Determinarea capacităților condensatoarelor defazate. Condensatoare de lucru și pornire

Fiecare obiect este alimentat inițial cu curent trifazat. Motivul principal este utilizarea în centralele electrice a generatoarelor cu înfășurări trifazate, defazate între ele cu 120 de grade și generând trei tensiuni sinusoidale. Cu toate acestea, cu distribuția ulterioară a curentului, consumatorului este furnizată doar o singură fază, la care sunt conectate toate echipamentele electrice existente.

Uneori este nevoie să folosiți dispozitive nestandard, așa că trebuie să rezolvați problema cum să alegeți un condensator pentru un motor trifazat. De regulă, este necesar să se calculeze capacitatea unui element dat care asigură funcționarea stabilă a unității.

Principiul conectării unui dispozitiv trifazat la o singură fază

În toate apartamentele și majoritatea caselor private, toată alimentarea internă cu energie se realizează prin rețele monofazate. În aceste condiții, uneori este necesar să se efectueze . Această operațiune este destul de posibilă din punct de vedere fizic, deoarece fazele individuale diferă unele de altele doar printr-o schimbare de timp. O astfel de schimbare poate fi organizată cu ușurință prin includerea oricăror elemente reactive în circuit - capacitive sau inductive. Ei sunt cei care îndeplinesc funcția de dispozitive de defazare atunci când se lucrează și se folosesc elemente de pornire.

Trebuie luat în considerare faptul că înfășurarea statorului în sine are inductanță. În acest sens, este suficient să conectați un condensator cu o anumită capacitate în afara motorului. În același timp, înfășurările statorului sunt conectate în așa fel încât prima dintre ele deplasează faza celeilalte înfășurări într-o direcție, iar în a treia înfășurare condensatorul efectuează aceeași procedură, numai în cealaltă direcție. Ca urmare, fazele necesare se formează în cantitate de trei, extrase dintr-un fir de alimentare monofazat.

Astfel, motorul trifazat acționează ca sarcină pentru o singură fază a sursei de alimentare conectate. Ca urmare, se formează un dezechilibru în energia consumată, care afectează negativ funcționarea generală a rețelei. Prin urmare, acest mod este recomandat a fi utilizat pentru o perioadă scurtă de timp pentru motoarele electrice de putere redusă. Conectarea înfășurărilor la o rețea monofazată se poate face.

Scheme pentru conectarea unui motor trifazat la o rețea monofazată

Atunci când un motor electric trifazat este planificat să fie conectat la o rețea monofazată, se recomandă să se acorde preferință unei conexiuni delta. O plăcuță informativă atașată la carcasă avertizează despre acest lucru. În unele cazuri, aici există o desemnare „Y”, ceea ce înseamnă o conexiune stea. Se recomandă reconectarea înfășurărilor în configurație delta pentru a evita pierderile mari de putere.

Motorul electric este conectat la una dintre fazele unei rețele monofazate, iar celelalte două faze sunt create artificial. Pentru aceasta, se utilizează un condensator de lucru (Cp) și un condensator de pornire (Sp). Chiar la începutul pornirii motorului, este necesar un nivel ridicat de curent de pornire, care nu poate fi furnizat numai de condensatorul de funcționare. Un condensator de pornire sau de pornire, conectat în paralel cu condensatorul de lucru, vine în ajutor. Cu puterea redusă a motorului, performanța lor este egală. Condensatoarele de pornire special produse sunt marcate „Starting”.

Aceste dispozitive funcționează numai în perioadele de pornire pentru a accelera motorul la puterea necesară. Ulterior este oprit folosind un buton sau un întrerupător dublu.

Tipuri de condensatoare de pornire

Motoarele electrice mici, a căror putere nu depășește 200-400 de wați, pot funcționa fără dispozitiv de pornire. Pentru ei, un condensator de lucru este suficient. Cu toate acestea, dacă există sarcini semnificative la pornire, se folosesc în mod necesar condensatori de pornire suplimentari. Este conectat în paralel cu condensatorul de lucru și în timpul perioadei de accelerare este menținut în poziția pornit folosind un buton sau releu special.

Pentru a calcula capacitatea elementului de pornire, este necesar să înmulțiți capacitatea condensatorului de lucru cu un factor egal cu 2 sau 2,5. În timpul accelerației, motorul necesită din ce în ce mai puțină capacitate. În acest sens, nu ar trebui să țineți constant condensatorul de pornire. Capacitatea mare la viteze mari va duce la supraîncălzirea și defectarea unității.

Designul standard al condensatorului constă din două plăci situate una față de cealaltă și separate printr-un strat dielectric. Atunci când alegeți un anumit element, este necesar să luați în considerare parametrii și caracteristicile tehnice ale acestuia.

Toți condensatorii sunt prezentați în trei tipuri principale:

• Polar. Nu pot funcționa motoare electrice conectate la curent alternativ. Un strat dielectric care se prăbușește poate duce la încălzirea unității și la scurtcircuit ulterior.
• nepolar. A primit cea mai mare distribuție. Ele pot funcționa în orice opțiune de conectare datorită interacțiunii identice a plăcilor cu dielectricul și sursa de curent.
• Electrolitic. În acest caz, electrozii sunt o peliculă subțire de oxid. Pot atinge o capacitate maximă posibilă de până la 100 mii uF, ideale pentru motoarele de joasă frecvență.

