Расчет пускового конденсатора для однофазного двигателя 220в: Как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя или трехфазного

Как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя или трехфазного

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 конденсатора для трехфазного двигателя в однофазной сети

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.

Пусковая емкость конденсаторов

Сп = Ср + Со,

где Ср — рабочая емкость,
Со — отключаемая емкость.

После пуска двигателя конденсатор 2 отключают.

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

для схемы на рис. а: Ср = 2800 Iном / U;
для схемы на рис. б: Ср = 4800 Iном / U;
для схемы на рис. в: Ср = 1600 Iном / U;
для схемы на рис. г: Ср = 2740 Iном / U,

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 С

п = (2,5 ÷ 3) Ср.

Выбор конденсаторов по номинальному напряжению производят по соотношениям:

для схемы на рис. а, б: Uк = 1,15 U;
для схемы на рис. в: Uк = 2,2 U;
для схемы на рис. г: Uк = 1,3 U,

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

Купить конденсаторы для запуска двигателя:
CBB60 3/4/5/6/10/12/14/16 мкФ 500 В;
CBB60 20 мкФ 450 В;
CBB60 25 мкФ 450 В;
CBB60 35 мкФ 450 В;
CBB60 50 мкФ 450 В;
CBB60 60 мкФ 450 В;
CBB60 80 мкФ 450 В;
CD60 100 мкФ 450 В;
CBB60 120 мкФ 450 В.

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.

Решение

1. Рабочая емкость Ср = 2800 x 2.4 / 220 ≈ 30 мкФ.

2. Напряжение на конденсаторе при выбранной схеме Uк = 1,15 x U = 1,15 x 220 = 253 В.

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 электродвигатель

Дмитрий Левкин

Однофазный асинхронный электродвигатель — это асинхронный электродвигатель, который работает от электрической сети однофазного переменного тока без использования частотного преобразователя и который в основном режиме работы (после пуска) использует только одну обмотку (фазу) статора.

Конструкция однофазного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор — вращающаяся часть электродвигателя, статор — неподвижная часть электродвигателя, с помощью которого создается магнитное поле для вращения ротора.

Основные части однофазного двигателя: ротор и статор

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.

Однофазный двигатель с вспомогательной обмоткой имеет 2 обмотки расположенные перпендикулярно относительно друг друга

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.

Проанализируем случай с двумя обмотками имеющими по оному витку

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 +Ф_mах до -Ф_mах.

Запустить

Остановить

Пульсирующее магнитное поле

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 Ф_mах/2 и вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой:

,

• где n_пр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,
• n_обр – 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

Запустить

Остановить

Разложение пульсирующего магнитного потока на два вращающихся

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 Ф_пр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф_обр — в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n₂ меньше частоты вращения магнитного потока n₁, скольжение ротора относительно потока Ф_пр будет:

,

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

Прямой и обратный вращающиеся магнитные потоки вместо пульсирующего магнитного потока

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

,

• где s_обр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Запустить

Остановить

Вращающееся магнитное поле пронизывающее ротор

Ток индуцируемый в роторе переменным магнитным полем

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Ф_пр и обратный Ф_обр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС, которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I_2пр и I_2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

,

• где f_2пр – частота тока I_2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

,

• где f_2обр – частота тока I_2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I_2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f_2обр, намного превышающую частоту f_2пр тока ротора I_2пр, наведенного прямым полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f₁ = 50 Гц при n₁ = 1500 и n₂ = 1440 об/мин,

скольжение ротора относительно прямого магнитного потока s_пр = 0,04;
частота тока наводимого прямым магнитным потоком f_2пр = 2 Гц;
скольжение ротора относительно обратного магнитного потока s_обр = 1,96;
частота тока наводимого обратным магнитным потоком f_2обр = 98 Гц

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I_2пр с магнитным полем Ф_пр возникает вращающий момент

,

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

Электрический ток I_2обр, взаимодействуя с магнитным полем Ф_обр, создает тормозящий момент М_обр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту М_пр:

,

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

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Справка: В следствие того, что во вращающемся роторе прямым и обратным магнитным полем будет наводиться ток разной частоты, моменты сил действующие на ротор в разных направлениях будут не равны. Поэтому ротор будет продолжать вращаться в пульсирующем магнитном поле в том направлении в котором он имел начальное вращение.

Тормозящее действие обратного поля

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = s_пр, крутящий момент создается в основном за счет момента М_пр. Тормозящее действие момента обратного поля М_обр — незначительно. Это связано с тем, что частота f_2обр много больше частоты f_2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х_2обр = x₂s_обр току I_2обр намного больше его активного сопротивления. Поэтому ток I_2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф_обр, значительно ослабляя его.

,

• где r₂ — активное сопротивление стержней ротора, Ом,
• x_2обр — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

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

С помощью одной фазы нельзя запустить ротор

Ротор имеющий начальное вращение будет продолжать вращаться в поле создаваемом однофазным статором

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n₂ = 0) скольжение s_пр = s_обр = 1 и М_пр = М_обр, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя М_п = 0. Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, нарушается равенство моментов М_пр и М_обр 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 I_A и I_B в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами I_A и I_B 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.

Омический сдвиг фаз, биффилярный способ намотки пусковой обмотки

Разное сопротивление и индуктивность обмоток

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.

Ёмкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором

Чтобы достичь максимального пускового момента требуется создать круговое вращающееся магнитное поле, для этого требуется чтобы токи в главной и вспомогательной обмотках были сдвинуты друг относительно друга на 90°. Использование в качестве фазосдвигающего элемента резистора или дросселя не позволяет обеспечить требуемый сдвиг фаз. Лишь включение конденсатора определенной емкости позволяет обеспечить фазовый сдвиг 90°.

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.

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 E_k, в результате чего возникает ток I_k отстающий от E_k по фазе из-за индуктивности витка. Ток I_k создает магнитный поток Ф_k, направленный встречно Ф», создавая результирующий поток в экранированной части полюса Ф_э=Ф»+Ф_k. Таким образом, в двигателе потоки экранированной и неэкранированной частей полюса сдвинуты во времени на некоторый угол.

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

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.

Схема подключения двигателя через конденсатор

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 0,1 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».

где применяются, схема подключения с конденсатором

Функционирование однофазного электродвигателя основано на использовании переменного электрического тока посредством подсоединения к сетям с одной фазой. Напряжение в такой сети должно соответствовать стандартному значению 220 Вольт, частота — 50 Герц. Преимущественное применение моторы данного типа находят в бытовых устройствах, помпах, небольших вентиляторах и т.п.

Мощности однофазных моторов достаточно и для электрификации частных домов, гаражей или дачных участков. В этих условиях используется однофазная электрическая сеть с напряжением 220 В, что предъявляет некоторое требования к процессу подключения мотора. Здесь применяется специальная схема, предполагающая использование устройства с пусковой обмоткой.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

Однофазные электродвигатели 220в подключают к сети с применением конденсатора. Это обусловлено некоторыми конструктивными особенностями агрегата. Так, на статоре мотора обмотка с переменным током создает магнитное поле, импульсы которого компенсируются лишь при условии смены полярности с частотой 50 Гц. Несмотря на характерные звуки, которые издает однофазный двигатель, вращение ротора при этом не происходит. Крутящий момент создается за счет применения дополнительных пусковых обмоток.

Чтобы понять, как подключить однофазный электродвигатель через конденсатор, достаточно рассмотреть 3 рабочие схемы с применением конденсатора:

• пускового;
• работающего;
• работающего и пускового (комбинированная).

Каждая из перечисленных схем подключения подходит для использования при эксплуатации асинхронных однофазных электродвигателей 220в. Однако каждый вариант имеет свои сильные и слабые стороны, поэтому они заслуживают более детального ознакомления.

Идея применения пускового конденсатора состоит в его включении в цепь лишь в момент запуска мотора. Для этого схемой предусматривается наличие специальной кнопки, предназначенной для размыкания контактов после выхода ротора на заданный уровень скорости. Его дальнейшее вращение происходит под воздействием инерционной силы.

Поддержание вращательных движений на протяжении длительного промежутка времени обеспечивается магнитным полем основной обмотки однофазного двигателя с конденсатором. Функции переключателя при этом может выполнять специально предусмотренное реле.

Схема подключения однофазного электродвигателя через конденсатор предполагает наличие нажимной пружинной кнопки, разрывающей контакты в момент размыкания. Такой подход обеспечивает возможность снизить количество используемых проводов (допускается применение более тонкой пусковой обмотки). Во избежание возникновения коротких замыканий между витками рекомендуется применять термореле.

При достижении критически высоких температур этот элемент деактивирует дополнительную обмотку. Аналогичную функцию может выполнять центробежный выключатель, устанавливаемый для размыкания контактов в случаях превышения допустимых значений скорости вращения.

Для автоматического контроля скорости вращения и защиты мотора от перегрузов разрабатываются соответствующие схемы, а в конструкции агрегатов вносятся различные корректировочные компоненты. Установку центробежного выключателя можно произвести непосредственно на роторном валу либо на сопряженных с ним (прямым или редукторным соединением) элементах.

Воздействующая на груз центробежная сила способствует натяжению пружины, соединенной с контактной пластиной. Если скорость вращения достигает заданного значения, происходит замыкание контактов, подача тока на двигатель прекращается. Возможна передача сигнала другому управляющему механизму.

Существуют варианты схем, при которых в одном элементе конструкции предусматривается наличие центробежного выключателя и теплового реле. Подобное решение позволяет деактивировать двигатель посредством теплового компонента (в случае достижения критических температур) либо под воздействием раздвигающегося элемента центробежного выключателя.

В случае подключения двигателя через конденсатор часто происходит искажение линий магнитного поля в дополнительной обмотке. Это влечет за собой увеличение мощностных потерь, общее снижение производительности агрегата. Однако сохраняются хорошие показатели пуска.

Применение рабочего конденсатора в схеме подключение однофазного двигателя с пуcковой обмоткой предполагает ряд отличительных особенностей. Так, после пуска отключения конденсатора не происходит, вращение ротора осуществляется за счет импульсного воздействия со стороны вторичной обмотки. Это существенно увеличивает мощность двигателя, а грамотный побор емкости конденсатора позволяет оптимизировать форму электромагнитного поля. Однако пуск мотора становится более продолжительным.

