Подбор конденсатора по мощности двигателя

• 12 Января, 2021
• Инструменты и оборудование
• Валерий Лысенко

Подключение трехфазного двигателя к бытовой сети 220 В в большинстве случаев требуется при изготовлении различных станков и устройств. Обычно мощности однофазного электродвигателя не хватает, а трехфазная электроустановка есть далеко не в каждом доме. В этом случае придет на помощь схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети.

Немного истории

Английский физик Чарльз Уинстон в далеком 1841 году представил первый однофазный двигатель, еще не умевший самостоятельно раскручиваться. Это делалось вручную или при помощи другого двигателя.

В 1884-1885 годах был разработан двигатель, имеющий обмотки якоря и обмотки возбуждения и названный «универсальным». Сделали это венгерские инженеры, соавторы трансформатора Микша Дери и Отто Блати, и независимо от них Вернер Сименс. Электродвигатели такого типа применяются по сей день.

Кроме того, разработкой электрических двигателей занимался Никола Тесла. Первый конденсаторный двигатель был разработан французскими инженерами Морисом Хитином и Морисом Лебланом в 1890 году. Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя в наше время, разберемся далее.

Применение электродвигателей в быту

Электрические моторы присутствуют практически во всех сферах нашей жизни. Любой прибор, будь то фен, микроволновка или компьютер, содержит электрические двигатели. Они, конечно, в массе своей миниатюрны, а наша задача — выяснить, как подобрать емкость конденсатора для трехфазного двигателя, имеющего мощность от 180 Вт до 3 кВт. Подобные моторы могут быть применены в таком оборудовании, как наждачный станок, компрессор, циркулярная пила, строгальный станок, дробильная установка для зерна. Естественно, в каждом случае требуется свой тип двигателя, об этом далее подробнее.

Как подобрать двигатель

Каждый станок или другое оборудование имеет свое назначение, естественно, электродвигатель должен соответствовать этому назначению.

К примеру, для наждачного станка достаточно 180 Вт мощности, строгальный станок потребует двигателя с большими оборотами, для циркулярной пилы подойдет двигатель 1,1 кВт, компрессор потребует не менее 2,2 кВт.

Кроме мощности большую роль играет количество оборотов, «оборотистый» двигатель далеко не всегда лучше «тихоходного».

Полезный совет: если обороты двигателя выше 3000 об/мин, его применять не стоит — при подключении к сети 220 В это, скорее, недостаток, так как запустить его будет сложно.

Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя в зависимости от его характеристик и области применения, рассмотрим подробнее.

Технические характеристики электродвигателей

Электродвигатели бывают переменного и постоянного тока, с короткозамкнутым и фазным ротором, синхронные и асинхронные. Нас интересуют асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором — именно их чаще всего можно встретить в различном оборудовании.

Главными характеристиками двигателя являются номинальное напряжение, мощность и частота вращения. Для домашнего применения наиболее подходящими являются моторы с мощностью до 3 кВт и до 3000 об/мин. Более мощные и высокооборотные двигатели либо не смогут запуститься от сети 220 В, либо создадут чрезмерную нагрузку. В обоих случаях все преимущества будут утеряны.

На шильдике обычно есть такая надпись: «D/Y 220/380», — это означает, что соединение «треугольник» рассчитано на напряжение 220 В, а «треугольник» на напряжение 380 В. Эти данные необходимы, чтобы узнать, как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя.

При покупке нужно обязательно смотреть, на какое номинальное напряжение рассчитаны обмотки двигателя.

Соединения обмоток электродвигателей

Электродвигатели имеют два типа соединений обмоток — «звезда» и «треугольник». Чтобы подобрать конденсаторы трехфазного двигателя к однофазной сети, нужно точно знать, как соединены обмотки в конкретном двигателе. Для этого нужно открыть клеммную крышку, под ней расположены выводы обмоток и перемычки.

Если двигатель побывал в перемотке, то под крышкой может оказаться только три вывода, это означает, что обмотки соединены в «звезду» и подключить их в «треугольник» невозможно. Использовать его для подключения к сети 220 В затруднительно, поскольку потери мощности будут очень большие.

Для подключения к напряжению 220 В обмотки должны быть соединены в «треугольник». Если пуск двигателя предполагается легким, можно собрать схему, которая будет собирать обмотки в «звезду» при пуске и затем переключать в «треугольник».

В клеммной коробке выводы расположены особым образом. Они подключены так, чтобы было удобно соединять обмотки в «треугольник» при помощи специальных перемычек.