Selectarea unui condensator pentru un motor trifazat

Condensatorii destinati unui motor trifazat trebuie sa aiba o capacitate destul de mare - de la zeci la sute de microfarad. Condensatoarele electrolitice nu sunt potrivite pentru aceste scopuri deoarece necesită o conexiune unipolară. Adică, special pentru aceste dispozitive va fi necesar să se creeze un redresor cu diode și rezistențe.

Treptat, electrolitul din astfel de condensatoare se usucă, ceea ce duce la pierderea capacității. În plus, în timpul funcționării, aceste elemente uneori explodează. Dacă tot decideți să utilizați dispozitive electrolitice, trebuie să țineți cont de aceste caracteristici.

Exemple clasice sunt elementele prezentate în figură. Condensatorul de lucru este afișat în stânga, iar condensatorul de pornire în dreapta.

Selectarea unui condensator pentru un motor trifazat se efectuează experimental. Capacitatea dispozitivului de lucru este selectată la o rată de 7 μF la 100 W de putere. Prin urmare, 600 W vor corespunde la 42 µF. Condensatorul de pornire este de cel puțin 2 ori capacitatea de funcționare. Astfel, 2 x 45 = 90 uF ar fi cea mai potrivită cifră.

Alegerea se face treptat, pe baza funcționării motorului, deoarece puterea sa reală depinde direct de capacitatea condensatoarelor utilizate. În plus, acest lucru se poate face folosind o masă specială. Dacă capacitatea este insuficientă, motorul își va pierde puterea, iar dacă există o capacitate în exces, se va produce supraîncălzirea din cauza curentului excesiv. Dacă condensatorul este selectat corect, motorul va funcționa normal, fără smucituri sau zgomote străine. Selectăm aparatul mai precis prin calcule efectuate folosind formule speciale.

Calculul capacității

Capacitatea condensatorului pentru motorul electric este calculată pe baza diagramei de conectare a înfășurării - stea sau triunghi.

În ambele cazuri, se aplică formula generală de calcul: C slave = k x I f /U rețea, la care toți parametrii au următoarele denumiri:

• k - este un coeficient special. Valoarea sa este de 2800 pentru circuitul stea și 4800 pentru circuitul delta.
• Dacă - curentul nominal al statorului este indicat pe plăcuța cu informații. Dacă este imposibil de citit, măsurătorile sunt luate folosind cleme speciale de măsurare.
• Umains este tensiunea de alimentare de 220 volți.

Prin înlocuirea tuturor valorilor necesare, puteți calcula cu ușurință ce capacitate va avea condensatorul de lucru (μF). În timpul calculelor, este necesar să se țină seama de curentul furnizat înfășurării fazei statorului. Nu trebuie să depășească valoarea nominală, la fel cum sarcina unui motor cu un condensator nu trebuie să depășească 60-80% din puterea nominală indicată pe plăcuța cu informații.

Cum se conectează condensatoarele de pornire și de funcționare

Figura prezintă cea mai simplă diagramă de conectare a elementelor de pornire și de lucru. Primul dintre ele este instalat în partea de sus, iar al doilea în partea de jos. În același timp, la motor este conectat un buton de pornire și oprire. Cel mai important lucru este să înțelegeți cu atenție firele pentru a nu amesteca capetele.

Această schemă vă permite să efectuați o verificare preliminară cu o estimare inexactă. Se folosește și după selecția finală a celei mai optime valori.

Această selecție se efectuează experimental folosind mai mulți condensatori de capacități diferite. Când sunt conectate în paralel, puterea lor totală va crește. În acest moment, trebuie să monitorizați funcționarea motorului. Dacă funcționarea este stabilă și lină, în acest caz puteți cumpăra un condensator cu o capacitate egală cu suma capacităților elementelor de testare.

Bună ziua, dragi cititori ai blogului

În secțiunea „Accesorii” vom lua în considerare condensatorii pentru monofazat. Pentru motoarele trifazate, atunci când sunt conectate la sursa de alimentare, apare un câmp magnetic rotativ, datorită căruia motorul pornește. Spre deosebire de motoarele trifazate, motoarele monofazate au două înfășurări în stator: o înfășurare de lucru și una de pornire. Înfășurarea de lucru este conectată direct la sursa de alimentare monofazată, iar înfășurarea de pornire este conectată în serie cu condensatorul. Un condensator este necesar pentru a crea o schimbare de fază între curenții înfășurărilor de lucru și de pornire. Cel mai mare cuplu din motor apare atunci când defazarea curenților de înfășurare atinge 90 °, iar amplitudinile acestora creează un câmp rotativ circular. Un condensator este un element al unui circuit electric și este conceput pentru a-și folosi capacitatea. Este format din doi electrozi sau, mai corect, plăci, care sunt separate printr-un dielectric. Condensatorii au capacitatea de a stoca energie electrică. În Sistemul Internațional de Unități SI, o unitate de capacitate este considerată ca fiind capacitatea unui condensator a cărui diferență de potențial crește cu un volt atunci când i se transmite o sarcină de un coulomb (C). Capacitatea condensatoarelor este măsurată în faradi (F). Capacitatea unui farad este foarte mare. În practică, se folosesc unități mai mici de microfarad (μF); un μF este egal cu 10 -6 F, picofarads (pF) un pF este egal cu 10 -12 µF. În asincron monofazat motoare În funcție de putere, sunt utilizați condensatori cu o capacitate de la câteva până la sute de microfarad.