Подбор конденсатора подходящей мощности производится с учетом токовых нагрузок, что позволяет оптимизировать электромагнитное поле. В случае изменения номинальных значений будет происходить колебание по всем остальным параметрам. Стабилизировать форму линий магнитных полей позволяет использование нескольких конденсаторов с разными емкостными характеристиками. Такой подход позволяет оптимизировать рабочие характеристики системы, однако предусматривает возникновение некоторых сложностей в процессах монтажа и эксплуатации.

Комбинированная схема подключения однофазного двигателя с пусковой обмоткой рассчитана на использование двух конденсаторов — рабочего и пускового. Это оптимальное решение для достижения средних рабочих характеристик.

Расчет емкости конденсатора мотора

Существует сложная формула, с помощью которой высчитывают необходимую точную емкость конденсатора. Однако многолетний опыт профессионалов показывает, что достаточно придерживаться следующих рекомендаций:

• на 1 кВт мощности мотора необходимо 0,8 мкФ рабочего конденсатора;
• пусковая обмотка требует, чтобы это значение было в 2 или 3 раза выше.

Рабочее напряжение для них должно быть в 1,5 раза выше, чем в электросети (в нашем случае 220 В). Для упрощения процесса запуска в пусковую цепь лучше устанавливать конденсатор с маркировкой «Starting» или «Start». Хотя допускается использование стандартных конденсаторов.

Реверс направления движения двигателя

Не исключено, что после подключения однофазные электродвигатели будут вращаться в направлении, обратном необходимому. Исправить это несложно. Во время сборки схемы один провод был выведен, как общий, ещё один проводник был подан на кнопку. Для того чтобы изменить вращающееся магнитное направление электромотора, эти 2 провода необходимо поменять местами.

Схема подключения, подбор 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:

 

Ср= Isinφ/2πf U n²

 

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= U√(1+n²)

 

U_c -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.

 

Проверка и замена пускового/рабочего конденсатора

Схема подключения трехфазного электродвигателя 380в на 220в через конденсатор

Бывает, что в руки попадает трехфазный электродвигатель. Именно из таких двигателей изготавливают самодельные циркулярные пилы, наждачные станки и разного рода измельчители. В общем, хороший хозяин знает, что можно с ним сделать. Но вот беда, трехфазная сеть в частных домах встречается очень редко, а провести ее не всегда бывает возможным. Но есть несколько способов подключить такой мотор к сети 220в.

Следует понимать, что мощность двигателя при таком подключении, как бы вы ни старались — заметно упадет. Так, подключение «треугольником» использует только 70% мощности двигателя, а «звездой» и того меньше — всего 50%.

В связи с этим двигатель желательно иметь помощнее.

Важно! Подключая двигатель, будьте предельно осторожны. Делайте все не спеша. Меняя схему, отключайте электропитание и разряжайте конденсатор электролампой. Работы производите как минимум вдвоем.

Итак, в любой схеме подключения используются конденсаторы. По сути, они выполняют роль третьей фазы. Благодаря ему, фаза к которой подключен один вывод конденсатора, сдвигается ровно настолько, сколько необходимо для имитации третьей фазы. Притом что для работы двигателя используется одна емкость (рабочая), а для запуска, еще одна (пусковая) в параллель с рабочей. Хотя не всегда это необходимо.

Например, для газонокосилки с ножом в виде заточенного полотна, достаточно будет агрегата 1 кВт и конденсаторов только рабочих, без надобности емкостей для запуска. Обусловлено это тем, что двигатель при запуске работает на холостом ходу и ему хватает энергии раскрутить вал.

Если взять циркулярную пилу, вытяжку или другое устройство, которое дает первоначальную нагрузку на вал, то тут без дополнительных банок конденсаторов для запуска не обойтись. Кто-то может сказать: «а почему не подсоединить максимум емкости, чтобы мало не было?» Но не все так просто. При таком подключении мотор будет сильно перегреваться и может выйти из строя. Не стоит рисковать оборудованием.

Важно! Какой бы емкости ни были конденсаторы, их рабочее напряжение должно быть не ниже 400в, в противном случае они долго не проработают и могут взорваться.

Рассмотрим сначала как подключается трехфазный двигатель в сеть 380в.

Трехфазные двигатели бывают, как с тремя выводами — для подключения только на «звезду», так и с шестью соединениями, с возможностью выбора схемы ― звезда или треугольник. Классическую схему можно видеть на рисунке. Здесь на рисунке слева изображено подключение звездой. На фото справа, показано как это выглядит на реальном брне мотора.

 

 

 

 

 

Видно, что для этого необходимо установить специальные перемычки на нужные вывода. Эти перемычки идут в комплекте с двигателем. В случае когда имеется только 3 вывода, то соединение в звезду уже сделано внутри корпуса мотора. В таком случае изменить схему соединения обмоток попросту невозможно.

Некоторые говорят, что так делали для того, чтобы рабочие не воровали агрегаты по домам для своих нужд.  Как бы там ни было, такие варианты двигателей, можно с успехом использовать для гаражных целей, но мощность их будет заметно ниже, чем соединенных треугольником.

Схема подключения 3-х фазного двигателя в сеть 220в соединенного звездой.

Как видно, напряжение 220в распределяется на две 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 380в в сети 220в можно достичь, только используя соединение в треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность. Схема подключения такого электродвигателя изображено на рисунке 1.

