Фазосдвигающий конденсатор для однофазного электродвигателя: Расчёт ёмкости конденсатора для трехфазного асинхронного двигателя в однофазной сети | Калькуляторы

Содержание

Как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя

Если требуется присоединить трехфазный электродвигатель к обычной электросети, то потребуется создать электросхему для сдвига фаз. Основой такой схемы может служить конденсатор. Применяется он и для однофазного двигателя с целью облегчения его пуска.

Что такое конденсатор

Это устройство для накопления электрического заряда. Он состоит из пары проводящих пластин, находящихся на малом отстоянии друг от друга и разделенных слоем изолирующего материала.

Широко распространены следующие виды накопителей электрического заряда:

  • Полярные. Работают в цепях с постоянным напряжением, подключаются в соответствии с указанной на них полярностью.
  • Неполярные. Работают в цепях с переменным напряжение, подключать можно как угодно
  • Электролитические. Пластины представляют собой тонкие оксидные пленки на листе фольги.

Электролитические лучше других подходят на роль конденсатора для пуска электродвигателя.

Описание разновидностей конденсаторов

Различным типам электродвигателей соответствуют подходящие им по своим характеристикам накопители.

Так, для низкочастотных высоковольтных (50 герц, 220-600 вольт) двигателей хорошо подходит электролитический конденсатор. Такие устройства обладают высокой емкостью, доходящей до 100 тысяч микрофарад. Нужно внимательно следить за соблюдением полярности, в противном случае из-за перегрева пластин возможно возгорание.

Неполярные накопители не имеют таких ограничений, но стоят они с несколько раз дороже.

Различные виды конденсаторов

Кроме перечисленных выше, производятся также вакуумные, газовые, жидкостные устройства, но как пусковой или рабочий конденсатор в схеме подключения электромотора, они не применяются.

Выбор емкости

С целью максимизации эффективности электродвигателя нужно рассчитать ряд параметров электроцепи, и прежде всего емкость.

Для рабочего конденсатора

Существуют сложные и точные методы расчета, однако в домашних условиях вполне достаточно оценить параметр по приближенной формуле.

На каждые 100 ватт электрической мощности трехфазного электродвигателя должно приходиться 7 микрофарад.

Недопустимо также подавать на фазовую статорную обмотку напряжение, превышающее паспортное.

Для пускового конденсатора

Если электродвигатель должен запускаться при наличии высокой нагрузки на приводном валу, то рабочий конденсатор не справится, и на время запуска потребуется подключать пусковой. После достижения рабочих оборотов, что происходит в среднем за 2-3 секунды, он отключается вручную или устройством автоматики. Доступны специальные кнопки включения электрооборудования, автоматически размыкающие одну из цепей через заданное время задержки.

Недопустимо оставлять пусковой накопитель подключенным в рабочем режиме. Фазовый перекос токов может привести к перегреву и возгоранию двигателя. Определяя емкость пускового прибора, следует принимать ее в 2-3 раза выше, чем у рабочего. При этом при запуске крутящий момент электродвигателя достигает максимального значения, а после преодоления инерции механизма и набора оборотов он снижается до номинального.

Для набора требуемой емкости конденсаторы для запуска электродвигателя подключают в параллель. Емкость при этом суммируется.

Простые способы подключения электродвигателя

Самый простой способ подключения трехфазного электродвигателя к бытовой электросети – применение частотного преобразователя. Потери мощности будут минимальны, но стоит такое устройство зачастую дороже самого двигателя.

Частотный преобразователь станет экономически эффективным лишь при большом объеме использования оборудования.

При другом способе для преобразования питающего напряжения используется обмотка самого асинхронного электродвигателя. Схема получится громоздкая и массивная. Конденсатор для запуска электродвигателя подключают по одной из двух популярных схем

Подключение двигателя по схемам «звезда» и «треугольник»

При реализации подключения этими способами важно свести к минимуму потери по мощности.

Схема подключения «треугольник»

Схема достаточно простая, для облегчения понимания обозначим контакты мотора символами A — ноль, B — рабочий и C — фазовый

Сетевой шнур подсоединяется коричневым проводником к контакту A, туда же следует подсоединить один из выводов конденсатора. К контакту И подсоединяется второй вывод прибора, а синий проводник сетевого шнура — к контакту С.

В случае небольшой мощности электромотора, не превышающей 1,5 киловатта, допустимо подключать только один конденсатор, пусковой при этом не нужен.

Если же мощность выше и нагрузка на валу значительная, то используют два параллельно соединенных прибора.

Схема подключения «звезда»

В случае если на клеммнике электродвигателя 6 выводов — следует их прозвонить по отдельности и определить, какие выводы связаны друг с другом. В паспорте мотора нужно найти назначение выводов. После этого схема переподключается, формируя привычный «треугольник».

С этой целью снимаются перемычки и контактам присваивают условные обозначения от A до F. Далее последовательно соединяются контакты: A и D, B и E, C и F.

Теперь контакты D, E и F станут соответственно нулевым, рабочим и фазовым проводом. Конденсатор присоединяют к ним точно так же, как в предыдущем случае.

При первом включении нужно внимательно следит за тем, чтобы обмотки не перегревались. В этом случае следует немедленно отключить устройство и определить причину перегрева.

Рабочее напряжение

После емкости напряжение является важнейшим параметром. Если взять слишком большой запас по напряжению — сильно вырастут габариты, вес и цена всего устройства. Еще хуже – взять устройства, которым не хватает рабочего напряжения. Такое использование приведет к их быстрому износу, выходу из строя, пробою. При этом возможно возгорание или даже взрыв.

Оптимальный запас по напряжению — 15-20%.

Важно! Для конденсаторов с диэлектриком из бумаги в цепях с переменным напряжением номинальное напряжение, указанное для постоянного тока, нужно поделить на 3.

Если указано 600 вольт, то в цепях переменного тока безопасно применять такие конденсаторы можно до 300 вольт.

Использование электролитических конденсаторов

Конденсаторы с диэлектриком из бумаги отличаются малой удельной емкостью и значительными габаритами. Для двигателя даже не самой большой мощности они будут занимать много места. Теоретически их можно заменить электролитическими, обладающими в несколько раз более высокой удельной емкостью.

Разновидности устройства электролитического конденсатора

Для этого электрическую схему придется дополнить несколькими элементами: диодами и резисторами. Такой вариант неплох для эпизодически работающего двигателя. Если же планируются продолжительные нагрузки, то от экономии места и веса лучше отказаться — при случайном выходе диода из строя он начнет пропускать на накопитель переменный ток, что приведет к его пробою и взрыву.

Выходом могут служить полипропиленовые конденсаторы с металлическим напылением серии СВВ, разработанные для использования в качестве пусковых.

Как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя

Для вычисления емкости основного конденсатора применяют формулу:

  • k- коэффициент, принимаемый за 4800 при схеме «треугольник» и 2800 при схеме «звезда»;
  • Iφ-ток статора, его берут из паспорта или таблички на корпусе;
  • U- напряжение сети.

Результат получается в микрофарадах. Вместо точной формулы можно применять правило: на каждые 100 ватт мощности — 7 микрофарад емкости.

Если при старте двигателю приходится преодолевать большой момент инерции подключенного к валу оборудования, то в помощь основному на время запуска и набора номинальных оборотов подключают пусковой конденсатор.

Емкость пускового накопителя принимают в 2-3 раза больше основного.

Подключение трехфазного электродвигателя к сети

После выхода на режим его обязательно отключают — вручную или с помощью автоматики. Если на рассчитанную емкость нет точно подходящего по номиналу прибора, конденсаторы можно подключать параллельно.

Как подобрать пусковой конденсатор для однофазного электромотора

До использования в пусковой цепи конденсатор проверяют тестером на исправность. При подборе рабочего конденсатора можно применять такое же приближенное правило а-7 микрофарад на 100 ватт номинальной электрической мощности. Емкость пускового также берется в 2-3 раза выше.

При подборе конденсатора на 220 вольт следует выбирать модели с номиналом не менее 400. Это объясняется переходными электромагнитными процессами при запуске, дающими кратковременные пусковые броски напряжения до 350-550 вольт.

Однофазные асинхронные электромоторы часто применяются в домашних электроприборах и электроинструменте. Для пуска таких устройств, особенно под нагрузкой, требуется пусковая обмотка и сдвиг фазы. Для этого используется конденсатор, подключаемый по одной из известных схем.

Конструкция асинхронного однофазного электродвигателя

Если запуск осуществляется с преодолением большого момента инерции, подсоединяют пусковой конденсатор.

Почему однофазный электродвигатель запускают через конденсатор

Статор электродвигателя с единственной обмоткой при пропускании переменного тока не сможет начать вращение, а лишь начнет подрагивать. Чтобы начать вращение, перпендикулярно основной обмотке размещают пусковую. В цепь этой обмотки включают компонент для сдвига фазы, такой, как конденсатор. Электромагнитные поля этих двух обмоток, прикладываемые к ротору со сдвигом по фазе, и обеспечат начало вращения.

В трехфазном двигателе обмотки и так размещены под углами 120 ° . Соответственно сориентированы и наводимые ими в роторе электромагнитные поля. Для начала вращения достаточно обеспечить сдвиг их работы по фазе, чтобы обеспечить пусковой момент вращения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Что делать, если требуется подключить двигатель к источнику, рассчитанному на другой тип напряжения (например, трехфазный двигатель к однофазной сети)? Такая необходимость может возникнуть, в частности, если нужно подключить двигатель к какому-либо оборудованию (сверлильному или наждачному станку и пр.). В этом случае используются конденсаторы, которые, однако, могут быть разного типа. Соответственно, надо иметь представление о том, какой емкости нужен конденсатор для электродвигателя, и как ее правильно рассчитать.

Что такое конденсатор

Конденсатор состоит из двух пластин, расположенных друг напротив друга. Между ними помещается диэлектрик. Его задача – снимать поляризацию, т.е. заряд близкорасположенных проводников.

Существует три вида конденсаторов:

  • Полярные. Не рекомендуется использовать их в системах, подключенных к сети переменного тока, т.к. вследствие разрушения слоя диэлектрика происходит нагрев аппарата, вызывающий короткое замыкание.
  • Неполярные. Работают в любом включении, т.к. их обкладки одинаково взаимодействуют с диэлектриком и с источником.
  • Электролитические (оксидные). В роли электродов выступает тонкая оксидная пленка. Считаются идеальным вариантом для электродвигателей с низкой частотой, т.к. имеют максимально возможную емкость (до 100000 мкФ).

Как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя

Задаваясь вопросом: как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя, нужно принять во внимание ряд параметров.

Чтобы подобрать емкость для рабочего конденсатора, необходимо применить следующую расчетную формулу: Сраб.=k*Iф / U сети, где:

  • k – специальный коэффициент, равный 4800 для подключения «треугольник» и 2800 для «звезды»;
  • Iф – номинальное значение тока статора, это значение обычно указывается на самом электродвигателе, если же оно затерто или неразборчиво, то его измеряют специальными клещами;
  • U сети – напряжение питания сети, т.е. 220 вольт.

Таким образом вы рассчитаете емкость рабочего конденсатора в мкФ.

Еще один вариант расчета – принять во внимание значение мощности двигателя. 100 Ватт мощности соответствуют примерно 7 мкФ емкости конденсатора. Осуществляя расчеты, не забывайте следить за значением тока, поступающего на фазную обмотку статора. Он не должен иметь большего значения, чем номинальный показатель.

В случае, когда пуск двигателя производится под нагрузкой, т.е. его пусковые характеристики достигают максимальных величин, к рабочему конденсатору добавляется пусковой. Его особенность заключается в том, что он работает примерно в течение трех секунд в период пуска агрегата и отключается, когда ротор выходит на уровень номинальной частоты вращения. Рабочее напряжение пускового конденсатора должно быть в полтора раза выше сетевого, а его емкость – в 2,5-3 раза больше рабочего конденсатора. Чтобы создать необходимую емкость, вы можете подключить конденсаторы как последовательно, так и параллельно.

Как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя

Асинхронные двигатели, рассчитанные на работу в однофазной сети, обычно подключаются на 220 вольт. Однако если в трехфазном двигателе момент подключения задается конструктивно (расположение обмоток, смещение фаз трехфазной сети), то в однофазном необходимо создать вращательный момент смещения ротора, для чего при запуске применяется дополнительная пусковая обмотка. Смещение ее фазы тока осуществляется при помощи конденсатора.

Итак, как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя?

Чаще всего значение общей емкости Сраб+Спуск (не отдельного конденсатора) таково: 1 мкФ на каждые 100 ватт.

Есть несколько режимов работы двигателей подобного типа:

  • Пусковой конденсатор + дополнительная обмотка (подключаются на время запуска). Емкость конденсатора: 70 мкФ на 1 кВт мощности двигателя.
  • Рабочий конденсатор (емкость 23-35 мкФ) + дополнительная обмотка, которая находится в подключенном состоянии в течение всего времени работы.
  • Рабочий конденсатор + пусковой конденсатор (подключены параллельно).

Если вы размышляете: как подобрать конденсатор к электродвигателю 220в, стоит исходить из пропорций, приведенных выше. Тем не менее, нужно обязательно проследить за работой и нагревом двигателя после его подключения. Например, при заметном нагревании агрегата в режиме с рабочим конденсатором, следует уменьшить емкость последнего. В целом, рекомендуется выбирать конденсаторы с рабочим напряжением от 450 В.

Как выбрать конденсатор для электродвигателя – вопрос непростой. Для обеспечения эффективной работы агрегата нужно чрезвычайно внимательно рассчитать все параметры и исходить из конкретных условий его работы и нагрузки.

Расчет конденсаторов для работы трехфазного асинхронного двигателя в однофазном режиме

Для включения трехфазного электродвигателя (что такое электродвигатель ➠ ) в однофазную сеть обмотки статора могут быть соединены в звезду или треугольник.

Напряжение сети подводят к началам двух фаз. К началу третьей фазы и одному из зажимов сети присоединяют рабочий конденсатор 1 и отключаемый (пусковой) конденсатор 2, который необходим для увеличения пускового момента.

После пуска двигателя конденсатор 2 отключают.

Рабочую емкость конденсаторного двигателя для частоты 50 Гц определяют по формулам:

где Ср — рабочая емкость при номинальной нагрузке, мкФ;
Iном — номинальный ток фазы двигателя, А;
U — напряжение сети, В.

Нагрузка двигателя с конденсатором не должна превышать 65—85% номинальной мощности, указанной на щитке трехфазного двигателя.

Если пуск двигателя происходит без нагрузки, то пусковая емкость не требуется — рабочая емкость будет в то же время пусковой. В этом случае схема включения упрощается.

При пуске двигателя под нагрузкой, близкой к номинальному моменту необходимо иметь пусковую емкость Сп = (2,5 ÷ 3) Ср .

Выбор конденсаторов по номинальному напряжению производят по соотношениям:

где Uк и U — напряжения на конденсаторе и в сети.

Основные технические данные некоторых конденсаторов приведены в таблице.

Если трехфазный электродвигатель, включенный в однофазную сеть, не достигает номинальной частоты вращения, а застревает на малой скорости, следует увеличить сопротивление клетки ротора проточкой короткозамыкающих колец или увеличить воздушный зазор шлифовкой ротора на 15—20%.

В том случае, если конденсаторы отсутствуют, можно использовать резисторы, которые включаются по тем же схемам, что и при конденсаторном пуске. Резисторы включаются вместо пусковых конденсаторов (рабочие конденсаторы отсутствуют).

Сопротивление (Ом) резистора может быть определено по формуле

где R — сопротивление резистора;
κ и I — кратность пускового тока и линейный ток в трехфазном режиме.

Пример расчета рабочей емкости конденсатора для двигателя

Определить рабочую емкость для двигателя АО 31/2, 0.6 кВт, 127/220 В, 4.2/2.4 А, если двигатель включен по схеме, изображенной на рис. а, а напряжение сети равно 220 В. Пуск двигателя без нагрузки.

1. Рабочая емкость

2. Напряжение на конденсаторе при выбранной схеме

По таблице выбираем три конденсатора МБГО-2 по 10 мкФ каждый с рабочим напряжением 300 В. Конденсаторы включать параллельно.

Источник: В.И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию.

Видео о том, как подключить электродвигатель на 220 вольт:

Помощь студентам

Однофазный асинхронный двигатель, схема подключения и запуска

Работа асинхронных электрических двигателей основывается на создании вращающегося магнитного поля, приводящего в движение вал. Ключевым моментом является пространственное и временное смещение обмоток статора по отношению друг к другу. В однофазных асинхронных электродвигателях для создания необходимого сдвига по фазе используется последовательное включение в цепь фазозамещающего элемента, такого как, например, конденсатор.

Отличие от трехфазных двигателей

Использование асинхронных электродвигателей в чистом виде при стандартном подключении возможно только в трехфазных сетях с напряжением в 380 вольт, которые используются, как правило, в промышленности, производственных цехах и других помещениях с мощным оборудованием и большим энергопотреблением. В конструкции таких машин питающие фазы создают на каждой обмотке магнитные поля со смещением по времени и расположению (120˚ относительно друг друга), в результате чего возникает результирующее магнитное поле. Его вращение приводит в движение ротор.

Однако нередко возникает необходимость подключения асинхронного двигателя в однофазную бытовую сеть с напряжением в 220 вольт (например в стиральных машинах). Если для подключения асинхронного двигателя будет использована не трехфазная сеть, а бытовая однофазная (то есть запитать через одну обмотку), он не заработает. Причиной тому переменный синусоидальный ток, протекающий через цепь. Он создает на обмотке пульсирующее поле, которое никак не может вращаться и, соответственно, двигать ротор. Для того, чтобы включить однофазный асинхронный двигатель необходимо:

  1. добавить на статор еще одну обмотку, расположив ее под 90˚ углом от той, к которой подключена фаза.
  2. для фазового смещения включить в цепь дополнительной обмотки фазосдвигающий элемент, которым чаще всего служит конденсатор.

Редко для сдвига по фазе создается бифилярная катушка. Для этого несколько витков пусковой обмотки мотаются в обратную сторону. Это лишь один из вариантов бифиляров, которые имеют несколько другую сферу применения, поэтому, чтобы изучить их принцип действия, следует обратиться к отдельной статье.

После подключения двух обмоток такой двигатель с конструкционной точки зрения является двухфазным, однако его принято называть однофазным из-за того что в качестве рабочей выступает лишь одна из них.

Схема подключения коллекторного электродвигателя в 220В

Схема подключения однофазного асинхронного двигателя (схема звезда)

Как это работает

Пуск двигателя с двумя расположенными подобным образом обмотками приведет к созданию токов на короткозамкнутом роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. В результате их взаимодействия между собой ротор приводится в движение. Контроль показателей пускового тока в таких двигателях осуществляется частотным преобразователем.

Несмотря на то, что функцию фаз определяет схема присоединения двигателя к сети, дополнительную обмотку нередко называют пусковой. Это обусловлено особенностью, на которой основывается действие однофазных асинхронных машин – крутящийся вал, имеющий вращающее магнитное поле, находясь во взаимодействии с пульсирующим магнитным полем может работать от одной рабочей фазы. Проще говоря, при некоторых условиях, не подсоединяя вторую фазу через конденсатор, мы могли бы запустить двигатель, раскрутив ротор вручную и поместив в статор. В реальных условиях для этого необходимо запустить двигатель с помощью пусковой обмотки (для смещения по фазе), а потом разорвать цепь, идущую через конденсатор. Несмотря на то, что поле на рабочей фазе пульсирующее, оно движется относительно ротора и, следовательно, наводит электродвижущую силу, свой магнитный поток и силу тока.

Основные схемы подключения

В качестве фазозамещающего элемента для подключения однофазного асинхронного двигателя можно использовать разные электромеханические элементы (катушка индуктивности, активный резистор и др.), однако конденсатор обеспечивает наилучший пусковой эффект, благодаря чему и применяется для этого чаще всего.

однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

  • рабочий;
  • пусковой;
  • рабочий и пусковой конденсатор.

В большинстве случаев применяется схема с пусковым конденсатором. Это связано с тем, что она используется как пускатель и работает только во время включения двигателя. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Для замыкания цепи пусковой цепи зачастую используют реле или кнопку.