Если обмотки электродвигателя соединены в «звезду», нулевая точка не используется — это правило касается как одно-, так и трехфазного подключения.

Коротко о функциях конденсатора: он сдвигает одну фазу и имитирует двухфазное подключение. Двигатель при этом теряет около 40 % мощности.

Какими бывают конденсаторы

Перед тем как подобрать конденсаторы для трехфазного двигателя, необходимо более подробно о них узнать. В основном конденсаторы делятся на полярные и неполярные.

Первая группа — это электролитические конденсаторы большой емкости, обычно с небольшим рабочим напряжением.

Они работают только при наличии постоянного напряжения, при подключении к переменному напряжению или превышении номинального напряжения эти конденсаторы взрываются. Применять их можно, если подключать через диод, но это усложняет конструкцию.

Неполярные конденсаторы лучше всего подходят для нашей цели, они работают в сети переменного напряжения. Единственным их недостатком является относительно небольшая емкость.

Как подобрать конденсатор к электродвигателю

Правильный подбор конденсатора обеспечит максимальную для данного подключения мощность, низкий нагрев и плавный пуск электродвигателя. Для этой цели нужно воспользоваться формулами:

• для подключения обмоток в «звезду» — Ср = 2800*P/(√3*U²*η*cosϕ);
• для подключения обмоток в «треугольник» — Ср = 4800*P/(√3*U²*η*cosϕ);
• как подобрать пусковой конденсатор для трехфазного двигателя — Сп = 2,5*Ср.

Расшифровка:

• Ср – емкость рабочего конденсатора (мкФ);
• Сп – емкость пускового конденсатора (мкФ);
• I – ток в амперах (А);
• U – напряжение сети (В);
• η – КПД двигателя, выраженный в процентах, деленных на 100;
• cosϕ – коэффициент мощности.

• I, U, η, cosϕ можно найти на шильдике.
• Пример
• Какой нужен конденсатор для двигателя 3 кВт?
• Рабочий — 4800*3/(√3*2202*0,85*0,8) = 252 мкФ.
• Пусковой — 2,5*252 = 630 мкФ.

Емкости одного конденсатора бывает недостаточно, поэтому приходится набирать несколько конденсаторов. Нужно помнить, что емкость при параллельном подключении суммируется. Рабочее напряжение неполярных конденсаторов должно быть не менее 400 В.

Электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение, втрое выше рабочего напряжения сети, диоды применяются с током коллектора не менее 10 ампер.

Схемы подключения электродвигателей к бытовой сети

Схем подключения трехфазного электродвигателя к однофазной сети есть несколько, принцип у них один и тот же, но есть несколько отличий.

1. Схема без пускового конденсатора, обмотки соединены в «треугольник».
2. Схема с пусковым конденсатором, обмотки соединены в «треугольник».
3. Схема с пусковым конденсатором и реверсом, обмотки соединены в «треугольник».

Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя 180W?

Это один из самых маленьких трехфазных двигателей, которые можно применить в быту. Из него обычно получается хороший наждачный станок.

Его обмотки можно включать как в треугольник, так и в звезду, поскольку такой станок обычно работает на холостых оборотах, нагрузка на него незначительная.

Согласно вышеуказанной формуле, емкость рабочего конденсатора равна 15 мкФ, пусковой в данном случае применять необязательно.

Меры безопасности

Все работы по подключению электродвигателя должны производиться только при отключенной подаче электроэнергии. Инструмент должен быть исправным, с изолирующими рукоятками.

При монтаже проводов следует избегать скруток, если это по каким-то причинам невозможно, их нужно пропаять и тщательно изолировать.

Для защиты электросети от замыкания применяются автоматические выключатели. Необходимо учитывать, что пусковой ток мощного (5 кВт и выше) и высокооборотного (более 3000 об/мин) двигателя превышает номинальный в 5-7 раз. Ток защитного аппарата должен быть на 25 % выше номинального тока двигателя.

Если применяются электролитические конденсаторы (полярные), для них нужно изготовить металлический закрывающийся ящик, стенки которого изнутри обшить диэлектрическим материалом. При первом пуске двигателя с такими конденсаторами лучше не находиться поблизости.

Некоторые типы конденсаторов имеют корпус в качестве одного из выводов. Соответственно, на корпусе может присутствовать напряжение 220 В, что опасно для жизни. Поэтому конденсаторы лучше поместить в деревянный ящик и изолировать друг от друга.

