Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Время работы двигателя от конденсатора

Расчет емкости конденсатора для трехфазного двигателя

При подключении асинхронного трехфазного электродвигателя на 380 В в однофазную сеть на 220 В необходимо рассчитать емкость фазосдвигающего конденсатора, точнее двух конденсаторов — рабочего и пускового конденсатора. Онлайн калькулятор для расчета емкости конденсатора для трехфазного двигателя в конце статьи.

Что собой представляет конденсатор

Конденсатор — это радиоэлемент, состоящий из двух пластин, между которыми расположен диэлектрик. Его основная цель — создать буфер между пластинами для накопления заряда. Конденсаторы бывают трех видов:

  1. Полярные. Используются в системах постоянного тока. Это электролитические конденсаторы, которые вследствие своего особого строения имеют полярность. Для подключения к источникам переменного тока не очень подходят из-за разрушения слоя диэлектрика с выделением большого количества тепла, что иногда даже приводит к взрывам.
  2. Неполярные. Предназначены для использования в обоих типах цепей.
  3. Электролитические. К этой категории относятся только неполярные конденсаторы такого типа. У них в роли обкладки выступает оксидная пленка. Оптимальный вариант для низкочастотных двигателей благодаря высокой возможной емкости.

Каждый тип двигателей имеет свои особенности подбора конденсатора. Это определяет и какой емкости нужен конденсатор для запуска двигателя, какого номинального напряжения и какого типа.

Проверка пускового и рабочего конденсаторов

Проверить конденсатор можно с помощью измерителя ёмкости конденсаторов, такие приборы выпускаются как отдельно, так и в составе мультиметра- универсального прибора, который может измерять много параметров. Рассмотрим проверку мультиметром.

  • обесточиваем кондиционер
  • разряжаем конденсатор, закоротив еговыводы
  • снимаем одну из клемм (любую)
  • выставляем прибор на измерение ёмкости конденсаторов
  • прислоняем щупы к выводам конденсатора
  • считываем с экрана значение ёмкости

У всех приборов разное обозначение режима измерения конденсаторов, основные типы ниже на картинках.

В этом мультиметре режим выбирается переключателем, его необходимо поставить в режим Fcх.Щупы включить в гнёзда с обозначением Сх.

Переключение предела измерения ёмкости ручное. Максимальное значение 100 мкФ.

У этого измерительного прибора автоматический режим, необходимо только его выбрать, как показано на картинке.

Измерительный пинцет от Mastech также автоматически измеряет ёмкость, необходимо только выбрать режим кнопкой FUNC, нажимая её, пока не появится индикация F.

Для проверки ёмкости, считываем на корпусе конденсатора её значение и ставим заведомо больший предел измерения на приборе. (Если он не автоматический)

К примеру, номинал 2,5 мкФ (μF), на приборе ставим 20 мкФ (μF).

После подсоединения щупов к выводам конденсатора ждём показаний на экране, к примеру время измерения ёмкости 40 мкФ первым прибором — менее одной секунды, вторым — более одной минуты, так что следует ждать.

Если номинал не соответствует указанному на корпусе конденсатора, то его необходимо заменить и если нужно подобрать аналог.

Конденсаторы пусковые

2. Для чего нужен пусковой конденсатор

Основное предназначение пускового конденсатора заключается в получении магнитного поля, необходимого для повышения пускового момента электродвигателя, а также для соединения с обмотками асинхронных электродвигателей, питающихся от однофазной сети частотой 50-60Гц и для перевода трехфазных двигателей на питание от однофазной сети.

Пусковым, конденсатор называют потому, что он применяется для выравнивания крутящего момента при запуске электродвигателя. В момент старта электродвигателя, пусковой ток резко возрастает, а крутящий момент в то же время растет с отставанием. Именно в этот момент на двигатель действует наибольшая нагрузка и если не использовать пусковой конденсатор, то нарастающая электрическая энергия выведет из строя обмотку двигателя.

Пусковой конденсатор позволяет реактивной энергии уходить из обмотки двигателя и накапливаться в этой ёмкости до того времени, пока двигатель не выйдет на рабочую частоту и мощность.

Пусковые конденсаторы применяются в компрессорах, насосах, стиральных машинах, холодильниках, стартерах, кондиционерах, сплит системах и в другом оборудовании, где необходима компенсация реактивных токов.

3. В чем отличие пускового и рабочего конденсатора

Для запуска и работы асинхронных двигателей в однофазной цепи переменного тока используют пусковые и рабочие конденсаторы.