Parametrii și caracteristicile electrice de bază

Principalii parametri electrici includ: capacitatea nominală a condensatorului și tensiunea nominală de funcționare. Pe lângă acești parametri, există și coeficientul de temperatură al capacității (TKE), tangenta de pierdere (tgd) și rezistența de izolație electrică.

Capacitatea condensatorului. Capacitatea unui condensator de a acumula și menține o sarcină electrică este caracterizată de capacitatea sa. Capacitatea (C) este definită ca raportul dintre sarcina acumulată în condensator (q) și diferența de potențial între electrozii săi sau tensiunea aplicată (U). Capacitatea condensatoarelor depinde de dimensiunea și forma electrozilor, de locația lor unul față de celălalt, precum și de materialul dielectric care separă electrozii. Cu cât este mai mare capacitatea condensatorului, cu atât este mai mare sarcina acumulată de acesta. Capacitatea specifică a condensatorului - exprimă raportul dintre capacitatea acestuia și volum. Capacitatea nominală a unui condensator este capacitatea pe care o are condensatorul conform documentației de reglementare. Capacitatea reală a fiecărui condensator individual diferă de cea nominală, dar trebuie să se încadreze în abaterile admise. Valorile capacității nominale și abaterea ei admisă în diferite tipuri de condensatoare de capacitate constantă sunt stabilite de standard.

Tensiune nominală- aceasta este valoarea tensiunii indicată pe condensatorul la care funcționează în condiții specificate pentru o perioadă lungă de timp și, în același timp, își menține parametrii în limite acceptabile. Valoarea tensiunii nominale depinde de proprietățile materialelor utilizate și de proiectarea condensatoarelor. În timpul funcționării, tensiunea de funcționare a condensatorului nu trebuie să depășească tensiunea nominală. Pentru multe tipuri de condensatoare, tensiunea nominală admisă scade pe măsură ce temperatura crește.

Coeficientul de temperatură al capacității (TKE)– acesta este un parametru care exprimă dependența liniară a capacității condensatorului de temperatura ambiantă. În practică, TKE este definit ca modificarea relativă a capacității cu o schimbare de temperatură de 1°C. Dacă această dependență este neliniară, atunci TKE a condensatorului este caracterizată printr-o modificare relativă a capacității în timpul trecerii de la temperatura normală (20 ± 5 ° C) la temperatura de funcționare admisă. Pentru condensatoarele utilizate la motoarele monofazate, acest parametru este important și ar trebui să fie cât mai mic posibil. Într-adevăr, în timpul funcționării motorului, temperatura acestuia crește, iar condensatorul este situat direct pe motor în cutia condensatorului.

Tangenta de pierdere (tgd). Pierderea energiei acumulate într-un condensator se datorează pierderilor în dielectric și plăcile acestuia. Când curentul alternativ trece printr-un condensator, vectorii curent și tensiune sunt deplasați unul față de celălalt printr-un unghi (d). Acest unghi (d) se numește unghi de pierdere dielectrică. Dacă nu există pierderi, atunci d=0. Tangenta de pierderi este raportul dintre puterea activă (Pa) și puterea reactivă (Pр) la o tensiune sinusoidală de o anumită frecvență.

Rezistenta de izolare electrica – rezistența electrică la curentul continuu, definită ca raportul dintre tensiunea (U) aplicată condensatorului și curentul de scurgere (I ut ), sau conductivitate. Calitatea dielectricului utilizat caracterizează rezistența de izolație. Pentru un condensator cu o capacitate mare, rezistența de izolație este invers proporțională cu aria plăcii sale sau cu capacitatea sa.

Condensatorii sunt foarte afectați de umiditate. Motoarele electrice asincrone utilizate în echipamentele de pompare pompează apă și există o mare probabilitate de a pătrunde umiditatea în motor și în cutia condensatorului. Expunerea la umiditate duce la o scădere a rezistenței de izolație (probabilitatea defecțiunii crește), o creștere a tangentei de pierdere și coroziunea elementelor metalice ale condensatorului.

În plus, în timpul funcționării motorului, condensatorii sunt supuși diferitelor tipuri de sarcini mecanice: vibrații, șoc, accelerație etc. Ca rezultat, pot apărea cabluri rupte, fisuri și o scădere a rezistenței electrice.

Condensatoare de lucru și pornire

Condensatorii cu un dielectric de oxid (numit anterior electrolitic) sunt utilizați ca condensatori de lucru și de pornire condensatoare pentru motoare asincrone sunt conectate la rețeaua de curent alternativ și trebuie să fie nepolare. Au o tensiune de funcționare relativ mare de 450 de volți pentru condensatoarele de oxid, care este de două ori tensiunea industrială. În practică, se folosesc condensatoare cu o capacitate de ordinul zecilor și sutelor de microfaradi. După cum am spus mai sus, condensatorul de funcționare este folosit pentru a produce un câmp magnetic rotativ. Capacitatea de pornire este utilizată pentru a produce câmpul magnetic necesar creșterii cuplului de pornire al motorului electric. Condensatorul de pornire este conectat în paralel cu condensatorul de lucru printr-un comutator centrifugal. Când există o capacitate de pornire, câmpul magnetic rotativ al unui motor asincron în momentul pornirii se apropie circular, iar fluxul magnetic crește. Aceasta crește cuplul de pornire și îmbunătățește performanța motorului. Când motorul asincron atinge o viteză suficientă pentru a opri comutatorul centrifugal, capacitatea de pornire este oprită și motorul rămâne în funcțiune numai cu un condensator de lucru. Schema de conectare a condensatoarelor de lucru și de pornire este prezentată în (Fig. 1).