Как подобрать конденсаторы на трехфазный двигатель (формула, видео)

Подключение силового оборудования в однофазную сеть (220В) чаще всего производят емкостным методом. При этом нужно знать, как подобрать конденсаторы на трехфазный двигатель, от которого осуществляется привод.

Из них собирается пусковая цепь, создающая необходимый момент и перекос фаз.

В этой статье мы постараемся вкратце рассмотреть вопросы расчета и подбора емкости, а также возможные схемы подключения асинхронного электромотора.

Что такое трехфазный двигатель?

Большинство силовых агрегатов, преобразующих электрическую энергию с тепловую, представляют собой асинхронные машины. Если разобрать любой такой двигатель, то станет понятно, что он имеет два ключевых компонента, на взаимодействии которых строится вся его работа.

Статор

Это неподвижная часть мотора, имеющая кольцевидную форму – полый цилиндр. Сразу следует уточнить, что он не является цельным, грубо говоря изготовленным через точение круглой стальной болванки. Статор набирается из кольцевых пластин (магнитопровода), что позволяет избежать образования так называемых поверхностных токов Фуко, которые могут сильно разогревать металл. На внутреннем диаметре имеются продольные пазы, в которые укладывается обмотка из проволоки. Большинство стандартных двигателей являются трехфазными, то есть имеют три обмотки статора (по одной на каждую фазу). Геометрически каждая обмотка/фаза является смещенной относительно других на 120°. Такой расчет позволяет при подаче на фазные клеммы напряжения 380В возбудить в обмотках вращающееся магнитное поле.

Ротор

Это подвижная (вращающаяся) часть, конструктивно объединенная с приводным валом.

Он также имеет наборный пластинчатый сердечник (магнитопровод), но в отличии от статора, пазы для обмоток располагаются на внешнем диаметре.

Более того, называть их обмотками можно только с функциональной точки зрения, поскольку реально они представляют собой медные прутки определенного диаметра, а не пучки (катушки) проволоки.

С обоих сторон прутки соединяются на кольцевые ограничивающие пластины, образуя некоторое подобие беличьей клетки. Такая компоновка наиболее распространена и называется «коротко замкнутый ротор».

При подаче напряжения здесь также магнитное поле, но оно имеет несколько меньшую частоту вращения (асинхронную), нежели у статора. Эта разница называется скольжением и составляет порядка 2…10%.

Благодаря ей, между полями наводится ЭДС (электродвижущая сила), которая и заставляет вал вращаться с рабочей частотой.

Как подключить 3ех фазный двигатель в однофазную сеть?

Запуск двигателя с тремя рабочими обмотками возможет потому, что он по умолчанию имеет сдвинутые на 120° фазы.

Если подать напряжение всего на одну фазу, то не произойдет ровным счетом ничего по аналогии с однофазным двигателем на 220В, где в таком случае возникают эквивалентные разнонаправленные магнитные поля.

Формально для этого нужно включить в работу хотя бы еще одну фазу, чтобы создать сдвиг и набрать необходимый момент. Подключение в сеть с напряжением 220В чаще всего производят через дополнительный контур – цепь из рабочих и пусковых конденсаторов.

Общая пусковая схема при подключении звездой (слева) и треугольником (справа) будет иметь следующий вид:

Как можно видеть, и в первом, и во втором случае две из трех обмоток подключаются напрямую к однофазной сети на 220В.

Третья фаза закольцовывается на одну из двух предыдущих посредством промежуточной цепи конденсаторов: Сраб – основной/рабочий и Сп–для запуска. Второй подключен параллельно через ключ SA.

Последний имеет нормально разомкнутые контакты, а крайнее положение кнопки не фиксируется – для того, чтобы через пусковой конденсатор пошел ток, ее нужно удерживать нажатой.

Почему используются параллельные емкости?

Любой человек, в свое время не зевавший на уроках физики, должен помнить, что максимальное потребление энергии 3ех фазным двигателем наблюдается именно в момент его запуска, когда происходит рост частоты вращения от 0 до номинала. Чем больше мощность, тем это пиковое потребление электричества выше. Из чего следует логический вывод – емкости, которая будет поддерживать работу на 220В скорее всего не хватит для старта. Поэтому, для вывода мотора на режим ее по расчету нужно увеличить примерно вдвое относительно рабочей.

После запуска, когда будут достигнуты оптимальные обороты (не менее 70% от номинальных), пусковые конденсаторы отключают, отпуская кнопку SA. Сделать это нужно обязательно, иначе большая суммарная емкость вызовет серьезный перекос фаз и перегрев обмоток.

