro capacitores conectando-os em paralelo. Aqui você deve prestar atenção à tensão de operação, ela não deve ser inferior à tensão do capacitor de fábrica; A capacitância total do(s) capacitor(es) não deve diferir do valor nominal em mais de 5%. Se você instalar uma capacidade maior, o motor dará partida e funcionará, mas começará a esquentar. Se você medir a corrente nominal do motor com pinças, a corrente será superestimada. Como a resistência elétrica total do circuito nos enrolamentos do motor consiste na resistência ativa do circuito e na reatância dos enrolamentos do motor e na capacitância, então, com o aumento da capacitância, a resistência total aumenta. A mudança de fase das correntes nos enrolamentos devido ao aumento da impedância do circuito elétrico dos enrolamentos após a partida do motor diminuirá bastante, o campo magnético passará de senoidal para elíptico e as características de desempenho do motor assíncrono irão deteriorar-se muito, a eficiência diminuirá e as perdas de calor aumentarão.

Às vezes acontece que o enrolamento de partida de um motor monofásico falha junto com o capacitor. Nessa situação, o custo dos reparos aumenta bastante, pois é necessário não só substituir o capacitor, mas também rebobinar o estator. Como você sabe, o rebobinamento do estator é uma das operações mais caras no reparo de um motor. É muito raro, mas também existe uma situação em que apenas o enrolamento de partida falha em baixa tensão, enquanto o capacitor permanece operacional. Para reparar o motor, você precisa rebobinar o estator. Todas essas situações com o motor ocorrem em baixa tensão de uma rede de alimentação monofásica. Para resolver este problema, idealmente é necessário um estabilizador de tensão.

Obrigado pela sua atenção

Um capacitor é um componente eletrônico projetado para armazenar energia elétrica. Pela natureza da obra, pertence a elementos passivos. Dependendo do modo de operação em que o elemento opera, os capacitores são diferenciados capacidade constante e variável(como opção - ajuste). De acordo com o tipo de tensão de operação: polar - para operação com determinada polaridade de conexão, apolar - pode ser utilizada tanto em circuitos de corrente alternada quanto em corrente contínua. Numa conexão paralela, a capacitância resultante é somada. É importante saber isso ao selecionar a capacidade necessária para um circuito elétrico.

Para iniciar e operar motores assíncronos em um circuito CA monofásico, são utilizados capacitores:

• Lançadores.
• Trabalhadores.

O capacitor de partida foi projetado para trabalho de curto prazo- partida do motor. Depois que o motor atinge a frequência e potência de operação, o capacitor de partida é desligado. O trabalho posterior ocorre sem a participação deste elemento. Isto é necessário para determinados motores, cujo esquema de funcionamento prevê um modo de arranque, bem como para motores convencionais, que no momento do arranque apresentam uma carga no eixo que impede a rotação livre do rotor.

Use um botão para ligar o motor Kn1, que comuta o capacitor de partida C1 pelo tempo necessário para que o motor elétrico atinja a potência e velocidade necessárias. Depois disso, o capacitor C1 é desligado e o motor funciona devido a uma mudança de fase nos enrolamentos de trabalho. A tensão operacional de tal capacitor deve ser selecionada levando em consideração o coeficiente de 1,15, ou seja, para uma rede de 220 V, a tensão de operação do capacitor deve ser 220 * 1,15 = 250 V. A capacidade do capacitor de partida pode ser calculada a partir dos parâmetros iniciais do motor elétrico.

O capacitor de operação está sempre conectado ao circuito e atua como um circuito de mudança de fase para os enrolamentos do motor. Para uma operação confiável de tal motor, é necessário calcular os parâmetros do capacitor de trabalho. Devido ao fato do capacitor e do enrolamento do motor elétrico criarem um circuito oscilatório, no momento da transição de uma fase do ciclo para outra, surge um aumento de tensão no capacitor, ultrapassando a tensão de alimentação.

O capacitor está constantemente exposto a esta tensão, e na hora de escolher seu valor é necessário levar esse fator em consideração. Ao calcular a tensão do capacitor de trabalho, considere um coeficiente de 2,5-3. Para uma rede de 220 V, a tensão de operação do capacitor deve ser 550-600 V. Isso fornecerá a reserva de tensão necessária durante a operação.

Na determinação da capacidade deste elemento, são levados em consideração a potência do motor e o diagrama de ligação dos enrolamentos.

Existem dois tipos de conexão dos enrolamentos de um motor trifásico:

1. Triângulo.
2. Estrela.

Cada um desses métodos de conexão possui seu próprio cálculo.