Circuit cu condensatori de lucru și de pornire

Tabelul prezintă caracteristicile separate de funcționare și pornire condensatoare pentru motoare asincrone.

Operare, întreținere și reparare

La operarea echipamentelor de pompare cu un motor asincron monofazat, trebuie acordată o atenție deosebită tensiunii de alimentare a rețelei electrice. În cazul unei tensiuni de rețea reduse, după cum se știe, cuplul de pornire și viteza rotorului sunt reduse datorită alunecării crescute. La tensiune joasă, sarcina condensatorului de funcționare crește și timpul de pornire a motorului crește. În caz semnificativDacă tensiunea de alimentare scade cu mai mult de 15%, există o mare probabilitate ca motorul asincron să nu pornească. Foarte des, la tensiune joasă, condensatorul de lucru se defectează din cauza curenților crescuti și supraîncălzirii. Se topește și electrolitul curge din el. Pentru reparații, este necesară achiziționarea și instalarea unui nou condensator de capacitate adecvată. Se întâmplă adesea ca condensatorul necesar să nu fie la îndemână. În acest caz, puteți selecta capacitatea necesară dintre două sau chiar trei și patru condensatoare prin conectarea lor în paralel. Aici ar trebui să acordați atenție tensiunii de funcționare, aceasta nu trebuie să fie mai mică decât tensiunea de pe condensatorul din fabrică. Capacitatea totală a condensatorului (condensatorilor) ar trebui să difere de valoarea nominală cu cel mult 5%. Dacă instalați o capacitate mai mare, motorul va porni și va funcționa, dar va începe să se încălzească. Dacă măsurați curentul nominal al motorului folosind cleme, curentul va fi supraestimat. Deoarece rezistența electrică totală a circuitului din înfășurările motorului constă din rezistența activă a circuitului și reactanța înfășurărilor motorului și capacitatea, atunci cu creșterea capacității rezistența totală crește. Schimbarea de fază a curenților din înfășurări din cauza creșterii impedanței circuitului electric al înfășurărilor după pornirea motorului va scădea foarte mult, câmpul magnetic de la sinusoidal se va transforma în eliptic, iar caracteristicile de performanță ale motorului asincron sunt foarte deteriorat, randamentul scade si pierderile de caldura cresc.

Uneori se întâmplă ca înfășurarea de pornire a unui motor monofazat să eșueze împreună cu condensatorul. Într-o astfel de situație, costul reparațiilor crește brusc, deoarece este necesar nu numai înlocuirea condensatorului, ci și derularea statorului. După cum știți, rebobinarea statorului este una dintre cele mai costisitoare operațiuni atunci când reparați un motor. Este foarte rar, dar există și o situație când la tensiune joasă se defectează doar înfășurarea de pornire, în timp ce condensatorul rămâne funcțional. Pentru a repara motorul, trebuie să rebobinați statorul. Toate aceste situații cu motorul apar la tensiune joasă a unei rețele de alimentare monofazate. Pentru a rezolva această problemă, în mod ideal este necesar un stabilizator de tensiune.

Vă mulțumim pentru atenție

Un condensator este o componentă electronică concepută pentru a stoca energie electrică. Prin natura lucrării, ea aparține elementelor pasive. În funcție de modul de funcționare în care funcționează elementul, se disting condensatorii capacitate constantă și variabilă(ca opțiune - tuning). În funcție de tipul tensiunii de funcționare: polar - pentru funcționarea cu o anumită polaritate de conectare, nepolar - poate fi utilizat atât în ​​circuite de curent alternativ, cât și în curent continuu. Într-o conexiune paralelă, capacitatea rezultată este însumată. Acest lucru este important de știut atunci când selectați capacitatea necesară pentru un circuit electric.

Pentru pornirea și operarea motoarelor asincrone într-un circuit de curent alternativ monofazat, sunt utilizați condensatori:

• Lansatoare.
• Muncitori.

Condensatorul de pornire este conceput pentru munca pe termen scurt– pornirea motorului. După ce motorul atinge frecvența și puterea de funcționare, condensatorul de pornire este oprit. Lucrările ulterioare au loc fără participarea acestui element. Acest lucru este necesar pentru anumite motoare, a căror schemă de funcționare prevede un mod de pornire, precum și pentru motoarele convenționale, care la momentul pornirii au o sarcină pe arbore care împiedică rotația liberă a rotorului.

Folosiți un buton pentru a porni motorul Kn1, care comută condensatorul de pornire C1 pentru timpul necesar pentru ca motorul electric să atingă puterea și viteza necesară. După aceasta, condensatorul C1 este oprit și motorul funcționează din cauza unei defazări în înfășurările de lucru. Tensiunea de funcționare a unui astfel de condensator trebuie selectată ținând cont de coeficientul de 1,15, adică. pentru o rețea de 220 V, tensiunea de funcționare a condensatorului ar trebui să fie de 220 * 1,15 = 250 V. Capacitatea condensatorului de pornire poate fi calculată din parametrii inițiali ai motorului electric.

