Калькулятор емкости фазосдвигающего конденсатора
Случается на практике, например на садовом участке, требуется подключить асинхронный трехфазный электродвигатель(наждак, сверлильный станок) к стандартной однофазной сети переменного тока 220 вольт. Пуск трехфазного электродвигателя обеспечивается за счет переменного магнитного поля от трехфазной сети. В случае с однофазной сетью, достаточный сдвиг магнитного поля не создается, поэтому применяют пусковые и рабочие фазосдвигающие конденсаторы.
Рабочий конденсатор
Рабочий конденсатор постоянно включен в цепи питания и выполняет функцию фазосдвигающей цепи для обмоток электродвигателя. Такие конденсаторы подключаются последовательно с одной из обмоток и должны обеспечивать большой рабочий ресурс наработки. Конденсатор вместе с обмоткой электродвигателя создают колебательный контур, поэтому на конденсаторе возникает повышенное напряжение, превышающее напряжение питания. Это необходимо учитывать при выборе рабочего конденсатора. Превышение расчетной емкости, может отразиться на сильном нагреве двигателя и приведет к повреждению обмоток.
Пусковой конденсатор
Если в момент запуска, присутствует нагрузка на валу, препятствующая свободному вращению используют дополнительный пусковой конденсатор. Время работы пускового конденсатора 3-5 секунд и подключают его параллельно рабочему конденсатору, т.к. требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора (в 2-3 раза выше емкости рабочего). После выхода двигателя на рабочую частоту вращения, пусковой конденсатор отключают, и мотор работает за счет сдвига фаз. Это необходимо только для тех двигателей, которые предусматривают данный режим запуска!
В качестве пусковых и рабочих фазосдвигающих конденсаторов используют конденсаторы с полипропиленовым диэлектриком, а рабочее напряжение конденсаторов лучше выбрать 400-500 В, что обеспечит необходимый запас по напряжению в процессе работы.
ВАЖНО! Напряжение 220В является опасным для жизни!
Конденсатор сохраняет накопленный заряд длительное время и при монтаже схемы необходимо проводить его разряд!
Внимательно выбирайте рабочее напряжение для конкретного случая коммутации обмоток ( «треугольник» Δ или «звезда» Y ). Двигатель с обмотками по схеме «звезда» (как в примере расположения параметров), при подключении в сеть 220 В, будет сильно греться, потеряет в мощности и может выйти из строя!
Расчет ёмкости пускового и рабочего конденсатора для трехфазных электродвигателей
Выберите тип подключения двигателя и введите необходимые значения
Тип подключения обмоток двигателя: «треугольник» Δ или «звезда» Y ?
Пример расположения параметров на шильдике двигателя
Введите необходимые значения:
Соединение обмоток двигателя:
Как выбрать конденсаторы для подключения однофазного и трехфазного электродвигателя в сеть 220 В
Очень часто случается, особенно в быту, что надо подключить асинхронный электродвигатель к стандартной однофазной сети переменного тока с действующим напряжением 220 вольт. А двигатель при этом трехфазный! Данная задача является типичной, когда нам нужно установить наждак или сверлильный станок например в гараже.
Чтобы все правильно устроить, используют так называемые пусковые и рабочие (фазосдвигающие) конденсаторы. Вообще конденсаторы бывают разного типа, разной емкости, и прежде чем приступать к построению цепи, необходимо выбрать конденсаторы подходящего типа, номинального напряжения и правильно рассчитать их требуемую емкость.
Всем известно, что электрический конденсатор представляет собой две разделенные диэлектриком проводящие обкладки, и служит для накопления, временного хранения и отдачи электрического заряда, то есть электрической энергии.
Есть два типа конденсаторов, полярные и неполярные. Неполярные допускается использовать в цепях переменного тока, полярные — нет. Если полярный конденсатор включить в цепь переменного тока, то очень скоро в слое диэлектрика произойдет короткое замыкание, и конденсатор выйдет из строя. Неполярные же одинаково эффективно реагируют на напряжение любой полярности, прикладываемое к его обкладкам, и на переменное — тоже.