Пусковой конденсатор предназначен для кратковременной работы – в момент запуска двигателя. После выхода двигателя на рабочую частоту и мощность, пусковой конденсатор отключают и мотор работает за счет сдвига фаз в рабочих обмотках. Следовательно, время работы пускового конденсатора должно быть очень коротким, около 3 секунд, так как длительное время работы пускового конденсатора, может привести к его дополнительному перегреву и электродвигателя в целом, что чревато выходом из строя элементов схемы.

Это необходимо для тех двигателей, схема работы которых, предусматривает данный режим запуска. Для остальных двигателей, только в тех случаях, когда в момент запуска, присутствует нагрузка на валу, препятствующая свободному вращению ротора.

Читать еще:  Глушу двигатель а он еще работает

Рабочий конденсатор рассчитан на большое количество часов наработки и подключен к цепи все время, выполняет функцию фазосдвигающей цепи для обмоток электродвигателя. В связи с тем, что конденсатор и обмотка электродвигателя создают колебательный контур, в момент перехода из одной фазы цикла в другую на конденсаторе возникает повышенное напряжение, превышающее напряжение питания. Это необходимо учитывать при выборе рабочего конденсатора.

Рабочий конденсаторПусковой конденсатор
ПрименениеВ цепи рабочих обмоток асинхронного двигателяВ пусковой цепи
Выполняемые функцииСоздание вращающегося электромагнитного поля для работы электродвигателяСдвиг фаз между пусковой и рабочей обмоткой, запуск двигателя под нагрузкой
ПодключениеПоследовательно со вспомогательной обмоткой электродвигателяПараллельно рабочему конденсатору
Время работыПостоянноПри старте до выхода скорости вращения двигателя на нужный режим
ЁмкостьНа каждые 100Вт мощности электродвигателя требуется около 6-7 мкФНа каждые 100Вт мощности электродвигателя требуется около 12-18 мкФ
Напряжение1,15*Uном2…3 * Uном
Тип конденсатораCBB60, CBB61, CBB65, CD60, МБГО, МБГЧ, МБГВ и подобные с напряжением в 1,15 раз выше напряжение питанияCBB60, CBB61, CBB65, CD60, МБГО, МБГЧ, МБГВ и подобные с напряжением в 2-3 раза выше напряжение питания

4. Подключение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть «звездой» и «треугольником»

Основными схемами подключения трёхфазного двигателя в однофазную сеть являются «звезда» и «треугольник«.

Для подключения пускового конденсатора к асинхронному двигателю используется кнопка, которая коммутирует пусковой конденсатор на время, необходимое для выхода электродвигателя на необходимую мощность и обороты.

Рабочий же конденсатор постоянно подключен к электросхеме двигателя и не нуждается в отключении.

5. Типы конденсаторов, сравнение серий конденсаторов, какие бывают

Наиболее распространённые серии пусковых конденсаторов: CBB60, CBB61, CBB65, CD60, МБГО, МБГЧ, МБГВ.

Отличаются данные серии по типу диэлектрика (полипропиленовый, металлобумажный), форме и материалу корпуса (прямоугольный или цилиндрический корпус, металлический или пластиковый), номинальному ряду ёмкостей и напряжений.

ТипХарактеристикаКорпусЁмкость, мкФРабочее напряжение, ВОткло­нение ёмкостиТангенс угла потерь, максСопротив­ление изоляции между выводами,
МОм·мкФ
CBB60металлопропиленовый герметизированныйцилиндрический пластиковый1 — 150 мкФ450, 630 В±5%0,0023000
CBB61металлопропиленовый герметизированныйпрямоугольный пластиковый1 — 50 мкФ450, 630 В±5%0,0023000
CBB65металлопропиленовый герметизированныйцилиндрический металлический4 — 150 мкФ450, 630 В±5%0,0023000
CD60электролитический герметизированныйцилиндрический металлический50 — 1500 мкФ220 — 450 В±5%
±10%
±20%
0,153000
МБГОметаллобумажный герметизированный однослойныйпрямоугольный металлический0,25 — 30 мкФ160 — 630 В±10%
±20%
0,025240;
60
МБГП*
(КМБГ)*
металлобумажный герметизированный однослойныйпрямоугольный металлический0,1 — 30 мкФ160 — 1500 В±10%
±20%
0,025240;
60
МБГТ*то же, термостойкийпрямоугольный металлический0,1 — 20 мкФ160 — 1000 В±10%
±20%
0,025240;
60
МБГЧто же, для повышенных частотпрямоугольный металлический0,25 — 10 мкФ250 — 1000 В±10%
±20%
0,025240;
60
МБГВто же, высокоёмкостныйпрямоугольный металлический60 — 200 мкФ500, 1000 В±5%
±10%
0,025240;
60

В целом, металлобумажные конденсаторы имеют лишь одно преимущество – они лучше переносят кратковременные токовые перегрузки. Но на 100% можно утверждать, что полипропиленовые конденсаторы также надёжно отрабатывают свою задачу и с каждым днём всё больше набирают свою популярность. Эта технология позволяет накапливать заряд в меньшем объёме и за гораздо меньшие деньги. В связи с этим полипропиленовые пусковые конденсаторы чаще применяются в оборудовании в качестве альтернативы металлобумажным благодаря достойному качеству, лучшим характеристикам и более низкой цене.