Condensatorul de funcționare este conectat la circuit în orice moment și acționează ca un circuit de defazare pentru înfășurările motorului. Pentru funcționarea fiabilă a unui astfel de motor, este necesar să se calculeze parametrii condensatorului de lucru. Datorită faptului că condensatorul și înfășurarea motorului electric creează un circuit oscilator, în momentul trecerii de la o fază a ciclului la alta, pe condensator apare o tensiune crescută, depășind tensiunea de alimentare.

Condensatorul este expus constant acestei tensiuni, iar la alegerea valorii sale, este necesar să se țină cont de acest factor. Când calculați tensiunea condensatorului de lucru, luați un coeficient de 2,5-3. Pentru o rețea de 220 V, tensiunea condensatorului de funcționare ar trebui să fie 550-600 V. Aceasta va asigura rezerva de tensiune necesară în timpul funcționării.

La determinarea capacității acestui element se ia în considerare puterea motorului și schema de conectare a înfășurării.

Există două tipuri de conectare a înfășurărilor unui motor trifazat:

1. Triunghi.
2. Stea.

Fiecare dintre aceste metode de conectare are propriul calcul.

Triunghi: Miercuri=4800*Ip/Up.

Exemplu: pentru un motor de 1 kW - curentul este de aproximativ 5A, tensiune 220 V. Av = 4800 * 5/220. Capacitatea condensatorului de lucru va fi de 109 mF. Rotunjiți la cel mai apropiat număr întreg – 110 mF.

Vedeta: C р=2800*Ip/Up.

Exemplu: motor de 1000 W - curentul este de aproximativ 5 A, tensiune 220 V. Av = 2800 * 5/220. Capacitatea condensatorului de lucru va fi de 63,6 mF. Rotunjiți la cel mai apropiat număr întreg – 65 mF.

Din calcule este clar că metoda de conectare a înfășurărilor afectează foarte mult dimensiunea condensatorului de lucru.

Comparația condensatoarelor de pornire și de pornire

Tabel comparativ al utilizării condensatoarelor pentru motoarele asincrone conectate la o tensiune de 220 V.

Datorită faptului că aceste tipuri de condensatoare au dimensiuni și costuri relativ mari, condensatorii polari (oxid) pot fi folosiți ca condensator de lucru și de pornire.

Au urmatorul avantaj: in ciuda dimensiunilor reduse, au o capacitate mult mai mare decat cele din hartie.

Pe lângă aceasta, există un dezavantaj semnificativ: nu pot fi conectate direct la rețeaua AC. Pentru utilizarea împreună cu un motor, trebuie să utilizați diode semiconductoare. Circuitul de conectare este simplu, dar are un dezavantaj: diodele trebuie selectate în funcție de curenții de sarcină. La curenți mari, diodele trebuie instalate pe radiatoare. Dacă calculul este incorect sau aria radiatorului este mai mică decât este necesar, dioda poate eșua și permite trecerea tensiunii alternative în circuit. Condensatorii polari sunt proiectați pentru tensiune constantă și atunci când sunt expuși la tensiune alternativă, se supraîncălzesc, electrolitul din interiorul lor fierbe și se defectează, ceea ce poate provoca daune nu numai motorului electric, ci și persoanei care întreține acest dispozitiv.

Tensiunea de 220 V este o tensiune care pune viața în pericol. Pentru a respecta regulile de funcționare în siguranță a instalațiilor electrice de consum și pentru a păstra viața și sănătatea persoanelor care operează aceste dispozitive, utilizarea acestor circuite de conectare trebuie efectuată de un specialist.

Dacă este necesar să conectați un motor electric trifazat asincron la o rețea casnică, este posibil să întâmpinați o problemă - pare complet imposibil să faceți acest lucru. Dar dacă cunoașteți elementele de bază ale ingineriei electrice, puteți conecta un condensator pentru a porni un motor electric într-o rețea monofazată. Dar există și opțiuni de conectare fără condensator, de asemenea, merită luate în considerare atunci când proiectați o instalație cu un motor electric.

Modalități simple de a conecta un motor electric

Cel mai simplu mod este să conectați motorul folosind un convertor de frecvență. Există modele ale acestor dispozitive care convertesc tensiunea monofazată în trifazată. Avantajul acestei metode este evident - nu există pierderi de putere în motorul electric. Dar costul unui astfel de convertor de frecvență este destul de mare - cea mai ieftină copie va costa 5-7 mii de ruble.

Există o altă metodă care este utilizată mai rar - utilizarea unei înfășurări asincrone trifazate pentru a converti tensiunea. În acest caz, întreaga structură va fi mult mai mare și mai masivă. Prin urmare, va fi mai ușor să calculați ce condensatoare sunt necesare pentru a porni motorul electric și să le instalați conectându-le conform diagramei. Principalul lucru este să nu pierdeți putere, deoarece funcționarea mecanismului va fi mult mai proastă.

Caracteristicile circuitului cu condensatori

Înfășurările tuturor motoarelor electrice trifazate pot fi conectate după două scheme:

1. „Star” - în acest caz, capetele tuturor înfășurărilor sunt conectate la un moment dat. Și începuturile înfășurărilor sunt conectate la rețeaua de alimentare.
2. „Triunghi” - începutul înfășurării este conectat la sfârșitul celei adiacente. Rezultatul este că punctele de conectare ale celor două înfășurări sunt conectate la sursa de alimentare.