Поскольку обмотка пусковой фазы используется кратковременно, она не рассчитана на большие нагрузки, и изготавливается из более тонкой проволоки. Для предотвращения выхода её из строя в конструкцию двигателей включают термореле (размыкает цепь после нагрева до установленной температуры) или центробежный выключатель (отключает пусковую обмотку после разгона вала двигателя).

Таким путем достигаются отличные пусковые характеристики. Однако данная схема обладает одним существенным недостатком – магнитное поле внутри двигателя, подключенного к однофазной сети, имеет не круговую, а эллиптическую форму. Это увеличивает потери при преобразовании электрической энергии в механическую и, как следствие, снижает КПД.

Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. В данном случае конденсатор позволяет компенсировать потери энергии, что приводит к закономерному увеличению КПД. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.

Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки. Неподходящий по емкости конденсатор приведет к тому, что вращающееся магнитное поле будет принимать эллиптическую форму.

Своеобразной «золотой серединой» является схема подключения с использованием обоих конденсаторов – и пускового, и рабочего. При подключении двигателя таким способом его пусковые и рабочие характеристики принимают средние значения относительно описанных выше схем.

На практике для приборов, требующих создания сильного пускового момента используется первая схема с соответствующим конденсатором, а в обратной ситуации – вторая, с рабочим.

Другие способы

При рассмотрении методов подключения однофазных асинхронных двигателей нельзя обойти внимание два способа, конструктивно отличающихся от схем для подключения через конденсатор.

С экранированными полюсами и расщепленной фазой

В конструкции такого двигателя используется короткозамкнутая дополнительная обмотка, а на статоре присутствуют два полюса. Аксиальный паз делит каждый из них на две несимметричные половины, на меньшей из которых располагается короткозамкнутый виток.

После включения двигателя в электрическую сеть пульсирующий магнитный поток разделяется на 2 части. Одна из них движется через экранированную часть полюса. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Благодаря индуктивности появляется электродвижущая сила и сдвиг магнитных потоков по фазе и времени.

Витки короткозамкнутой обмотки приводят к существенным потерям энергии, что и является главным недостатком схемы, однако она относительно часто используется в климатических и нагревательных приборах с вентилятором.

С асимметричным магнитопроводом статора

Особенностью двигателей с данной конструкцией заключается в несимметричной форме сердечника, из-за чего появляются явно выраженные полюса. Для работы схемы необходим короткозамкнутый ротор и обмотка в виде беличьей клетки. Характерным отличием этой конструкции является отсутствие необходимости в фазовом смещении. Улучшенный пуск двигателя осуществляется благодаря оснащению его магнитными шунтами.

Среди недостатков этих моделей асинхронных электродвигателей выделяют низкий КПД, слабый пусковой момент, отсутствие реверса и сложность обслуживания магнитных шунтов. Но, несмотря на это, они имеют широкое применение в производстве бытовой техники.

Подбор конденсатора

Перед тем как подключить однофазный электродвигатель, необходимо произвести расчет необходимой ёмкости конденсатора. Это можно сделать самостоятельно или воспользоваться онлайн-калькуляторами. Как правило, для рабочего конденсатора на 1 кВт мощности должно приходиться примерно 0,7-0,8 мкФ емкости, и около 1,7-2 мкФ – для пускового. Стоит отметить, что напряжение последнего должно составлять не менее 400 В. Эта необходимость обусловлена возникновением 300-600 вольтного всплеска напряжения при старте и останове двигателя.

Керамический и электролитический конденсатор

Ввиду своих функциональных особенностей однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовой технике: пылесосах, холодильниках, газонокосилках и других приборов, для работы которых достаточно частоты вращения двигателя до 3000 об/мин. Большей скорости, при подключении к стандартной сети с частотой тока в 50 Гц, невозможно. Для развития большей скорости используют коллекторные однофазные двигатели.

Поделиться с друзьями:

Схема подключения и расчёт пускового конденсатора

Выход из строя конденсаторов в цепи компрессора кондиционеров случается не так уж и редко. А зачем вообще нужен конденсатор и для чего он там стоит?

Бытовые кондиционеры небольшой мощности в основном питаются от однофазной сети 220 В. Самые распространённые двигатели которые применяют в кондиционерах такой мощности- асинхронные со вспомогательной обмоткой, их называют двухфазные электродвигатели или конденсаторные .

В таких двигателях две обмотки намотаны так, что их магнитные полюсы расположены под углом 90 град. Эти обмотки отличаются друг от друга количеством витков и номинальными токами, ну соответственно и внутренним сопротивлением. Но при этом они рассчитаны так что при работе они имеют одинаковую мощность.

В цепь одной из этих обмоток, её производители обозначают как стартовую(пусковую), включают рабочий конденсатор, который постоянно находится в цепи. Этот конденсатор ещё называют фазосдвигающим, так как он сдвигает фазу и создаёт круговое вращающееся магнитное поле. Рабочая или основная обмотка подключена напрямую к сети.

Схема подключения пускового и рабочего конденсатора

Рабочий конденсатор постоянно включён в цепь обмотки через него протекает ток равный току в рабочей обмотке. Пусковой конденсатор подключается на время запуска компрессора — не более 3 секунд (в современных кондиционерах используется только рабочий конденсатор, пусковой не используется)

Расчёт ёмкости и напряжения рабочего конденсатора

Расчёт сводится к подбору такой емкости, чтобы при номинальной нагрузке было обеспечено круговое магнитное поле, так как при значении ниже или выше номинального магнитное поле изменяет форму на эллиптическое, а это ухудшает рабочие характеристки двигателя и снижает пусковой момент. В инженерных справочниках приведена формула для расчёта ёмкости конденсатора:

I и sinφ –ток и сдвиг фаз между напряжением и током в цепи при вращающемся магнтном поле без конденсатора

f- частота переменного тока

U – напряжение питания

n- коэффициент трансформации обмоток. определяется как соотношение витков обмоток с конденсатором и без него.

Напряжение на конденсаторе рассчитывается по формуле

Uc -рабочее напряжение конденсатора

U — напряжение питания двигателя

n — коэффициент трансформации обмоток

Из формулы видно, что рабочее напряжение фазосдвигающего конденсатора выше напряжения питания двигателя.

В пособиях по расчёту приводят приближённое вычисление – 70-80 мкФ ёмкости конденсатора на 1 кВт мощности электродвигателя, а номинал напряжения конденсатора для сети 220 В обычно ставят — 450 В.

Также параллельно к рабочему конденсатору подключают пусковой конденсатор на время пуска, примерно на три секунды, после чего срабатывает реле и отключает пусковой конденсатор. В настоящее время в кондиционерах схемы с дополнительным пусковым конденсатором не применяют.

В более мощных кондиционерах используют компрессоры с трёхфазными асинхронными двигателями, пусковые и рабочие конденсаторы для таких двигателей не требуются.

Как подключить однофазный двигатель

Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Потому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В данной статье рассмотрим, как правлильно сделать подключение однофазного двигателя. 

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 275
Источник: https://stroychik.ru/elektrika/podklyuchenie-odnofaznogo-dvigatelya

Общие понятия

Асинхронный двигатель 220 вольт, однофазный, требует питания переменным электрическим током, сеть для подключения такого агрегата должна быть однофазной. Однофазные двигатели 220 в работают при напряжении в сети 220 вольт, частоте 50 герц. Эти электрические величины поддерживаются во всех бытовых электрических сетях, в домах, квартирах, дачах, коттеджах, по всей территории России, а в США напряжение в бытовой электрической сети составляет 110 вольт. На производстве же в нашей стране сетевое напряжение имеется однофазное, трёхфазное, и другие виды электрических сетей.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 588
Источник: https://obrabotkametalla.info/elektrik/odnofaznye-elektrodvigateli-220v

Переподключение с 380 вольт на 220

Очень важно понимать, как подключается трехфазный электродвигатель к сети 220в. Чтобы трехфазный двигатель подключить к 220в, заметим, что у него есть шесть выводов, что соответствует трем обмоткам. При помощи тестера провода прозванивают, чтобы найти катушки. Их концы соединяем по два – получается соединение «треугольник» (и три конца).

Для начала, два конца сетевого провода (220 в) подключаем к любым двум концам нашего «треугольника». Оставшийся конец (оставшаяся пара скрученных проводов катушки) подсоединяется к концу конденсатора, а оставшийся провод конденсатора также соединяется с одним из концов сетевого провода и катушек.

От того, выберем мы один или другой, будет зависеть в какую сторону начнет вращаться двигатель. Проделав все указанные действия, запускаем двигатель, подав на него 220 в.

Электромотор должен заработать. Если этого не произошло, или он не вышел на требуемую мощность, необходимо вернуться на первый этап, чтобы поменять местами провода, т.е. переподключить обмотки.

Если при включении, мотор гудит, но не крутиться, требуется дополнительно установить (через кнопку) конденсатор. Он будет в момент пуска давать двигателю толчок, заставляя крутиться.

Видео:

Видео: Как подключить электродвигатель с 380 на 220

Прозванивание, т.е. измерение сопротивления, проводится тестером. Если такой отсутствует, воспользоваться можно батарейкой и обычной лампой для фонарика: в цепь, последовательно с лампой, подсоединяют определяемые провода. Если концы одной обмотки найдены – лампа загорается.

Труднее гораздо найти определить начало и концы обмоток. Без вольтметра со стрелкой не обойтись.

Подсоединить потребуется к обмотке батарейку, а к другой — вольтметр.

Разрывая контакт провода с батарейкой, наблюдают, отклоняется ли стрелка и в какую сторону. Те же действия проводят с оставшимися обмотками, изменяя, если нужно, полярность. Добиваются чтобы отклонялась стрелка в ту же сторону, что при первом измерении.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1985
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1502-shemy-podkljuchenija-trehfaznogo-jelektrodvigatelja.html

Применение однофазных моторов

Такой тип моторов применяют для работы устройств с малой мощностью.

  1. Бытовая техника.
  2. Вентиляторы небольшого размера.
  3. Электронасосы.
  4. Станки, предназначенные для обработки сырья.

Заводы производят электродвигатели однофазные 220 В малой мощности различных моделей, с разным числом оборотов и мощностью. Стоит отметить, что однофазные моторы уступают трёхфазным в нескольких параметрах.

  1. Эти моторы имеют меньшие значения КПД.
  2. Пускового момента.
  3. Мощности.
  4. Способность выдерживать перегрузку у трёхфазных электромоторов выше, чем у однофазных.

Эти параметры меньше при условии, когда трёхфазные моторы имеют такой же размер.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 650
Источник: https://obrabotkametalla.info/elektrik/odnofaznye-elektrodvigateli-220v

Схема звезда-треугольник

В отечественных моторах часто «звезда» собрана уже, а треугольник требуется реализовать, т.е. подключить три фазы, а из оставшихся шести концов обмотки собрать звезду. Ниже дан чертеж, чтобы разобраться было легче.

Главным плюсом соединения трехфазной цепи звездой считают то, что мотор вырабатывает наибольшую мощность.

Тем не менее, подобное соединение «любят» любители, но не часто применяют на производствах, поскольку схема подключения сложная.

Чтобы она работала необходимо три пускателя:

К первому из них –К1 с одной стороны подключается обмотка статора, с другой – ток. Оставшиеся концы статора соединяют с пускателями К2 и К3, а затем для получения «треугольника» к фазам подключаются и обмотка с К2.

Подключив в фазу К3, незначительно укорачивают оставшиеся концы для получения схемы «звезда».

Важно: недопустимо одновременно включать К3 и К2, чтобы не произошло короткое замыкание, которое может приводить к отключению автомата мотора электрического. Во избежание этого, применяют электроблокировку. Работает это так: при включении одного из пускателей, другой отключается, т.е. его контакты размыкаются.

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 1147
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1502-shemy-podkljuchenija-trehfaznogo-jelektrodvigatelja.html

Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть

Ротор, подключенного к трехфазной цепи трехфазного двигателя, вращается благодаря магнитному полю, создаваемом током, идущим в разное время по разным обмоткам. Но, при подключении такого двигателя к цепи однофазной, не возникает вращающий момент, который мог бы вращать ротор. Наиболее простым способом подключения двигателей трехфазных к однофазной цепи является подсоединение его третьего контакта через фазосдвигающий конденсатор.

Включенные в однофазную сеть такой мотор имеет такую же частоту вращения, как при работе от трехфазной сети. Но о мощности нельзя сказать этого: ее потери значительны и зависят они от емкости конденсатора фазосдвигающего, условия работы мотора, выбранной схемы подключения. Потери на ориентировочно достигают 30-50%.

Цепи могут быть двух — , трех-, шестифазными, но наиболее применяемыми являются трехфазные. Под трехфазной цепью понимают совокупность цепей электрических с одинаковой частотой синусоидальной ЭДС, которые отличаются по фазе, но создаются общим источником энергии.

Если нагрузка в фазах одинакова, цепь является симметричной. У трехфазных несимметричных цепей – она разная. Полная мощность складывается из активной мощности трехфазной цепи и реактивной.

Хотя большинство двигателей справляется с работой от однофазной сети, но хорошо работать могут не все. Лучше других в этом смысле двигатели асинхронные, которые рассчитаны на напряжение 380/220 В (первое — для звезды, второе – треугольника).

Это рабочее напряжение всегда указывают в паспорте и на прикрепленной к двигателю табличке. Также там указана схема подключения и варианты ее изменения.

Если присутствует «А», это свидетельствует о том, что использоваться может как схема «треугольник», так и «звезда». «Б» сообщает о том, что подключены обмотки «звездой» и не могут быть соединены по – другому.

Получится в результате должно: при разрыве контактов обмотки с батареей, электрический потенциал той же полярности (т.е. отклонение стрелки происходит в ту же сторону) должен появляться на двух оставшихся обмотках. Выводы начала (А1, В1, С1) и конца (А2, В2, С2) помечают и подсоединяют по схеме.

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 2160
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1502-shemy-podkljuchenija-trehfaznogo-jelektrodvigatelja.html

Подключение

Для работы устройства требуется 1 фаза с напряжением 220 Вольт. Это означает, что подключить его можно в бытовую розетку. Именно в этом причина популярности двигателя среди населения. На всех бытовых приборах, от соковыжималки до шлифовальной машины, установлены механизмы этого типа.

аподключение с пусковым и рабочим кондсенсаторами

Существует 2 типа электромоторов: с пусковой обмоткой и с рабочим конденсатором:

  1. В первом типе устройств, пусковая обмотка работает посредством конденсатора только во время старта. После достижения машиной нормальной скорости, она отключается, и работа продолжается с одной обмоткой.
  2. Во втором случае, для моторов с рабочим конденсатором, дополнительная обмотка подключена через конденсатор постоянно.

Электродвигатель может быть взят от одного прибора и подключен к другому. Например, исправный однофазный мотор от стиральной машины или пылесоса может использоваться для работы газонокосилки, обрабатывающего станка и т.п.

Существует 3 схемы включения однофазного двигателя:

  1. В 1 схеме, работа пусковой обмотки выполняется посредством конденсатора и только на период запуска.
  2. 2 схема также предусматривает кратковременное подключение, однако оно происходит через сопротивление, а не через конденсатор.
  3. 3 схема является самой распространенной. В рамках этой схемы конденсатор постоянно подключен к источнику электричества, а не только во время старта.

Подключение электромотора с пусковым сопротивлением:

  1. Вспомогательная обмотка таких устройств имеет повышенное активное сопротивление.
  2. Для запуска электромашины этого типа, может быть использован пусковой резистор. Его следует последовательно подключить к пусковой обмотке. Таким образом, можно получить сдвиг фаз 30° между токами обмоток, чего будет вполне достаточно для старта механизма.
  3. Кроме того, сдвиг фаз может быть получен путем использования пусковой фазы с большим значением сопротивления и меньшей индуктивностью. У такой обмотки меньшее количество витков и тоньше провод.

Подключение мотора с конденсаторным пуском:

  1. У данных электромашин пусковая цепь содержит конденсатор и включается только на период старта.
  2. Для достижения максимального значения пускового момента, требуется круговое магнитное поле, которое выполняет вращение. Чтобы оно возникло, токи обмоток должны быть повернуты на 90° относительно друг друга. Такие фазосдвигающие элементы, как резистор и дроссель не обеспечивают необходимый сдвиг фаз. Только включение в цепь конденсатора позволяет получить сдвиг фаз 90°, если правильно подобрать емкость.
  3. Вычислить, какие провода к какой обмотке относятся, можно путем измерения сопротивления. У рабочей обмотки его значение всегда меньше (около 12 Ом), чем у пусковой (обычно около 30 Ом). Соответственно, сечение провода рабочей обмотки больше, чем у пусковой.
  4. Конденсатор подбирается по потребляемому двигателем току. Например, если ток равен 1.4 А, то необходим конденсатор емкостью 6 мкФ.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 2929
Источник: https://slarkenergy.ru/oborudovanie/engine/odnofaznyj-220v.html

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД

Есть специальная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись онлайн калькулятором или рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

Рабочий конденсатор берут из расчета 0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
Пусковой подбирается в 2-3 раза больше.

Конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть минимум в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 350 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting.

Пусковые конденсаторы для моторов

Эти конденсаторы можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.

При нормальной работе трехфазных асинхронных электродвигателей с конденсаторным пуском, включенных в однофазную сеть предполагается изменение (уменьшение) емкости конденсатора с увеличением частоты вращения вала. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 1504
Источник: https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/

Проверка работоспособности

Как проверить работоспособность двигателя путем визуального осмотра?

Ниже перечислены дефекты, которые сигнализируют о возможных проблемах с двигателем, их причиной могла стать неправильная эксплуатация или перегрузка:

  1. Сломанная опора или монтажные щели.
  2. В середине мотора потемнела краска (указывает на перегревание).
  3. Через щели в корпусе внутрь устройства втянуты сторонние вещества.

Чтобы проверить работоспособность двигателя, следует включить его сначала на 1 минуту, а затем дать поработать около 15 минут.

Если после этого двигатель окажется горячим, то:

  1. Возможно, подшипники загрязнились, зажались или просто износились.
  2. Причина может быть в слишком высокой емкости конденсатора.

Отключите конденсатор, и запустите мотор вручную: если он перестанет нагреваться – необходимо уменьшить конденсаторную емкость.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 869
Источник: https://slarkenergy.ru/oborudovanie/engine/odnofaznyj-220v.html

Устройство электродвигателя

Однофазные двигатели 220 В имеют две фазы, но основная работа выполняется одной, и такие моторы стали называть однофазными. В состав мотора входят следующие детали.

  1. Статор, или неподвижная часть мотора.
  2. Ротор, или подвижная (вращающаяся) часть мотора.

Однофазный электромотор можно охарактеризовать как асинхронный электрический мотор, в котором имеется рабочая обмотка на его неподвижной части, она подключается к сети переменного однофазного тока.

Пусковая катушка

Для того чтобы однофазный мотор мог самостоятельно запускаться и начинать вращение, на них устанавливается ещё одна катушка. Она разработана для запуска двигателя. Пусковая катушка устанавливается по отношению к рабочей со смещением на 90 градусов. Для того чтобы получить сдвиг токов, следует установить в цепь звено, которое будет сдвигать фазы. В качестве фазосдвигающего звена могут выступать несколько средств.

  1. Активный резистор.
  2. Конденсатор.
  3. Катушка индуктивности.

Ротор и статор мотора металлические. Для того чтобы изготовить ротор или статор, нужна специальная электротехническая сталь марки 2212.

Двух и трёхфазные моторы

Существует возможность 2 или 3-фазный мотор подключить к однофазному источнику питания. Иногда по ошибке такие моторы называют однофазными. Это заблуждение, правильно будет называть это «двух (или трёх) фазный электромотор, подключённый в однофазную сеть питания переменного тока». Просто подключить двух или трёхфазный мотор в однофазную сеть не получится. Нужна схема согласования.

Таких схем есть несколько, согласование можно реализовать при помощи конденсаторов. После подключения к мотору конденсаторов согласно схеме, мотор будет работать, причём все фазы мотора будут работать, они всё время будут находиться под напряжением и выполнять работу по вращению ротора.