Если же мощность мотора невелика или он не работает под серьезной нагрузкой, то скорее всего можно будет обойтись пуском через рабочий контур.

Как рассчитать емкость и подобрать конденсатор

• Очевидно то, что вопрос выбора емкостей для запуска и работы трехфазного двигателя в однофазной сети, зависит от его мощности, номинального (фазного) тока и напряжения. Расчет обычно ведется через следующие формулы:
• 
• В данном уравнении присутствуют две величины:

• U – напряжение в однофазной сети (220В),
• IН– номинальный или фазный ток, А.

Обе схемы подключений дают разные значения линейных и фазных характеристик, что видно на следующих иллюстрациях:

Вычислить необходимый ток между обмотками можно с помощью клещей либо используя формулы. Если же и тот, и другой вариант видятся сложными, то можно провести расчет и подобрать конденсатор через эмпирическую зависимость: 7 мкФ на 100 Вт мощности.

Что касается пусковых конденсаторов, то их подбор ведется с расчетом, что емкость должна быть выше, нежели у рабочих, чтобы покрыть пиковое потребление при запуске. Разные источники указывают на разные значения пропорционального коэффициента: от 1,5 до 3. На практике же чаще всего используют рекомендацию по двукратному увеличению.

Далее можно подобрать конденсаторы и приступить к компоновке. Для организации запуска двигателя используются бумажные (МБГП, КБП, МБГО), электролитические или металлизированные полипропиленовые (СВВ) модели. Первые, как правило, массовые и дешевые, но имеют сравнительно большие габариты при малой емкости, что вынуждает набирать целые батареи. Электролитические модели требуют использования в схеме управления диодных элементов и сопротивления, повреждение или выход из строя которых приведет к разрушению конденсатора. СВВ модели более современные, а посему в них нет практически тех недостатков, которые присутствуют в аналогах. По форме емкостные блоки могут выпускаться либо квадратными, либо круглыми (бочонками).

Также следует подобрать рабочее напряжение конденсатора, которое по расчету должно быть примерно в 1,15 раза выше чем в однофазной сети на 220В. Меньшие значения негативно сказываются на долговечности блоков, а большие – на габаритах сборки.

Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсатора

Подключая асинхронный двигатель в сеть с одной фазой (220 в), появляется необходимость обеспечения сдвига фаз для имитации трехфазной сети. В противном случае электромотор просто не сможет функционировать из-за отсутствия вращения магнитных полей. В этом случае возможно применение конденсаторов, имеющих возможность создать нужный перекос, тем самым переводя синусоидальные колебания однофазного тока в некое подобие трехфазного. Проблемой становится правильный подбор емкости конденсаторов. Для этого необходимо произвести расчеты с максимальной точностью.

Представленный ниже онлайн-калькулятор расчета емкости поможет выполнить все действия довольно просто и быстро, не допустив ошибок в вычислениях.

Асинхронный электродвигатель – без дополнительного оборудования от 220 в его не запустить

Высчитывая необходимые показатели самостоятельно следует воспользоваться таблицей.

Способ подключения двигателя	Формулы, необходимые для производства вычислений
«Звезда»	Cр=2800*I/U; I=P/(√3*U*η*cosϕ) Cр=(2800/√3)*P/(U²*η*cosϕ)
«Треугольник»	Cр=(4800/√3)*P/(U²*η*cosϕ)

Расшифровать обозначения можно следующим образом:

• Cр – емкости рабочих элементов (мкФ);
• Cп – емкости пусковых элементов;
• I – величины токов (А);
• U – величины напряжений (В);
• η – Коэффициент полезного действия электромотора в процентах, разделенных на 100;
• cosϕ – коэффициент мощности.

На этой табличке есть все необходимые данные для онлайн калькулятора

После ввода всех необходимых данных в соответствующие поля нужно нажать кнопку «рассчитать…». Полученные показатели используются для подбора емкости. Единственное неудобство – редко случается найти именно элемент с рассчитанными параметрами.

В этом случае берется ближайшая емкость, стоящая ниже по показателю. Если же взять более мощный элемент, возможен перегрев обмоток электродвигателя вследствие возрастания рабочего тока, что неизбежно приведет к повреждению изоляции и опасности межвиткового замыкания.

В редких случаях совпадения показателей, естественно, лучше выбрать именно такой.

Номинальное напряжение конденсатора должно быть минимум в полтора раза выше сетевого. Причина этому – резкое возрастание этого показателя в пусковой момент.