6. Как подобрать ёмкость конденсатора для электродвигателя (+калькулятор)

Пусковые и рабочие конденсаторы для электродвигателей подбирают исходя из необходимой ёмкости и номинального напряжения. С помощью онлайн-калькулятора можно произвести расчет ёмкости пускового и рабочего конденсатора для трехфазных электродвигателей при соединении обмоток двигателя по схеме «звезда» или «треугольник» и его подключении в однофазную сеть.

При подборе ёмкости рабочего конденсатора рекомендуется использовать не один рабочий конденсатор большой ёмкости, а несколько менее ёмких конденсаторов, соединенных параллельно. Подбор ёмкости достигается параллельным подключением или отключением дополнительных конденсаторов, (общая ёмкость при этом равна сумме ёмкостей подключенных конденсаторов).

Номинальное напряжение пускового конденсатора нужно выбирать так, чтобы в процессе работы рабочее напряжение не превышало параметры конденсатора более, чем на 10%.

Читать еще:  Бортовой компьютер мультитроникс не показывает температуру двигателя

Как показывает практика, на каждые 100Вт мощности электродвигателя требуется около 6-7 мкФ. При правильно подобранном конденсаторе мощность трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть не должна уменьшиться более, чем на 30%.

Напряжение рабочего конденсатора для подключения к асинхронному электродвигателю необходимо выбирать с учетом коэффициента 1,15, т.е. для сети 220В рабочее напряжение конденсатора должно быть 220*1,15= 250В.

Для подключения пускового конденсатора к асинхронному электродвигателю в расчетах напряжения берут коэффициент от 2 до 3. Для сети 220В напряжение пускового конденсатора должно быть 400-500 В. Это обеспечит необходимый запас по напряжению в процессе работы.

7. Рекомендации по подключению

Перед подключением конденсаторов следует удостовериться в отсутствии накопленного заряда. Поскольку конденсатор сохраняет накопленный заряд длительное время, то после каждого отключения необходимо проводить его разряд. У некоторых конденсаторов конструктивно предусмотрено наличие встроенного разрядного резистора. Сопротивление разрядного резистора подбирается так, чтобы по истечении 50 секунд полностью снять остаточное напряжение с конденсатора.

Для предотвращения случайного прикосновения к токоведущим частям, находящихся под напряжением, их следует изолировать с помощью кожуха или ограждения. Корпус конденсаторов необходимо надежно закрепить – в процессе эксплуатации под воздействием вибраций и сотрясений возможно смещение конденсаторов и попадание их в рабочие устройство.

Напряжение 220В является опасным для жизни. В целях соблюдения правил безопасной эксплуатации электроустановок потребителей, сохранения жизни и здоровья лиц, эксплуатирующих устройства, применение схем включения должен проводить специалист.

8. Видео: Конденсаторы пусковые и рабочие — обзор, популярные серии

Рекомендации по выбору типа конденсаторов для асинхронных двигателей

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%.

Подбор конденсатора для однофазного двигателя

Наибольшее распространение в быту получили однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. Они устанавливаются в большинстве бытовых приборах. Отсюда их распространение.

Они имеют две обмотки – рабочую и пусковую. Если в трехфазном двигателе конструкцией предусмотрен вращающийся поток, то в однофазном для этого применяется пусковая обмотка, а смещение фазы задается конденсатором. В некоторых схемах вместо емкости применяют резистор или индуктивность, но это скорее исключение.

Наиболее распространенная схема представлена ниже:

Для лучших пусковых характеристик применяется дополнительный конденсатор, подключенный параллельно рабочему. Его подключают кратковременно, не более трех секунд.

Применение электролитических конденсатора в сети переменного тока недопустимо. Т.к. включение полярного конденсатора в сеть переменного тока приводит к закипанию электролита внутри корпуса, что в конечном результате приведет к его взрыву.

Редко применяют схему с электролитическим, но при этом последовательно ему ставят диод. Такая схема оправдана, если необходимо сэкономить место, а двигатель работает кратковременно.