Triângulo: Quarta=4800*Ip/Up.

Exemplo: para um motor de 1 kW - a corrente é de aproximadamente 5A, tensão 220 V. Av = 4800 * 5/220. A capacidade do capacitor de trabalho será de 109 mF. Arredonde para o número inteiro mais próximo – 110 mF.

Estrela: C р=2800*Ip/Up.

Exemplo: motor de 1000 W - corrente aproximadamente 5 A, tensão 220 V. Av = 2800 * 5/220. A capacidade do capacitor de trabalho será de 63,6 mF. Arredonde para o número inteiro mais próximo - 65 mF.

A partir dos cálculos, fica claro que o método de conexão dos enrolamentos afeta muito o tamanho do capacitor de trabalho.

Comparação de capacitores de operação e partida

Tabela comparativa de utilização de capacitores para motores assíncronos conectados à tensão de 220 V.

Devido ao fato de esses tipos de capacitores terem dimensões e custos relativamente grandes, os capacitores polares (óxido) podem ser usados ​​​​como capacitores de trabalho e de partida.

Têm a seguinte vantagem: apesar das pequenas dimensões, têm uma capacidade muito maior que os de papel.

Junto com isso, há uma desvantagem significativa: eles não podem ser conectados diretamente à rede AC. Para uso em conjunto com um motor, você precisa usar diodos semicondutores. O circuito de conexão é simples, mas tem uma desvantagem: os diodos devem ser selecionados de acordo com as correntes de carga. Em altas correntes, os diodos devem ser instalados nos radiadores. Se o cálculo estiver incorreto ou a área do dissipador de calor for menor do que o necessário, o diodo poderá falhar e permitir a passagem de tensão alternada para o circuito. Os capacitores polares são projetados para tensão constante e quando expostos à tensão alternada superaquecem, o eletrólito dentro deles ferve e falham, o que pode causar danos não só ao motor elétrico, mas também à pessoa que faz a manutenção deste dispositivo.

A tensão de 220 V é uma tensão potencialmente fatal. Para cumprir as regras de funcionamento seguro das instalações elétricas de consumo e para preservar a vida e a saúde das pessoas que operam estes dispositivos, a utilização destes circuitos de ligação deve ser realizada por um especialista.

Se houver necessidade de conectar um motor elétrico trifásico assíncrono a uma rede doméstica, você poderá encontrar um problema - parece completamente impossível fazer isso. Mas se você conhece o básico da engenharia elétrica, pode conectar um capacitor para dar partida em um motor elétrico em uma rede monofásica. Mas também existem opções de conexão sem capacitor; elas também valem a pena considerar ao projetar uma instalação com motor elétrico;

Maneiras simples de conectar um motor elétrico

A maneira mais fácil é conectar o motor usando um conversor de frequência. Existem modelos desses dispositivos que convertem tensão monofásica em trifásica. A vantagem deste método é óbvia - não há perda de potência no motor elétrico. Mas o custo desse conversor de frequência é bastante alto - a cópia mais barata custará de 5 a 7 mil rublos.

Existe outro método que é usado com menos frequência - o uso de um enrolamento assíncrono trifásico para conversão de tensão. Neste caso, toda a estrutura será muito maior e mais massiva. Portanto, será mais fácil calcular quais capacitores são necessários para dar partida no motor elétrico e instalá-los conectando-os conforme o diagrama. O principal é não perder potência, pois o funcionamento do mecanismo será muito pior.

Características do circuito com capacitores

Os enrolamentos de todos os motores elétricos trifásicos podem ser conectados de acordo com dois esquemas:

1. “Estrela” - neste caso, as extremidades de todos os enrolamentos são conectadas em um ponto. E os primórdios dos enrolamentos estão conectados à rede de alimentação.
2. “Triângulo” - o início do enrolamento é conectado ao final do enrolamento adjacente. O resultado é que os pontos de conexão dos dois enrolamentos estão conectados à fonte de alimentação.

A escolha do circuito depende da tensão com a qual o motor é alimentado. Normalmente, quando conectados a uma rede de 380 V CA, os enrolamentos são conectados em “estrela” e quando operando sob tensão de 220 V - em “triângulo”.

Na foto acima:

a) diagrama de conexão em estrela;

b) diagrama de conexão triangular.

Como uma rede monofásica claramente carece de um fio de alimentação, ela precisa ser construída artificialmente. Para tanto, são utilizados capacitores que deslocam a fase em 120 graus. São capacitores de trabalho; não são suficientes para a partida de motores elétricos com potência superior a 1500 W. Para dar partida em motores potentes, será necessário incluir adicionalmente outro contêiner, o que facilitará o trabalho durante a partida.