Alegerea circuitului depinde de tensiunea cu care este alimentat motorul. De obicei, atunci când sunt conectate la o rețea de 380 V AC, înfășurările sunt conectate într-o „stea”, iar atunci când funcționează sub o tensiune de 220 V - într-o „delta”.

In poza de mai sus:

a) schema de conectare în stea;

b) schema de conectare triunghiulară.

Deoarece unei rețele monofazate îi lipsește în mod clar un fir de alimentare, aceasta trebuie realizată artificial. În acest scop, se folosesc condensatoare care schimbă faza cu 120 de grade. Acestea sunt condensatoare de lucru, nu sunt suficiente la pornirea motoarelor electrice cu o putere de peste 1500 W. Pentru a porni motoare puternice, va trebui să includeți suplimentar un alt container, care va facilita lucrul în timpul pornirii.

Capacitatea condensatorului de lucru

Pentru a afla ce condensatori sunt necesari pentru a porni un motor electric atunci când funcționează pe o rețea de 220 V, trebuie să utilizați următoarele formule:

1. Când este conectat într-o configurație stea C (slave) = (2800 * I1) / U (rețea).
2. Când este conectat într-un „triunghi” C (slave) = (4800 * I1) / U (rețea).

Curentul I1 poate fi măsurat independent folosind cleme. Dar puteți folosi și această formulă: I1 = P / (1,73 U (rețea) cosφ η).

Valoarea puterii P, tensiunea de alimentare, factorul de putere cosφ, randamentul η pot fi găsite pe etichetă, care este nituită pe carcasa motorului.

O versiune simplificată a calculării unui condensator de lucru

Dacă toate aceste formule vi se par puțin complicate, puteți folosi versiunea lor simplificată: C (slave) = 66 * P (motor).

Și dacă simplificăm calculul cât mai mult posibil, atunci pentru fiecare 100 W de putere a motorului electric este necesară o capacitate de aproximativ 7 μF. Cu alte cuvinte, dacă aveți un motor de 0,75 kW, atunci veți avea nevoie de un condensator de funcționare cu o capacitate de cel puțin 52,5 uF. După selecție, asigurați-vă că măsurați curentul când motorul funcționează - valoarea acestuia nu trebuie să depășească valorile admise.

Pornirea condensatorului

În cazul în care motorul este supus la sarcini mari sau puterea lui depășește 1500 W, nu se poate face doar o schimbare de fază. Va trebui să știți ce alte condensatoare sunt necesare pentru a porni un motor electric de 2,2 kW și mai mult. Demarorul este conectat în paralel cu lucrătorul, dar numai acesta este exclus din circuit când este atinsă turația de ralanti.

Asigurați-vă că opriți condensatorii de pornire - în caz contrar apare dezechilibrul de fază și supraîncălzirea motorului electric. Capacitatea condensatorului de pornire ar trebui să fie de 2,5-3 ori mai mare decât condensatorul de lucru. Dacă considerați că este necesară o capacitate de 80 μF pentru funcționarea normală a motorului, atunci pentru a porni trebuie să conectați un alt bloc de condensatori de 240 μF. Cu greu puteți găsi condensatoare cu o astfel de capacitate la vânzare, așa că trebuie să faceți conexiunea:

1. Când capacitățile sunt adăugate în paralel, tensiunea de funcționare rămâne aceeași cu cea indicată pe element.
2. Într-o conexiune în serie, tensiunile sunt adăugate, iar capacitatea totală va fi egală cu C (total) = (C1*C2*..*CX)/(C1+C2+..+CX).

Este recomandabil să instalați condensatori de pornire pe motoarele electrice a căror putere este de peste 1 kW. Este mai bine să reduceți puțin puterea nominală pentru a crește gradul de fiabilitate.

Ce tip de condensatori să folosiți

Acum știți cum să selectați condensatorii pentru a porni un motor electric atunci când funcționează pe o rețea de 220 V AC După calcularea capacității, puteți începe să selectați un anumit tip de element. Se recomandă utilizarea aceluiași tip de elemente ca și elementele de lucru și de pornire. Condensatorii de hârtie funcționează bine, desemnările lor sunt următoarele: MBGP, MPGO, MBGO, KBP. De asemenea, puteți utiliza elemente străine care sunt instalate în sursele de alimentare ale computerului.

Tensiunea de funcționare și capacitatea trebuie să fie indicate pe corpul oricărui condensator. Un dezavantaj al celulelor de hârtie este că au dimensiuni mari, așa că pentru a opera un motor puternic veți avea nevoie de o baterie destul de mare de celule. Este mult mai bine să folosiți condensatori străini, deoarece au dimensiuni mai mici și au o capacitate mai mare.

Utilizarea condensatoarelor electrolitice

Puteți folosi chiar și condensatori electrolitici, dar au o particularitate - trebuie să funcționeze pe curent continuu. Prin urmare, pentru a le instala în structură, va trebui să utilizați diode semiconductoare. Nu este de dorit să folosiți condensatori electrolitici fără ele - au tendința de a exploda.

Dar chiar dacă instalați diode și rezistențe, acest lucru nu poate garanta siguranța completă. Dacă semiconductorul se sparge, atunci curentul alternativ va curge către condensatori, rezultând o explozie. Baza modernă a elementului permite utilizarea de produse de înaltă calitate, de exemplu, condensatoare din polipropilenă pentru funcționarea în curent alternativ cu denumirea SVV.