При подключении к однофазной сети номинал должен составлять 360 в. Если подключается фазное напряжение по двум проводам – 400-450 в. Но это минимальный предел.

На самом деле профессионалы советуют брать еще выше – никаких проблем это не создаст.

Схема подключения асинхронного двигателя на 220 В

Ниже представлена таблица номиналов рабочего и пускового конденсатора. Для примеров – серия CBB60 (полипропиленовый пленочный, основное назначение которого – схемы подключения асинхронного двигателя) и серия CBB65, помещенная в алюминиевые корпуса.

Для пуска применяются неполярные конденсаторы на основе электролита (CD60). Как рабочие они неприменимы. Их проблема в том, что длительная нагрузка существенно снижает их срок службы.

Хотя в качестве пусковых допускается и CBB60 (CBB65), но они более габаритны при тех же емкостях.

Ниже представлена таблица рекомендованных для подобной эксплуатации конденсаторов, способных работать с электродвигателями.

…а так подключение выглядит «в живую»

Полипропиленовые пленочные  CBB60 (российский аналог К78-17) и CBB65	Электролитические неполярные CD60
Номинал напряжения (в)	400; 450; 630	220—275; 300; 450
Емкость  (мкФ)	1,5; 2,0;2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10; 12; 14; 15; 16; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 120; 150	5,0; 10; 15; 20; 25; 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 1000; 1200; 1500

Бывает, что элементов с необходимой емкостью нет. Тогда можно «спарить» два. Стоит понимать, что параллельное соединение и последовательное дадут совершенно различные показатели. Наиболее оптимальным будет последовательное соединение. А для расчета суммарной емкости предлагаем Вам использовать другой онлайн калькулятор, который сэкономит время и избавит от лишних расчетов.

Загрузка…

Как выбрать конденсаторы для подключения однофазного и трехфазного электродвигателя в сеть 220 В

Очень часто случается, особенно в быту, что надо подключить асинхронный электродвигатель к стандартной однофазной сети переменного тока с действующим напряжением 220 вольт. А двигатель при этом трехфазный! Данная задача является типичной, когда нам нужно установить наждак или сверлильный станок например в гараже.

Чтобы все правильно устроить, используют так называемые пусковые и рабочие (фазосдвигающие) конденсаторы. Вообще конденсаторы бывают разного типа, разной емкости, и прежде чем приступать к построению цепи, необходимо выбрать конденсаторы подходящего типа, номинального напряжения и правильно рассчитать их требуемую емкость.

Всем известно, что электрический конденсатор представляет собой две разделенные диэлектриком проводящие обкладки, и служит для накопления, временного хранения и отдачи электрического заряда, то есть электрической энергии.

Есть два типа конденсаторов, полярные и неполярные. Неполярные допускается использовать в цепях переменного тока, полярные — нет.

Если полярный конденсатор включить в цепь переменного тока, то очень скоро в слое диэлектрика произойдет короткое замыкание, и конденсатор выйдет из строя.

Неполярные же одинаково эффективно реагируют на напряжение любой полярности, прикладываемое к его обкладкам, и на переменное — тоже.

Итак, выбирая рабочий конденсатор для трехфазного двигателя, необходимо принять в расчет несколько основных параметров рабочей цепи переменного тока. Указанная ниже формула в приведенном виде для вычисления емкости рабочего конденсатора в микрофарадах, при частоте тока в сети 50 Гц, выглядит так:

Здесь, в зависимости от схемы соединения обмоток статора двигателя («звезда» или «треугольник») коэффициент в начале формулы примет значение 4800 — для «треугольника» или 2800 — для «звезды». I – номинальная величина действующего тока статора подключаемого двигателя.

Номинальный ток I указывается на шильдике (справочной табличке) на корпусе двигателя, либо, если табличка затерта, измеряется токовыми клещами в одной из фаз при обычном трехфазном питании двигателя. U – действующее (среднеквадратичное) напряжение переменного тока сети, к которой будет подключен двигатель с конденсатором, например 220 вольт.

Есть и более простой подход к выбору емкости рабочего конденсатора — на каждые 100 ватт мощности двигателя в соединении «звезда» принимается 7 мкф емкости конденсатора. Если же соединение «треугольник», то емкость на 100 ватт будет 12 мкф.

При выборе емкости конденсатора очень важно не превысить расчетную, иначе ток через обмотку статора превысит номинал, двигатель будет перегреваться и вообще может быстро сгореть.