Capacidade de trabalho do capacitor

Para saber quais capacitores são necessários para dar partida em um motor elétrico ao operar em rede de 220 V, é necessário usar as seguintes fórmulas:

1. Quando conectado em uma configuração estrela C (escravo) = (2800 * I1) / U (rede).
2. Quando conectado em um "triângulo" C (escravo) = (4800 * I1) / U (rede).

A corrente I1 pode ser medida independentemente usando pinças. Mas você também pode usar esta fórmula: I1 = P / (1,73 U (rede) cosφ η).

O valor da potência P, tensão de alimentação, fator de potência cosφ, eficiência η podem ser encontrados na etiqueta, que está rebitada na carcaça do motor.

Uma versão simplificada do cálculo de um capacitor funcional

Se todas essas fórmulas lhe parecem um pouco complicadas, você pode usar a versão simplificada: C (escravo) = 66 * P (motor).

E se simplificarmos o cálculo tanto quanto possível, então para cada 100 W de potência do motor elétrico será necessária uma capacitância de cerca de 7 μF. Em outras palavras, se você tiver um motor de 0,75 kW, precisará de um capacitor de funcionamento com capacidade de pelo menos 52,5 uF. Após a seleção, certifique-se de medir a corrente com o motor em funcionamento - seu valor não deve ultrapassar os valores permitidos.

Iniciar capacitor

Caso o motor esteja sujeito a cargas pesadas ou sua potência exceda 1.500 W, a mudança de fase por si só não pode ser feita. Você precisará saber quais outros capacitores são necessários para dar partida em um motor elétrico de 2,2 kW e superior. A partida é conectada em paralelo com o trabalhador, mas somente é excluída do circuito quando a marcha lenta é atingida.

Certifique-se de desligar os capacitores de partida - caso contrário, ocorrerá desequilíbrio de fase e superaquecimento do motor elétrico. O capacitor de partida deve ter capacidade 2,5-3 vezes maior que o capacitor de trabalho. Se considerarmos que para o funcionamento normal do motor é necessária uma capacitância de 80 μF, então para iniciar é necessário conectar outro bloco de capacitores de 240 μF. Dificilmente você encontrará capacitores com tal capacitância à venda, então você precisa fazer a conexão:

1. Quando as capacitâncias são adicionadas em paralelo, a tensão de operação permanece a mesma indicada no elemento.
2. Em uma conexão em série, as tensões são somadas e a capacitância total será igual a C (total) = (C1*C2*..*CX)/(C1+C2+..+CX).

É aconselhável instalar capacitores de partida em motores elétricos com potência superior a 1 kW. É melhor reduzir um pouco a potência para aumentar o grau de confiabilidade.

Que tipo de capacitores usar

Agora você sabe como selecionar capacitores para dar partida em um motor elétrico ao operar em uma rede de 220 V CA. Após calcular a capacitância, você pode começar a selecionar um tipo específico de elemento. Recomenda-se usar o mesmo tipo de elementos que os elementos de trabalho e iniciais. Os capacitores de papel funcionam bem; suas designações são as seguintes: MBGP, MPGO, MBGO, KBP. Você também pode usar elementos estranhos instalados em fontes de alimentação de computadores.

A tensão de operação e a capacitância devem ser indicadas no corpo de qualquer capacitor. Uma desvantagem das células de papel é que elas são grandes, portanto, para operar um motor potente, você precisará de uma bateria bastante grande de células. É muito melhor usar capacitores estrangeiros, pois são menores e possuem maior capacidade.

Usando capacitores eletrolíticos

Você pode até usar capacitores eletrolíticos, mas eles têm uma peculiaridade - devem operar em corrente contínua. Portanto, para instalá-los na estrutura, será necessário utilizar diodos semicondutores. É indesejável usar capacitores eletrolíticos sem eles - eles tendem a explodir.

Mas mesmo que você instale diodos e resistores, isso não pode garantir segurança total. Se o semicondutor romper, a corrente alternada fluirá para os capacitores, resultando em uma explosão. A moderna base de elementos permite a utilização de produtos de alta qualidade, por exemplo, capacitores de polipropileno para operação em corrente alternada com a designação SVV.

Por exemplo, a designação dos elementos SVV60 indica que o capacitor é projetado em uma caixa cilíndrica. Mas o SVV61 tem um corpo retangular. Esses elementos operam sob tensões de 400... 450 V. Portanto, podem ser utilizados sem problemas no projeto de qualquer dispositivo que requeira a conexão de um motor elétrico trifásico assíncrono a uma rede doméstica.