Рис. 1                                                                                             

На рис.2, изображено брно с клеммой на 6 выводов для возможности подключения треугольником. На три получившихся вывода, подается: фаза, ноль и один вывод конденсатора. От того, куда будет подключен второй вывод конденсатора ― фаза или ноль, зависит направление вращения электродвигателя.

 

 

 

На фото: электродвигатель только с рабочими конденсаторами без емкостей для запуска.

Если на вал будет начальная нагрузка, необходимо использовать конденсаторы для запуска. Они соединяются в параллель с рабочими, используя кнопку или переключатель на момент включения. Как только двигатель наберет максимальные обороты, емкости для запуска должны быть отключены от рабочих. Если это кнопка, просто отпускаем ее, а если выключатель, то отключаем. Дальше двигатель использует только рабочие конденсаторы. Такое соединение изображено на фото.

Как подобрать конденсаторы для трехфазного двигателя, используя его в сети 220в.

Первое, что нужно знать ― конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Лучше всего использовать емкости марки ― МБГО. Их с успехом использовали в СССР и в наше время. Они прекрасно выдерживают напряжение, скачки тока и разрушающее воздействие окружающей среды.

Также они имеют проушины для крепления, помогающие без проблем расположить их в любой точке корпуса аппарата. К сожалению, достать их сейчас проблематично, но существует множество других современных конденсаторов ничем не хуже первых. Главное, чтобы, как уже говорилось выше, рабочее напряжение их не было меньше 400в.

Расчет конденсаторов. Емкость рабочего конденсатора.

Чтобы не обращаться к длинным формулам и мучить свой мозг, есть простой способ расчета конденсатора для двигателя на 380в. На каждые 100 Вт (0,1 кВт) берется — 7 мкФ. Например, если двигатель 1 кВт, то рассчитываем так: 7 * 10 = 70 мкФ. Такую емкость в одной банке найти крайне трудно, да и дорого. Поэтому чаще всего емкости соединяют в параллель, набирая нужную емкость.

Емкость пускового конденсатора.

Это значение берется из расчета в 2-3 раза больше, чем емкость рабочего конденсатора. Следует учитывать, что эта емкость берется в сумме с рабочей, то есть для двигателя 1 кВт рабочая равна 70 мкФ, умножаем ее на 2 или 3, и получаем необходимое значение. Это 70-140 мкФ дополнительной емкости — пусковой. В момент включения она соединяется с рабочей и в сумме получается — 140-210 мкФ.

Особенности подбора конденсаторов.

Конденсаторы как рабочие, так и пусковые 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.

Кроме указанного выше типа конденсатора — МБГО, можно использовать тип — МБГЧ, МБГП, КГБ и тому подобные.

Реверс.

Иногда возникает необходимость менять направление вращения электродвигателя. Такая возможность есть и у двигателей на 380в, используемых в однофазной сети. Для этого нужно сделать так, чтобы конец конденсатора, подключенный к отдельной обмотке, оставался неразрывным, а другой мог перебрасываться с одной обмотки, где подключен «ноль», к другой где — «фаза».

Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».

Более подробно можно увидеть на рисунке.

Важно! Существуют электродвигатели трехфазные на 220в. У них каждая обмотка рассчитана на 127в и при подключении в однофазную сеть по схеме «треугольник» ― двигатель просто сгорит. Чтобы этого не произошло, такой мотор в однофазную сеть следует подключать только по схеме — «звезда».

 

 

 

 

Калькулятор расчета конденсатора однофазного двигателя

Однофазный двигатель Вычислитель конденсатора:

Введите входное напряжение, мощность двигателя в ваттах, КПД в процентах, частоту, затем нажмите кнопку вычисления, вы получите требуемое значение емкости.

Формула для расчета конденсатора однофазного двигателя:

Изначально однофазный двигатель требует небольшого толчка ротора для вращения ротора с номинальной частотой вращения. Выбор правильного конденсатора для однофазного двигателя действительно сложен, он может привести к запуску двигателя или нет.

Однофазная емкость C _(мкФ) в микрофарадах равна произведению мощности P _(Вт) в ваттах и ​​КПД η, умноженного на 1000, на произведение напряжения V _(В) в квадрате вольт и частота F _(Гц) . Формула для расчета емкости конденсатора

C _(мкФ) = (P _(W) x η x 1000) / (V _(V) x V _(V) x f)

Посмотрите на формулу, требуемое значение емкости прямо пропорционально мощности двигателя.Следовательно, при увеличении размера двигателя размер емкости также будет увеличиваться.

Расчет номинального напряжения конденсатора:

Номинальное напряжение конденсатора равно произведению напряжения, измеренного на обоих концах основной обмотки, в вольтах, на корень из единицы и отношение витков n квадрат.

В _(К) = Vp √ (1 + n ² )

n равно отношению витков основной / вспомогательной обмотки. Вышеприведенная формула используется для определения приблизительного напряжения на конденсаторе.

Пример 1:

Рассчитайте требуемое значение номинальной емкости для однофазного двигателя, 220 В, 1 л.с., 50 Гц, 80% двигателя.

1 л.с. = 746 Вт.

Воспользуйтесь нашей формулой расчета емкости.

C _(мкФ) = 746 x 80 x 1000 / (220 x 220 x 50) = 24,66 мкФ.

Следовательно, двигателю мощностью 1 л.с. требуется емкость 24,66 мкФ для плавного пуска двигателя. Но на рынке можно получить 25 мкФ.