Когда пуск двигателя осуществляется под нагрузкой, а ведь зачастую так и происходит, поскольку наждачный круг или сверлильное оборудование имеют значительную массу, пусковой ток должен быть больше номинального.

Для этого к рабочему конденсатору на время пуска параллельно подключается дополнительный — пусковой конденсатор. Этот конденсатор нужен лишь в течение нескольких секунд, пока двигатель не выйдет на номинальные обороты. После этого пусковой конденсатор отключается и в цепи остается лишь рабочий фазосдвигающий конденсатор.

Емкость пускового конденсатора выбирается в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора. А номинальное напряжение этого конденсатора должно быть по возможности хотя бы в 1,5 раза больше питающего сетевого напряжения. Иногда даже используют последовательно соединенные конденсаторы для получения требуемой пусковой емкости и запаса по напряжению.

Если же двигатель не трехфазный, а однофазный, то у него может присутствовать пусковая обмотка, служащая для создания вращающего момента в секунды запуска. Тут тоже должен присутствовать фазосдвигающий конденсатор. Но однофазные двигатели могут работать в различных режимах.

Если пусковой конденсатор и пусковая обмотка питаются лишь во время запуска, то берут 70 микрофарад на 1 киловатт мощности двигателя. Если рабочий конденсатор вместе с дополнительной обмоткой питаются все время, то берут около 30 микрофарад на киловатт.

Если же пусковой конденсатор подключается на время старта, а рабочий конденсатор продолжает оставаться подключенным во время работы оборудования, то, как правило, значение общей емкости пускового и рабочего конденсатора выбирается из соотношения 1 микрофарад на 100 ватт мощности.

Приведенная в данной статье информация поможет вам рассчитать емкости рабочего и пускового конденсаторов. Пусковой конденсатор удобно приспособить так, чтобы он подключался и отключался специально выведенной кнопкой без фиксации. Однако если после точных расчетов и подключения конденсатора двигатель начинает во время работы ощутимо греться, емкость рабочего конденсатора следует уменьшить.

Что же касается номинального напряжения конденсатора, то обычно конденсаторы на рабочее напряжение меньше 450 вольт не применяют. Лучше всего если конденсатор будет рассчитан на 500 или 600 вольт по переменному току.

В качестве пусковых и рабочих фазосдвигающих конденсаторов замечательно подходят конденсаторы с полипропиленовым диэлектриком, которые так и позиционируются на рынке как «пусковые конденсаторы». Если конденсаторов данного типа в наличии нет, то подойдут и «бумажные» типа МБГО, лишь бы максимальное напряжение соответствовало.

Как подобрать конденсаторы для электродвигателя

 Для того, чтоб подключить трёхфазный двигатель к однофазной
сети, необходимо установить рабочие конденсаторы. Ёмкость этих конденсаторов ,
обычно подбирается из расчёта 6,6микрофарад на 100 Ватт мощности двигателя.
Недостаток данного способа в том, что мощность двигателя, при подключении в
однофазную сеть, катушки которого соединены в треугольник, меньше указанной на
шильдике, а соединённого в звезду, ещё меньше. А также, табличка на двигателе
может быть затёрта или вовсе отсутствовать.

Как же поступить в данном случае,
как подобрать нужную ёмкость? Ведь чем точнее будет ёмкость, тем большую
мощность мы получим от двигателя.

Соединив концы двигателя звездой или треугольником, получаем
три провода на выходе. На два из них подаём 220В, а к третьему проводу
подключаем один конец конденсатора. Второй конец конденсатора соединяем с одним
из проводов, идущих к сети.

 При подборе рабочего конденсатора, наиболее
точный результат, на мой взгляд, можно получить подключив двигатель через
амперметр и отслеживая потребляемый ток при разных ёмкостях,
найти при которой показания амперметра будут минимальны. Такая ёмкость и будет
оптимальна.

Амперметр
можно устанавливать на любой из питающих проводов.
Ещё один способ, дающий похожий результат это измерение напряжения между
контактом двигателя к которому подключен конденсатор и двумя контактами, на
которые подаётся питание.

Подбираем
такую ёмкость конденсатора, чтоб показания вольтметра были одинаковы и в одном
и другом положении.

Для подтверждения данных выводов я
произвёл эксперимент. Во время которого я отслеживал показания приборов
установленных на неизвестный двигатель. Данные я заносил в таблицу.