Tensão operacional

Um parâmetro importante dos capacitores deve ser levado em consideração - a tensão operacional. Se você usar capacitores para dar partida em um motor elétrico com uma reserva de tensão muito grande, isso levará a um aumento nas dimensões da estrutura. Mas se você usar elementos projetados para operar com uma tensão mais baixa (por exemplo, 160 V), isso levará a uma falha rápida. Para que os capacitores funcionem normalmente, sua tensão de operação deve ser aproximadamente 1,15 vezes maior que a tensão da rede.

Além disso, uma característica deve ser levada em consideração - se você usar capacitores de papel, ao trabalhar em circuitos de corrente alternada, sua tensão deverá ser reduzida em 2 vezes. Em outras palavras, se a caixa indicar que o elemento foi projetado para uma tensão de 300 V, então esta característica é relevante para corrente contínua. Tal elemento pode ser usado em um circuito de corrente alternada com tensão não superior a 150 V. Portanto, é melhor montar baterias a partir de capacitores de papel, cuja tensão total é de cerca de 600 V.

Conectando um motor elétrico: um exemplo prático

Digamos que você tenha um motor elétrico assíncrono projetado para ser conectado a uma rede CA trifásica. Potência - 0,4 kW, tipo de motor - AOL 22-4. Principais características para conexão:

1. Potência - 0,4 kW.
2. Tensão de alimentação - 220 V.
3. A corrente ao operar em uma rede trifásica é de 1,9 A.
4. Os enrolamentos do motor são conectados por meio de um circuito estrela.

Agora resta calcular os capacitores para dar partida no motor elétrico. A potência do motor é relativamente pequena, portanto, para utilizá-lo em uma rede doméstica, basta selecionar um capacitor de trabalho, não havendo necessidade de capacitor de partida; Usando a fórmula, calcule a capacitância do capacitor: C (escravo) = 66*P (motor) = 66*0,4 = 26,4 µF.

Você pode usar fórmulas mais complexas; o valor da capacidade será um pouco diferente deste. Mas se não houver um capacitor adequado para a capacitância, você precisará conectar vários elementos. Quando conectados em paralelo, os contêineres são dobrados.

observação

Agora você sabe quais capacitores são melhores para usar para dar partida em um motor elétrico. Mas a potência cairá cerca de 20-30%. Se um mecanismo simples for acionado, ele não será sentido. A velocidade do rotor permanecerá aproximadamente a mesma indicada no passaporte. Observe que se o motor for projetado para operar em uma rede de 220 e 380 V, ele será conectado a uma rede doméstica somente se os enrolamentos estiverem conectados em um triângulo. Estude cuidadosamente a etiqueta; se ela tiver apenas a designação de um circuito “estrela”, então para funcionar em rede monofásica será necessário fazer alterações no projeto do motor elétrico.

É bom se você puder conectar o motor ao tipo de tensão necessário. E se isso não for possível? Isso vira uma dor de cabeça porque nem todo mundo sabe usar a versão trifásica de um motor monofásico. Este problema aparece em vários casos; pode ser necessário usar um motor para esmeril ou furadeira - capacitores ajudam. Mas eles vêm em vários tipos e nem todos conseguem entendê-los.

Para se ter uma ideia de sua funcionalidade, veremos a seguir como escolher um capacitor para um motor elétrico. Em primeiro lugar, recomendamos decidir sobre a capacidade correta deste dispositivo auxiliar e como calculá-la com precisão.

O que é um capacitor?

Seu dispositivo é simples e confiável - dentro de duas placas paralelas, no espaço entre elas, é instalado um dielétrico, necessário para proteção contra polarização em forma de carga criada pelos condutores. Mas diferentes tipos de capacitores para motores elétricos são diferentes, por isso é fácil cometer um erro na hora da compra.

Vejamos eles separadamente:

As versões polares não são adequadas para ligação à base de tensão alternada, pois aumenta o risco de desaparecimento dielétrico, o que conduzirá inevitavelmente ao sobreaquecimento e a uma situação de emergência - incêndio ou curto-circuito.

As versões não polares se distinguem pela interação de alta qualidade com qualquer tensão, o que se deve à opção de revestimento universal - é combinada com sucesso com maior potência de corrente e vários tipos de dielétricos.