Диапазон напряжения конденсатора должен составлять 440 В мин.

Пример 2:

Таким же образом возьмем другой пример:

Рассчитайте пусковую емкость для однофазного вентилятора 70 Вт, 220 В, 50 Гц, КПД 85%.

C _(мкФ) = 70 x 80 x 1000 / (230 x 230 x 50) = 2,459 мкФ. ок. 2,5 мкФ.

Следовательно, вы можете проверить наш расчет с вашим вентилятором.

Диапазон напряжения конденсатора должен составлять 440 В мин.

Как найти размер конденсатора в кВАр и фарад для коррекции коэффициента мощности

Как найти значение емкости конденсатора подходящего размера в кВАр и микрофарадах для коррекции коэффициента мощности — 3 метода

Поскольку мы получили много электронных писем и сообщений от аудитории для составьте пошаговое руководство, в котором показано, как рассчитать надлежащий размер конденсаторной батареи в кВАр и микрофарадах для коррекции коэффициента мощности и улучшения как в однофазных, так и в трехфазных цепях.

В этой статье будет показано, как найти конденсаторную батарею подходящего размера как в микрофарадах, так и в кВАр, чтобы улучшить существующие «т.е. отставание «P.F от целевого» т.е. желаемый », поскольку скорректированный коэффициент мощности имеет множество преимуществ. Ниже мы показали три различных метода с решенными примерами для определения точного значения емкости конденсатора для коррекции коэффициента мощности.

Теперь давайте начнем и рассмотрим следующие примеры…

Как рассчитать значение конденсатора в кВАр?

Пример: 1

Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 5 кВт имеет P.F (коэффициент мощности) 0,75 отстает. Какой размер конденсатора в кВАр требуется для повышения коэффициента мощности до 0,90?

Решение № 1 (простой метод с использованием табличного умножителя)

Потребляемая мощность двигателя = 5 кВт

Из таблицы множитель для улучшения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90 составляет 0,398

Требуемый кВАр конденсатора для повышения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90

Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x Таблица 1, множитель 0,75 и 0,90

= 5 кВт x 0,398

= 1.99 кВАр

И номинал конденсаторов, подключенных в каждой фазе

= 1,99 кВАр / 3

= 0,663 кВАр

Решение № 2 (классический метод расчета)

Мощность двигателя = P = 5 кВт

Исходный коэффициент мощности = Cosθ ₁ = 0,75

Конечный коэффициент мощности = Cosθ ₂ = 0,90

θ ₁ = Cos ^-1 = (0,75) = 41 ° 0,41; Tan θ ₁ = Tan (41 ° .41) = 0,8819

θ ₂ = Cos ^-1 = (0.90) = 25 ° 0,84; Tan θ ₂ = Tan (25 ° .50) = 0,4843

Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90

Требуемый конденсатор, кВАр = P (Tan θ ₁ — Tan θ ₂ )

= 5 кВт (0,8819 — 0,4843)

= 1,99 кВАр

И номинал конденсаторов, подключенных в каждой фазе

1,99 кВАр / 3 = 0,663 кВАр

Примечание: Таблицы размеров конденсатора в кВАр и микрофарад

Следующие таблицы (приведенные в конце этого поста) были подготовлены для упрощения расчета кВАр для улучшения коэффициента мощности.Размер конденсатора в кВАр — это мощность в кВт, умноженная на коэффициент в таблице для улучшения существующего коэффициента мощности до предлагаемого коэффициента мощности. Ознакомьтесь с другими решенными примерами ниже.

Пример 2:

Генератор выдает нагрузку 650 кВт при коэффициенте мощности 0,65. Какой размер конденсатора в кВАр требуется, чтобы повысить коэффициент мощности (P.F) до единицы (1)? И сколько еще кВт может выдать генератор при той же нагрузке в кВА, когда коэффициент мощности улучшится.

Решение № 1 (Простой метод таблицы с использованием Таблица Несколько )

Подача кВт = 650 кВт

Из таблицы 1, множитель для улучшения коэффициента мощности с 0.65 к единице (1) составляет 1,169

Требуемый конденсатор кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,65 до единицы (1).

Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x Таблица 1, множитель 0,65 и 1,0

= 650 кВт x 1,169

= 759,85 кВАр

Мы знаем, что P.F = Cosθ = кВт / кВА. . .or

кВА = кВт / Cosθ

= 650 / 0,65 = 1000 кВА

Когда коэффициент мощности повышается до единицы (1)

Количество кВт = кВА x Cosθ

= 1000 x 1 = 1000 кВт

Следовательно увеличенная мощность от генератора

1000кВт — 650кВт = 350кВт

Решение № 2 (классический метод расчета)

Подача кВт = 650 кВт

Оригинал P.F = Cosθ ₁ = 0,65

Конечная P.F = Cosθ ₂ = 1

θ ₁ = Cos ^-1 = (0,65) = 49 ° 0,45; Tan θ ₁ = Tan (41 ° .24) = 1,169

θ ₂ = Cos ^-1 = (1) = 0 °; Tan θ ₂ = Tan (0 °) = 0

Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90

Требуемый конденсатор, кВАр = P (Tan θ ₁ — Tan θ ₂ )

= 650 кВт ( 1.169–0)

= 759.85 кВАр

Как рассчитать емкость конденсатора в микрофарадах и кВАр?

Следующие методы показывают, что определяет необходимое значение емкости конденсаторной батареи как в кВАр, так и в микрофарадах . Кроме того, решенные примеры также показывают, что как преобразовать емкость конденсатора в микрофарадах в кВАр и кВАр в микрофарады для P.F. Таким образом, конденсаторная батарея нужного размера может быть установлена ​​параллельно каждой стороне фазовой нагрузки для получения заданного коэффициента мощности.

Пример: 3

Однофазный двигатель с напряжением 500 вольт 60 c / с потребляет ток полной нагрузки 50 ампер с запаздыванием по коэффициенту мощности 0,86. Коэффициент мощности двигателя необходимо повысить до 0,94, подключив к нему батарею конденсаторов. Рассчитать требуемую емкость конденсатора как в кВАр, так и в мк-фарадах?

Решение:

(1) Найти требуемую емкость в кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,86 до 0,94 (два метода)

Решение № 1 (метод таблицы)

Двигатель Вход = P = V x I x Cosθ

= 500 В x 50 А x 0.86

= 21,5 кВт

Из таблицы, множитель для повышения коэффициента мощности с 0,86 до 0,94 составляет 0,230

Требуемый конденсатор, кВАр для повышения коэффициента мощности с 0,86 до 0,94

Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x табличный множитель 0,86 и 0,94

= 21,5 кВт x 0,230

= 4,9 кВАр

Решение № 2 (метод расчета)

Вход двигателя = P = V x I x Cosθ

= 500 В x 50 A x 0.86

= 21,5 кВт

Фактический или существующий коэффициент мощности = Cosθ ₁ = 0,86

Требуемый или целевой коэффициент мощности = Cosθ ₂ = 0,94

θ ₁ = Cos ^-1 = (0,86) = 30,68 °; Tan θ ₁ = Tan (30,68 °) = 0,593

θ ₂ = Cos ^-1 = (0,95) = 19,94 °; Tan θ ₂ = Tan (19,94 °) = 0,363

Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,86 до 0,95

Требуемый конденсатор, кВАр = P в кВт (Tan θ ₁ — Tan θ ₂ )

= 21.5 кВт (0,593 — 0,363)

= 4,954 кВАр

(2) Найти требуемую емкость емкости в фарадах для повышения коэффициента мощности с 0,86 до 0,97 (два метода)

Решение № 1 (метод таблицы)

Мы уже рассчитали требуемую емкость конденсатора в кВАр, поэтому мы можем легко преобразовать ее в фарады с помощью этой простой формулы

Требуемая емкость конденсатора в фарадах / микрофарадах

• C = кВАр / (2π x f x В ² ) в Фараде
• C = кВАр x 10 ⁹ / (2π x f x В ² ) в Микрофараде

Ввод значений в формулу выше

= (4.954 кВАр) / (2 x π x 60 Гц x 500 ² В)

= 52,56 мкФ

Решение № 2 (метод расчета)

кВАр = 4,954… (i)

Мы знаем что;

I _C = V / X _C

Тогда как X _C = 1 / 2π x f x C

I _C = V / (1 / 2π x f x C)

I _C = V x 2π x f x C

= (500V) x 2π x (60 Гц) x C

I _C = 188495.5 x C

And,

kVAR = (V x I _C ) / 1000… [kVAR = (V x I) / 1000]

= 500V x 188495,5 x C

I _C = 94247750 x C… (ii)

Приравнивая уравнения (i) и (ii), мы получаем

94247750 x C = 4,954 кВАр x C

C = 4,954 кВАр / 94247750

C = 78,2 мкФ

Пример 4

Какое значение емкости должно быть подключено параллельно с нагрузкой 1 кВт при 70% отстающем коэффициенте мощности от источника 208 В, 60 Гц, чтобы поднять общий коэффициент мощности до 91%.

Решение:

Вы можете использовать метод таблицы или метод простого расчета, чтобы найти требуемое значение емкости в фарадах или кВАр для увеличения коэффициента мощности с 0,71 до 0,97. Итак, в этом случае мы использовали метод таблицы.

P = 1000 Вт

Фактический коэффициент мощности = Cosθ ₁ = 0,71

Требуемый коэффициент мощности = Cosθ ₂ = 0,97

Из таблицы, множитель для улучшения коэффициента мощности с 0,71 до 0,97 составляет 0,741

Требуемый конденсатор kVAR до улучшить П.F от 0,71 до 0,97

Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x табличный множитель 0,71 и 0,97

= 1 кВт x 0,741

= 741 ВАр или 0,741 кВАр (требуемое значение емкости в кВАр)

Ток в конденсаторе =

I _C = Q _C / V

= 741 кВАр / 208 В

= 3,56 A

И

X _C = V / I _C

= 208 В / 3,76 = 58,42 Ом

C = 1 / (2π x f x X _C )

C = 1 (2π x 60 Гц x 58.42 Ом)

C = 45,4 мкФ (требуемое значение емкости в фарадах)

Конденсатор кВАр в мкФарад и мкфарад в кВАр Преобразование

Следующие формулы используются для расчета и преобразования конденсатора кВАр в Фарад и наоборот.

Требуемый конденсатор в кВАр

Конденсатор преобразовывает фарады и микрофарады в вар, кВАр и мВАр.