De exemplu, denumirea elementelor SVV60 indică faptul că condensatorul este proiectat într-o carcasă cilindrică. Dar SVV61 are un corp dreptunghiular. Aceste elemente funcționează sub o tensiune de 400... 450 V. Prin urmare, pot fi utilizate fără probleme în proiectarea oricărui dispozitiv care necesită conectarea unui motor electric trifazat asincron la o rețea casnică.

Tensiunea de operare

Un parametru important al condensatorilor trebuie luat în considerare - tensiunea de funcționare. Dacă utilizați condensatori pentru a porni un motor electric cu o rezervă de tensiune foarte mare, aceasta va duce la o creștere a dimensiunilor structurii. Dar dacă utilizați elemente proiectate să funcționeze la o tensiune mai mică (de exemplu, 160 V), acest lucru va duce la o defecțiune rapidă. Pentru ca condensatorii să funcționeze normal, tensiunea lor de funcționare trebuie să fie de aproximativ 1,15 ori mai mare decât tensiunea rețelei.

Mai mult, trebuie luată în considerare o caracteristică - dacă utilizați condensatoare de hârtie, atunci când lucrați în circuite de curent alternativ, tensiunea acestora trebuie redusă de 2 ori. Cu alte cuvinte, dacă carcasa indică faptul că elementul este proiectat pentru o tensiune de 300 V, atunci această caracteristică este relevantă pentru curentul continuu. Un astfel de element poate fi utilizat într-un circuit de curent alternativ cu o tensiune de cel mult 150 V. Prin urmare, este mai bine să asamblați bateriile din condensatoare de hârtie, a căror tensiune totală este de aproximativ 600 V.

Conectarea unui motor electric: un exemplu practic

Să presupunem că aveți un motor electric asincron conceput pentru a fi conectat la o rețea trifazată de curent alternativ. Putere - 0,4 kW, tip motor - AOL 22-4. Principalele caracteristici pentru conectare:

1. Putere - 0,4 kW.
2. Tensiune de alimentare - 220 V.
3. Curentul atunci când funcționează dintr-o rețea trifazată este de 1,9 A.
4. Înfășurările motorului sunt conectate folosind un circuit în stea.

Acum rămâne de calculat condensatorii pentru a porni motorul electric. Puterea motorului este relativ mică, prin urmare, pentru a o utiliza într-o rețea casnică, trebuie doar să selectați un condensator de lucru, nu este nevoie de un condensator de pornire. Folosind formula, calculați capacitatea condensatorului: C (slave) = 66*P (motor) = 66*0,4 = 26,4 µF.

Puteți utiliza formule mai complexe; valoarea capacității va diferi ușor de aceasta. Dar dacă nu există un condensator potrivit pentru capacitatea, trebuie să conectați mai multe elemente. Când sunt conectate în paralel, containerele sunt pliate.

Vă rugăm să rețineți

Acum știți ce condensatoare sunt cele mai bune pentru a porni un motor electric. Dar puterea va scădea cu aproximativ 20-30%. Dacă un mecanism simplu este pus în mișcare, acesta nu va fi simțit. Viteza rotorului va rămâne aproximativ aceeași cu cea indicată în pașaport. Vă rugăm să rețineți că, dacă motorul este proiectat să funcționeze dintr-o rețea de 220 și 380 V, atunci este conectat la o rețea de uz casnic numai dacă înfășurările sunt conectate într-un triunghi. Studiați cu atenție eticheta dacă are doar denumirea unui circuit „stea”, atunci pentru a funcționa într-o rețea monofazată, va trebui să faceți modificări în designul motorului electric.

Este bine dacă puteți conecta motorul la tipul de tensiune necesar. Ce se întâmplă dacă acest lucru nu este posibil? Acest lucru devine o bătaie de cap pentru că nu toată lumea știe să folosească versiunea trifazată a unui motor monofazat. Această problemă apare în diferite cazuri; poate fi necesară utilizarea unui motor pentru o mașină de găurit sau de găurit - condensatorii vor ajuta. Dar vin în multe tipuri și nu toată lumea le poate înțelege.

Pentru a vă face o idee despre funcționalitatea lor, ne vom uita în continuare la cum să alegeți un condensator pentru un motor electric. În primul rând, vă recomandăm să decideți asupra capacității corecte a acestui dispozitiv auxiliar și cum să o calculați cu exactitate.

Ce este un condensator?

Dispozitivul său este simplu și fiabil - în interiorul a două plăci paralele, în spațiul dintre ele, este instalat un dielectric, care este necesar pentru protecția împotriva polarizării sub forma unei sarcini create de conductori. Dar diferitele tipuri de condensatoare pentru motoarele electrice sunt diferite, așa că este ușor să greșiți în momentul achiziției.

Să le privim separat:

Versiunile Polar nu sunt potrivite pentru conectarea pe baza de tensiune alternativă, deoarece riscul de dispariție a dielectricului crește, ceea ce va duce inevitabil la supraîncălzire și o situație de urgență - incendiu sau scurtcircuit.

Versiunile nepolare se disting prin interacțiunea de înaltă calitate cu orice tensiune, care se datorează opțiunii de placare universală - este combinată cu succes cu puterea curentă crescută și diferite tipuri de dielectrice.