O eletrolítico, muitas vezes chamado de óxido, é considerado o melhor para motores de baixa frequência, pois sua capacidade máxima pode chegar a 100.000 IF. Isso é possível devido ao tipo fino de filme de óxido incluído no projeto como eletrodo.

Agora dê uma olhada na foto dos capacitores de um motor elétrico - isso o ajudará a distingui-los pela aparência. Essas informações serão úteis na hora da compra e ajudarão você a adquirir o aparelho necessário, já que são todos semelhantes. Mas a ajuda do vendedor também pode ser útil - vale a pena usar o conhecimento dele se você não tiver o suficiente.

Se um capacitor for necessário para operar um motor elétrico trifásico

É necessário calcular corretamente a capacitância do capacitor do motor elétrico, o que pode ser feito por meio de uma fórmula complexa ou por meio de um método simplificado. Para fazer isso, a potência do motor elétrico é especificada para cada 100 watts, serão necessários cerca de 7-8 μF de capacidade do capacitor.

Porém, durante os cálculos, é necessário levar em consideração o nível de impacto da tensão na parte enrolada do estator. Não deve exceder o nível nominal.

Se o motor só puder dar partida com base na carga máxima, será necessário adicionar um capacitor de partida. Distingue-se pela curta duração de operação, pois é utilizado por aproximadamente 3 segundos antes que a velocidade do rotor atinja seu pico.

Deve-se levar em consideração que será necessária uma potência aumentada em 1,5 e uma capacidade de aproximadamente 2,5 - 3 vezes a da versão de rede do capacitor.

Se um capacitor for necessário para operar um motor elétrico monofásico

Normalmente, diversos capacitores para motores elétricos assíncronos são utilizados para operar com tensão de 220 V, levando em consideração a instalação em rede monofásica.

Mas o processo de utilização é um pouco mais complicado, pois os motores elétricos trifásicos operam por meio de ligação estrutural, e para as versões monofásicas será necessário fornecer torque polarizado no rotor. Isto é conseguido usando uma quantidade maior de enrolamento para iniciar, e a fase é deslocada pelas forças do capacitor.

Qual é a dificuldade em escolher tal capacitor?

Em princípio, não há maior diferença, mas diferentes capacitores para motores elétricos assíncronos exigirão um cálculo diferente da tensão permitida. Serão necessários cerca de 100 watts para cada microfarad de capacidade do dispositivo. E diferem nos modos de operação disponíveis dos motores elétricos:

• São utilizados um capacitor de partida e uma camada de enrolamento adicional (apenas para o processo de partida), então o cálculo da capacitância do capacitor é de 70 μF para 1 kW de potência do motor elétrico;
• Uma versão funcional de um capacitor com capacidade de 25 - 35 µF é utilizada com base em um enrolamento adicional com conexão constante durante todo o funcionamento do dispositivo;
• Uma versão funcional do capacitor é usada com base na conexão paralela da versão inicial.

Mas em qualquer caso, é necessário monitorar o nível de aquecimento dos elementos do motor durante o seu funcionamento. Se for observado superaquecimento, medidas devem ser tomadas.

No caso de uma versão funcional do capacitor, recomendamos reduzir sua capacidade. Recomendamos o uso de capacitores que operem a 450V ou mais por serem considerados a melhor opção.

Para evitar momentos desagradáveis, antes de conectar ao motor elétrico, recomendamos que você verifique o funcionamento do capacitor por meio de um multímetro. No processo de criação da conexão necessária com o motor elétrico, o usuário pode criar um circuito totalmente operacional.

Quase sempre, os terminais dos enrolamentos e capacitores estão localizados na parte terminal da carcaça do motor. Devido a isso, você pode criar praticamente qualquer modernização.

Importante: A versão de partida do capacitor deve ter tensão de operação de no mínimo 400 V, o que está associado ao aparecimento de um surto de aumento de potência de até 300 - 600 V que ocorre durante o processo de partida ou desligamento do motor.

Então, qual é a diferença entre uma versão assíncrona monofásica de um motor elétrico? Vejamos isso em detalhes:

• É frequentemente usado em eletrodomésticos;
• Para iniciá-lo, é utilizado um enrolamento adicional e é necessário um elemento para mudança de fase - um capacitor;
• Conecta-se com base em vários circuitos usando um capacitor;
• Para melhorar o torque de partida, uma versão inicial do capacitor é usada e o desempenho é aumentado usando uma versão operacional do capacitor.

Agora você tem as informações necessárias e sabe como conectar um capacitor a um motor de indução para obter máxima eficiência. Você também adquiriu conhecimento sobre capacitores e como usá-los.

Foto de capacitores para motor elétrico