Итак, выбирая рабочий конденсатор для трехфазного двигателя, необходимо принять в расчет несколько основных параметров рабочей цепи переменного тока. Указанная ниже формула в приведенном виде для вычисления емкости рабочего конденсатора в микрофарадах, при частоте тока в сети 50 Гц, выглядит так:
Здесь, в зависимости от схемы соединения обмоток статора двигателя («звезда» или «треугольник») коэффициент в начале формулы примет значение 4800 — для «треугольника» или 2800 — для «звезды». I – номинальная величина действующего тока статора подключаемого двигателя.
Номинальный ток I указывается на шильдике (справочной табличке) на корпусе двигателя, либо, если табличка затерта, измеряется токовыми клещами в одной из фаз при обычном трехфазном питании двигателя. U – действующее (среднеквадратичное) напряжение переменного тока сети, к которой будет подключен двигатель с конденсатором, например 220 вольт.
Есть и более простой подход к выбору емкости рабочего конденсатора — на каждые 100 ватт мощности двигателя в соединении «звезда» принимается 7 мкф емкости конденсатора. Если же соединение «треугольник», то емкость на 100 ватт будет 12 мкф.
При выборе емкости конденсатора очень важно не превысить расчетную, иначе ток через обмотку статора превысит номинал, двигатель будет перегреваться и вообще может быстро сгореть.
Когда пуск двигателя осуществляется под нагрузкой, а ведь зачастую так и происходит, поскольку наждачный круг или сверлильное оборудование имеют значительную массу, пусковой ток должен быть больше номинального.
Для этого к рабочему конденсатору на время пуска параллельно подключается дополнительный — пусковой конденсатор. Этот конденсатор нужен лишь в течение нескольких секунд, пока двигатель не выйдет на номинальные обороты. После этого пусковой конденсатор отключается и в цепи остается лишь рабочий фазосдвигающий конденсатор.
Емкость пускового конденсатора выбирается в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора. А номинальное напряжение этого конденсатора должно быть по возможности хотя бы в 1,5 раза больше питающего сетевого напряжения. Иногда даже используют последовательно соединенные конденсаторы для получения требуемой пусковой емкости и запаса по напряжению.
Если же двигатель не трехфазный, а однофазный, то у него может присутствовать пусковая обмотка, служащая для создания вращающего момента в секунды запуска. Тут тоже должен присутствовать фазосдвигающий конденсатор. Но однофазные двигатели могут работать в различных режимах.
Если пусковой конденсатор и пусковая обмотка питаются лишь во время запуска, то берут 70 микрофарад на 1 киловатт мощности двигателя. Если рабочий конденсатор вместе с дополнительной обмоткой питаются все время, то берут около 30 микрофарад на киловатт.
Если же пусковой конденсатор подключается на время старта, а рабочий конденсатор продолжает оставаться подключенным во время работы оборудования, то, как правило, значение общей емкости пускового и рабочего конденсатора выбирается из соотношения 1 микрофарад на 100 ватт мощности.
Приведенная в данной статье информация поможет вам рассчитать емкости рабочего и пускового конденсаторов. Пусковой конденсатор удобно приспособить так, чтобы он подключался и отключался специально выведенной кнопкой без фиксации. Однако если после точных расчетов и подключения конденсатора двигатель начинает во время работы ощутимо греться, емкость рабочего конденсатора следует уменьшить.
Что же касается номинального напряжения конденсатора, то обычно конденсаторы на рабочее напряжение меньше 450 вольт не применяют. Лучше всего если конденсатор будет рассчитан на 500 или 600 вольт по переменному току.