Принцип действия

Переменный электроток создаёт магнитное поле в статоре, которое имеет два поля, они одинаковы по амплитуде, частоте, но разнонаправленны. Эти поля воздействуют на неподвижный ротор, и, вследствие того, что поля разнонаправленны, ротор начинает вращение. При отсутствии в моторе пускового механизма, то ротор будет стоять на месте. Ротор, начав вращение в одну сторону, будет вращаться далее в этом же направлении.

Запуск мотора

Посредством магнитного поля производится запуск мотора, магнитное поле, воздействуя на ротор, принуждает его вращаться. Создают магнитное поле главная и дополнительная катушки, пусковая имеет меньший размер, подключается она к дополнительной через конденсатор, катушку индуктивности или активный резистор.

Если мотор низкой мощности, пусковая фаза замкнута. Чтобы запустить такой двигатель, подключать электричество к пусковой катушке можно лишь временно, не более чем на три секунды. Для этого существует пусковая кнопка. Кнопка вставлена в пусковое устройство.

Когда происходит нажатие пусковой кнопки, происходит подача электроэнергии на рабочую и на пусковую катушку одновременно, двигатель в эти первые секунды запуска работает как двухфазный, но через три секунды ротор уже набрал обороты, мотор запустился, и кнопка отпускается. Прекращается подача электроэнергии на пусковую катушку, но подача электричества на рабочую обмотку не прекращается, так устроено пусковое устройство, затем устройство работает уже как однофазное.

Важно помнить, что не следует долго держать пусковую кнопку, так как пусковая катушка может перегреться и выйти со строя, она рассчитана на работу несколько секунд. Для обеспечения безопасности в корпусе однофазного силового агрегата может быть встроено тепловое реле, центробежный выключатель. Центробежный выключатель устроен таким образом, что когда ротор набрал обороты, центробежный выключатель выключается сам, без вмешательства человека. Пусковой ток однофазного двигателя выше рабочего, после запуска ток снижается до уровня рабочего. Схему подключения однофазного двигателя смотрите здесь.

Тепловое реле

Тепловое реле действует следующим образом: при нагревании обмоток до установленного на реле предела, реле производит прекращение подачи электроэнергии на обе фазы, таким образом, исключается выход из строя при перегрузке или другой причине, это не даст возникнуть пожару.

Достоинства

К положительным качествам такого мотора можно отнести простоту его устройства, ротор в этой конструкции короткозамкнутый, обмотка статора не представляет собой большой сложности.

Недостатки

Кроме достоинств, в этом моторе имеются и некоторые недостатки.

  1. Невысокий пусковой момент мотора.
  2. Низкий КПД электродвигателя.
  3. Электродвигатель не способен генерировать магнитное поле, которое выполняет вращение.

По этой причине такой двигатель сам не может начать вращение. Дело в том что для того, чтобы мотор начал вращение, он должен иметь не менее двух обмоток, а следовательно, и двух фаз, но мотор имеет одну фазу изначально, таково его устройство. Кроме наличия двух фаз, требуется чтобы одна обмотка была смещена по отношению к другой на определённый угол.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 4929
Источник: https://obrabotkametalla.info/elektrik/odnofaznye-elektrodvigateli-220v

Реверс направления движения двигателя

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 390
Источник: https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/

Подключение однофазного асинхронного электродвигателя к сети

Особенность этого подключения заключается в том, что напряжение на рабочую катушку после включения двигателя в сеть должно подаваться постоянно, а на пусковую через фазосдвигающий конденсатор, только на кратковременное время (2–10 сек).

Сделать это несложного, например, с помощью двух тумблеров, один из которых имеет два фиксированных положения (рабочий), а другой без фиксации (пусковой).

На самом деле, всех этих манипуляций при запуске электродвигателя можно избежать, если использовать специально предназначенные для этих целей коммутирующие устройства.

Пусковая кнопка ПНВС

В этом механизме (ПНВС-10) не было бы ничего особенного, если бы не одна фишка. При нажатии кнопки “Пуск” замыкаются все три пары контактов. При отпускании кнопки, крайние пары остаются в замкнутом положении, а средняя пара возвращается в исходное, разомкнутое положение. После нажатия “Стоп” все контакты размыкаются.

На картинке ясно видно, что средняя пара контактов разомкнута, а две крайние пары замкнуты.

Остается подключить пусковую обмотку к крайним клеммам, а пусковую к средней и одной из крайних (общей) клеммам кнопки.

Вот так просто и если хотите, элегантно реализован весь порядок необходимых подключений.

Небольшая цена (120–190 руб), ещё одно из достоинств этого устройства. Некоторых пользователей смущают относительно большие габариты, но поскольку электромотор чаще всего используется в составе какого-то агрегата (станка), что само по себе подразумевает стационарное применение, то размеры блока кнопок, в этом случае, не помеха.

Подключение к сети однофазного двигателя с помощью магнитного пускателя

Поскольку питание, подаваемое на пусковую катушку через несколько секунд после нажатия кнопки “Пуск” нужно отключить, то понадобится два пускателя, а ещё блок, состоящий из двух кнопок, каждая из которых должна иметь две группы контактов с нормально-замкнутыми и нормально-разомкнутыми парами контактов.

Красным цветом обозначены силовые провода. Синим, провода управления.

Получается дороговато, каждый из пускателей с катушкой на 220 В, стоит 700–3000 руб, а ещё такой способ подключения никак не назовешь компактным и простым.

Все эти недостатки компенсируются возможностью коммутировать довольно большую нагрузку.

О подключении трёхфазных электродвигателей к однофазной сети

На мой взгляд, эта тема в наши дни потеряла свою актуальность. Раньше (период СССР), купить однофазный двигатель было проблематично или просто невозможно, а трёхфазники приобретались “по случаю”. Естественно, сразу же возникал вопрос об адаптации такого движка к однофазной сети. Сейчас таких случаев уже почти нет, а покупать дорогой трёхфазный электродвигатель с тем, чтобы подключать его к сети на 220 В. никто в здравом уме не будет.

Возможно, я ошибаюсь и у читателя есть своё мнение на этот счёт. Выскажите его в комментариях.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 2858
Источник: https://masterkvartira.ru/kak-podkljuchit-asinhronnyj-dvigatel-na-220-volt.html

Кол-во блоков: 15 | Общее кол-во символов: 25379
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:
  1. https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1502-shemy-podkljuchenija-trehfaznogo-jelektrodvigatelja.html: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 5292 (21%)
  2. https://obrabotkametalla.info/elektrik/odnofaznye-elektrodvigateli-220v: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 6167 (24%)
  3. https://slarkenergy.ru/oborudovanie/engine/odnofaznyj-220v.html: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 7921 (31%)
  4. https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 2866 (11%)
  5. https://masterkvartira.ru/kak-podkljuchit-asinhronnyj-dvigatel-na-220-volt.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 2858 (11%)
  6. https://stroychik.ru/elektrika/podklyuchenie-odnofaznogo-dvigatelya: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 275 (1%)

Источник: m-strana.ru

ТРЁХФАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ В ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ

   При всем современном многообразии выбора бытового электроинструмента, по прежнему существует потребность в применении более мощных асинхронных электродвигателей. Предпосылок к этому немало — применяемые в качестве двигателей электроинструмента коллекторные машины не превосходят по мощности потолок в 1 — 1,5 кВт (дальнейшее увеличение по мощности приводит к увеличению по массагабаритным показателям), а ведь иногда требуется привод более мощный (самодельные циркулярные или ленточные пилы, электрофуганки с шириной прохода 50 и более сантиметров и т.д). Все эти инструменты приводятся в движение как правило при помощи трехфазных электродвигателей. К сожалению, трехфазная сеть в быту — явление крайне редкое, поэтому для их питания от обычной электрической сети самодельщики применяют: фазосдвигающий конденсатор; тринисторные фазосдвигающие устройства; другие емкостные и индукционно-емкостные фазосдвигающие схемы. Среди различных способов запуска асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, наиболее простым является способ подключения одной из обмоток двигателя через фазосдвигающий конденсатор.

   Для работы двигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие практически невыполнимо, поэтому при пуске двигателя подключают два конденсатора (Ср — рабочий конденсатор; Сп — пусковой конденсатор). 

   Такую схему подключения выбирают только втом случае, если на маркировке двигателя указано напряжение питания 220/380v.

   Работает схема так: после включения пакетного выключателя П1, необходимо сразу нажать пусковую кнопку »Разгон». После того как двигатель наберет обороты кнопку отпускают.

   Реверсирование двигателя осуществляется путем переключения фаз на его обмотке посредством тумблера SA1. Для разряда конденсаторов используется сопротивление R1. Емкость рабочего конденсатора можно расчитать по следующим формулам. Для схемы подключения »треугольник»: Ср=4800*(I/U) где Ср — емкость конденсатора в микрофарадах, I — ток потребления электродвигателя в амперах, U — напряжение питающей сети. Для схемы подключения »звезда»: Ср=2800*(I/U) где Ср — емкость конденсатора в микрофарадах, I — ток потребления двигателя в амперах, U — напряжение питающей сети. Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2-2,5 раза большей емкости рабочего конденсатора. Конденсаторы должны быть расчитаны на напряжение в 1,5 раза большее чем напряжение питающей сети. Для пуска двигателей применяют конденсаторы типа МБГО, МБГЧ, МБГП или специализированные пусковые (высокая цена).

   Для подбора необходимых конденсаторов можно воспользоваться таблицей. Но как же поступить, если не удалось достать конденсаторов нужной емкости?

   Не волнуйтесь, выход есть. Практика применения бумажных конденсаторов для подключения трехфазных двигателей показала, что вместо этих громоздких монстров можно применить и электролитические конденсаторы.

   Посмотрите на эквивалентные схемы замены бумажных конденсаторов электролитами. 

   Диоды для сети переменного тока 220V выбираются с максимально допустимым обратным напряжением не ниже 300V. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для двигателя мощностью до 1 кВт подойдут диоды типа Д242 — Д247 с прямым током 10 А. 

   При большей мощности можно взять диоды типа ДЛ 200 или поставить несколько менее мощных параллельно и на радиаторах.

   Принципиальную схему включения электродвигателя с применением электролитических конденсаторов смотрите на рисунке. Принцип действия данной схемы и все производимые при пуске манипуляции такие же как и для схемы описанной выше.

   Но что если вам требуется подключить к сети двигатель мощностью 3 — 4 кВт? Двигатели такого типа расчитаны на применение только в сетяз 380V, их обмотки соединены »звездой» и в клеммной коробке имеется всего три вывода. Включение такого двигателя в сеть 220v приводит к снижению его номинальной мощности в з раза.

   Как же устранить данный недостаток? Как заставить столь мощного монстра отдавать хотя бы 50 процентов мощности? Все очень просто, требуется лишь небольшая доработка. Вскрываем клеммную коробку и определяем, с какой стороны крышки корпуса двигателя выходят выводы обмоток. Отворачиваем крышку и вынимаем ее из корпуса. Находим место соединения обмоток в общую точку и подпаиваем к этой точке проводник, сечение которого равно сечению провода обмотки двигателя. Скрутку изолируем изолентой и термоусадочной трубкой, подпаянный проводник протягиваем в клеммную коробку и устанавливаем на место снятую крышку. Все — переделка завершена! Подключаем двигатель по приведенной схеме. После разгона двигателя с данной схемой включения, с сетью работает только одна его обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. В следующей нашей стать мы поговорим о том, как преобразовать однофазную сеть 220v в трехфазную 380v для подключения двигателя. Автор: Электродыч.

Originally posted 2019-05-25 22:48:14. Republished by Blog Post Promoter

Фазосдвигающие элементы для трёхфазного электродвигателя

Первым фазосдвигающим устройством, точнее — элементом, образующим некоторое смещение фаз тока в фазных обмотках, в некоторых случаях служит пусковое активное сопротивление. Пусковое — значит подключается только при запуске электродвигателя и в работе электродвигателя не участвует.

Схемы с пусковым активным сопротивлением.

Пусковое сопротивление используется там, где к электродвигателям не предъявляют больших пусковых моментов, то есть запуск с минимальной нагрузкой на валу, продолжительный период запуска, небольшая мощность электродвигателя, большое скольжение и др..

В большинстве случаев умельцы применяют ТЭНы в качестве пусковых сопротивлений по соответственной мощности электродвигателя. Но мы в начале  подбирали пусковые сопротивления по электрическому сопротивлению пусковой обмотки, затем опытным путём уточняли его величину, при которой наблюдался наибольший пусковой момент электродвигателя.

Общедоступны три схемы подключения трёхфазного электродвигателя с пусковым сопротивлением.

Схемы с пусковым конденсатором и конденсаторные двигатели.

Вторым простым фазосдвигающим элементом — конденсатором, пользуются чаще и при его применении получают большие пусковые моменты в электродвигателях. В настоящее время промышленностью выпускаются специальные пусковые и рабочие конденсаторы различных модификаций. В качестве рабочего можно применить разнополярный конденсатор, рассчитанный на рабочее напряжение не менее 500v.

Ёмкость подбирается из учёта необходимости величины пускового момента. При ёмкостном сопротивлении конденсатора равном сопротивлению короткого замыкания используемой пусковой(фазной) обмотки, пусковой момент электродвигателя будет максимальным. То есть, чем больше ёмкость взятого конденсатора, тем легче и быстрее запустится электродвигатель под нагрузкой.

После запуска двигателя пусковой конденсатор необходимо сразу же отключить, так как обмотка сильно перегреется, а конденсатор от перенапряжения может взорваться. Метало-бумажные конденсаторы не так часто взрываются, как электролитические, поэтому к выбору пускового конденсатора необходимо отнестись внимательно, изучив его паспортные данные касательно рабочего напряжения.

Вот несколько основных схем с конденсатором, хотя, любой умелец может комбинировать их как угодно.

Знавал я одного мастера, который переделал трёхфазный электродвигатель на однофазный и запускал его в работу пусковым реле от холодильника.

Электродвигатели предназначенные для эксплуатации в однофазной сети конструктивно изготавливают с двумя обмотками на статоре, расположенными под некоторым углом друг к другу. Пусковая обмотка имеет меньшее электрическое сопротивление, чем рабочая и выполнена проводом немного бо́льшего сечения, чем основная.

Мощности конденсаторных двигателей невелики, так как у них наблюдается повышенное скольжение и небольшой пусковой момент.

Схемы с активным и индуктивным сопротивлением.

Если к схеме электродвигателя применить индуктивное и активное сопротивления, то можно получить некоторый сдвиг фаз и запустить асинхронный электродвигатель, питаемый трёхфазным напряжением. Этакий своеобразный расщепитель фаз, конструктивная электрическая схема которого при определённом включении дополнительных элементов, позволяет получить на её выходе трёхфазное напряжение при подаче на неё однофазного.

В качестве индуктивного сопротивления используют дроссель  с воздушным зазором в сердечнике

Назовём такую схему статическим расщепителем фаз и работает она только при запуске двигателя, после чего отключаются активные элементы и двигатель работает как однофазный.

Схема с активным и индуктивным сопротивлением. Схема с активным и индуктивным сопротивлением.
Расщепитель фаз, частотный преобразователь и взаимная индукция для запуска электродвигателей.

Что бы применить схему с использованием взаимной индукцией нужны электродвигатели, изготовленные для двухфазной сети,  поэтому такой способ ограничен использованием в быту. Схему можно применить для двухфазной сети и для однофазной. Однофазная сеть может быть использована для питания двухфазного электродвигателя, а двухфазная сеть для питания трёхфазного электродвигателя.

Многие задаются вопросом: ‘то происходит с пусковой обмоткой при её отключении от фазосдвигающего элемента после запуска электродвигателя?’ Меня ранее тоже мучил такой вопрос. Провёл эксперимент. После запуска трёхфазного электродвигателя(3kw) от  однофазной сети,  к освободившейся пусковой обмотке подключил 1.2kw электроплитку.

Потребляемый двигателем ток незначительно изменился, а электроплита нагрелась до красна. Получается, что пусковая обмотка уже после запуска электродвигателя работает как генераторная. Оказывается , что не только в пусковой, но и в рабочей(двигательной) тоже генерируется энергия.

Примерно половина мощности генерируется самим двигателем, а половина мощности берётся от однофазной сети. Одна фаза расщепляется ещё на две и распределение напряжений в обмотках двигателя дополняется до обычной трёхфазной системы.

 Значит, трёхфазный электродвигатель от однофазной сети можно не только использовать для эксплуатации нагрузки, но и питать от него другой трёхфазный электродвигатель.

Пример: в 1915 году в США для питания тяговых электродвигателей электровозов использовали расщепители фаз — два двигателя по 600 kw.

Конструктивно всё просто. Как обычный трёхфазный электродвигатель запускаете расщепитель от однофазной сети. Затем трёхполюсным выключателем подключаете к нему трёхфазный двигатель.

Требовательность к асинхронным расщепителям значительная. Обороты ротора расщепителя должны быть выше, чем у питаемого ним электродвигателя. Мощность немного выше потребляемой мощности нагрузкой.

Все вышеперечисленные способы запуска трёхфазного электродвигателя можно отменить, при наличии в кармане определённой суммы денег, ведь нынешний прогресс в технике облегчил условия использования трёхфазных электродвигателей в однофазных сетях. Я говорю об электронных частотных преобразователях, которые напрямую подключаются к однофазной сети.

Переменное сетевое напряжение в таком преобразователе сначала выпрямляется и становится постоянным. Это постоянное напряжение через специальный блок или модуль преобразуется в переменное, нужной нам частоты. Далее переменное напряжение через электронные ключи подаётся на три обмотки трёхфазного электродвигателя.

Двойной выигрыш: возможность управления частотой вращения вала электродвигателя и не используем никаких фазосдвигающих элементов. Частотный преобразователь в данном случае является фазосдвигающим управляющим устройством, с комплексной защитой и другими дополнительными функциями.

К слову дополню, что таким преобразователем частоты удобно управлять электроинструментом, в котором в качестве привода используется синхронный электродвигатель.


«Фазосдвигающие элементы для трёхфазного электродвигателя»

Ёмкость подбирается из учёта необходимости величины пускового момента. При ёмкостном сопротивлении конденсатора равном сопротивлению короткого замыкания используемой пусковой(фазной) обмотки, пусковой момент электродвигателя будет максимальным. То есть, чем больше ёмкость взятого конденсатора, тем легче и быстрее запустится электродвигатель под нагрузкой. После запуска двигателя пусковой конденсатор необходимо сразу же отключить, так как обмотка сильно перегреется, а конденсатор от перенапряжения может взорваться. Метало-бумажные конденсаторы не так часто взрываются, как электролитические, поэтому к выбору пускового конденсатора необходимо отнестись внимательно, изучив его паспортные данные касательно рабочего напряжения.

Игорь Александрович

«Весёлый Карандашик»

Включение 3-х фазного двигателя в однофазную сеть

 

Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, наиболее простой базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность развиваемая двигателем в этом случае составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, например, с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.

Для нормальной работы электродвигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость используемого конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить довольно сложно, поэтому используют двухступенчатое управление двигателем. При пуске двигателя подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.

Расчет параметров и элементов электродвигателя.

Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1

Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В

С р – рабочий конденсатор;

С п – пусковой конденсатор;

П1 – пакетный выключатель

После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после этого необходимо сразу же нажать кнопку «Разгон”. После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1.

Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток двигателя в «треугольник” определяется по формуле:

, где

Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;

I – потребляемый электродвигателем ток в А;

U -напряжение в сети, В

А в случае соединения обмоток двигателя в «звезду” определяется по формуле:

, где

Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;

I – потребляемый электродвигателем ток в А;

U -напряжение в сети, В

Потребляемый электродвигателем ток в выше приведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из следующего выражения:

, где

Р – мощность двигателя в Вт, указанная в его паспорте;

h – КПД;

cos j – коэффициент мощности;

U -напряжение в сети, В

Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2..2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В. Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя между собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)

Принципиальная схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.

Общая емкость соединенных конденсаторов составит (С1+С2)/2.

На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя по табл. 1

Таблица 1. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя в зависимости от его мощности при включении в сеть 220 В.

Мощность трехфазного двигателя, кВт

0,4

0,6

0,8

1,1

1,5

2,2

Минимальная емкость  рабочего конденсатора Ср, мкФ

40

60

80

100

150

230

Минимальная емкость пускового конденсатора Ср, мкФ

80

120

160

200

250

300

Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20…30 % превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или вхолостую, то в этом случае емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель остановился, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.

Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.

Переносной универсальный блок для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В.

Для запуска электродвигателей различных серий, мощностью около 0,5 кВт, от однофазной сети без реверсирования, можно собрать переносной универсальный пусковой блок (рис. 3)

Принципиальная схема переносного универсального блока для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В без реверса.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (тумблер SA1 замкнут) и своей контактной системой КМ 1.1, КМ 1.2 подключает электродвигатель М1  к сети 220 В. Одновременно с этим третья контактная группа КМ 1.3 замыкает кнопку SB1. После полного разгона двигателя тумблером SA1 отключают пусковой конденсатор С1. Остановка двигателя осуществляется нажатием на кнопку SB2.

Детали.

В устройстве используется электродвигатель А471А4 (АО2-21-4) мощностью 0,55 кВт на 1420 об/мин и магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В. Кнопки SB1 и SB2 – спаренные типа ПКЕ612. В качестве переключателя SA1 используется тумблер Т2-1. В устройстве постоянный резистор R1 – проволочный, типа ПЭ-20, а резистор R2 типа МЛТ-2. Конденсаторы С1 и С2 типа МБГЧ на напряжение 400 В. Конденсатор С2 составлен из параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ 400 В. Лампа HL1 типа КМ-24 и 100 мА.

Пусковое устройство смонтировано в металлическом корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4)

 

1- корпус

2 – ручка для переноски

3 – сигнальная лампа

4 – тумблер отключения

пускового конденсатора

5 -кнопки «Пуск” и «Стоп”

6 – доработанная электровилка

7- панель с гнездами разъема

На верхней панели корпуса расположены кнопки «Пуск” и «Стоп” – сигнальная лампа и тумблер для отключения пускового конденсатора. На передней панели корпуса устройства находится разъем для подключения электродвигателя.

Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере  SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматически (рис.5)

Принципиальная схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 – пусковой конденсатор Сп. Магнитный пускатель КМ1 само блокируется с помощью своей контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку «Пуск” держат нажатой до полного разгона двигателя, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это же время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме. Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку «Стоп”. В усовершенствованном пусковом устройстве по схеме рис.5, можно использовать реле типа МКУ-48 или ему подобное.

2. Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей.

При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, используют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что вместо громоздких бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют меньшие габариты и более доступны в плане покупки. Схема эквивалентной замены обычного бумажного дана на рис. 6

Принципиальная схема замены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в).

Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением в два раза меньшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости. Например, если в схеме для однофазно сети напряжением 220 В используется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене, по вышеприведенной схеме, можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.

2.1. Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов.

Схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов приведена на рис.7.

Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов.

В приведенной схеме, SA1 – переключатель направления вращения двигателя, SB1 – кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для пуска двигателя, С2 и С4 – во время работы.

Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добивается равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А. При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током, или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.

Следует обратить ВНИМАНИЕ на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.

3. Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть.

Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя не более 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5…2 кВт. Проблема в данном случае может быть решена использованием электродвигателя большей мощности, например, с мощностью 3…4 кВт. Такого типа двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой» и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода. Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в 3 раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.

3.1.  Доработка трехфазного двигателя.

Наиболее просто можно осуществить перевод мощного трехфазного двигателя в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.

Схема коммутации электродвигателя в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 8.

Принципиальная схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазную сеть.

Во время разгона двигателя используется соединение обмоток «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об/мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке и показала свою эффективность.

3.1.1.  Детали.

В схеме коммутации обмоток электродвигателя, в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный переключатель на рабочий ток не менее 16 А, например, переключатель типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Переключатель SA2 может быть любого типа, но на ток не менее 16 А. Если реверс двигателя не требуется, то этот переключатель SA2 можно исключить из схемы.

Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность двигателя к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности двигателя, то может произойти снижение скорости вращения вала вплоть до полной его остановки. В этом случае снимается нагрузка с вала двигателя. Переключатель переводится сначала в положение «Разгон», а потом в положение «Работа» и продолжают дальнейшую работу.

Для того, чтобы улучшить пусковые характеристики двигателей кроме пускового и рабочего конденсатора можно использовать еще и индуктивность, что улучшает равномерность загрузки фаз. Обо всем этом написано в статье Устройства запуска трехфазного электродвигателя с малыми потерями мощности.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elektromehanika.org

Дата добавления: 19.02.2014

Запуск однофазного двигателя конденсаторы

Однофазный асинхронный электродвигатель с пусковой обмоткой

Конструкция однофазного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90° относительно друг друга. Основная обмотка называется главной (рабочей) и обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель фактически является двухфазным, но так как рабочей является только одна обмотка, электродвигатель называют однофазным.

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой «беличьей клеткой». Медные или алюминиевые стержни которого с торцов замкнуты кольцами, а пространство между стержнями чаще всего заливается сплавом алюминия. Так же ротор однофазного двигателя может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Для того чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотки.

Рассмотрим случай когда в вспомогательной обмотки не течет ток. При включении главной обмотки статора в сеть, переменный ток, проходя по обмотке, создает пульсирующее магнитное поле, неподвижное в пространстве, но изменяющееся от +Фmах до -Фmах.

Если поместить ротор, имеющий начальное вращение, в пульсирующее магнитное поле, то он будет продолжать вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип действия однофазного асинхронного двигателя разложим пульсирующее магнитное поле на два одинаковых круговых поля, имеющих амплитуду равную Фmах/2 и вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой:

,

  • где nпр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,
  • nобр – частота вращения магнитного поля в обратном направлении, об/мин,
  • f1 – частота тока статора, Гц,
  • p – количество пар полюсов,
  • n1 – скорость вращения магнитного потока, об/мин

Действие пульсирующего поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай когда ротор, находящийся в пульсирующем магнитном потоке, имеет начальное вращение. Например, мы вручную раскрутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неодинаковым.

Будем считать, что прямой магнитный поток Фпр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Фобр – в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n2 меньше частоты вращения магнитного потока n1, скольжение ротора относительно потока Фпр будет:

,

  • где sпр – скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
  • n2 – частота вращения ротора, об/мин,
  • s – скольжение асинхронного двигателя

Магнитный поток Фобр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n2 относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Фобр

,

  • где sобр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Фпр и обратный Фобр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС , которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I2пр и I2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

,

  • где f2пр – частота тока I2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

,

  • где f2обр – частота тока I2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f2обр, намного превышающую частоту f2пр тока ротора I2пр, наведенного прямым полем.

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I2пр с магнитным полем Фпр возникает вращающий момент

,

  • где Mпр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,
  • сM — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I2обр, взаимодействуя с магнитным полем Фобр, создает тормозящий момент Мобр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту Мпр:

,

  • где Mобр – магнитный момент создаваемый обратным магнитным потоком, Н∙м

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Тормозящее действие обратного поля

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = sпр, крутящий момент создается в основном за счет момента Мпр. Тормозящее действие момента обратного поля Мобр — незначительно. Это связано с тем, что частота f2обр много больше частоты f2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х2обр = x2sобр току I2обр намного больше его активного сопротивления. Поэтому ток I2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Фобр, значительно ослабляя его.

,

  • где r2 – активное сопротивление стержней ротора, Ом,
  • x2обр – реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности невелик, то станет, ясно, почему Мобр в режиме нагрузки двигателя не оказывает значительного тормозящего действия на ротор однофазного двигателя.

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n2 = 0) скольжение sпр = sобр = 1 и Мпр = Мобр, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя Мп = 0. Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, нарушается равенство моментов Мпр и Мобр и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение .

Пуск однофазного двигателя. Как создать начальное вращение?

Одним из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе, является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, смещенной в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A на угол 90 электрических градусов. Чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле токи IA и IB в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами IA и IB в цепь вспомогательной (пусковой) обмотки В включают фазосмещающий элемент, в качестве которого используют активное сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор) [1].

После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к установившейся, пусковую обмотку В отключают. Отключение вспомогательной обмотки происходит либо автоматически с помощью центробежного выключателя, реле времени, токового или дифференциального реле, или же вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время пуска двигатель работает как двухфазный, а по окончании пуска — как однофазный.

Подключение однофазного двигателя

С пусковым сопротивлением

Двигатель с расщепленной фазой – однофазный асинхронный двигатель, имеющий на статоре вспомогательную первичную обмотку, смещенную относительно основной, и короткозамкнутый ротор [2].

Однофазный асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением – двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным активным сопротивлением.

Для запуска однофазного двигателя можно использовать пусковой резистор, который последовательно подключается к пусковой обмотки. В этом случае можно добиться сдвига фаз в 30° между токами главной и вспомогательной обмотки, которого вполне достаточно для пуска двигателя. В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется разным комплексным сопротивлением цепей.

Также сдвиг фаз можно создать за счет использования пусковой обмотки с меньшей индуктивностью и более высоким сопротивлением. Для этого пусковая обмотка делается с меньшим количеством витков и с использованием более тонкого провода чем в главной обмотке.

Отечественной промышленностью изготавливается серия однофазных асинхронных электродвигателей с активным сопротивлением в качестве фазосдвигающего элемента серии АОЛБ мощностью от 18 до 600 Вт при синхронной частоте вращения 3000 и 1500 об/мин, предназначенных для включения в сеть напряжением 127, 220 или 380 В, частотой 50 Гц.

С конденсаторным пуском

Двигатель с конденсаторным пуском – двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включается только на время пуска.

Среди фазосдвигающих элементов, только конденсатор позволяет добиться наилучших пусковых свойств однофазного асинхронного электродвигателя.

Двигатели в цепь которых постоянно включен конденсатор используют для работы две фазы и называются – конденсаторными. Принцип действия этих двигателей основан на использовании вращающегося магнитного поля.

Однофазный электродвигатель с экранированными полюсами

Двигатель с экранированными полюсами – двигатель с расщепленной фазой, у которого вспомогательная обмотка короткозамкнута.

Статор однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами обычно имеет явно выраженные полюса. На явно выраженных полюсах статора намотаны катушки однофазной обмотки возбуждения. Каждый полюс статора разделен на две неравные части аксиальным пазом. Меньшую часть полюса охватывает короткозамкнутый виток. Ротор однофазного двигателя с экранированными полюсами – короткозамкнутый в виде «беличьей» клетки.

При включении однофазной обмотки статора в сеть в магнитопроводе двигателя создается пульсирующий магнитный поток. Одна часть которого проходит по неэкранированной Ф’, а другая Ф» – по экранированной части полюса. Поток Ф» наводит в короткозамкнутом витке ЭДС Ek, в результате чего возникает ток Ik отстающий от Ek по фазе из-за индуктивности витка. Ток Ik создает магнитный поток Фk, направленный встречно Ф», создавая результирующий поток в экранированной части полюса Фэ=Ф»+Фk. Таким образом, в двигателе потоки экранированной и неэкранированной частей полюса сдвинуты во времени на некоторый угол.

Пространственный и временной углы сдвига между потоками Фэ и Ф’ создают условия для возникновения в двигателе вращающегося эллиптического магнитного поля, так как Фэ ≠ Ф’.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя невысоки. КПД намного ниже, чем у конденсаторных двигателей такой же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутом витке.

Однофазный электродвигатель с асимметричным магнитопроводом статора

Статор такого однофазного двигателя выполняется с ярко выраженными полюсами на не симметричном шихтованном сердечнике. Ротор – короткозамкнутый типа «беличья клетка».

Данный электродвигатель для работы не требует использования фазосдвигающих элементов. Недостатком данного двигателя является низкий КПД.

В технике нередко используются двигатели асинхронного типа. Такие агрегаты отличаются простотой, хорошими характеристиками, малым уровнем шума, легкостью эксплуатации. Для того, чтобы асинхронный двигатель вращался, необходимо наличие вращающегося магнитного поля.

Такое поле легко создается при наличии трехфазной сети. В этом случае в статоре двигателя достаточно расположить три обмотки, размещенные под углом 120 градусов друг от друга и подключить к ним соответствующее напряжение. И круговое вращающееся поле начнет вращать статор.

Однако бытовые приборы обычно используются в домах, в которых чаще всего имеется только однофазная электрическая сеть. В этом случае обычно применяются однофазные двигатели асинхронного типа.

Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?

Если на статоре двигателя поместить одну обмотку, то при протекании переменного синусоидального тока в ней образуется пульсирующее магнитное поле. Но это поле не сможет заставить ротор вращаться. Чтобы запустить двигатель надо:

  • на статоре разместить дополнительную обмотку под углом около 90° относительно рабочей обмотки;
  • последовательно с дополнительной обмоткой включить фазосдвигающий элемент, например, конденсатор.

Варианты схем включения — какой метод выбрать?

В зависимости от способа подключения конденсатора к двигателю различают такие схемы с:

  • пусковым,
  • рабочим,
  • пусковым и рабочим конденсаторами.

Наиболее распространенной методом является схема с пусковым конденсатором.

В этом случае конденсатор и пусковая обмотка включаются только на момент старта двигателя. Это связано со свойством продолжения агрегатом своего вращения даже после отключения дополнительной обмотки. Для такого включения чаще всего используется кнопка или реле.

Поскольку пуск однофазного двигателя с конденсатором происходит довольно быстро, то дополнительная обмотка работает небольшое время. Это позволяет для экономии выполнять ее из провода с меньшим сечением, нежели основная обмотка. Для предупреждения перегрева дополнительной обмотки в схему часто добавляют центробежный выключатель или термореле. Эти устройства отключают её при наборе двигателем определенной скорости или при сильном нагреве.

Принцип действия магнитного пускателя основан на возникновении магнитного поля при прохождении электричества через втягивающую катушку. Подробнее об управлении двигателем с реверсированием и без читайте в отдельной статье.

Более хорошие рабочие характеристики можно получить при использовании схемы с рабочим конденсатором.

В этой схеме конденсатор после запуска двигателя не отключается. Правильным подбором конденсатора для однофазного двигателя можно компенсировать искажение поля и повысить КПД агрегата. Но для такой схемы ухудшаются пусковые характеристики.

В общем, если при подключении однофазного двигателя через конденсатор требуется большой пусковой момент, то выбирается схема с пусковым элементом, а при отсутствии такой необходимости – с рабочим.

Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей

Перед подключением к двигателю можно проверить конденсатор мультиметром на работоспособность.

При выборе схемы у пользователя всегда есть возможность выбрать именно ту схему, которая ему подходит. Обычно все выводы обмоток и выводы конденсаторов выведены в клеммную коробку двигателя.

Наличие трехжильной проводки в частном доме предполагает использование системы заземления, которую можно сделать своими руками. Как заменить электропроводку в квартире по типовым схемам, можно узнать здесь.

Выводы:

  1. Однофазный асинхронный двигатель широко используется в бытовых приборах.
  2. Для запуска такого агрегата необходима дополнительная (пусковая) обмотка и фазосдвигающий элемент — конденсатор.
  3. Существуют различные схемы подключения однофазного электродвигателя через конденсатор.
  4. Если надо иметь больший пусковой момент, то используется схема с пусковым конденсатором, при необходимости получения хороших рабочих характеристик двигателя используется схема с рабочим конденсатором.

Подробное видео о том, как подключить однофазный двигатель через конденсатор

Однофазные двигатели – это электрические машины небольшой мощности. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, состоящая из основной и пусковой обмотки.

Две обмотки нужны для того, что бы вызвать вращение ротора однофазного двигателя. Самые распространенные двигатели такого типа можно разделить на две группы: однофазные двигатели с пусковой обмоткой и двигатели с рабочим конденсатором.

У двигателей первого типа пусковая обмотка включается через конденсатор только на момент пуска и после того как двигатель развил нормальную скорость вращения, она отключается от сети. Двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой. Величина конденсатора обычно указывается на табличке-шильдике двигателя и зависит от его конструктивного исполнения.

У однофазных асинхронных двигателей переменного тока с рабочим конденсатором вспомогательная обмотка включена постоянно через конденсатор. Величина рабочей емкости конденсатора определяется конструктивным исполнением двигателя.

То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Знать устройство пусковой и рабочей обмоток однофазного двигателя надо обязательно. Пусковая и рабочие обмотки однофазных двигателей отличаются и по сечению провода и по количеству витков. Рабочая обмотка однофазного двигателя всегда имеет сечение провода большее, а следовательно ее сопротивление будет меньше.

Посмотрите на фото наглядно видно, что сечение проводов разное. Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая. Замерять сопротивление обмоток можно и стрелочным и цифровым тестерами, а также омметром. Обмотка, у которой сопротивление меньше – есть рабочая.

Рис. 1. Рабочая и пусковая обмотки однофазного двигателя

А теперь несколько примеров, с которыми вы можете столкнуться:

Если у двигателя 4 вывода, то найдя концы обмоток и после замера, вы теперь легко разберетесь в этих четырех проводах, сопротивление меньше – рабочая, сопротивление больше – пусковая. Подключается все просто, на толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно – меняя концы пусковой обмотки.

Следующий пример. Это когда двигатель имеет 3 вывода. Здесь замеры будут выглядеть следующим образом, например – 10 ом, 25 ом, 15 ом. После нескольких измерений найдите кончик, от которого показания, с двумя другими, будут 15 ом и 10 ом. Это и будет, один из сетевых проводов. Кончик, который показывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор. В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет. Здесь, чтобы поменять вращение, надо будет добираться до схемы обмотки.

Еще один пример, когда замеры могут показывать 10 ом, 10 ом, 20 ом. Это тоже одна из разновидностей обмоток. Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только. В этих двигателях, рабочая и пусковая – одинаковые обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя, также осуществляется через конденсатор.

Для чего нужен пусковой конденсатор в электродвигателе

Если требуется присоединить трехфазный электродвигатель к обычной электросети, то потребуется создать электросхему для сдвига фаз. Основой такой схемы может служить конденсатор. Применяется он и для однофазного двигателя с целью облегчения его пуска.

Что такое конденсатор

Это устройство для накопления электрического заряда. Он состоит из пары проводящих пластин, находящихся на малом отстоянии друг от друга и разделенных слоем изолирующего материала.

Широко распространены следующие виды накопителей электрического заряда:

  • Полярные. Работают в цепях с постоянным напряжением, подключаются в соответствии с указанной на них полярностью.
  • Неполярные. Работают в цепях с переменным напряжение, подключать можно как угодно
  • Электролитические. Пластины представляют собой тонкие оксидные пленки на листе фольги.

Электролитические лучше других подходят на роль конденсатора для пуска электродвигателя.

Описание разновидностей конденсаторов

Различным типам электродвигателей соответствуют подходящие им по своим характеристикам накопители.

Так, для низкочастотных высоковольтных (50 герц, 220-600 вольт) двигателей хорошо подходит электролитический конденсатор. Такие устройства обладают высокой емкостью, доходящей до 100 тысяч микрофарад. Нужно внимательно следить за соблюдением полярности, в противном случае из-за перегрева пластин возможно возгорание.

Неполярные накопители не имеют таких ограничений, но стоят они с несколько раз дороже.

Различные виды конденсаторов

Кроме перечисленных выше, производятся также вакуумные, газовые, жидкостные устройства, но как пусковой или рабочий конденсатор в схеме подключения электромотора, они не применяются.

Выбор емкости

С целью максимизации эффективности электродвигателя нужно рассчитать ряд параметров электроцепи, и прежде всего емкость.

Для рабочего конденсатора

Существуют сложные и точные методы расчета, однако в домашних условиях вполне достаточно оценить параметр по приближенной формуле.

На каждые 100 ватт электрической мощности трехфазного электродвигателя должно приходиться 7 микрофарад.

Недопустимо также подавать на фазовую статорную обмотку напряжение, превышающее паспортное.

Для пускового конденсатора

Если электродвигатель должен запускаться при наличии высокой нагрузки на приводном валу, то рабочий конденсатор не справится, и на время запуска потребуется подключать пусковой. После достижения рабочих оборотов, что происходит в среднем за 2-3 секунды, он отключается вручную или устройством автоматики. Доступны специальные кнопки включения электрооборудования, автоматически размыкающие одну из цепей через заданное время задержки.

Недопустимо оставлять пусковой накопитель подключенным в рабочем режиме. Фазовый перекос токов может привести к перегреву и возгоранию двигателя. Определяя емкость пускового прибора, следует принимать ее в 2-3 раза выше, чем у рабочего. При этом при запуске крутящий момент электродвигателя достигает максимального значения, а после преодоления инерции механизма и набора оборотов он снижается до номинального.