Electroliticul, numit adesea oxid, este considerat cel mai bun pentru motoarele de joasă frecvență, deoarece capacitatea lor maximă poate ajunge la 100.000 IF. Acest lucru este posibil datorită tipului subțire de peliculă de oxid inclusă în proiectare ca electrod.

Acum verificați fotografia condensatoarelor pentru un motor electric - acest lucru vă va ajuta să le distingeți după aspect. Astfel de informații vor fi utile în timpul achiziției și vă vor ajuta să achiziționați dispozitivul necesar, deoarece toate sunt similare. Dar ajutorul vânzătorului poate fi, de asemenea, util - merită să-i folosești cunoștințele dacă nu ai destule.

Dacă este necesar un condensator pentru a funcționa un motor electric trifazat

Este necesar să se calculeze corect capacitatea condensatorului motorului electric, care se poate face folosind o formulă complexă sau folosind o metodă simplificată. Pentru a face acest lucru, este specificată puterea motorului electric pentru fiecare 100 de wați, vor fi necesare aproximativ 7-8 μF din capacitatea condensatorului.

Dar în timpul calculelor este necesar să se ia în considerare nivelul impactului tensiunii asupra părții de înfășurare a statorului. Nu trebuie să depășească nivelul nominal.

Dacă motorul poate porni numai pe baza sarcinii maxime, va trebui să adăugați un condensator de pornire. Se distinge prin durata scurtă de funcționare, deoarece este utilizat timp de aproximativ 3 secunde înainte ca viteza rotorului să atingă apogeul.

Trebuie avut în vedere că va necesita o putere crescută de 1,5 ori, iar o capacitate mărită de aproximativ 2,5 - 3 ori, decât cea a versiunii de rețea a condensatorului.

Dacă este necesar un condensator pentru a opera un motor electric monofazat

De obicei, diverși condensatori pentru motoarele electrice asincrone sunt utilizați pentru a funcționa cu o tensiune de 220 V, ținând cont de instalarea într-o rețea monofazată.

Dar procesul de utilizare a acestora este puțin mai complicat, deoarece motoarele electrice trifazate funcționează folosind o conexiune structurală, iar pentru versiunile monofazate va fi necesar să se asigure un cuplu polarizat la rotor. Acest lucru se realizează prin utilizarea unei cantități crescute de înfășurare pentru pornire, iar faza este deplasată de forțele condensatorului.

Care este dificultatea în alegerea unui astfel de condensator?

În principiu, nu există o diferență mai mare, dar diferiți condensatori pentru motoarele electrice asincrone vor necesita un calcul diferit al tensiunii admisibile. Vor fi necesari aproximativ 100 de wați pentru fiecare microfarad de capacitate a dispozitivului. Și diferă în modurile de funcționare disponibile ale motoarelor electrice:

• Se utilizează un condensator de pornire și un strat de înfășurare suplimentară (numai pentru procesul de pornire), apoi calculul capacității condensatorului este de 70 μF pentru 1 kW de putere a motorului electric;
• O versiune de lucru a unui condensator cu o capacitate de 25 - 35 µF este utilizată pe baza unei înfășurări suplimentare cu o conexiune constantă pe toată durata de funcționare a dispozitivului;
• O versiune de funcționare a condensatorului este utilizată pe baza conexiunii paralele a versiunii de pornire.

Dar, în orice caz, este necesar să se monitorizeze nivelul de încălzire al elementelor motorului în timpul funcționării acestuia. Dacă se observă supraîncălzire, trebuie luate măsuri.

În cazul unei versiuni de funcționare a condensatorului, recomandăm reducerea capacității acestuia. Vă recomandăm să utilizați condensatori care funcționează la o putere de 450 V sau mai mult, deoarece sunt considerați cea mai bună opțiune.

Pentru a evita momentele neplacute, inainte de a conecta la motorul electric, va recomandam sa verificati functionalitatea condensatorului cu ajutorul unui multimetru. În procesul de creare a conexiunii necesare cu motorul electric, utilizatorul poate crea un circuit complet funcțional.

Aproape întotdeauna, bornele înfășurărilor și condensatoarelor sunt situate în partea terminală a carcasei motorului. Datorită acestui fapt, puteți crea practic orice modernizare.

Important: Versiunea de pornire a condensatorului trebuie să aibă o tensiune de funcționare de cel puțin 400 V, care este asociată cu apariția unei creșteri de putere de până la 300 - 600 V care apare în timpul procesului de pornire sau oprire a motorului.

Deci, care este diferența dintre o versiune asincronă monofazată a unui motor electric? Să ne uităm la asta în detaliu:

• Este adesea folosit pentru aparatele de uz casnic;
• Pentru a-l porni, se folosește o înfășurare suplimentară și este necesar un element pentru defazare - un condensator;
• Se conectează pe baza mai multor circuite folosind un condensator;
• Pentru a îmbunătăți cuplul de pornire, se utilizează o versiune de pornire a condensatorului, iar performanța este crescută prin utilizarea unei versiuni de funcționare a condensatorului.

Acum aveți informațiile necesare și știți cum să conectați un condensator la un motor cu inducție pentru o eficiență maximă. De asemenea, ați dobândit cunoștințe despre condensatori și despre cum să le utilizați.

Fotografie cu condensatoare pentru un motor electric