В качестве пусковых и рабочих фазосдвигающих конденсаторов замечательно подходят конденсаторы с полипропиленовым диэлектриком, которые так и позиционируются на рынке как «пусковые конденсаторы». Если конденсаторов данного типа в наличии нет, то подойдут и «бумажные» типа МБГО, лишь бы максимальное напряжение соответствовало.
- Причины неисправностей асинхронных двигателей и методы их устранения
- Классификация электродвигателей
- Как отличить асинхронный двигатель от двигателя постоянного тока
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электродвигатели и их применение
Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Как подобрать конденсатор к электродвигателю 220в
Короткий текстовый вариант статьи, для тех у кого сохранился шильдик, на двигателе.
Для того что бы подобрать емкость рабочего и пускового конденсатора для трехфазного двигателя, сперва нужно определить тип подключения, который может быть звездой (обозначается Y) или треугольником (обозначается ▲ ). Если нет обозначения на двигателе, а Вы не знаете как определить, то советуем посмотреть видео ниже.
Что бы подобрать конденсатор для трехфазного асинхронного двигателя с подключением типа треугольник, нужно его мощность умножить на 0.07 (на каждые 1000 Вт примерно 70 мкФ), либо воспользоваться формулой:
Сраб.=4800*Iном/220, где Iном – номинальный фазный ток двигателя, А; Спуск = Сраб2,5;
Если подключение типа звезда то умножаем на 0.05 (на каждые 1000 Вт примерно 50 мкФ), либо воспользоваться формулой:
Сраб.=2800*Iном/220, где Iном – номинальный фазный ток двигателя, А; Спуск = Сраб2,5;
Если шильдик не сохранился, то лучше просмотреть видео ниже для понимания что делать в таких случаях.
Для однофазного двигателя все сложней, даже примерной формулы нет, так как все очень сильно зависит от строения двигателя (от обмоток и их соотношению друг к другу) соотношение может быть от 20 мкФ до 60 мкФ на 1000Вт, и точно можно сказать только при замерах тока Амперметром (где ток минимальный, тот конденсатор и подходит больше).
При этом однофазные двигателя менее критичны к подбору правильной емкости чем трехфазные. Бифилярные однофазные двигателя (с пусковой обмоткой) могут вообще обходиться без конденсаторов, им достаточно только пускового реле. Более подробно все это Вы можете посмотреть в видео представленных ниже.
Для тех кто хочет более подробно разобраться в процессе подбора, понять зачем вообще нужен конденсатор и на какие двигателя он устанавливается. Ну или у кого нет шильдика на двигателе.
Первая часть видео раскажет Вам о том зачем вообще нужны конденсаторы для работы асинхронного двигателя, в принципе его можно и пропустить, но для полного понимания ситуации, и того что мы будем рассказывать Вам дальше мы все же рекомендуем Вам его посмотреть. https://10top-casinos.top/
Вторая часть поведает Вам какие виды ассинхронных двигателей существуют, и каковы особенности подключения и подбора емкости для кажного из них:
Третья, заключительная часть видео уже непосредственно о подборе емкости конденсатора для каждого вида асинхронного двигателя и о том что же делать если Вы утратили шильдик или вообще двигатель перематывался и теперь неясно какой он мощности:
Надеюсь статья была Вам полезна! Если остались какие то вопросы, задавайте их в комментариях.
Как подобрать конденсатор к электродвигателю 220в
В процессе работы двигателей по обмотке течет ток, на 20-40% превышающий номинальный, поэтому при использовании электромотора в недозагруженном режиме или в режиме холостого хода, емкость рабочего конденсатора следует уменьшить.
В целях безопасности все пусковые конденсаторы должны использоваться с разрядным резистором. Сопротивление разрядного резистора подбирается так, чтобы по истечении 50 секунд полностью снять остаточное напряжение с конденсатора.
В случаях когда конденсатор используется при последовательной схеме включения со вспомогательной обмоткой электродвигателя, напряжение на клеммах конденсатора при рабочей скорости может быть значительно выше напряжения сети.