Для набора требуемой емкости конденсаторы для запуска электродвигателя подключают в параллель. Емкость при этом суммируется.

Простые способы подключения электродвигателя

Самый простой способ подключения трехфазного электродвигателя к бытовой электросети – применение частотного преобразователя. Потери мощности будут минимальны, но стоит такое устройство зачастую дороже самого двигателя.

Частотный преобразователь станет экономически эффективным лишь при большом объеме использования оборудования.

При другом способе для преобразования питающего напряжения используется обмотка самого асинхронного электродвигателя. Схема получится громоздкая и массивная. Конденсатор для запуска электродвигателя подключают по одной из двух популярных схем

Подключение двигателя по схемам «звезда» и «треугольник»

При реализации подключения этими способами важно свести к минимуму потери по мощности.

Схема подключения «треугольник»

Схема достаточно простая, для облегчения понимания обозначим контакты мотора символами A — ноль, B — рабочий и C — фазовый

Сетевой шнур подсоединяется коричневым проводником к контакту A, туда же следует подсоединить один из выводов конденсатора. К контакту И подсоединяется второй вывод прибора, а синий проводник сетевого шнура — к контакту С.

В случае небольшой мощности электромотора, не превышающей 1,5 киловатта, допустимо подключать только один конденсатор, пусковой при этом не нужен.

Если же мощность выше и нагрузка на валу значительная, то используют два параллельно соединенных прибора.

Схема подключения «звезда»

В случае если на клеммнике электродвигателя 6 выводов — следует их прозвонить по отдельности и определить, какие выводы связаны друг с другом. В паспорте мотора нужно найти назначение выводов. После этого схема переподключается, формируя привычный «треугольник».

С этой целью снимаются перемычки и контактам присваивают условные обозначения от A до F. Далее последовательно соединяются контакты: A и D, B и E, C и F.

Теперь контакты D, E и F станут соответственно нулевым, рабочим и фазовым проводом. Конденсатор присоединяют к ним точно так же, как в предыдущем случае.

При первом включении нужно внимательно следит за тем, чтобы обмотки не перегревались. В этом случае следует немедленно отключить устройство и определить причину перегрева.

Рабочее напряжение

После емкости напряжение является важнейшим параметром. Если взять слишком большой запас по напряжению — сильно вырастут габариты, вес и цена всего устройства. Еще хуже – взять устройства, которым не хватает рабочего напряжения. Такое использование приведет к их быстрому износу, выходу из строя, пробою. При этом возможно возгорание или даже взрыв.

Оптимальный запас по напряжению — 15-20%.

Важно! Для конденсаторов с диэлектриком из бумаги в цепях с переменным напряжением номинальное напряжение, указанное для постоянного тока, нужно поделить на 3.

Если указано 600 вольт, то в цепях переменного тока безопасно применять такие конденсаторы можно до 300 вольт.

Использование электролитических конденсаторов

Конденсаторы с диэлектриком из бумаги отличаются малой удельной емкостью и значительными габаритами. Для двигателя даже не самой большой мощности они будут занимать много места. Теоретически их можно заменить электролитическими, обладающими в несколько раз более высокой удельной емкостью.

Разновидности устройства электролитического конденсатора

Для этого электрическую схему придется дополнить несколькими элементами: диодами и резисторами. Такой вариант неплох для эпизодически работающего двигателя. Если же планируются продолжительные нагрузки, то от экономии места и веса лучше отказаться — при случайном выходе диода из строя он начнет пропускать на накопитель переменный ток, что приведет к его пробою и взрыву.

Выходом могут служить полипропиленовые конденсаторы с металлическим напылением серии СВВ, разработанные для использования в качестве пусковых.

Как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя

Для вычисления емкости основного конденсатора применяют формулу:

  • k- коэффициент, принимаемый за 4800 при схеме «треугольник» и 2800 при схеме «звезда»;
  • Iφ-ток статора, его берут из паспорта или таблички на корпусе;
  • U- напряжение сети.

Результат получается в микрофарадах. Вместо точной формулы можно применять правило: на каждые 100 ватт мощности — 7 микрофарад емкости.

Если при старте двигателю приходится преодолевать большой момент инерции подключенного к валу оборудования, то в помощь основному на время запуска и набора номинальных оборотов подключают пусковой конденсатор.

Емкость пускового накопителя принимают в 2-3 раза больше основного.

Подключение трехфазного электродвигателя к сети

После выхода на режим его обязательно отключают — вручную или с помощью автоматики. Если на рассчитанную емкость нет точно подходящего по номиналу прибора, конденсаторы можно подключать параллельно.

Как подобрать пусковой конденсатор для однофазного электромотора

До использования в пусковой цепи конденсатор проверяют тестером на исправность. При подборе рабочего конденсатора можно применять такое же приближенное правило а-7 микрофарад на 100 ватт номинальной электрической мощности. Емкость пускового также берется в 2-3 раза выше.

При подборе конденсатора на 220 вольт следует выбирать модели с номиналом не менее 400. Это объясняется переходными электромагнитными процессами при запуске, дающими кратковременные пусковые броски напряжения до 350-550 вольт.

Однофазные асинхронные электромоторы часто применяются в домашних электроприборах и электроинструменте. Для пуска таких устройств, особенно под нагрузкой, требуется пусковая обмотка и сдвиг фазы. Для этого используется конденсатор, подключаемый по одной из известных схем.

Конструкция асинхронного однофазного электродвигателя

Если запуск осуществляется с преодолением большого момента инерции, подсоединяют пусковой конденсатор.

Почему однофазный электродвигатель запускают через конденсатор

Статор электродвигателя с единственной обмоткой при пропускании переменного тока не сможет начать вращение, а лишь начнет подрагивать. Чтобы начать вращение, перпендикулярно основной обмотке размещают пусковую. В цепь этой обмотки включают компонент для сдвига фазы, такой, как конденсатор. Электромагнитные поля этих двух обмоток, прикладываемые к ротору со сдвигом по фазе, и обеспечат начало вращения.

В трехфазном двигателе обмотки и так размещены под углами 120 ° . Соответственно сориентированы и наводимые ими в роторе электромагнитные поля. Для начала вращения достаточно обеспечить сдвиг их работы по фазе, чтобы обеспечить пусковой момент вращения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Для чего нужен пусковой конденсатор?

Пусковой и рабочий конденсаторы служат для запуска и работы элетродвигателей работающих в однофазной сети 220 В.

Поэтому их ещё называют фазосдвигающими.

Место установки – между линией питания и пусковой обмоткой электродвигателя.

Условное обозначение конденсаторов на схемах

Графическое обозначение на схеме показано на рисунке, буквенное обозначение-С и порядковый номер по схеме.

Основные параметры конденсаторов

Ёмкость конденсатора-характеризует энергию,которую способен накопить конденсатор,а также ток который он способен пропустить через себя. Измеряется в Фарадах с множительной приставкой (нано, микро и т.д.).

Самые используемые номиналы для рабочих и пусковых конденсаторов от 1 мкФ (μF) до 100 мкФ (μF).

Номинальное напряжение конденсатора- напряжение, при котором конденсатор способен надёжно и долговременно работать, сохраняя свои параметры.

Известные производители конденсаторов указывают на его корпусе напряжение и соответствующую ему гарантированную наработку в часах,например:

  • 400 В – 10000 часов
  • 450 В – 5000 часов
  • 500 В – 1000 часов

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.

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

Если имеется оригинальный конденсатор, то понятно, что просто-напросто необходимо поставить его на место старого и всё. Полярность не имеет значения, то есть выводы конденсатора не имеют обозначений плюс «+» и минус «-» и их можно подключить как угодно.

Категорически нельзя применять электролитические конденсаторы (узнать их можно по меньшим размерам, при той же ёмкости, и обозначению плюс и минус на корпусе). Как следствие применения – термическое разрушение. Для этих целей производители специально выпускают неполярные конденсаторы для работы в цепи переменного тока, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы, для быстрой установки.

Если нужного номинала нет, то его можно получить параллельным соединением конденсаторов. Общая ёмкость будет равна сумме двух конденсаторов:

То есть, если соединить два конденсатора по 35 мкФ, получим общую ёмкость 70 мкФ, напряжение при котором они смогут работать будет соответствовать их номинальному напряжению.

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Если во время замены перепутались провода, то правильное подключение можно посмотреть по схеме на корпусе или здесь: Схема подключения конденсатора к компрессору

Типы конденсаторов

Для запуска мощных двигателей компрессоров применяют маслонаполненные неполярные конденсаторы.

Корпус внутри заполнен маслом для хорошей передачи тепла на поверхность корпуса. Корпус обычно металлический, аллюминиевый.

Самые доступные конденсаторы такого типа CBB65.

Для запуска менее мощной нагрузки, например двигателей вентиляторов, используют сухие конденсаторы, корпус которых, обычно, пластмассовый.

Наиболее распространённые конденсаторы этого типа CBB60, CBB61.

Клеммы для удобства соединения сдвоенные или счетверённые.

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Есть 2 типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Их различие в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это нужно потому, что после разгона она снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная, они смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть несколько вариантов схем подключения. Без конденсаторов электромотор гудит, но не запускается.

  • 1 схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже.
  • 3 схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском, а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
  • 2 схема — подключения однофазного двигателя — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и используется чаще всего. Она на втором рисунке. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Схема подключения трёхфазного двигателя через конденсатор

Здесь напряжение 220 вольт распределяется на 2 последовательно соединенные обмотки, где каждая рассчитана на такое напряжение. Поэтому теряется мощность почти в два раза, но использовать такой двигатель можно во многих маломощных устройствах.

Максимальной мощности двигателя на 380 В в сети 220 В можно достичь используя соединение типа треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность.

Важно помнить: трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 В. Поэтому если есть ввод на 380 В — обязательно подключайте к нему — это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковики и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к сети 380 В.

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД

Есть специальная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись онлайн калькулятором или рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

Рабочий конденсатор берут из расчета 0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
Пусковой подбирается в 2-3 раза больше.

Конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть минимум в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 350 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting.

Пусковые конденсаторы для моторов

Эти конденсаторы можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.

При нормальной работе трехфазных асинхронных электродвигателей с конденсаторным пуском, включенных в однофазную сеть предполагается изменение (уменьшение) емкости конденсатора с увеличением частоты вращения вала. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора.

Реверс направления движения двигателя

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».

переменного тока — преобразование из однофазного в трехфазное

Я понимаю, что этот вопрос означает, что вы пытаетесь запустить трехфазный двигатель от однофазной сети. Если вы пытаетесь запустить двигатель непосредственно от сети переменного тока, задействованные фазовые углы затруднят запуск двигателя, что является одной из причин, по которой в первую очередь существует трехфазное питание. По этой причине однофазные двигатели обычно имеют пусковые крышки. Это похоже на то, что вы описываете.

Простой ответ на ваш вопрос заключается в том, что для получения трехфазного переменного тока из однофазного переменного тока вам необходимо преобразовать однофазную линию переменного тока в постоянный ток, а затем пропустить постоянный ток обратно через инвертор, чтобы получить управляемый трехфазный переменный ток.Существуют и другие электронные подходы, но они менее распространены в моем (ограниченном) опыте. Есть также механические подходы, которые могут быть более удобными, если у вас есть детали.

Я бы посоветовал использовать привод для работы вашего трехфазного двигателя. Типичные трехфазные приводы с регулируемой частотой — это именно то, что я описал выше: выпрямитель, за которым следует инвертор. Я не могу говорить о том, что есть на рынке в данном классе мощности, но более крупные трехфазные приводы обычно имеют клеммы для входа трехфазной линии переменного тока, шины постоянного тока и выхода трехфазного двигателя.Если у вас есть эти терминалы, у вас есть два варианта.

Один предназначен для подачи однофазного переменного тока через трехфазный вход привода. Если напряжения правильные, привод должен работать нормально. Предостережение в том, что вам придется несколько снизить мощность привода. Входные диоды указаны с учетом того, что нагрузка привода с постоянной мощностью будет распределена между тремя ветвями выпрямителя. Если вы распределите ту же нагрузку всего на две ножки, эти диоды станут более горячими. Конденсаторы внутренней шины также нагреваются, потому что без третьей фазы они будут видеть больше пульсаций тока.Обратитесь к производителю привода за информацией о снижении номинальных характеристик.

Если у вашего привода есть клеммы шины постоянного тока, другой вариант — пропустить его внутренний выпрямитель и использовать внешний. Исправьте однофазный переменный ток, затем используйте этот постоянный ток в качестве входа для привода. Это позволит вам избежать снижения характеристик привода. Моя компания делает что-то именно для этой цели, хотя ее диапазон мощности может быть больше, чем рентабельность для вашего приложения. Вам придется оценить оба варианта, чтобы узнать наверняка. Прочтите это для более подробной информации.

К экономичному однофазному двигателю

Энергетика
Том 5 № 9 (2013), Идентификатор статьи: 39781,13 страниц DOI: 10.4236 / epe.2013.59058

К экономичному однофазному двигателю

Махди Альшамасин

Факультет инженерных технологий, Прикладной университет Аль-Балка, Амман, Иордания

Электронная почта: Mahdism @ hotmail.com

Авторские права © 2013 Махди Альшамасин. Это статья в открытом доступе, распространяемая под лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Поступило 06.09.2013 г .; отредактировано 6 октября 2013 г .; принято 13 октября 2013 г.

Ключевые слова: Характеристики конденсаторного двигателя; Основная фаза; сбалансированная работа; симметрия; схемы подключения; контроль параметров балансировки; реактивные элементы; фактор силы; КПД

РЕФЕРАТ

Изучение баланса работы однофазных асинхронных двигателей представляет интерес в связи с необходимостью снижения энергопотребления и увеличения срока службы двигателей.В статье основное внимание уделяется повышению производительности двигателя путем балансировки работы фазы статора для наиболее часто используемых схем подключения однофазных асинхронных двигателей с конденсаторным питанием (SPCRIM) и трехфазных асинхронных двигателей (TPIM), работающих от однофазного источника питания ( СПС). Поэтому используется математическая модель для балансировки работы двигателя путем изменения напряжения питания частоты. Исследованы характеристики параметров балансировки, представлены различные методы балансировки двигателя и проведено сравнение этих методов балансировки.

1. Введение

Экономичные однофазные двигатели необходимы в настоящее время, поскольку потребляется огромное количество энергии из-за широкого использования этих двигателей в таких областях жизни, как: домашнее хозяйство, сельское хозяйство, промышленность и т. Д. [1-3 ].

За счет повышения производительности однофазных двигателей, ферм, нефтяных скважин, домов и удаленных мастерских, имеющих только однофазную линию, не нужно устанавливать дорогие трехфазные линии или прибегать к дорогостоящим инверторам или дизельным насосам.Кроме того, во многих приложениях может потребоваться использование трехфазного асинхронного двигателя в однофазной системе питания. Например, были обнаружены технические и экономические преимущества первоначальной установки однопроводной системы заземления (SWER) для электрификации сельских районов в отдаленных и холмистых регионах [4].

Для однофазного асинхронного двигателя с конденсаторным питанием (SPCRIM) и трехфазного асинхронного двигателя (TPIM), работающих от однофазного источника питания (SPS), ток полной нагрузки может иметь почти единичный коэффициент мощности, что снижает трансформаторы энергокомпании и потери при распределении.При сбалансированной работе двигателя КПД однофазных двигателей может превышать 90 процентов. Таким образом, характеристики однофазного двигателя могут быть улучшены и стать конкурентоспособными по сравнению с трехфазным двигателем в трехфазной сети. Использование SPCRIM — лучший выбор для конкуренции с трехфазными двигателями; в то время как рабочий конденсатор может улучшить КПД двигателя, пусковой крутящий момент и коэффициент мощности. Кроме того, использование дополнительных реактивных элементов приводит к надежной балансировке двигателя, чтобы гарантировать отличную производительность двигателя [5].

Фактически, SPCRIM и TPIM, питаемые от SPS, страдают от нагрева из-за эллиптического поля, вызванного асимметрией фазовых нагрузок [6]. Неравномерная работа фаз статора этих двигателей отрицательно отражается на температуре обмотки, коэффициенте мощности и КПД двигателя [7,8]. Поэтому устранение асимметричного действия имеет большое теоретическое и практическое значение.

Обычные схемы подключения SPCRIM и TPIM, работающих от SPS [9,10] с использованием постоянного значения емкости в цепи статора, питаемой напряжением постоянной частоты, не способны обеспечить сбалансированную работу фазы статора во всем диапазоне скольжения двигателя. [11].Это связано с эллиптичностью вращающегося поля, которое принимает круговую форму только при определенных условиях. В этом случае балансировка возможна только при определенном значении скольжения, а колебания нагрузки вызовут разбалансировку двигателя и вызовут нагрев обмоток двигателя [12]. Устранить асимметрию фазных нагрузок можно следующими способами:

1) Использование однофазного фазосдвигающего конденсатора и регулировка частоты источника питания.

2) Добавление внешнего реактивного сопротивления в цепь SPCRIM или TPIM, питающуюся от SPS.Это наиболее подходящий метод для обеспечения требуемых значений фазных токов и соответствующих углов между ними (строгая симметрия).

3) Переключение количества витков обмотки статора и регулировка величины фазосдвигающей емкости [13,14], что считается наиболее экономичным методом с точки зрения использования электроэнергии и нагрева двигателя. В этой статье разрабатывается математическая модель для балансировки работы двигателя путем изменения частоты напряжения питания и исследования характеристик параметров балансировки.Кроме того, в статье представлен расширенный обзор используемых методов балансировки, сравнение между ними посредством исследования поведения и ограничений каждого метода для наиболее часто используемых схем подключения асинхронных двигателей с однофазным питанием в практических приложениях.

2. Балансировка работы двигателя путем управления частотой питания

Создаваемое поле в SPCRIM и TPIM, работающих от SPS, может иметь прямолинейную, эллиптическую или круглую форму, в зависимости от реактивного сопротивления фазосдвигающего конденсатора.Конечно, машина будет иметь лучший КПД и коэффициент мощности, когда поле имеет круглую форму. Таким образом, фазные токи равны по величине, а фазовый угол между ними составляет 90 электрических градусов для SPCRIM или 120 электрических градусов для TPIM, работающего от SPS. Реактивным сопротивлением можно управлять, изменяя частоту напряжения питания, и при определенных условиях, при которых ток обратной последовательности становится равным нулю, работа двигателя сбалансирована [15]. Значение реактивного сопротивления конденсатора, которое удовлетворяет первому условию балансировки, может быть вычислено из следующего соотношения:

(1)

второе условие балансировки:

(2)

, где A и B — коэффициенты балансировки

2.1. Условия балансировки SPCRM с двумя обмотками, соединенными параллельно

Принципиальная схема SPCRIM с двумя обмотками, соединенными параллельно, показана на рисунке 1. Используя методы симметричных компонентов, несимметричные переменные двигателя можно разложить на прямую (прямую) последовательность и компоненты обратной (обратной) последовательности [16,17]. На рис. 2 показана эквивалентная схема этих компонентов [18].

Согласно методу симметричных компонент, фазные токи могут быть записаны как [16,19]

(3)

Рисунок 1.Принципиальная схема СПКРМ с двумя параллельно включенными обмотками.

(а) (б)

Рисунок 2. Пофазная эквивалентная схема; (а) Положительная последовательность, (б) Отрицательная последовательность.

(4)

Согласно закону Кирхгофа, напряжения, моделирующие SPCRM, равны

(5)

(6)

, где

Из уравнений (5) и (6) уравнение баланса (при который становится равным нулю) составляет

(7)

Подстановка действительной и мнимой частей импедансов дает

(8)

Решение этого уравнения дает

(9)

(10)

Из уравнений (9) и (10) получаем

и

Таким образом, коэффициенты баланса равны

и

2.2. Условия балансировки трехфазного асинхронного двигателя с однофазным питанием

Принципиальная схема TPIM, подключенного по схеме треугольника и работающего от SPS, показана на рисунке 3.

Согласно законам Кирхгофа, напряжения и токи равны

( 11)

(12)

(13)

Подстановка симметричных составляющих для напряжений и токов в уравнения (11) и (12) дает [20]:

(14)

(15)

с сбалансированное состояние

(16)

следовательно,

(17)

это означает

(18)

(19)

Решая уравнения (18) и (19), мы получаем

В результате коэффициенты балансировки равны

и

. Используя те же процедуры анализа, можно получить коэффициенты балансировки для наименьших схем SPCRIM и TPIM, подаваемых из SPS.Коэффициенты балансировки указаны в таблице 1.

Кроме того, когда частота остается постоянной, уравнение (2) удовлетворяется при определенном значении скольжения. Изменение скольжения (S) приводит к изменению токов статора, в то время как для определенных значений скольжения, а именно S = S sym , токи статора будут равны друг другу [21]. Фазовый угол между фазными токами, требующий установления баланса, может быть получен с помощью сдвигающего конденсатора. Другими словами, для любого скольжения (S) существует определенная частота (f sym ), на которой двигатель будет сбалансирован.Чтобы найти

Рис. 3. Принципиальная схема трехфазного электродвигателя с Δ-соединением, питаемого от однофазной сети.

Таблица 1. Коэффициенты балансировки для часто используемых схем подключения.

частота, при которой достигается сбалансированная работа двигателя для различных значений скольжения, значения R 1 и X 1 должны быть найдены из эквивалентной схемы однофазного двигателя на рисунке 2 (a) как

(20)

(21)

Подставляя R 1 и X 1 из уравнения (20) и уравнения (21) в уравнение (2) и переставляя полученное уравнение без учета активного сопротивления статора, Частота балансировки на единицу может быть найдена как:

(22)

Для двигателей малой и средней мощности можно рассмотреть, а затем частоту балансировки на единицу можно рассчитать как:

(23)

, когда Если задано значение частоты, скольжение, при котором работа двигателя уравновешивается, может быть получено как:

(24)

Критическое скольжение (скольжение при максимальном крутящем моменте) является функцией частоты и может быть вычислено из выражения [22]

(25)

3.Балансировка SPCRIM путем вставки индуктивного реактивного сопротивления в цепь статора

Значения балансирующего импеданса (индуктивного и емкостного) для наиболее распространенных схем подключения SPCRIM и TPIM, питаемых от SPS, можно определить с помощью следующей группы уравнений [5] :

(26)

(27)

где коэффициенты уравнений (26) и (27) можно получить из таблицы 2.

4. Балансировка работы двигателя путем управления значением емкости

В этом методе частота постоянна и часто равна номинальной частоте, в то время как емкость изменяется для обеспечения балансировки при изменении нагрузки.Номинал балансировочного конденсатора можно регулировать электронным способом [4,23]. 7 ) и (6), приравняв абсолютные значения и как [10,24].

(28)

где

5. Моделирование и результаты

Кривые параметров балансировки X K , S sym и S cr в зависимости от частоты, в зависимости от уравнений (1), (24 ) и (25), были исследованы с помощью программного обеспечения labVIEW для SPCRIM и TIM, работающих от SPS, со следующими данными:

На рисунках 5-8 показаны полученные кривые для наиболее часто используемых схем подключения.

Из этих рисунков видно, что S sym обратно пропорционален частоте, где его значение на низких частотах приближается к 1. Это означает, что двигатель может быть запущен в сбалансированном состоянии, и это считается очень важным аспектом. в прерывистых, периодически работающих двигателях. Однако в установившемся режиме низкая частота может вызвать большие потери энергии из-за высокого значения балансировочного скольжения, и этого следует избегать. Пунктирные кривые показывают изменение критического скольжения в зависимости от частоты.Следует отметить, что до тех пор, пока S cr > S sym , двигатель будет стабильным, а стабильность будет зависеть от разницы между S cr и S sym , где чем больше разница, тем стабильнее мотор. Следовательно, установившаяся область определяется, когда f> 0,2 f n .

Характеристики импеданса балансировочных элементов также строятся с помощью программного обеспечения labVIEW.

На рисунке 9 показано соотношение между балансирующим импедансом и скольжением на разных частотах для описанных выше двигателей с прилагаемыми схемами подключения:

Значения реактивного сопротивления рассчитываются с использованием уравнений (26) и (27) для рисунков 9 ( а) и (б) соответственно.На рисунке 9 (a) показано, что индуктивное реактивное сопротивление X L высокое в состоянии холостого хода и уменьшается при увеличении нагрузки до тех пор, пока не достигнет минимального значения без пересечения оси X (только индуктивное поведение.

Рисунок 4. Однофазный асинхронный двигатель с двумя параллельно включенными обмотками и конденсатором с электронным управлением

Рисунок 5. Баланс СПКРИМ с двумя параллельными обмотками

Таблица 2.Коэффициенты уравновешивающих уравнений для общих типов принципиальных схем.

Рисунок 6. Баланс СПКРИМ с двумя последовательно включенными обмотками.

Рисунок 7. Баланс Δ — подключенного трехфазного асинхронного двигателя, питаемого от однофазной сети.

Рисунок 8. Баланс Ү-подключенного трехфазного асинхронного двигателя TPIM, питающегося от однофазной сети.

частоты питающих напряжений. Уравновешивающее емкостное реактивное сопротивление X K высокое в состоянии холостого хода и уменьшается с увеличением нагрузки одинаково для всех частот питающих напряжений.

На рисунке 9 (b) показано, что уравновешивающее реактивное сопротивление X L и реактивное сопротивление X K имеют одинаковое поведение. Сначала они увеличиваются за счет увеличения нагрузки до достижения максимальных значений, затем снова начинают уменьшаться. Балансировочное индуктивное реактивное сопротивление X L пересекает ось X (емкостное поведение) с частотой f = 40 Гц (F = 0,8) и высоким значением скольжения. При увеличении частоты напряжения питания точка пересечения X L с осью X будет происходить при более низких значениях скольжения.Понятно, что на высоких частотах сбалансированная работа будет достигнута

за счет регулирования только значения емкости, другими словами, оба элемента балансировки должны быть конденсаторами.

Такое же индуктивное и емкостное поведение наблюдается для наименьшей из схем подключения, перечисленных в таблице 2, на основе группы уравнений (26) и (27).

Уравновешивающая емкостная характеристика была построена с использованием уравнения (28) также для двигателя мощностью P n = 2.8 кВт, как показано на рисунке 10.

На этом рисунке показано, что для постоянной частоты f = f n значение уравновешивающей емкости пропорционально скольжению до заданного значения, тогда соотношение становится нелинейным, а уравновешивающая емкость почти не имеет существенного значения. изменяются по мере увеличения скольжения по сравнению с критическим скольжением. Возникающая емкость bal-

для условий запуска намного больше, чем для условий работы. Хотя увеличение емкости сверх номинального значения помогает в балансировке, оно сопровождается увеличением токов, особенно во вспомогательной обмотке.Следовательно, этот метод является многообещающим для изменения нагрузки около номинального значения, если двигатель работает непрерывно.

6. Выводы

В исследовании обсуждаются различные методы повышения производительности SPCRIM и TPIM, работающих с SPS. Однофазный асинхронный двигатель широко используется в инженерной практике и ежегодно расходует много электроэнергии. Повышение эффективности асинхронного двигателя имеет большое значение для потребления энергии, поэтому необходима оптимизация конструкции однофазного асинхронного двигателя.Математическая модель в порядке.

Математическая модель используется для балансировки работы двигателя путем изменения частоты напряжения питания и исследования характеристик параметров балансировки. Правильный выбор реактивного элемента улучшит характеристики однофазного асинхронного двигателя, чтобы конкурировать с трехфазным двигателем.

1) Широкий диапазон регулирования скорости.

2) Плавное регулирование скорости и улучшение пусковых характеристик.

3) Этот метод может использоваться для двигателей различной мощности с любым подключением цепи статора.

5) Выражения балансировки частоты, скольжения и емкостного реактивного сопротивления неудобны и имеют высокий порядок.

Балансировка путем изменения значения емкости конденсатора при постоянной частоте является наиболее экономичной, особенно если она осуществляется электронным способом, но этот метод нечестен, поскольку скольжение уходит далеко от номинального значения.

Для обеспечения надежной балансировки, помимо сдвигающего фазового конденсатора, в цепь статора должен быть включен реактивный элемент. Этот метод уменьшит тепло, выделяемое в двигателе в установившемся режиме работы, для всего диапазона регулирования скорости.Таким образом, преимущества этого метода включают улучшенный коэффициент мощности, экономию энергии и устранение необходимости в дополнительных отводах обмотки для изменения скорости.

В соответствии с обобщенными уравнениями расчета импеданса уравновешивающего элемента, схемы балансировки соединений можно сгруппировать в две группы. Для первой группы схем соединений поведение балансировочного элемента является индуктивным на всем скольжении независимо от значения частоты напряжения. В то время как для второй группы схем подключения поведение балансировочного импеданса X L станет емкостным в зависимости от нагрузки и частоты напряжения.

7. Выражение признательности

Эта работа была выполнена во время творческого отпуска, предоставленного автору Махди Альшамасин из Прикладного университета Аль-Балка (BAU) в Иордании в течение 2012/2013 учебного года. Я хотел бы поблагодарить Al-Balqa ’Applied University за поддержку и Najran University-KSA за их материально-техническую помощь.

: напряжение питания.

R s , X s : сопротивление и реактивное сопротивление утечки обмотки статора.

,: сопротивление и реактивное сопротивление утечки ротора относительно статора.

R m , X m : сопротивление намагничивания и реактивное сопротивление намагничивания.

X K : реактивное сопротивление емкостного элемента.

N м , N A : количество витков основной и вспомогательной обмоток.

: токи прямой, обратной последовательности.

R 1 , X 1 : сопротивление и реактивное сопротивление прямой последовательности.

R 2 , X 2 : сопротивление и реактивность обратной последовательности.

S: скольжение мотора.

F, f: на единицу и частоту статора двигателя.

: напряжение прямой, обратной последовательности.

Однофазные двигатели на корабле

Двигатели малой мощности для электроинструментов, бытового оборудования, холодильников, пылесосов и т. Д. Обычно питаются от сети переменного тока 220 В. 50/60 Гц.

Общие типы:

Асинхронный двигатель с разделением фаз

Конденсаторный пуск / запуск асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами

а.c. коллекторный двигатель

Двухфазный асинхронный двигатель на корабле

Однофазный асинхронный двигатель имеет ротор с сепаратором, аналогичный используемому в трехфазном двигателе. Одиночная обмотка статора создает пульсирующее магнитное поле при питании однофазным переменным током. Текущий.

Это поле не может оказывать вращающее усилие на ротор сепаратора.

Один из методов, используемых для создания вращающей силы, заключается в использовании двух обмоток статора, установленных под углом 90 градусов друг к другу, при этом обе обмотки подключены к одному источнику питания.

Это двигатель с расщепленной фазой.

Чтобы получить эффект смещения магнитного поля (и, следовательно, вызвать вращающую силу в роторе), одна обмотка электрически сдвигается по фазе путем добавления емкости последовательно с одной из обмоток.

Конденсаторный пуск / запуск асинхронного двигателя на корабле

Когда двигатель начал работать, цепь дополнительной фазной обмотки может быть отключена, и на ротор будет продолжать пульсировать магнитный поток.

Это называется конденсаторный пусковой двигатель , который используется только для управления очень легкой нагрузкой.

Для запуска и работы в цепи используются два конденсатора, во время периода запуска два параллельно включенных конденсатора создают большой фазовый угол по отношению к току обмотки «S». Когда ротор набирает обороты, переключатель отключает один из конденсаторов. Выключатель может быть центробежного типа на валу ротора или реле с токовым управлением и выдержкой времени в клеммной коробке двигателя.

Этот тип двигателя обеспечивает хороший пусковой и рабочий крутящий момент при разумном коэффициенте мощности. Большинство двигателей с расщепленной фазой рассчитаны на 4-полюсную обмотку статора, поэтому при 50 Гц их синхронная (магнитная) скорость будет 25 об / с или 1500 об / мин.

Как и во всех асинхронных двигателях, ротор будет проскальзывать, в результате чего скорость вала будет около 24 об / с или 1440 об / мин на холостом ходу .

Под нагрузкой однофазный асинхронный двигатель будет работать с большим скольжением и работать с меньшей эффективностью, чем трехфазный вариант.

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами на корабле

Это машина с низким крутящим моментом, используемая для приводов малой мощности, таких как небольшие охлаждающие вентиляторы в духовках и электронном оборудовании.

Лицевая сторона каждого выступающего полюса статора частично разделена на одну сторону с толстым медным проводом, называемым затеняющим кольцом. Пульсирующий переменный ток. поток разделяется на каждую половину полюса, но задерживается во времени в части с затеняющим кольцом.

Это происходит из-за индуцированного тока в кольце, который препятствует изменению потока в заштрихованной части.

Для ротора эта задержка проявляется как сдвиг магнитного потока по всей поверхности полюса, который увлекает за собой ротор за счет нормальной работы асинхронного двигателя.

Очевидно, что развиваемый крутящий момент невелик, и машина не очень эффективна, но это недорогой привод для приложений с очень малой мощностью. Как и во всех асинхронных двигателях, базовая скорость вала фиксируется частотой питающей сети, поэтому при 50 Гц максимальная скорость составляет 3000 об / мин, а нагрузка на вал вызывает проскальзывание ротора ниже этого значения.

перем. коллекторный двигатель на теплоходе

Это в основном постоянный ток. Конструкция серийного двигателя предназначена для очень эффективной работы от переменного тока. напряжение питания.

При 220 В перем. Тока частота вращения вала при небольшой нагрузке обычно составляет от 12 000 до 18 000 об / мин и легко регулируется дополнительным последовательным сопротивлением или электронным регулятором напряжения.

Скорость быстро падает с увеличением момента нагрузки.

Этот тип двигателя в основном используется с перерывами в оборудовании мощностью до нескольких сотен ватт.Типичные примеры включают дрели, шлифовальные машины, лобзики, миксеры для пищевых продуктов и пылесосы.

Коммутатор и щеточные контакты при нормальной работе вызовут искрение, которое может вызвать радио- / телевизионные помехи, поэтому на этот тип двигателя обычно устанавливается высокочастотный ограничитель напряжения.

Профессиональный инструмент для

Электротехнического специалиста (ETO)

Рюкзак My Picks For The Best Ship Electrician (ETO)

Однофазные асинхронные двигатели

Для того, чтобы асинхронный двигатель работал, нам необходимо иметь ротор с короткозамкнутой обмоткой внутри статора с вращающимся магнитное поле.

Флюс от вращающегося поля режет через обмотку ротора и вызывает прохождение тока. Частота протекающего тока равна разности вращательных частота вращения поля статора и ротора.
Ток ротора вызывает вращающееся магнитное поле ротора. относительно ротора при частоте тока ротора и относительной к статору с той же частотой, что и поле статора.
Взаимодействие между этими двумя магнитными полями порождает крутящий момент в роторе. Всегда должна быть небольшая разница в скорости между полем статора и ротором, чтобы вызвать ток в роторе. Эта разница в скорости или частоте называется скольжением.

Если мы возьмем статор с одной обмоткой и применим одиночную фазного напряжения к нему, у нас будет протекать переменный ток и тем самым переменное магнитное поле на каждом полюсе.

К сожалению, это не приводит к вращающемуся магнитному поле, скорее это приводит к двум равным вращающимся полям, одно в переднем направление и один в обратном направлении. Если у нас короткое замыкание ротор внутри статора, он будет пропускать ток ротора, индуцированный статором поле, но будут два равных и противоположно вращающихся поля крутящего момента. Это вызовет вибрацию ротора, но не вращение.Чтобы повернуть, должно быть результирующее поле крутящего момента, вращающееся только в одном направлении. В случае одиночной обмотки и неподвижного ротора результирующая поле крутящего момента стационарно.

Если теперь добавить вторую обмотку статора, физически смещенную от первой обмотки и приложить напряжение, равномерно смещенное по фазе, мы предоставим второй набор встречно вращающихся магнитных полей и чистый результат — одно вращающееся поле в одном направлении.Если мы обратим фазовый сдвиг напряжения, приложенного ко второй обмотке, результирующий магнитное поле будет вращаться в обратном направлении.

Когда ротор наберет полную скорость, он продолжит вращение. работать с отключенной второй обмоткой. Это потому, что цепь ротора является как резистивным, так и индуктивным. Если рассматривать вращающееся магнитное поле в том же направлении, что и ротор, частота тока будет быть низким, поэтому ток ротора будет в первую очередь ограничиваться сопротивлением ротора.В случае встречно вращающегося поля частота индуцированной ток будет почти в два раза больше частоты сети, поэтому индуктивность ротор будет играть гораздо большую роль в ограничении тока ротора. В Другими словами, когда двигатель набирает скорость, он фиксируется на одном поле. только и вторая обмотка может быть отключена. Если вторая обмотка остается в цепи, смещенное поле уменьшает магнитные колебания в зазоре и, следовательно, обеспечивает более равномерный крутящий момент и меньшую вибрацию.Некоторые «пусковые» обмотки рассчитаны только на прерывистый режим работы. и они должны быть отключены в конце старта. Непрерывная работа использование этих обмоток приведет к повреждению обмотки. Самая однофазная двигатели оснащены центробежным выключателем для отключения пусковой обмотки как только двигатель приблизится к полной скорости.

1. Конденсаторный пуск

Эта конфигурация состоит из двух обмоток W1 и W2, центробежный переключатель SW1 и конденсатор.

Две обмотки намотаны с геометрическим смещением, эффективно создание второго набора полюсов, сдвинутых по фазе внутри статора. В конденсатор обеспечивает фазовый сдвиг тока, протекающего в W1 и поэтому у нас есть «двухфазный» двигатель, а переключатель закрыто. Когда двигатель почти набирает обороты, переключатель размыкается. отключение W1 и конденсатора. Двигатель можно реверсировать поменять местами подключения W1 или W2 (но не обоих!)

Пусковая обмотка (W1) и пусковой конденсатор обеспечивают вращающийся магнитное поле в одном направлении, позволяющее запускать двигатель.

2. Конденсатор Пуск Конденсатор Работа

Эта конфигурация включает две обмотки W1 и W2, центробежный переключатель SW1 и два конденсатора C1 и C2.

Две обмотки намотаны с геометрическим смещением, эффективно создание второго набора полюсов, сдвинутых по фазе внутри статора.В конденсаторы обеспечивают фазовый сдвиг тока, протекающего в W1 и поэтому у нас есть «двухфазный» двигатель. Когда мотор почти до скорости, выключатель размыкается отключая конденсатор C1. C2 остается в цепи, чтобы обеспечить непрерывную вторую фазу, уменьшая пульсации крутящего момента и шум. Двигатель можно реверсировать, реверсируя соединения W1 или W2 (но не обоих!)

Пусковая обмотка (W1) и конденсаторы обеспечивают вращение магнитное поле в одном направлении, позволяющее запускать двигатель.

3. Конденсатор пуск / работа

Эта конфигурация состоит из двух обмоток W1 и W2 и конденсатора. C1.

Две обмотки намотаны с геометрическим смещением, эффективно создание второго набора полюсов, сдвинутых по фазе внутри статора. В конденсатор обеспечивает фазовый сдвиг тока, протекающего в W1 и поэтому у нас есть «двухфазный» двигатель.C1 остается в цепи для обеспечения непрерывной второй фазы, уменьшая пульсации крутящего момента и шум. Двигатель можно реверсировать, поменяв местами соединения. либо W1, либо W2 (но не обоих!)

Пусковая обмотка (W1) и конденсатор обеспечивают вращение магнитное поле в одном направлении, позволяющее запускать двигатель.

4.Конденсатор Star / Run

Эта конфигурация состоит из двух обмоток W1 и W2 и конденсатора. C1.

Две обмотки намотаны с геометрическим смещением, эффективно создание второго набора полюсов, сдвинутых по фазе внутри статора. В конденсатор обеспечивает фазовый сдвиг тока, протекающего в W1 и поэтому у нас есть «двухфазный» двигатель. C1 остается в цепи для обеспечения непрерывной второй фазы, уменьшая пульсации крутящего момента и шум.Двигатель можно реверсировать, поменяв местами соединения. либо W1, либо W2 (но не обоих!)

