Конденсатор для електродвигуна: як вибрати і користуватися, розрахунок ємності для пускового і робочого, підключення та експлуатація
Багато власників досить часто опиняються в ситуації, коли потрібно підключити в гаражі або на дачі такий пристрій, як трифазний асинхронний двигун до різного обладнання, в якості якого може виступати наждачний або свердлильний верстат. При цьому виникає проблема, оскільки джерело розрахований на однофазну напругу. Що ж тут робити? Насправді цю проблему вирішити досить легко шляхом підключення агрегату за схемами, використовуваним для конденсаторних. Щоб реалізувати цей задум, потрібні робоче і пусковий пристрій, часто іменовані як фазосдвигающие.
Вибір ємності
Для забезпечення правильної роботи електродвигуна потрібно розрахувати певні параметри.
Для робочого конденсатора
Щоб підібрати ефективну ємність пристрою, необхідно виконати розрахунки по формулі:
- I1 – номінальний показник струму статора, для вимірювання якого застосовують спеціальні кліщі;
- Uсети – напруга мережі з однією фазою, (В).
Після виконання розрахунків вийде ємність робочого конденсатора в мкФ.
Можливо для когось буде важко розрахувати цей параметр за наведеною вище формулою. Однак у цьому випадку можна скористатися й іншою схемою розрахунку ємності, де не потрібно проводити настільки складних операцій. Цей метод дозволяє досить просто визначити необхідний параметр на підставі тільки потужності асинхронного двигуна.
Тут досить пам’ятати про те, що 100 Ватт потужності трифазного агрегату повинно відповідати близько 7 мкФ ємності робочого конденсатора.
При розрахунках потрібно стежити за потоком, який надходить на фазну обмотку статора у вибраному режимі. Неприпустимим вважається, якщо струм має більше значення, ніж номінальний показник.
Для пускового конденсатора
Бувають ситуації, коли електродвигун доводиться включати в умовах великого навантаження на валу. Тоді одного робочого конденсатора буде недостатньо, тому до нього доведеться додати пусковий конденсатор. Особливістю його роботи є те, що він буде працювати лише в період пуску апарата не більш 3 секунд, чого використовується ключ SA. Коли ж ротор вийде на рівень номінальної частоти обертання, прилад відключається.
Якщо через недогляд власник залишив включеними пускові пристрої, це призведе до утворення істотного перекосу за струмів в фазах. У таких ситуаціях висока ймовірність перегріву двигуна. При визначенні ємності слід виходити з того, що величина цього параметра повинна в 2,5-3 рази перевершувати ємність робочого конденсатора. Діючи подібним чином, можна домогтися того, що пусковий момент двигуна досягає номінального показника, в результаті чого під час його запуску не виникає ускладнень.
Для створення необхідної ємності конденсатори можуть підключатися за паралельною і послідовною схемою. Слід мати на увазі експлуатація трифазних агрегатів потужністю не більш як 1 кВт допускається в тому випадку, якщо їх підключення здійснюється до однофазної мережі при наявності справного пристрою. Причому тут можна обійтися і без пускового конденсатора.
Тип
Після розрахунків потрібно визначити, який тип конденсатора може використовуватися для вибраної схеми
Найкращий варіант, коли застосовується аналогічний тип для обох конденсаторів. Зазвичай роботу трифазного двигуна забезпечують паперові пускові конденсатори, одягнені в герметичний сталевий корпус типу МПГО, МБГП, КБП або МБГО.
Велика частина цих пристроїв виконана у вигляді прямокутника. Якщо поглянути на корпус, то там наведено їх характеристики:
- Ємність (мкФ);
- Робоча напруга (В).
Застосування електролітичних пристроїв
Використовуючи паперові пускові конденсатори, потрібно пам’ятати про наступне негативному моменті: вони мають досить великі розміри, забезпечуючи при цьому невелику ємність. З цієї причини для ефективної роботи трифазного двигуна невеликої потужності доводиться використовувати достатньо велику кількість конденсаторів. При бажанні паперові можна замінити і електролітичними. У цьому випадку їх необхідно підключати дещо іншим способом, де обов’язково повинні бути присутніми додаткові елементи, представлені діодами і резисторами.
Проте фахівці не радять використовувати електролітичні пускові конденсатори. Це пов’язано з наявністю у них серйозного недоліку, який проявляється в наступному: якщо діод не впорається зі своїм завданням, на пристрій почне продаватися змінний струм, а це вже загрожує його нагріванням і наступним вибухом.