В процессе эксплуатации конденсаторов они могут устанавливаться непосредственно в физическом контакте с электродвигателем. В этом случае при выборе типа конденсатора необходимо учитывать, что конденсатор будет подвергаться воздействию повышенной температуры и вибраций — как от самого электродвигателя, так и от других пассивных элементов различного рода устройств, в составе которых будет применятся конденсатор.
При работе моторных конденсаторов проходят различного рода сложнейшие коммутационные процессы, в результате которых происходят скачкообразные изменения напряжения на клеммах конденсатора, в связи с чем номинальное напряжение конденсатора нужно выбирать так, чтобы в процессе работы изделия рабочее напряжение не превышало его более чем на 10%.
В процессе выбора необходимой емкости и рабочего напряжения нужно учитывать фактор резонанса, то есть когда значения напряжения вспомогательной обмотки электродвигателя и конденсатора находятся в околорезонансной точке. В этом случае происходит повышение напряжения на клеммах изделия.
Предельное напряжение на клеммах пускового конденсатора должно быть не более 450В, а его емкость выбирается, как правило, в два и более раз больше емкости рабочего конденсатора.
Как показывает практика, на каждые 100 Вт мощности электродвигателя требуется около 6-7 мкФ.
В случае, если не удается подобрать емкость в одном корпусе, допускается комбинирование путем параллельного соединения конденсаторов Собщ=С1+С2….+Сn.
При правильно подобранном конденсаторе мощность трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть, не должна уменьшиться более чем на 30%.
Область применения конденсаторов для асинхронных двигателей
| рабочий | пусковой | |
| Применение | В схемах асинхронных электродвигателей | В схемах асинхронных электродвигателей |
| Тип подключения | Последовательно со вспомогательной обмоткой электродвигателя | Параллельно рабочему конденсатору |
| В качестве | Является фазосмещающим элементом | |
| Предназначение | Позволяет получить круговое вращающееся магнитное поле, необходимое для работы электродвигателя | Позволяет получить магниное поле, необходимое для повышения пускового момента электродвигателя |
| Время включения | В процессе работы электродвигателя | В момент пуска электродвигателя |
Существуют две основные области применения конденсаторов для асинхронных электродвигателей.
1) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть
В случае когда трехфазный электродвигатель необходимо подключить к однофазной сети, существует два возможных варианта подключения: «звезда» и «треугольник», причем наиболее предпочтительным во многих случаях является вариант «треугольник».
Приблизительный расчет для данного типа соединения производится по следующей формуле:
Сраб.=k*Iф/Uсети
- k – коэффициент, зависящий от соединения обмоток.
- Iф – номинальный фазный ток электродвигателя А.
- Uсети – напряжение однофазной сети В.
Для схемы соединения «Звезда» k=2800
Для схемы соединения «Треугольник» k=4800
Для определения пусковой емкости Спуск. исходят из пускового момента. В случае если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковая емкость не требуется.
Для получения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп.=(2.5-3) Ср.
Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети.
Схема подключения
Рис. 1
Рис 1. Схема включения в однофазную сеть трехфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединенными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б):
- B1 Переключатель направления вращения (реверс)
- В2 — Выключатель пусковой емкости;
- Ср — рабочий конденсатор;
- Cп — пусковой конденсатор;
- АД — асинхронный электродвигатель.
2) Асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая — последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске конденсаторного асинхронного двигателя оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске. конденсаторного асинхронного электродвигателя по пусковым и рабочим характеристикам близок к трехфазному асинхронному двигателю. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностях свыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов.
Схема подключения
Рис. 2
Рис 2. Схема (а) и векторная диаграмма (б) конденсаторного асинхронного двигателя:
- U, UБ, UC — напряжения;
- IA, IБ — токи;
- А и Б — обмотки статора;
- В — центробежный выключатель для отключения С1 после разгона двигателя;
- C1 и C2 — конденсаторы.