ЗВЕЗДА	ТРЕУГОЛЬНИК
микрофарад	А	V1 сеть	V2	V3	А	V1 сеть	V2	V3
	1	238	218	195	3,8	218	205	185
6	0,6	222	222	210
10	0,3	225	232	220
16	0,15	225	245	245
20	0,25	218	245	253
25	0,7	218	253	?	2,5	218	222	205
30	2,2	218	225	210
36	1,8	215	230	215
40	1,7	215	233	220
46	1,6	220	242	235
50	1,5	220	242	238
55	1,4	220	242	242
60	1,2	215	242	242
65	1,25	210	240	240
70	1,4	212	242	250

При подключении двигателя звездой 
показания амперметра были минимальны при ёмкости 16микрофарад. И
показания вольтметров были одинаковы (V2 и V3). А при подключении треугольником оптимальной
оказалась ёмкость 60микрофарад.

ВНИМАНИЕ!!!

Подбирать ёмкость лучше не на
холостом ходу двигателя, а при нагрузке на валу, хотя бы небольшой. Нагрузка
должна быть одинакова на протяжении всего подбора.

Двигатель с конденсаторами не
«любит» работать вхолостую.  Необходима
нагрузка на валу.

Пользователь Евгений 77 добавил комментарий на ютубе:

всё несколько проще. В любом вменяемом учебнике, с названием “Электрические машины”, в конце раздела, посвящённого теории асинхронного двигателя, рассматривается вопрос работы асинхронника в однофазном режиме, с различными схемами подключения обмоток. Там же приводятся формулы расчёта ёмкости рабочих и пусковых конденсаторов. Точный расчёт, довольно сложен – нужно знать специфические параметры двигателя. Упрощённая методика расчёта имеет следующий вид: Звезда
Сраб = 2800 • (Iном / Uсет);
Спуск = Сраб • 2÷3 (при тяжёлых условиях запуска, кратность 5); Треугольник
Сраб = 4800 • (Iном / Uсет);
Спуск = Сраб • 2÷3 (при тяжёлых условиях запуска, кратность 5); где,
Сраб –  ёмкость рабочего конденсатора, мкФ;
Спуск –  ёмкость пускового конденсатора, мкФ;
Iном – номинальный фазный ток двигателя при номинальной нагрузке, А; Uсет – напряжение сети, к которой будет подключён двигатель, В. Пример расчета. Исходные данные: имеем асинхронный электродвигатель – 4 кВт; схема соединения обмоток –Δ / Y напряжение U – 220 / 380 В; ток I – 8 / 13,9 А. По токам мотора: 8 А – это фазный ток (т.е. ток каждой из трёх обмоток) двигателя на треугольнике и звезде, и он же линейный ток на звезде; 13,9 А – это линейный ток двигателя на треугольнике (в расчётах нам не понадобится). Ну, и, собственно, сам расчёт: Звезда
Сраб = 2800 • (Iном / Uсет) = 2800 • (8 / 220) = 101,8 мкФ
Спуск = Сраб • 2÷3 = 101,8 • 2÷3 = 203,6÷305,4 мкФ  (при тяжёлых условиях запуска – 509 мкФ) Треугольник
Сраб = 4800 • (Iном / Uсет) = 4800 • (8 / 220) = 174,5 мкФ
Спуск = Сраб • 2÷3 = 174,5 • 2÷3 = 349÷523,5 мкФ  (при тяжёлых условиях запуска – 872,5 мкФ) Тип рабочего конденсатора – полипропиленовый (импортный СВВ-60 или отечественный аналог – ДПС). Напряжение кондёра не меньше 400 В по переменке (пример маркировки: АС ~ 450 В), для советских бумажных МБГО рабочая напруга должна быть не меньше 500 В, если меньше – соединять последовательно, но это потеря ёмкости, естественно – так много кондёров набирать придётся). Для пусковых конденсаторов лучше, конечно, тоже использовать полипропиленовые или бумажные, но это будет дорого и громоздко. Для удешевления, можно взять полярные электролитические (это те, у которых на корпусе есть « + » и/или « – »), предварительно сделав из двух полярных электролитов, один неполярный, соединив два конденсатора минусами вместе (можно соединять и плюсами, но у некоторых конденсаторов минус соединён с корпусом этих кондёров и если соединять их плюсами, то придётся эти кондёры изолировать не только от окружающего “железа”, но и друг от друга, а иначе КЗ), а оставшиеся два плюса оставить для подключения к обмоткам мотора (не забываем, что при последовательном соединении двух одинаковых конденсаторов их суммарная ёмкость уменьшается в два раза, а рабочее напряжение в два раза увеличивается – например, соединив последовательно (минус к минусу) два конденсатора 400 В 470 мкФ, получим один неполярный кондёр с рабочим напряжением 800 В и ёмкостью 235 мкФ). Рабочее напряжение каждого из двух последовательно соединённых электролитов, должно быть не меньше 400 В. Нужную пусковую ёмкость набираем (при необходимости) параллельным соединением таких сдвоенных (т.е. уже неполярных) электролитов – при параллельном соединении конденсаторов, рабочее напряжение остаётся неизменным, а ёмкости суммируются (так же, как и при параллельном соединении аккумуляторов). Можно и не изобретать этот “колхоз” со сдвоенными электролитами – есть готовые пусковые неполярные электролиты – например, тип CD-60. Но, в любом случае, с электролитами (и неполярными, и уж тем более с полярными) есть одно НО – такие конденсаторы в сеть 220 В можно включать (полярные лучше вообще не включать) только на время запуска двигателя – использовать электролиты как рабочие конденсаторы нельзя – взорвутся (полярные почти сразу, неполярные чуть позже). С рабочим конденсатором на треугольнике двигатель теряет 25-30 % свой трёхфазной мощности, на звезде 45-50 %. Без рабочего  конденсатора, в зависимости от схемы соединения обмоток,  потеря мощности составит более 60 %. И ещё один момент по кондёрам: в youtube немало видео, где народ подбирает рабочие конденсаторы по звуку мотора на холостом ходу (без нагрузки) и пугаясь повышенного гудения двигателя, уменьшает ёмкость рабочих конденсаторов до тех пор, пока это гул не снизится до более-менее приемлемого. Это неправильный подбор рабочего кондёра – так занижается мощность двигателя под нагрузкой. Да, повышенное гудение мотора это не очень хорошо, но не слишком опасно для обмоток, если ёмкость рабочего конденсатора не завышена. Дело в том, что в идеале, ёмкость рабочего конденсатора должна плавно меняться, в зависимости от нагрузки двигателя – чем больше нагрузка, тем больше должна быть ёмкость. Но сделать такую плавную регулировку ёмкости довольно сложно, это и дорого, и громоздко. Поэтому подбирают такую ёмкость, которая будет соответствовать какой-то конкретной нагрузке мотора – как правило, номинальной. При соответствии ёмкости рабочего конденсатора расчётной нагрузке двигателя, магнитное поле статора круговое и гудение минимально. Но когда ёмкость рабочего конденсатора превышает нагрузку мотора, магнитное поле статора становится эллиптическим, пульсирующим, неравномерным, и вот это пульсирующее магнитное поле и вызывает гудение, из-за неравномерного вращения ротора – ротор, вращаясь в одном направлении, попутно дёргается то вперёд, то назад, и при повышенных токах в обмотках, двигатель развивает меньшую мощность. Поэтому если мотор гудит на средних нагрузках и на холостом ходу, то это не так страшно, а вот если гудение наблюдается при полной нагрузке, то это говорит о явно завышенной ёмкости рабочего кондёра. В этом случае, уменьшение ёмкости позволит снизить токи в обмотках двигателя и его нагрев, выровнять (“скруглить”) магнитное поле статора (т.е. уменьшить гудение) и повысить развиваемую мотором мощность. Но оставлять мотор в работе на холостом ходу длительное время с рабочим кондёром, рассчитанным на полную мощность двигателя, всё же не стоит – в этом случае на рабочем конденсаторе будет повышенное напряжение (до 350 В), а по обмотке, подключенной последовательно с рабочим конденсатором, будет протекать повышенный ток (на 30 % больше номинального – на треугольнике, и на 15 % — на звезде). При увеличении нагрузки на мотор, напряжение на рабочем кондёре и ток в последовательно соединённой с рабочим кондёром обмотке двигателя будут снижаться.

Если на двигателе нет шильды, его параметры можно определить по установочно-присоединительным и габаритным размерам. Единственно, у не специалистов могут возникнуть сложности с определением типа (марки) двигателя. В большинстве случаев попадаются два типа: серия 4А (как в данном видео) и серия АО2.

Зная серию и сняв размеры мотора, по справочникам (их можно скачать в интернете) несложно определить его мощность и обороты, Например, определили, что движок серии 4А. Снимаем основные размеры: высота оси вращения ротора, длина и ширина по крепёжным отверстиям в лапах, диаметр вала и масса.

Открываем справочник, находим там раздел “Установочно-присоединительные и габаритные размеры” – находим по ним наш мотор. Всё просто.