Конденсатор для електродвигуна: як правильно вибрати і як користуватися

Багато власників досить часто виявляються в ситуації, коли потрібно підключити в гаражі або на дачі такий пристрій, як трифазний асинхронний двигун до різного устаткування, 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, які використовуються для конденсаторних. Щоб реалізувати цей задум, потрібні робоче і пусковий пристрій, що їх називають як фазосдвигающие.

вибір ємності

Для забезпечення належного функціонування електродвигуна потрібно розрахувати певні параметри.

Для робочого конденсатора

Щоб підібрати ефективну ємність пристрою, необхідно виконати розрахунки за формулою:

• 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 в цьому випадку можна скористатися й іншою схемою розрахунку ємності, де не потрібно проводити таких 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 струмом, який надходить на фазну обмотку статора в обраному 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 апарату не більше 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 по 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 перевищувати ємність робочого конденсатора. Діючи таким 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 по паралельній і послідовній схемі. Слід мати на увазі експлуатація трифазних агрегатів потужністю не більше 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.

Після розрахунків потрібно визначити, який тип конденсатора може використовуватися для обраної схеми

Найкращий варіант, коли застосовується аналогічний тип для обох конденсаторів. Зазвичай роботу трифазного двигуна забезпечують паперові пускові конденсатори, одягнені в сталевий герметичний корпус типу МПГО, МБГП, КБП або МБГО.

Велика частина цих пристроїв виконана у вигляді прямокутника. Якщо поглянути на корпус, то там наведені їх характеристики:

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 досить велику кількість конденсаторів. При бажанні паперові можна замінити і електролітичними. В цьому випадку їх необхідно підключати трохи іншим способом, де обов'язково мають бути присутні 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 В. Якраз їм і слід віддати перевагу, враховуючи, що вони неодноразово показували себе з хорошого боку.

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 нього більше місця через його великих габаритів.

У 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 робочої напруги, слід дотримуватися такої схеми розрахунку: підсумковий параметр повинен відповідати твору фактичного напруги мережі і коефіцієнта 1,15, при цьому розрахункове значення має становити не менше 300 В.

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 в 180 В, в умовах роботи в мережі змінного струму складе 90-120 В.

Щоб зрозуміти, як на практиці реалізується ідея підключення трифазного електродвигуна до однофазної мережі, виконаємо експеримент з використанням агрегату АОЛ 22-4 потужністю 400 (Вт). Головне завдання, яке повинна бути вирішена – запуск двигуна від однофазної мережі з напругою 220 В.

Використовуваний електродвигун має наступні характеристики:

• показник потужності вчера- 400 кВт;
• напруга мережі 220В змінної напруги;
• Струм, все характеристики якого були визначені за допомогою електровимірювальних кліщів в трифазному режимі роботи-1,9А;
• Схема підключення обмоток «зірка».

Пам'ятаючи про те, що використовуваний електродвигун має невелику потужність, при підключенні його до однофазної мережі можна купити лише робочий конденсатор.

Розрахунок ємності робочого випрямляча:

Користуючись наведеними формулами, візьмемо за 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.

У процесі роботи слід пам'ятати, що кожен такий випрямляч має ємність 10 мкФ.

Якщо взяти два конденсатора і з'єднати їх один з одним по паралельній схемі, то підсумкова ємність складе 20 мкФ.При цьому показник робочої напруги буде дорівнює 160В. Для досягнення необхідного рівня в 320 В необхідно взяти ці два випрямляч і підключити їх ще до такої ж парі, конденсаторів, з'єднаних паралельно, але вже застосувавши послідовну схему. В результаті сумарна ємність складе 10 мкФ. Коли батарея робочих конденсаторів буде готова, підключаємо її до двигуна. Далі залишиться тільки запустити його в однофазної мережі.

У процесі проведеного експерименту з підключенням двигуна до однофазної мережі робота зажадала 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 номінальній показником.

Важливо: якщо використовуваний 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. У цьому випадку правильну роботу двигуна в мережі можна забезпечити, виконавши такі умови. Спершу доведеться «распотрошить» загальну зірку, після чого з'єднати з клемником 6-решт. Шукати загальну точку слід в лобовій частині двигуна.

Відео: підключення однофазного двигуна в однофазну мережу

Рішення про використання пускового конденсатора слід приймати виходячи з конкретних умов, найчастіше виявляється досить робітника. Однак якщо використовуваний двигун піддається підвищеному навантаженні, то експлуатацію рекомендується зупинити. В цьому випадку необхідно правильно визначити необхідну ємність пристрою, щоб забезпечити ефективну роботу агрегату.