Читать еще:  Что такое если дизельный двигатель задымил

Выбор конденсатора для двигателя производят согласно схеме подключения:

  • Пусковая обмотка, и конденсатор подключаются кратковременно на время запуска. В этом случае на каждый 1 кВт мощности устанавливают 70 мкФ. Можно использовать электролитические с диодом.
  • Пусковая катушка и конденсатор постоянно подключены на все время работы мотора. В этом случае используют не полярные детали емкостью 23-35 мкФ на 1 кВт.
  • Параллельно рабочему конденсатору подключают кратковременно пусковой. В этом случае в качестве пусковой можно применить электролитическую емкость с диодом. Она должна быть в 2-3 раза больше рабочей. Однако, схема должна быть построена таким образом, чтобы пусковой кондер был подключен не более 3 секунд.

Несмотря на рекомендации по подбору, следует контролировать состояние электродвигателя.

Если мотор в процессе работы греется, стоит уменьшить номинал рабочего конденсатора. Если этого не сделать, двигатель перегреется и выйдет из строя.

Устанавливая электродвигатели на другое оборудование, применяйте родные детали, демонтированные вместе с ним с бытовой техникой, например, от стиральной машины. Если это невозможно, придерживайтесь изложенной рекомендации.

Описание разновидностей конденсаторов и расчет удельной емкости

Схема подключения пусковых конденсаторов

Для электродвигателей с низкой частотой идеальным вариантом будет электролитический конденсатор, он обладает максимальной возможной емкостью, может достигать значения в 100000 мкФ. При этом напряжение может колебаться от стандартных 220 В до 600 В. Электродвигатели, в этом случае, могут использоваться в тандеме с фильтром источника энергии. Но при этом при подключении необходимо строго соблюдать полярность. Оксидная пленка, являющаяся очень тонкой, выступает в роли электродов. Зачастую электрики их называют оксидными.

  • Полярные лучше не использовать в системе подключенных к сети переменного тока, в этом случае разрушается слой диэлектрика и происходит нагрев аппарата и, как следствие, замыканию накоротко.
  • Неполярные являются хорошим вариантом, но их стоимость и габариты значительно выше электролитических.
  • Подбирая лучший вариант нужно учитывать несколько факторов. Если подключение происходит через однофазную сеть с напряжением в 220 В, то для пуска нужно использовать фазосдвигающий механизм. Притом их должно быть два, не только для самого конденсатора, но и для двигателя. Формулы, по которым вычисляется удельная емкость конденсатора, зависит от типа подключения к системе, их всего два: треугольник и звезда.

    I1 – номинальный ток фазы двигателя, А (Амперы, чаще всего указывается на упаковке двигателя);

    Uсети – напряжение в сети (самые стандартные варианты 220 и 380 В). Есть и большее напряжение, но для них нужны совершенно другие типы соединения и более мощные двигатели.

    где Сп – Пусковая емкость, Ср – рабочая емкость, Со – отключаемая емкость.

    Чтоб не напрягаться с расчетами умные люди вывели средние, оптимальные значения, зная оптимальную мощность электродвигателей, которая обозначается – М. Важным правилом является то, что пусковая емкость должна быть больше рабочей.

    При мощности От 0,4 до 0,8 кВт: рабочая емкость – 40 мкФ, пусковая мощность – 80 мкФ, От 0,8 до 1,1 кВт: 80 мкФ и 160, мкФ, соответственно. От 1,1 до 1,5 кВт: Ср – 100 мкФ, Сп – 200 мкФ. От 1,5- 2,2 кВт: Ср – 150 мкФ, Сп 250 мкФ; При 2,2 кВт рабочая мощность должна быть не меньше 230 мкФ, а пусковая – 300 мкФ.

    При подключении двигателя, рассчитанного на работу при 380 В, в сеть переменного тока с напряжением 220 В, происходит потеря половины номинальной мощности, хотя это никак не влияет, но скорость вращения ротора. При расчете мощности это является важным фактором, уменьшить эти потери можно при схеме подключения «треугольник», КПД двигателя в этом случае будет равно 70%.

    Полярные конденсаторы лучше не использовать в системе подключенных к сети переменного тока, в этом случае разрушается слой диэлектрика и происходит нагрев аппарата и, как следствие, замыканию накоротко

    Обзор моделей

    Существует несколько популярных моделей, которые можно встретить в продаже.

    Стоит отметить, что эти модели отличаются не по емкости, а по виду конструкции:

    1. Металлизированные полипропиленовые варианты исполнения марки СВВ-60. Стоимость подобного варианта исполнения около 300 рублей.
    2. Пленочные марки НТС стоят несколько дешевле. При одинаковой емкости, стоимость составляет около 200 рублей.
    3. Э92 – продукция отечественных производителей. Их стоимость небольшая – порядком 120-150 рублей при той же емкости.

    Существуют и другие модели, зачастую они отличаются типом используемого диэлектрика и видом изоляционного материала.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector