Что будет с асинхронным двигателем если малы конденсаторы

Конденсатор для трехфазного двигателя

Доброго времени суток всем. Как именно подключить асинхронный трехфазный двигатель с рабочим напряжением 380 вольт в одну фазу на 220 вольт, очень хорошо расписано в этой статье. Мы же поговорим о том, как же все-таки подобрать рабочий и пусковой конденсаторы.

Для начала немного окунемся в теорию. Почему именно три фазы? Дело в том, что переменный ток изменяет свое направление 100 раз в секунду (при частоте 50 Гц в нашей электросети). И если сделать в двигателе только одну обмотку двигатель будет крутиться, но наблюдать это вы будете в виде гула и небольшого колебания вала влево-вправо (100 раз в секунду). Для того чтобы создать круговое вращающееся поле и нашла широкое применение трехфазная сеть. В такой сети легче всего сделать круговое поле, но не всегда есть возможность найти три фазы. Однако в двигателе имеется три обмотки. Также известно, что конденсатор это реактивная нагрузка, в которой ток и напряжение не совпадают по фазе, то есть конденсатор сдвигает ток на 90° с опережением напряжения, а индуктивность с отставанием. А теперь, если глубоко не вдаваться в теорию, просто соединим эти знания на простом, бытовом уровне. Если на одну обмотку двигателя мы подадим фазу, то вторая создается самим двигателем за счет индуктивности, а третью мы будем создавать за счет конденсатора. Остается разобрать более подробно этот процесс.

Формулы просты. Для треугольника и звезды расчет одинаковый, отличаются лишь коэффициенты 2800 (звезда) или 4800 (треугольник) умножить на ток и разделить на напряжение (как правило, 220 вольт). Ток обычно берется с шильдика двигателя. Вот тут и возникает главная проблема. На шильдике указан МАКСИМАЛЬНЫЙ ток двигателя для его полной нагрузки. И если двигатель работает на холостом ходу или слабонагруженный с конденсатором для полной нагрузки, он будет очень сильно греться.

Вот мы и подошли к практической части. Чем характеризуется трехфазная сеть? Правильно, наличием одинаковых напряжений всех трех фаз. Двигатель имеет одинаковое сопротивление по всем трем обмоткам. Если мы приложим одинаковое напряжение, то получим и одинаковые токи. Вот на этом принципе можно очень легко подобрать точное значение рабочего конденсатора именно для вашей нагрузки на двигатель.

Смотрим на рисунок.

1.Первый метод довольно прост, но требует наличия токоизмерительных клещей. Порядок работы такой. Запускаете двигатель, используя имеющиеся конденсаторы, отключаете и рабочие и пусковые конденсаторы, и делаете замер тока в любом из сетевых проводов (на рисунке помечены красными кружками. Получив значение тока, подставляете его в формулу и получаете значение рабочего конденсатора для той нагрузки, которую развивает ваш двигатель. Довольно грубый метод, но, тем не менее, простой и действенный.

2.Второй метод чуть сложнее, но более точный. Здесь уже не нужно отключать рабочие конденсаторы. Потребуется один (а лучше два – так будет гораздо нагляднее) вольтметра. Вам всего лишь надо добиться, чтобы оба вольтметра показывали одинаковое напряжение увеличением или уменьшением емкости конденсаторов.

Доводить до совершенства не надо, достаточно того, чтобы уложиться в 15% разницы между двумя этими напряжениями.

Оба этих варианта подходят вам, если нагрузка будет постоянной, не изменяться во времени.

Ну и несколько частных случаев:

• Если вы используете двигатели для фуганка, то таких сложных манипуляций делать не надо. Вам надо просто вычислить конденсатор по максимальному току, указанному на шильдике и взять 30-40% от этого значения.
• Если двигатель используется в качестве циркулярки, я настоятельно рекомендую использовать две рабочих емкости. Минимальную взять также 30-40% от максимальной и оставшиеся 60% включать, если вы будете использовать циркулярку на полную мощность.
• Если будет использоваться для работы компрессора, то вам надо будет сделать два замера, первый в момент включения, когда компрессор запускается после того, как давление воздуха в баллоне упало и в момент выключения, когда баллон полностью нагружен. Если токи отличаются очень сильно или в режиме максимальной нагрузки двигатель работает довольно долго, то подбираете конденсаторы с таким расчетом, чтобы их емкость была на 10% ниже расчетной (по току, полученному во втором замере). Если же разница токов в двух замерах невелика, то вычисляете средний ток (из второго бОльшего значения вычитаете первое меньшее и делите на 2) и уже по этому результату делаете вычисления.

Для рабочих конденсаторов есть несколько обязательных условий.

1. Напряжение в сети 220 вольт, но это действующее напряжение (среднее), а вот амплитудное (максимальное напряжение между высшими точками синусоиды) в √2 больше, то есть около 310 вольт. Следовательно, рабочие конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 350 вольт, чтобы не возникло пробоя между обкладками.
2. Конденсатор должен быть неполярный (не имеющий выводов «+» и «-»). Полярные (электролитические) конденсаторы не способны долго работать в переменном напряжении, они сильно нагреваются и «взрываются» (сейчас это происходит без взрыва, с сильным выделением дыма и электролита).

Как подобрать пусковой конденсатор?

В теории и практике пусковой конденсатор должен быть в 3-5 раз больше емкости рабочих. По факту, вам лишь должно хватить конденсатора для запуска двигателя. Это может произойти как от рабочих конденсаторов (то есть двигатель раскручивается, даже если нет пусковых), так и от большого количества пусковых конденсаторов (когда нагрузка на валу сильная или такова конструкция двигателя). То есть пусковые могут быть в 10 раз больше рабочих или их вовсе может не быть.

В настоящее время продают специальные недорогие «пусковые» конденсаторы. Недорогие они только потому, что на самом деле являются электролитическими. Как я говорил выше, электролитические конденсаторы не способны длительное время работать на переменном напряжении. Но эти «пусковые» конденсаторы делают с усиленной изоляцией между обкладками и способностью работать чуть дольше, если используется переменное напряжение. Если у вас есть в закромах мощные электролитические конденсаторы (обычные) с подходящим напряжением, можно немного обмануть судьбу и купить мощный диод, через который конденсатор и подключить. В этом случае вам потребуется чуть больше конденсаторов, но результат будет одинаковый – двигатель запустится.

Остался последний вопрос. Как быть, когда схема соединения обмоток двигателя выполнена «звездой» и в наличии лишь три вывода обмотки, а не шесть. Тут возможны только два варианта:

1. Оставить как есть. Подобрать конденсаторы. Но учитывать такую особенность, что при включении такого двигателя в сеть 220 вольт конденсаторным способом вы теряете около 70% мощности двигателя.
2. Преодолеть робость и страх, разобрать двигатель, найти точку соединения трех обмоток, разъединить ее, вывести три «потерявшихся» провода наружу и сделать схему соединения «треугольник», перечитать статью и наслаждаться отличной работой вашего двигателя.

Что будет с асинхронным двигателем если малы конденсаторы

• О заводе
• Каталог
  • Установки компенсации реактивной мощности
    • Регулируемые конденсаторные установки КРМ (АУКРМ) — 0,4 кВ
    • Нерегулируемые конденсаторные установки КРМ (УКРМ ) — 0,4 кВ
    • Тиристорные конденсаторные установки КРМТ (АУКРМТ) — 0,4 кВ
    • Комплектующие для конденсаторных установок
  • Конденсаторы для повышения коэффициента мощности
    • Серия PSPE1 (однофазные конденсаторы)
    • Серия PSPE3 (трехфазные конденсаторы)
  • Конденсаторы для силовой электроники
    • Конденсаторы серии AFC3
    • Конденсаторы серии FA2
    • Конденсаторы серии FA3
    • Конденсаторы серии FB3
    • Конденсаторы серии FO1
    • Конденсаторы серии PO1
    • Конденсаторы серии SPC
  • Компенсирующие конденсаторы для светотехники
    • Серия K78-99 (пластиковый корпус)
    • Серия К78-99 A (алюминиевый корпус)
    • Серия К78-99 AP2 (взрывозащищенный)
  • Конденсаторы для асинхронных двигателей
    • Серия К78-98 (пластиковый корпус)
    • Серия К78-98 A (алюминиевый корпус)
    • Серия К78-98 АР2 (взрывозащищенный)
  • Сырьё и комплектующие
• Пресс-центр
• Покупателю
• Новости
• Партнеры
• Библиотека
• Контакты

• Контакты
• Покупателю
• Пресс-центр
• О заводе

• Охрана труда
• Установки компенсации реактивной мощности
  • Регулируемые конденсаторные установки КРМ (АУКРМ) — 0,4 кВ
  • Нерегулируемые конденсаторные установки КРМ (УКРМ ) — 0,4 кВ
  • Тиристорные конденсаторные установки КРМТ (АУКРМТ) — 0,4 кВ
  • Комплектующие для конденсаторных установок
• Конденсаторы для повышения коэффициента мощности
  • Серия PSPE1 (однофазные конденсаторы)
  • Серия PSPE3 (трехфазные конденсаторы)
• Конденсаторы для силовой электроники
  • Конденсаторы серии AFC3
  • Конденсаторы серии FA2
  • Конденсаторы серии FA3
  • Конденсаторы серии FB3
  • Конденсаторы серии FO1
  • Конденсаторы серии PO1
  • Конденсаторы серии SPC
• Компенсирующие конденсаторы для светотехники
  • Серия K78-99 (пластиковый корпус)
  • Серия К78-99 A (алюминиевый корпус)
  • Серия К78-99 AP2 (взрывозащищенный)
• Конденсаторы для асинхронных двигателей
  • Серия К78-98 (пластиковый корпус)
  • Серия К78-98 A (алюминиевый корпус)
  • Серия К78-98 АР2 (взрывозащищенный)
• Сырьё и комплектующие

Конденсаторы для силовой электроники

Конденсаторы для повышения коэффициента мощности

Установки компенсации реактивной мощности 0.4кВ

Моторные и светотехнические конденсаторы

Моторные конденсаторы производства ООО «Нюкон» серии К78-98 предназначены для соединения с обмотками асинхронных электродвигателей, питающихся от однофазной сети чаcтотой не более 60Гц, а также для перевода трехфазных двигателей на питание от однофазной сети

Рекомендации по выбору типа конденсаторов для асинхронных двигателей

В процессе работы двигателей по обмотке течет ток, на 20-40% превышающий номинальный, поэтому при использовании электромотора в недозагруженном режиме или в режиме холостого хода, емкость рабочего конденсатора следует уменьшить.

В целях безопасности все пусковые конденсаторы должны использоваться с разрядным резистором. Сопротивление разрядного резистора подбирается так, чтобы по истечении 50 секунд полностью снять остаточное напряжение с конденсатора.

В случаях когда конденсатор используется при последовательной схеме включения со вспомогательной обмоткой электродвигателя, напряжение на клеммах конденсатора при рабочей скорости может быть значительно выше напряжения сети.

В процессе эксплуатации конденсаторов они могут устанавливаться непосредственно в физическом контакте с электродвигателем. В этом случае при выборе типа конденсатора необходимо учитывать, что конденсатор будет подвергаться воздействию повышенной температуры и вибраций — как от самого электродвигателя, так и от других пассивных элементов различного рода устройств, в составе которых будет применятся конденсатор.

При работе моторных конденсаторов проходят различного рода сложнейшие коммутационные процессы, в результате которых происходят скачкообразные изменения напряжения на клеммах конденсатора, в связи с чем номинальное напряжение конденсатора нужно выбирать так, чтобы в процессе работы изделия рабочее напряжение не превышало его более чем на 10%.

В процессе выбора необходимой емкости и рабочего напряжения нужно учитывать фактор резонанса, то есть когда значения напряжения вспомогательной обмотки электродвигателя и конденсатора находятся в околорезонансной точке. В этом случае происходит повышение напряжения на клеммах изделия.

Предельное напряжение на клеммах пускового конденсатора должно быть не более 450В, а его емкость выбирается, как правило, в два и более раз больше емкости рабочего конденсатора.

Как показывает практика, на каждые 100 Вт мощности электродвигателя требуется около 6-7 мкФ.

В случае, если не удается подобрать емкость в одном корпусе, допускается комбинирование путем параллельного соединения конденсаторов Собщ=С1+С2….+Сn.

При правильно подобранном конденсаторе мощность трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть, не должна уменьшиться более чем на 30%.

Область применения конденсаторов для асинхронных двигателей

Таблица: Область применения конденсаторов для асинхронных двигателей

рабочий	пусковой
Применение	В схемах асинхронных электродвигателей	В схемах асинхронных электродвигателей
Тип подключения	Последовательно со вспомогательной обмоткой электродвигателя	Параллельно рабочему конденсатору
В качестве	Является фазосмещающим элементом
Предназначение	Позволяет получить круговое вращающееся магнитное поле, необходимое для работы электродвигателя	Позволяет получить магниное поле, необходимое для повышения пускового момента электродвигателя
Время включения	В процессе работы электродвигателя	В момент пуска электродвигателя

Существуют две основные области применения конденсаторов для асинхронных электродвигателей.

1) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть

В случае когда трехфазный электродвигатель необходимо подключить к однофазной сети, существует два возможных варианта подключения: «звезда» и «треугольник», причем наиболее предпочтительным во многих случаях является вариант «треугольник».

Приблизительный расчет для данного типа соединения производится по следующей формуле:

• k – коэффициент, зависящий от соединения обмоток.
• Iф – номинальный фазный ток электродвигателя А.
• Uсети – напряжение однофазной сети В.

Для схемы соединения «Звезда» k=2800

Для схемы соединения «Треугольник» k=4800

Для определения пусковой емкости Спуск. исходят из пускового момента. В случае если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковая емкость не требуется.

Для получения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп.=(2.5-3) Ср.

Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети.

Схема подключения

Рис 1. Схема включения в однофазную сеть трехфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединенными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б):

• B₁ Переключатель направления вращения (реверс)
• В₂ — Выключатель пусковой емкости;
• С_р — рабочий конденсатор;
• C_п — пусковой конденсатор;
• АД — асинхронный электродвигатель.

2) Асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая — последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске конденсаторного асинхронного двигателя оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске. конденсаторного асинхронного электродвигателя по пусковым и рабочим характеристикам близок к трехфазному асинхронному двигателю. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностях свыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов.

Схема подключения

Рис 2. Схема (а) и векторная диаграмма (б) конденсаторного асинхронного двигателя:

• U, U_Б, U_C — напряжения;
• I_A, I_Б — токи;
• А и Б — обмотки статора;
• В — центробежный выключатель для отключения С₁ после разгона двигателя;
• C₁ и C₂ — конденсаторы.

Как определить рабочую и пусковую обмотки у однофазного двигателя

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.

Отличия пусковых конденсаторов на 220В от рабочих

Асинхронный трехфазный двигатель можно подключить без особого ущерба к обычной однофазной электрической сети через конденсаторы. С их помощью обеспечивается запуск и достижение нужных режимов функционирования при такой системе питания. Различают рабочий и пусковой конденсаторы.

• Отличия между ними
• Способы присоединения
• Условия работы

Отличия между ними

Они заключаются в их предназначении, ёмкости, способе присоединения, а также в условиях работы. Первое различие заключается в том, что рабочий (первый) конденсатор служит для сдвига фаз. В результате между обмотками появляется вращающееся магнитное поле, необходимое для приведения в движение мотора, находящегося без механической нагрузки. Такой электродвигатель стоит, например, в точильном станке.

Пусковой (второй) обеспечивает повышение стартового момента мотора, находящегося под механической нагрузкой, благодаря чему он более легко выходит на нужный режим. Ресурсов одного рабочего может не хватить, из-за чего ротор двигателя просто не начнёт вращаться. Применение оправдано вместе со станками, подъёмными механизмами, насосами и подобными тяжёлыми приспособлениями. А также можно использовать с более мощным трехфазным мотором, если рабочего не хватает для его надёжного запуска.

Ёмкость обоих конденсаторов также будет отличаться. Она прямо пропорциональна мощности электродвигателя и обратно — напряжению сети. В зависимости от схемы соединения обмоток вводится поправочный коэффициент. Ёмкость пускового может быть в два раза больше, чем у рабочего.

Способы присоединения

Первый конденсатор в самом распространённом случае подключается в разрыв одной из обмоток асинхронного электродвигателя, которая также часто называется «вспомогательной». Другая присоединяется напрямую к электрической сети, а третья остаётся незадействованной. Тип этой схемы носит название «звезда». Есть также подключение в «треугольник». Оно различается и по способу соединения, и по сложности.

Второй ёмкостный элемент, в отличие от рабочего, присоединяется параллельно последнему через кнопку или центробежный выключатель. В первом случае управление осуществляется человеком, а во втором — самим приводом. Оба этих коммутатора кратковременно замыкают эту цепь на момент запуска электрического мотора, а после того, как он выйдет на рабочий режим — размыкают.

Условия работы

Они различаются для каждого из конденсаторов. Поскольку первый из них постоянно присоединён к обмотке мотора, эта цепь образует собой элементарный колебательный контур. Из-за этого в определённые моменты на её выводах образуется напряжение, превышающее входящее в два с половиной — три раза. Это обстоятельство стоит учитывать при подборе, необходимо ориентироваться на детали, рассчитанные на 500—600 вольт.

Пусковые конденсаторы для электродвигателей — 220 В работают в других, менее жёстких условиях, в отличие от рабочих. Прикладываемое к этому ёмкостному элементу напряжение превышает основное примерно в 1,15 раза. Он присоединяется к цепям время от времени, что также положительно сказывается на условиях его работы, и значительно продлевает срок службы.

Наиболее часто применяются отечественные бумажные или маслонаполненные конденсаторы марок МБГО или МБГЧ. Их преимущество — это стойкость к высоким напряжениям переменного тока. Но есть и недостаток — большой размер. В качестве альтернативного решения допускается использование оксидных конденсаторов. Они подключаются не напрямую, а через диоды, по определённым схемам.

Обычные электролитические конденсаторы, применяемые в различных приборах, и рассчитанные на немалые рабочие напряжения, подойдут для асинхронных двигателей только в роли пусковых. Связано это с тем, что через них проходит большая реактивная мощность ввиду малого сопротивления обмоток. Подключение ёмкостных элементов с нарушениями или отклонениями от схемы приведёт к повреждению или закипанию электролита, способному причинить вред мотору и персоналу.

Таким образом, можно вывести из этого несколько советов, как отличить пусковой конденсатор от рабочего:

• Первый из них играет вспомогательную роль. Он подключается параллельно рабочему на время запуска мотора — в течение нескольких секунд, чтобы облегчить старт.
• Второй из них присоединён постоянно, обеспечивая необходимый сдвиг фаз, в результате которого трехфазный двигатель может работать от однофазной сети.

Если перепутать конденсаторы, то возникнут серьёзные проблемы. Ёмкость рабочего также не должна быть слишком большой, иначе мотор будет греться, а рост мощности и крутящего момента от этого повысится незначительно.