• VAR = C x 2π x f x V ² x 10 ^-6 … VAR
• VAR = C в мкФ x f x В ² / (159.155 x 10 ³ )… в вар.
• кВАр = C x 2π x f x В ² x 10 ^-9 … в кВАр
• кВАр = C в мкФ x f x V ² ÷ (159,155 x 10 ⁶ )… в кВАр
• MVAR = C x 2π x f x В ² x 10 ^-12 … в МВАр
• МВАр = C в мкФ x f x В ² ÷ (159.155 x 10 ⁹ )… в МВАр

Требуемый конденсатор в фарадах / микрофарадах.

Конденсатор преобразователя, кВАр в фарадах и микрофарадах

• C = кВАр x 10 ³ / 2π x f x В ² … в фарадах
• C = 159,1 Q в кВАр / f x В ² … в Фарадах
• C = кВАр x 10 ⁹ / (2π x f x V ² ) … в микрофарадах
• C = 159.155 x 10 ⁶ x Q в кВАр / f x В ² … в микрофарадах

Где:

Полезно знать:

Ниже приведены важные электрические формулы используется при расчете улучшения коэффициента мощности.

Активная мощность (P) в ваттах:

• кВт = кВА x Cosθ
• кВт = л.с. x 0,746 или (л.с. x 0,746) / КПД… (л.с. = мощность двигателя в лошадиных силах)
• кВт = √ (кВА ² — кВАр ² )
• кВт = P = V x I Cosθ… (однофазный)
• кВт = P = √3x V x I Cosθ… (трехфазный межфазный)
• кВт = P = 3x V x I Cosθ… (трехфазная фаза)

Полная мощность (S) в ВА:

• кВА = √ (кВт ² + кВАр ² )
• кВА = кВт / Cosθ

Реактивная мощность (Q) в ВА:

• кВАр = √ (кВА ² — кВт ² )
• кВАр = C x (2π x f x В ² )

Коэффициент мощности (от 0.От 1 до 1)

• Коэффициент мощности = Cosθ = P / VI… (однофазный)
• Коэффициент мощности = Cosθ = P / (√3x V x I)… (трехфазный межфазный)
• Коэффициент мощности = Cosθ = P / (3x V x I)… (трехфазная линия на нейтраль)
• Коэффициент мощности = Cosθ = кВт / кВА… (как однофазный, так и трехфазный)
• Коэффициент мощности = Cosθ = R / Z… (сопротивление / Импеданс)

И

• X _C = 1 / (2π x f x C)… (X _C = емкостное реактивное сопротивление)
• I _C = V / X _C … (I = V / R)

Связанные сообщения:

Калькуляторы размера конденсаторной батареи и коррекции коэффициента мощности

Если два вышеуказанных метода кажутся немного сложными (что не должно быть по крайней мере), вы можете использовать Онлайн калькуляторы коэффициента мощности кВАр и микрофарад, сделанные нашей командой для вас.

Таблица размеров конденсаторов и таблица для коррекции коэффициента мощности

Следующая таблица коррекции коэффициента мощности может использоваться, чтобы легко найти правильный размер батареи конденсаторов для желаемого улучшения коэффициента мощности. Например, если вам нужно улучшить существующий коэффициент мощности с 0,6 до 0,98, просто посмотрите на множитель для обоих цифр в таблице, равный 1,030. Умножьте это число на существующую активную мощность в кВт. Вы можете найти реальную мощность, умножив напряжение на ток и существующий отстающий коэффициент мощности i.е. P в ваттах = напряжение в вольтах x ток в амперах x Cosθ ₁ . Таким простым способом вы найдете необходимое значение емкости в кВАр, которое необходимо для получения желаемого коэффициента мощности.

Таблица — от 0,01 до 0,25 Таблица — от 0,26 до 0,50 Таблица — от 0,51 до 0,75 Таблица — от 0,76 до 1,0

Вот вся таблица, если вам нужно ее скачать в качестве справочной.

Вся таблица — от 0,10 до 1,0 (Щелкните изображение, чтобы увеличить)

Похожие сообщения

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском

— его характеристика и применение

A Двигатели с конденсаторным запуском — 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. На рисунке ниже показана схема подключения двигателя с конденсаторным пуском.

В комплекте:

Конденсаторный пусковой двигатель имеет ротор с сепаратором и две обмотки на статоре. Они известны как основная обмотка и вспомогательная или пусковая обмотка. Две обмотки разнесены на 90 градусов. Конденсатор C _S включен последовательно с пусковой обмоткой.В цепь также включен центробежный выключатель S _C .

Диаграмма Phasor двигателя конденсаторного пуска показана ниже.

I _M — это ток в основной обмотке, который отстает от вспомогательного тока I _A на 90 градусов, как показано на векторной диаграмме выше. Таким образом, однофазный питающий ток разделяется на две фазы. Две обмотки электрически смещены друг от друга на 90 градусов, а их MMF равны по величине, но разнесены по фазе на 90 градусов.

Двигатель действует как сбалансированный двухфазный двигатель. Когда двигатель приближается к своей номинальной скорости, вспомогательная обмотка и пусковой конденсатор автоматически отключаются центробежным переключателем на валу двигателя.