Інша причина полягає в тому, що сьогодні на ринку можна зустріти поліпшені з металізованим покриттям поліпропіленові пускові моделі змінного струму типу СВВ.
Найчастіше вони розраховані на роботу з напругою 400-450 Ст. якраз їм і слід віддати перевагу, враховуючи, що вони неодноразово показували себе з хорошої сторони.
Напруга
Розглядаючи різні типи пускових випрямлячів трифазного двигуна, що підключається до однофазної мережі, слід брати до уваги і такий параметр, як робоча напруга.
Помилкою буде використання випрямляча, показник напруги якого перевищує на порядок необхідний. Крім високих витрат на його придбання доведеться виділити для неї більше місця з-за великих габаритів.
В той же час не варто розглядати моделі, в яких напруга має менший показник, ніж напруга мережі. Пристрої з такими характеристиками не зможуть ефективно виконувати свої функції і досить скоро вийдуть з ладу.
Щоб звести до не помилитися при виборі робочого напруги , слід дотримуватися наступної схеми розрахунку: підсумковий параметр повинен відповідати добутку фактичного напруги мережі і коефіцієнта 1,15, при цьому розрахункове значення повинне становити не менше 300 Ст.
У тому випадку, якщо вибираються паперові випрямлячі для роботи в мережі змінної напруги, то їх робоча напруга потрібно розділити на 1,5-2. Тому робоча напруга для паперового конденсатора, для якого виробник вказав напруга 180 В, в умовах роботи в мережі змінного струму складе 90-120 Ст.
Щоб зрозуміти, як на практиці реалізується ідея підключення трифазного електродвигуна до однофазної мережі, виконаємо експеримент з використанням агрегату АОЛ 22-4 потужністю 400 (Вт) . Головна задача, яка повинна бути вирішена – запуск двигуна від однофазної мережі з напругою 220 В.
Використовується електродвигун має наступні характеристики:
показник потужності вчора– 400 кВт;
- напруга мережі 220В змінного напруги;
- Струм, всі характеристики якого були визначені за допомогою електровимірювальних кліщів в трифазному режимі роботи– 1,9 А;
- Схема з’єднання обмоток «зірка».
Пам’ятаючи про те, що використовується електродвигун має невелику потужність, при підключенні його до однофазної мережі можна придбати лише робочий конденсатор.
Розрахунок ємності робочого випрямляча:
Користуючись наведеними формулами, візьмемо середнє значення ємності робочого випрямляча показник 25 мкФ. Тут була обрана дещо більша ємність, рівна 10 мкФ. Так ми спробуємо з’ясувати, як впливає така зміна на пуск апарату.
Тепер нам необхідно купити випрямлячі, в якості останніх будуть використовуватися конденсатори типу МБГО. Далі на основі підготовлених випрямлячів виконується складання необхідної ємності.
В процесі роботи слід пам’ятати, що кожен такий випрямляч має ємність 10 мкФ.
Якщо взяти два конденсатора і з’єднати їх один з одним за паралельною схемою, то підсумкова ємність складе 20 мкФ. При цьому показник робочого напруги буде дорівнювати 160В. Для досягнення необхідного рівня в 320 необхідно взяти ці два випрямляч і підключити їх ще до такої ж парі, конденсаторів, з’єднаних паралельно, але вже застосувавши послідовну схему. У результаті сумарна ємність складе 10 мкФ. Коли батарея робочих конденсаторів буде готова, підключіть її до двигуна. Далі залишиться тільки запустити його в однофазної мережі.
У процесі проведеного експерименту з підключенням двигуна до однофазної мережі робота вимагає менше часу і сил. Використовуючи подібний агрегат з обраної батареєю випрямлячів, слід врахувати, що його корисна потужність буде перебувати на рівні до 70-80 % від номінальної потужності, при цьому частота обертання ротора буде відповідати номінальному показником.
Важливо: якщо використовується двигун розрахований на мережу напругою 380/220 В, то при підключенні до мережі слід використовувати схему «трикутник».
Звертайте увагу на зміст бирки: буває так, що там наведено зображення зірки з напругою 380 В. В цьому випадку правильну роботу двигуна в мережі можна забезпечити, виконавши наступні умови. Спершу доведеться «розпотрошити» загальну зірку, після чого з’єднати з клемником 6 кінців. Шукати спільну точку слід в лобовій частині двигуна.