Пусковая обмотка (W1) и конденсатор обеспечивают вращение магнитное поле в одном направлении, позволяющее запускать двигатель.

5. Индукционный запуск (разделенная фаза)

Эта конфигурация включает две обмотки W1 и W2 и центробежный переключатель SW1.

Две обмотки намотаны с геометрическим смещением, эффективно создание второго набора полюсов, сдвинутых по фазе внутри статора. В обмотка W1 имеет сопротивление для обеспечения фазового сдвига по току протекает в W1 и, следовательно, у нас есть «двухфазный» двигатель пока переключатель замкнут. Двигатель можно реверсировать, реверсируя соединения W1 или W2 (но не обоих!)

Пусковая обмотка (W1) обеспечивает вращающееся магнитное поле в в одном направлении, позволяющем запускать двигатель.

Одноместный Схема подключения фазового двигателя
Двигатели 50 Гц на 60 Гц
Двигатели 60 Гц на 50 Гц Конструкция и управление асинхронным двигателем

Фазовый сдвиг

  • Изучив этот раздел, вы сможете описать:
  • • Фазовый сдвиг в общих компонентах переменного тока.

Рис. 5.1.1 Сопротивление в цепях переменного тока

Сопротивление в цепях переменного тока

В чисто резистивных цепях ток и напряжение изменяются одинаково и одновременно, как описано в Модуле 4.1. Это соотношение верно независимо от того, является ли приложенное напряжение постоянным или переменным. Основное отличие цепей переменного тока состоит в том, что напряжение продолжает изменяться в зависимости от формы входной волны.Когда синусоидальное напряжение подается на чисто резистивную цепь, возникает синусоидальный (синусоидальный) ток. Обе формы сигнала одновременно достигают своих пиковых значений и одновременно проходят через ноль. Поэтому говорят, что напряжение и ток в чисто резистивной цепи находятся «В ФАЗЕ» друг с другом.

Рис. 5.1.2 Индуктивность в цепях переменного тока

Индуктивность в цепях переменного тока

В чисто индуктивной цепи формы сигналов напряжения и тока не совпадают по фазе.Индуктивность препятствует изменению тока из-за эффекта обратной ЭДС. Это приводит к тому, что ток достигает своего пикового значения через некоторое время после напряжения. Значит, в индуктивной цепи ток «ЗАПАДАЕТ» по напряжению.

В цепях постоянного тока ток в конечном итоге устанавливается до значения установившегося состояния, а период изменения до установившегося состояния зависит от постоянной времени (т. Е. Значений компонентов) цепи. Однако в цепи переменного тока, поскольку напряжение постоянно изменяется, ток также продолжает изменяться, а в чисто индуктивной цепи пиковые значения тока возникают на четверть цикла (90 °) после значений напряжения.

В цепи, содержащей как индуктивность, так и сопротивление, что обычно имеет место, поскольку индуктор (катушка с проволокой) будет иметь некоторое внутреннее сопротивление, ток будет отставать от напряжения на величину от практически 0 ° (почти чистое сопротивление) до почти −90 ° (почти чистая индуктивность). Поскольку напряжение и ток больше не повышаются и не падают вместе, в цепи происходит «СДВИГ ФАЗЫ».

Рис. 5.1.3 Емкость в цепях переменного тока

Емкость в цепях переменного тока

Емкость имеет свойство задерживать изменения напряжения, как описано в Модуле 4.3. То есть приложенное напряжение достигает установившегося состояния только через время, определяемое постоянной времени. В цепях переменного тока напряжение и ток изменяются непрерывно, а в чисто емкостной цепи переменного тока пиковое значение формы волны напряжения происходит через четверть цикла после пикового значения тока. Следовательно, в конденсаторе происходит фазовый сдвиг, величина фазового сдвига между напряжением и током составляет + 90 ° для чисто емкостной цепи, где ток ОПРЕДЕЛЯЕТ напряжение. Противофазный сдвиг в индуктивной цепи.

Очень ГРАЖДАНСКИЕ отношения

Один из способов запомнить отношения между током и напряжением (I / V) в конденсаторах (C) и индукторах (L) — это рассмотреть расположение букв в слове CIVIL. Первые три буквы CIV указывают, что в конденсаторе (C) V отстает (идет после) I, а последние три буквы VIL указывают, что I отстает (идет после) V в катушке индуктивности (L).

Зачем однофазным двигателям конденсаторы?

Некоторым однофазным электродвигателям переменного тока требуется «рабочий конденсатор» для подачи питания на обмотку второй фазы (вспомогательную катушку) для создания вращающегося магнитного поля во время работы двигателя.Пусковые конденсаторы ненадолго увеличивают пусковой крутящий момент двигателя и позволяют двигателю быстро включаться и выключаться.

Что произойдет, если рабочий конденсатор выйдет из строя? Двигатель, подключенный к рабочему и пусковому конденсатору, все еще может пытаться запуститься, если один или оба конденсатора вышли из строя, и это приведет к тому, что двигатель будет гудеть и не будет продолжать работать в течение длительного времени. … В большинстве случаев проблем с конденсатором, таких как повреждение или потеря заряда, конденсатор необходимо заменить.

Почему у двигателей 2 конденсатора? Однофазные асинхронные двигатели с двумя конденсаторами имеют более высокий крутящий момент при пуске и разгоне.Пусковой конденсатор больше по размеру и, таким образом, обеспечивает больший ток в пусковой обмотке и больший фазовый сдвиг тока в этой обмотке.

Как работает конденсаторный пусковой конденсаторный двигатель? Пусковой конденсатор остается в цепи достаточно долго, чтобы быстро довести двигатель до заданной скорости, которая обычно составляет около 75% от полной скорости, а затем отключается от цепи, часто центробежным переключателем, который при этом срабатывает. скорость. После этого двигатель работает более эффективно с рабочим конденсатором.

В чем разница между конденсаторным пуском и конденсаторным двигателем? Асинхронный двигатель с конденсаторным запуском имеет только конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой во время пуска. Конденсаторный двигатель обычно имеет большой неполяризованный электролитический конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой для запуска, а затем меньший неэлектролитический конденсатор во время работы.

Зачем однофазным двигателям конденсаторы? — Дополнительные вопросы

Может ли неисправный конденсатор испортить двигатель?

Использование конденсатора неправильного номинала или конденсатора низкого качества может отрицательно повлиять на работу двигателя, компрессора или всей системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.… В большинстве систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используется рабочий конденсатор двигателя для запуска двигателя нагнетателя, двигателя вентилятора конденсатора и / или компрессора.

Все ли однофазные двигатели имеют конденсаторы?

нет, не обязательно для каждого однофазного двигателя переменного тока иметь конденсатор, функция конденсатора в двигателе состоит в том, чтобы потреблять ток, который приводит к току, потребляемому основной обмоткой двигателя, так что происходит смещение фаз и вращающееся поле создается результирующим током.

Почему в двигателях есть конденсаторы?

Некоторым однофазным электродвигателям переменного тока требуется «рабочий конденсатор» для подачи питания на обмотку второй фазы (вспомогательную катушку) для создания вращающегося магнитного поля во время работы двигателя.… Это колебание может привести к шуму двигателя, увеличению потребления энергии, снижению производительности и перегреву двигателя.

Как работает однофазный двигатель с конденсаторным пуском?

A Двигатели с конденсаторным пуском — это однофазные асинхронные двигатели, в которых в цепи вспомогательной обмотки используется конденсатор для увеличения разности фаз между током в основной и вспомогательной обмотках. Само название «конденсатор запускает» показывает, что в двигателе для запуска используется конденсатор.

Зачем однофазному двигателю нужен конденсатор?

Некоторым однофазным электродвигателям переменного тока требуется «рабочий конденсатор» для подачи питания на обмотку второй фазы (вспомогательную катушку) для создания вращающегося магнитного поля во время работы двигателя. Пусковые конденсаторы ненадолго увеличивают пусковой крутящий момент двигателя и позволяют двигателю быстро включаться и выключаться.

Что конденсатор делает для двигателя?

Конденсаторы двигателя накапливают электрическую энергию для использования двигателем. Чем выше емкость конденсатора, тем больше энергии он может хранить.Поврежденный или сгоревший конденсатор может удерживать только часть энергии, необходимой для двигателя, если его емкость мала.

Можно ли запустить двигатель без конденсатора?

Однофазный двигатель, работающий через конденсатор, не сможет запуститься без конденсатора, поскольку отсутствует крутящий момент. Двигатель не рассчитан на выдачу полного крутящего момента без конденсатора. Таким образом, даже если бы он механически запустился с усилием, он не наберет полную скорость и не сможет выдержать нагрузку.

Почему для запуска двигателя используется конденсатор?

Некоторым однофазным электродвигателям переменного тока требуется «рабочий конденсатор» для подачи питания на обмотку второй фазы (вспомогательную катушку) для создания вращающегося магнитного поля во время работы двигателя.… Это колебание может привести к шуму двигателя, увеличению потребления энергии, снижению производительности и перегреву двигателя.

Каковы симптомы плохого пускового конденсатора?

— Дым или запах гари от внешних компонентов системы кондиционирования воздуха.
— Гудящий шум из вашего кондиционера.
— Вашему кондиционеру требуется некоторое время, чтобы начать цикл охлаждения после его включения.
— Система кондиционирования воздуха отключается случайным образом.

Как узнать, неисправен ли мой пусковой конденсатор?

Для чего нужен конденсатор в электродвигателе с конденсаторным пуском?

Некоторым однофазным электродвигателям переменного тока требуется «рабочий конденсатор» для подачи питания на обмотку второй фазы (вспомогательную катушку) для создания вращающегося магнитного поля во время работы двигателя.Пусковые конденсаторы ненадолго увеличивают пусковой крутящий момент двигателя и позволяют двигателю быстро включаться и выключаться.

Нужен ли рабочий конденсатор?

Некоторым однофазным электродвигателям переменного тока требуется «рабочий конденсатор» для подачи питания на обмотку второй фазы (вспомогательную катушку) для создания вращающегося магнитного поля во время работы двигателя. … Это колебание может привести к шуму двигателя, увеличению потребления энергии, снижению производительности и перегреву двигателя.

Для чего нужен конденсатор?

Конденсатор — это электронный компонент, который накапливает и выделяет электричество в цепи.Он также пропускает переменный ток, не пропуская постоянный ток. Конденсатор является неотъемлемой частью электронного оборудования и поэтому почти всегда используется в электронных схемах.

Приведет ли неисправный конденсатор к замедлению работы двигателя?

Приведет ли неисправный конденсатор к замедлению работы двигателя?

Может ли неисправный конденсатор вызвать перегрев двигателя?

сам конденсатор может перегреться. Конденсатор предназначен для обеспечения разницы между обмотками. Это необходимо для создания вращающегося поля, заставляющего вращаться ротор.Если конденсатор плохой, разность фаз будет неправильной, потери увеличатся, и все станет горячим.

Что произойдет, если конденсатор выйдет из строя в двигателе?

При коротком замыкании конденсатора обмотка двигателя может перегореть. Когда конденсатор выходит из строя или открывается, двигатель имеет плохой пусковой момент. Низкий пусковой крутящий момент может помешать запуску двигателя, что обычно вызывает перегрузки.

Схема управления трехфазным двигателем от однофазной сети.Бесконденсаторный пуск трехфазных электродвигателей от однофазной сети

Все электрики знают, что трехфазные электродвигатели работают эффективнее однофазных 220 вольт. Поэтому, если в вашем гараже есть трехфазный питающий кабель, то оптимальным вариантом будет установка любой машины с мотором на 380 вольт. Это не только эффективно с точки зрения операционной эффективности, но и с точки зрения стабильности. В этом случае нет необходимости добавлять какие-либо пусковые устройства в схему подключения, потому что магнитное поле будет формироваться в обмотках статора сразу после пуска двигателя.Давайте рассмотрим один вопрос, который сегодня часто встречается на форумах электриков. Вопрос звучит так: как правильно подключить трехфазный электродвигатель к трехфазной сети?

Схемы подключения

Начнем с конструкции трехфазного электродвигателя. Здесь нас будут интересовать три обмотки, которые создают магнитное поле, вращающее ротор двигателя. То есть именно так происходит преобразование электрической энергии в механическую.

Есть две схемы подключения:

Сразу оговоримся, что подключение звездой делает пуск агрегата более плавным. Но при этом мощность электродвигателя будет ниже номинальной почти на 30%. В этом плане выигрывает соединение треугольником. Подключенный таким образом мотор не теряет мощность. Но есть один нюанс, касающийся текущей нагрузки. Это значение резко возрастает при запуске, что отрицательно сказывается на обмотке. Высокая сила тока в медном проводе увеличивает тепловую энергию, которая влияет на изоляцию провода.Это может привести к пробою изоляции и выходу из строя самого электродвигателя.

Обращаю ваше внимание на то, что большое количество европейского оборудования, вывезенного на просторы России, оснащено европейскими электродвигателями, которые работают под напряжением 400/690 вольт. Кстати, ниже фото шильдика такого мотора.


Значит, эти трехфазные электродвигатели необходимо подключать к бытовой сети 380В только по схеме треугольник.Если подключить звездой европейский мотор, то под нагрузкой он сразу сгорит. Отечественные трехфазные электродвигатели подключаются к трехфазной сети по схеме звезды. Иногда соединение производят треугольником, это делается для того, чтобы выжать из мотора максимальную мощность, необходимую для некоторых видов технологического оборудования.

Производители сегодня предлагают трехфазные электродвигатели, в соединительной коробке которых сделаны выводы концов обмоток в количестве трех или шести штук.Если есть три конца, то это означает, что схема подключения звездой уже сделана внутри двигателя на заводе. Если концов шесть, то трехфазный двигатель можно подключать к трехфазной сети как по схеме звезды, так и по схеме треугольника. При использовании схемы звезды необходимо соединить три конца начала обмоток в одну скрутку. Остальные три (напротив) подключены к фазам трехфазной сети 380 вольт. При использовании схемы треугольника нужно все концы соединять между собой по порядку, то есть последовательно.Фазы подключаются к трем точкам соединения между концами обмоток. Ниже фото демонстрирует два типа подключения трехфазного двигателя.

Это подключение к трехфазной сети используется редко. Но он существует, поэтому есть смысл сказать о нем несколько слов. Для чего это используется? Вся суть такого подключения основана на положении, что при пуске электродвигателя используется схема звезды, то есть плавный пуск, а для основной работы используется треугольник, то есть максимальная мощность агрегата составляет выдавил.

Правда, такая схема довольно сложная. При этом обязательно устанавливаются три магнитных пускателя в соединении обмоток. Первый с одной стороны подключается к электросети, а с другой стороны к нему подключаются концы обмоток. Противоположные концы обмоток подключаются ко второй и третьей. Второй стартер соединен треугольником, третий — звездой.


Внимание! Невозможно одновременно включить второй и третий стартеры.Между подключенными к ним фазами произойдет короткое замыкание, что приведет к сбросу автомата. Следовательно, между ними устанавливается блокировка. На самом деле все будет так — при включении одного размыкаются контакты другого.

Принцип работы следующий: при включении первого стартера временное реле также включает стартер №3, то есть подключенное по схеме звезда. Двигатель запускается плавно. Реле времени касается определенного периода, в течение которого двигатель вернется в нормальный режим работы.После этого стартер номер три отключается, а второй элемент включается, переводя в цепь треугольник.

Подключение электродвигателя через магнитный пускатель

В принципе, схема подключения трехфазного двигателя через магнитный пускатель практически такая же, как и через автомат. Он просто добавляет блок включения и выключения с кнопками «Пуск» и «Стоп».


Одна из фаз подключения к электродвигателю проходит через кнопку «Пуск» (нормально замкнута).То есть при ее нажатии контакты замыкаются, и ток начинает течь на электродвигатель. Но есть один момент. Если отпустить кнопку «Пуск», то контакты разомкнутся, и ток не будет течь должным образом. Поэтому магнитный пускатель имеет еще один дополнительный штыревой соединитель, который называется самозакрывающимся контактом. По сути, это блокирующий элемент. Это необходимо, чтобы при нажатии кнопки «Пуск» не прерывалась цепь питания электродвигателя.То есть отключить его можно было бы только кнопкой «Стоп».

Что можно добавить в тему, как подключить трехфазный двигатель к трехфазной сети через стартер? Обратите внимание на этот момент. Иногда после долгой эксплуатации схемы подключения трехфазного электродвигателя перестает работать кнопка «пуск». Основная причина в том, что контакты кнопок перегорели, потому что при запуске двигателя появляется пусковая нагрузка с большим током. Решение этой проблемы может быть очень простым — очистить контакты.

Связанные записи:

Итак, в ваших руках промышленный трехфазный электродвигатель на 380 вольт. Как у вас это получилось — углубляться не будем, но что с ним можно сделать, и как подключить электродвигатель 380 в 220в, мы рассмотрим подробнее.

Для начала расшифруем название электродвигателя

Для начала разберем надписи на табличке нашего двигателя.

Должно быть название с названием модели, например: двигатель асинхронный трехфазный 5AMX160M2BPU3 , стоит примерно как двигатель серии 5А модернизированный с алюминиевой рамой, высотой оси вращения 160 мм, количество полюсов равно 2 (3000 об / мин).

Он также содержит несколько отдельных полей, из которых нас интересует наличие обозначения 380/220 — если оно есть, то это вполне подходит, так как его можно запустить в однофазной сети 220 вольт. Если, например, есть надпись 380/660 — в сеть 220в воткнуть такое устройство, к сожалению, нельзя. ИЗ

мы также видим скорость вращения — вполне приемлемую для бытовых целей от 1500 до 3000 об / мин, а мощность — для изготовления электрофаянса, например, нормальную будет 250.. 750 Вт. В надписях таблички еще может присутствовать номинал емкости конденсатора для подключения к однофазной сети и / или потребляемый блоком ток, что будет полезно в дальнейшем для расчета пусковой емкости. Если в обозначении присутствует только надпись Электродвигатель 220 вольт, то это, скорее всего, коллектор постоянного тока.

Узнаем, как выполняется соединение обмоток трехфазных электродвигателей

Трехфазные асинхронные электродвигатели (в качестве генераторов переменного тока используются синхронные машины) всегда имеют три одинаковые катушки (по количеству фаз) и, соответственно, 6 выводов.Посмотрим, сколько проводов выходит из нашего блока. Для этого снимаем крышку барно (это такая коробка сверху, куда выводятся концы обмоток) и обращаем внимательный взгляд на то, как подключены выходы статора. Скорее всего, мы увидим следующее:

Начало выводов статора обозначено символами С1 С2 С3, концы — С4 С5 С6. В одну точку можно подключить как начало, так и концы обмоток, такая схема подключения называется «звездой».Если 6 проводов просто выходят из корпуса мотора, то ищите на них обозначения С1 .. С6, часто в таких случаях на табличке тоже показана схема подключения с номиналами конденсаторов.
Но для того, чтобы можно было подключить автомат 380в к сети 220в, необходимо немного изменить схему подключения выводов.

Попробуем подключить трехфазный электродвигатель к однофазной сети

Для запуска движка в домашней сети потребуется переделать существующее подключение по схеме «треугольник».У вас должно получиться:


На схеме мы видим два конденсатора — рабочий и пусковой. Через них приводится в действие «третья фаза» двигателя. Конденсаторный спуск. он включается ненадолго с помощью кнопки без фиксации только на время, пока электродвигатель 220 В не разгонится до номинальной скорости, это занимает от 2 до 5 секунд. Данные номинальных характеристик конденсаторов можно рассчитать на основе тока, потребляемого двигателем, по формуле Сраба. = 4800 × I / V Спуск.= 2,5 × Краб.

Можно придерживаться упрощенной формулы «на каждый киловатт мощности 100 мкФ емкости», т.е. Srab = P / 10. Но на практике как всегда лучший метод расчета мощностей — это выборка, поэтому мы тщательно выбираем конденсаторы на основе надежного запуска и отсутствия перегрева двигателя при длительной эксплуатации. Номинальное напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 вольт. Возможно подключение нескольких резервуаров параллельно для увеличения общего рейтинга.а последовательно — для увеличения рабочего напряжения.

Можно изменить направление вращения мотора, перебросив концы блока контейнера на другой провод питания.

Схема подключения к сети 220 вольт

На практике включение может осуществляться по следующей схеме:


Надо подключиться к питанию через предохранитель или. Пуск электрической машины происходит при нажатии нефиксирующей кнопки «Пуск» с двумя парами контактов, через один из которых подается напряжение на катушку электромагнитного пускателя К1, а вторую — на пусковой конденсатор.После разгона двигателя с отпусканием кнопки «Старт» аппарат не останавливается из-за параллельно подключенных кнопок. Если необходимо остановить устройство, нажимают кнопку «Стоп» и разрывают силовую цепь магнитного пускателя, отключая двигатель от сети. Приведенная схема является базовой, ее можно дополнить элементами реверса, плавного торможения и прочего.

Стоит обратить внимание на то, что подключение электродвигателя на 380 вольт к 220 все еще нестандартно для трехфазных машин, поэтому мощность получившегося агрегата редко будет больше 50% от номинальной.

При изготовлении и установке таких устройств не забывайте — электробезопасность превыше всего!

Асинхронные электродвигатели, широко используемые в производстве, подключаются по схеме «треугольник» или «звезда». Первый тип в основном используется для двигателей для непрерывного пуска и работы. Совместное соединение используется для пуска электродвигателей большой мощности. Соединение звездой используется в начале пуска, затем при переходе к треугольнику. Также используется схема подключения трехфазного электродвигателя на 220 вольт.

Существует множество типов двигателей, но для всех основной характеристикой является напряжение, подаваемое на механизмы, и мощность самих двигателей.

При подключении к сети 220В высокие пусковые токи сокращают срок его службы. В промышленности соединение треугольником используется редко. Мощные электродвигатели соединены «звездой».

Для перехода со схемы подключения электродвигателя 380 на 220 существует несколько вариантов, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Повторное подключение с 380 вольт на 220

Очень важно понимать, как трехфазный электродвигатель подключается к сети 220в. Чтобы подключить трехфазный двигатель к 220в, отметим, что он имеет шесть выводов, что соответствует трем обмоткам. Тестером вызываются провода для поиска катушек. Соединяем их концы пополам — получаем соединение «треугольник» (и три конца).

Для начала подключаем два конца сетевого провода (220 В) к любым двум концам нашего «треугольника».Оставшийся конец (оставшаяся пара скрученных проводов катушки) подключается к концу конденсатора, а оставшийся провод конденсатора также подключается к одному из концов сетевого провода и катушек.

Выберем ли мы тот или иной вариант, будет зависеть от того, в каком направлении начинает вращаться двигатель. Проделав все эти действия, запускаем двигатель, подав на него 220 вольт.

Электродвигатель должен работать. Если этого не произошло, или он не достиг необходимой мощности, необходимо вернуться к первому этапу, чтобы поменять местами провода, т.е.е. переподключить обмотки.

Если при включении мотор гудит, но не крутится, необходимо дополнительно установить (кнопкой) конденсатор. В момент запуска он дает толчок двигателю, заставляя его вращаться.

Видео: Как подключить электродвигатель от 380 к 220

Вызов, т.е. измерение сопротивления, проводимое тестером. Если такового нет, можно использовать для фонарика батарейку и обычную лампу: определяемые провода подключаются к цепи, последовательно с лампой.Если обнаружены концы одной обмотки, лампа загорается.

Найти начало и концы обмоток намного сложнее. Без вольтметра со стрелкой не обойтись.


К обмотке нужно подключить аккумулятор, а к другой вольтметр.

Разрывая контакт провода с аккумулятором, наблюдать, отклоняется ли стрелка и в каком направлении. Такие же действия проделываем с остальными обмотками, при необходимости меняя полярность.Убедитесь, что стрелка отклоняется в том же направлении, что и при первом измерении.

Схема звезда-треугольник

В отечественных моторах «звезда» часто уже собрана, а треугольник нужно реализовать, т.е. соединить три фазы, а с оставшихся шести концов обмотки собрать звезду. Ниже приведен рисунок, чтобы облегчить понимание.

Основным преимуществом соединения трехфазной цепи звездой является то, что двигатель вырабатывает наибольшую мощность.

Тем не менее любителям такое подключение «нравится», но в производстве используется нечасто, так как схема подключения сложная.

Для работы нужно три стартера:

Обмотка статора подключена к первому из них, К1, с одной стороны, и току — с другой. Остальные концы статора подключаются к пускателям К2 и К3, а затем для получения «треугольника» обмотка с К2 также подключается к фазам.

Подключив к фазе К3, оставшиеся концы немного укорачивают для получения схемы «звезда».

Важно: недопустимо одновременно включать К3 и К2, чтобы не произошло короткого замыкания, которое может привести к остановке электродвигателя машины. Чтобы этого избежать, используйте электрическую блокировку. Работает это так: при включении одного из стартеров отключается другой, т.е. его контакты размыкаются.

Как работает схема

Когда K1 включается с помощью реле времени, K3 включается.Трехфазный звездообразный двигатель работает с большей мощностью, чем обычно. Через некоторое время контакты реле К3 размыкаются, но К2 запускается. Теперь схема двигателя представляет собой «треугольник», и его мощность становится меньше.

Когда требуется отключение электроэнергии, запускается K1. Схема повторяется в последующих циклах.

Очень сложное соединение требует навыков и не рекомендуется для новичков.

Другие подключения двигателя

Есть несколько схем:


  1. Чаще, чем описанный вариант, используется схема с конденсатором, что поможет значительно снизить мощность.Один из контактов рабочего конденсатора подключен к нулю, второй — к третьему выводу электродвигателя. В итоге имеем маломощный блок (1,5 Вт). При большой мощности двигателя в цепи потребуется пусковой конденсатор. При однофазном подключении просто компенсирует третий выход.
  2. Асинхронный двигатель звездой или треугольником легко подключить при переключении с 380в на 220. Такие двигатели имеют три обмотки. Чтобы изменить напряжение, нужно поменять местами выходы, идущие к вершинам соединений.
  3. При подключении электродвигателей важно внимательно изучить паспорта, сертификаты и инструкции, ведь в импортных моделях часто встречается «треугольник», адаптированный к нашим 220В. Такие моторы при игнорировании и включении «звездой» просто перегорают. Если мощность больше 3 кВт, мотор нельзя подключать к бытовой сети. Это чревато коротким замыканием и даже выходом из строя УЗО автомата.

Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть

Ротор, подключенный к трехфазной цепи трехфазного двигателя, вращается благодаря магнитному полю, создаваемому током, протекающим в разное время в разных обмотках.Но когда такой двигатель подключен к однофазной цепи, нет крутящего момента, который мог бы вращать ротор. Самый простой способ подключить трехфазный двигатель к однофазной цепи — подключить его третий контакт через фазосдвигающий конденсатор.

При подключении к однофазной сети такой двигатель имеет ту же скорость, что и при работе от трехфазной сети. Но этого нельзя сказать о мощности: ее потери значительны и зависят от емкости фазовращающего конденсатора, условий работы двигателя, выбранной схемы подключения.Потери примерно достигают 30-50%.

Цепи могут быть двух-, трех-, шестифазными, но чаще всего используются трехфазные. Под трехфазной схемой понимается совокупность электрических цепей с одинаковой частотой синусоидальной ЭДС, различающихся по фазе, но создаваемых общим источником энергии.

Если нагрузка в фазах одинакова, цепь симметрична. Для трехфазных несимметричных цепей дело обстоит иначе. Полная мощность состоит из активной мощности трехфазной цепи и реактивной мощности.

Хотя большинство двигателей могут работать в однофазном режиме, не все могут работать хорошо. Лучше других в этом смысле асинхронные двигатели, которые рассчитаны на напряжение 380/220 В (первый для звезды, второй для треугольника).

Это рабочее напряжение всегда указывается в паспорте и на табличке, прикрепленной к двигателю. Там же показана схема подключения и варианты ее изменения.



Если присутствует «A», это означает, что можно использовать как треугольник, так и звезду.«B» означает, что обмотки соединены «звездой» и не могут быть соединены иначе.

Результат должен быть таким: при разрыве контактов обмотки с аккумулятором на двух оставшихся обмотках должен появиться электрический потенциал той же полярности (т.е. отклонение стрелки происходит в одном направлении). Выводы начала (А1, В1, С1) и конца (А2, В2, С2) помечаются и подключаются по схеме.

Использование магнитного пускателя

Использование схемы подключения электродвигателя 380 через стартер удобно тем, что пуск может производиться дистанционно.Преимущество стартера перед выключателем (или другим устройством) в том, что стартер можно разместить в шкафу, а элементы управления можно вынести в рабочую зону, напряжение и токи минимальны, поэтому провода подойдут. меньший раздел.

Кроме того, подключение с помощью стартера обеспечивает безопасность в случае «пропадания» напряжения, поскольку при этом размыкаются силовые контакты, и при повторном появлении напряжения стартер не подаст его на оборудование без нажатия кнопки запуска.

Схема подключения стартера асинхронного электродвигателя 380в:


На контактах 1,2,3 и кнопке пуска 1 (разомкнут) в начальный момент присутствует напряжение. Затем через замкнутые контакты этой кнопки (при нажатии «Пуск») подается питание на контакты катушки пускателя К2, замыкая его. Катушка создает магнитное поле, сердечник притягивается, контакты пускателя замыкаются, приводя двигатель в движение.

При этом замыкается нормально разомкнутый контакт, с которого фаза подается на катушку через кнопку «Стоп».Получается, что при отпускании кнопки «Пуск» цепь катушки остается замкнутой, как и силовые контакты.

При нажатии «Стоп» цепь разрывается, возвращаясь размыканием силовых контактов. Пропадает напряжение с проводников, питающих двигатель и NO.

Видео: Подключение асинхронного двигателя. Определение типа двигателя.

Инструкции

Как правило, для подключения трехфазного электродвигателя используют три провода и напряжение питания 380 вольт.В сети 220 вольт всего два провода, поэтому для того, чтобы двигатель работал, на третий провод тоже нужно подавать напряжение. Для этого используется конденсатор, который называется рабочим конденсатором.

Емкость конденсатора зависит от мощности двигателя и рассчитывается по формуле:
C = 66 * P, где C — емкость конденсатора, мкФ, P — мощность электродвигателя, кВт.

То есть на каждые 100 Вт мощности двигателя необходимо подбирать емкость около 7 мкФ.Таким образом, для двигателя мощностью 500 Вт необходим конденсатор емкостью 35 мкФ.

Требуемую емкость можно собрать из нескольких конденсаторов меньшей емкости, подключив их параллельно. Затем рассчитывается общая емкость по формуле:
Cобщ = C1 + C2 + C3 +… .. + Cn

Важно помнить, что рабочее напряжение конденсатора должно быть в 1,5 раза больше напряжения питания электродвигателя. . Следовательно, при напряжении питания 220 вольт конденсатор должен быть 400 вольт.Могут применяться конденсаторы типа КБГ, МБГЧ, БГТ.

Для подключения двигателя используются две схемы подключения — «треугольник» и «звезда».

Если в трехфазной сети двигатель был подключен по схеме «треугольник», то в однофазную сеть подключаемся по такой же схеме с добавлением конденсатора.

Подключение двигателя звездой осуществляется следующим образом.

Для работы электродвигателей мощностью до 1.5 кВт, емкости рабочего конденсатора вполне достаточно. Если подключить мотор большей мощности, то такой мотор будет очень медленно разгоняться. Поэтому необходимо использовать пусковой конденсатор. Он подключен параллельно рабочему конденсатору и используется только во время разгона двигателя. Затем конденсатор отключается. Емкость конденсатора для запуска двигателя должна быть в 2-3 раза больше емкости рабочего.

Трехфазный двигатель в однофазной сети

Трехфазный двигатель необходим для различных самоделок: циркулярных, деревообрабатывающих, точильных и сверлильных станков.
Среди различных способов пуска трехфазных электродвигателей в однофазных сетях самый простой и эффективный — с подключением третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Учитывая, что конденсатор сдвигает фазу третьей обмотки на 90 ° С, а между первой и второй фазами сдвиг незначительный, электродвигатель теряет мощность примерно на 40 … 50% при включении обмоток по схема треугольника. На практике это условие выполнить сложно, обычно двигатель управляется в два этапа: сначала его включают пусковым конденсатором (из-за больших пусковых токов), а после разгона отключают, оставляя только рабочий ( Инжир.1).

C2 = 4800 I / U

U — напряжение сети, В.
Ток, потребляемый электродвигателем, можно измерить амперметром или рассчитать по формуле: на практике это условие выполнить сложно, двигатель не работает. обычно управляется в два этапа: сначала включается пусковым конденсатором (из-за больших пусковых токов), а после разгона отключается, оставляя только рабочий (рис. 1).

При нажатии кнопки СБ1 (можно использовать кнопку от стиральной машины — стартер ПНВС-10 УХЛ2) электродвигатель М начинает разгоняться, а когда набирает скорость, кнопка отпускается.SB1.2 открывается, а SB1.1 и SB1.3 остаются закрытыми. Они открываются для остановки электродвигателя. Если SB 1.2 в кнопке не отрывается, под нее следует подложить шайбу, чтобы она оторвалась. При соединении обмоток двигателя по схеме «треугольник» емкость рабочего конденсатора С2 определяется по формуле:

С2 = 4800 I / U
где I — ток, потребляемый двигателем, А;
U — напряжение сети, В.
Ток, потребляемый электродвигателем, можно измерить амперметром или рассчитать по формуле:
где Р — мощность двигателя, Вт;
U — напряжение сети, В;
н- КПД;
cosψ — коэффициент мощности.Емкость пускового конденсатора С1 выбирается в 2 … 2,5 раза больше рабочего при большой нагрузке на вал, а их допустимые напряжения должны превышать в 1,5 раза напряжение сети. Лучше всего использовать конденсаторы марок МГБО, МБГП, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. Пусковые конденсаторы необходимо зашунтировать резистором R1 на 200 … 500 кОм, через который «течет» оставшийся электрический заряд.

Реверс электродвигателя осуществляется переключением фазы на его обмотке тумблером SA1 (рис.1) типа ТВ1 … 4 и т. Д.

При работе на холостом ходу по обмотке, подводимой через конденсаторы, протекает ток, па 20 … 40% превышающий допустимый. Следовательно, если электродвигатель будет часто использоваться в режиме недогрузки или холостого хода, емкость конденсатора C2 должна быть уменьшена. Например, для включения двигателя мощностью 1,5 кВт в качестве рабочего конденсатора можно использовать конденсатор на 100 мкФ, а в качестве пускового — 60 мкФ. Значения емкостей рабочих и пусковых конденсаторов в зависимости от мощности двигателя приведены в таблице.

При невозможности приобретения бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы в качестве пусковых. «допустимое напряжение, чем для обычных бумажных конденсаторов. Так, если для бумажных конденсаторов требуется напряжение 400 В и выше, то для электролита достаточно 300 … 350 В, потому что он пропускает только одну полуволну переменного тока, и поэтому на него подается только половина рабочего напряжения, а для надежности он должен выдерживать амплитудное напряжение однофазной сети, т.е.е. примерно 300 В. Их расчет аналогичен расчету бумажных.
Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети с использованием электролитических конденсаторов представлена ​​на рис. 3. Подобрать необходимое значение емкости бумажных и оксидных конденсаторов проще всего, измерив, ток в точках a , б, в — токи должны быть равными при оптимальной нагрузке на вал двигателя. Диоды VD1, VD2 подбираются с обратным напряжением не менее 300 В и 1 пр. макс = 10А.При большей мощности двигателя диоды устанавливают на радиаторах, по два в плече, иначе может произойти пробой диодов и через оксидный конденсатор будет протекать переменный ток, в результате чего через некоторое время электролит может нагреться и взорваться. Нежелательно использовать электролитические конденсаторы в качестве рабочих, так как длительное протекание через них больших токов приводит к их нагреву и взрыву. Их лучше всего использовать как пусковые установки.

Если используется трехфазный электродвигатель с динамическими (большими) нагрузками на валу, можно использовать схему подключения пускового конденсатора с использованием реле тока, что позволяет автоматически подключать и отключать пусковые конденсаторы в момент сильной нагрузки на вал (рис.3).

При подключении обмоток трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме, представленной на рис. 4, мощность электродвигателя составляет 75% от номинальной мощности в трехфазном режиме, т.е. потери составляют порядка 25%, так как обмотки А и В включены в противофазе при полном напряжении 220 В, а напряжение вращения определяется включением обмотки С. Фазировка обмоток показана точками.

Более практичными и удобными в работе с трехфазными двигателями являются резисторно-индуктивно-емкостные преобразователи однофазной сети 220 В в трехфазную, с токами по фазам до 4А и сдвигом напряжения по фазам около 120 °.Такие устройства универсальны, монтируются в жестяном корпусе и позволяют подключать трехфазные электродвигатели мощностью до 2,5 кВт к однофазной сети 220 В практически без потерь мощности.
В преобразователе используется дроссель с воздушным зазором. Дроссельное устройство показано на рис. 6. При правильном выборе R, C и соотношения витков в секциях дроссельной обмотки такой преобразователь обеспечивает нормальную длительную работу электродвигателей независимо от их характеристик и мощности. степень нагрузки на вал.Вместо индуктивности дано индуктивное сопротивление XL, так как его легче измерить: обмотка дросселя соединяется с крайними выводами через амперметр на напряжение 100 … 220 В частотой 50 Гц параллельно с вольтметр. Индуктивное сопротивление (активным можно пренебречь) практически определяется как отношение напряжения в вольтах к току в амперах XL = U / J.

Конденсатор С1 должен выдерживать напряжение не менее 250 В, С2 — не менее 350 В. Если использовать конденсаторы КБГ, МБГ-4, то напряжение соответствует номиналу, указанному на маркировке, а конденсаторы МБГП, МБГО при подключении к цепи переменного тока должны иметь примерно двойной запас по напряжению.Резистор R1 должен быть рассчитан на ток до 3А, т.е. на мощность около 700 Вт (намотан никель-хромовой проволокой диаметром 1,3 … 1,5 мм на фарфоровой трубке с подвижным кронштейном, что позволяет для получения необходимого сопротивления для разных мощностей двигателя). Резистор необходимо защищать от перегрева, защищать от других элементов, токоведущих частей, от прикосновения человека. Металлическое шасси шасси должно быть заземлено.

Сечение магнитопровода индуктора S = 16… 18см2, диаметр проволоки d = l, 3 … 1,5 мм, общее количество витков W = 600 … 700. Форма магнитопровода и марка стали — любые, Главное — предусмотреть воздушный зазор (а значит, возможность изменять индуктивное сопротивление), который устанавливается винтами (рис. 6). Чтобы исключить сильное дребезжание дроссельной заслонки, между W-о-разными половинками магнитопровода закладывается деревянный брусок и зажимается саморезами. В качестве дросселя подходят силовые трансформаторы от ламповых цветных телевизоров мощностью 270… 450 Вт. Вся обмотка индуктора выполнена в виде одной катушки с тремя секциями и четырьмя выводами. Если вы используете сердечник с постоянным воздушным зазором, вам придется сделать испытательную катушку без промежуточных отводов, собрать дроссель с примерным зазором, подключить его и измерить XL. Затем подогнать полученное значение к искомому. XL нужно перематывать или перематывать на несколько витков. Выяснив необходимое количество витков, намотайте необходимую катушку, разделив каркас на секции в соотношении W1: W2: W3 = 1: 1: 2.Итак, если общее количество витков равно 600, то Wl = W2 = 150, а W3 = 300. Чтобы увеличить выходную мощность преобразователя и при этом избежать разбаланса напряжений, необходимо изменить значения XL, Rl, Cl, C2, которые рассчитываются исходя из того, что токи в фазах A, B и C должны быть равны при номинальной нагрузке на валу двигателя. В режимах недогрузки двигателя асимметрия фазных напряжений не опасна, если наибольший из фазных токов не превышает номинальный ток двигателя.Преобразование параметров преобразователя в другую мощность осуществляется по формулам:

С1 = 80П;
C2 = 40P;
Рл = 140 / П;
XL = 110 / P,
W = 600 / P,
S = 16P,
d = 1.4P;

Где P — мощность преобразователя в киловаттах, а номинальная мощность двигателя — его мощность на валу. Если коэффициент полезного действия двигателя неизвестен, его можно принять в среднем 75 … 80%.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*