Характеристики конденсаторного пускового двигателя

Конденсаторный пусковой двигатель развивает гораздо более высокий пусковой крутящий момент, примерно в 3–4,5 раза превышающий крутящий момент полной нагрузки. Для получения высокого пускового момента необходимы два условия.Они следующие: —

• Емкость пускового конденсатора должна быть большой.
• Клапан сопротивления пусковой обмотки должен быть низким.

Электролитические конденсаторы порядка 250 мкФ используются из-за высокого номинального значения Var, необходимого для конденсатора.

Характеристика крутящего момента и скорости двигателя показана ниже.

Характеристика показывает, что пусковой момент высокий. Стоимость этого двигателя больше по сравнению с двигателем с расщепленной фазой из-за дополнительной стоимости конденсатора.Конденсаторный пуск двигателя можно реверсировать, сначала приведя двигатель в состояние покоя, а затем поменяв местами соединения одной из обмоток.

Применение конденсаторного пускового двигателя

Различные применения двигателя следующие: —

• Эти двигатели используются для нагрузок с большей инерцией, когда требуется частый запуск.
• Используется в насосах и компрессорах
• Используется в компрессорах холодильников и кондиционеров.
• Они также используются для конвейеров и станков.

Причины, последствия и методы защиты

Для правильной работы любого трехфазного асинхронного двигателя он должен быть подключен к трехфазному источнику переменного тока с номинальным напряжением и нагрузкой. После запуска эти трехфазные двигатели будут продолжать работать, даже если одна из трехфазных линий питания отключится. Потеря тока через одну из этих фаз питания описывается как однофазная.

Корабль оснащен сотнями двигателей, которые отвечают за работу различных насосов, механизмов и систем. Важные механизмы, такие как рулевое управление, главный двигатель, генератор, котел и т. Д., Имеют присоединенные к ним трехфазные двигатели, которые запускают ту или иную основную или вспомогательную систему.

Дополнительная литература: Электродвигательная установка для кораблей

Трехфазный двигатель на 440 В, как правило, представляет собой индукционный двигатель стандартной рамы с короткозамкнутым ротором, предназначенный для трехфазного переменного тока 440 В и частотой 60 Гц.Только двигатели небольшой мощности 0,4 кВт или меньше, в основном используемые для освещения и других систем малой мощности, являются однофазными двигателями 220 В 60 Гц.

Дополнительная литература: Понимание важности морского навигационного освещения

Причины однофазности

Однофазный режим — это электрическая неисправность, связанная с источником питания, в случае асинхронного двигателя. Это происходит при размыкании одной из 3-х фазных цепей в трехфазном двигателе; следовательно, в остальных цепях присутствует избыточный ток.Это состояние однофазного режима обычно возникает, когда: —

— Один или несколько из трех предохранителей перегорели (или плавкий провод плавкого предохранителя, если предохранитель проволочного типа)

— В цепи двигателя есть контакторы, которые подают ток. Один из контакторов разомкнут.

— Неправильная или неправильная настройка любого из защитных устройств, предусмотренных на двигателе, также может привести к однофазной фазе

— Если процедуры контактора не выполняются регулярно, они могут быть покрыты или покрыты слоем окисления, что приведет к однофазной работе.

— Контакты реле двигателя повреждены или сломаны

— Обрыв одного провода в цепи двигателя

— Из-за отказа оборудования системы питания

— Из-за короткого замыкания в одной фазе двигателя, соединенного звездой или треугольником

Дополнительная литература: Панели запуска двигателей на кораблях: техническое обслуживание и процедуры

— Перегорел предохранитель фидера или трансформатора

Эффект однофазного режима

Как упоминалось ранее, трехфазный двигатель — это двигатель переменного тока, который рассчитан на работу от трехфазного источника питания.Конструкция обоих типов двигателей схожа, поскольку у них обоих есть статор и вращатель. Однофазный двигатель не имеет вращающегося поля, а имеет поле, которое меняет направление на 180 градусов. Обычно однофазные двигатели не запускаются автоматически. Для этого используются дополнительные средства, например, отключение пусковой обмотки или конденсатора.

Проблема однофазности в трехфазном асинхронном двигателе будет иметь следующие последствия:

— Если двигатель остановлен, его нельзя запустить, поскольку однофазный двигатель не может быть самозапускаемым (как объяснено выше), а также из-за системы безопасности, предусмотренной в трехфазном двигателе для защиты его от перегрева

— Если однофазные неисправности возникают во время работы двигателя, он будет продолжать работать (если это не предусмотрено дополнительной системой аварийного отключения) из-за крутящего момента, создаваемого оставшимися двумя фазами, который создается в соответствии с требованиями нагрузки

— Поскольку оставшиеся две фазы выполняют дополнительную работу по сравнению с одной фазой по умолчанию, они будут перегреваться, что может привести к критическому повреждению обмоток.

— Однофазное переключение приведет к увеличению тока на 2.В 4 раза больше среднего значения тока в оставшихся двух фазах

Дополнительная литература: 10 способов достижения энергоэффективности в судовой электрической системе

— Однофазный режим снижает скорость двигателя, и его частота вращения будет колебаться

— Шум и вибрация двигателя будут ненормальными. Это результат неравномерного крутящего момента, создаваемого двумя оставшимися фазами

— Почти вся двигательная система на корабле имеет резервное устройство.Если двигатель выбран в режиме ожидания, с проблемой однофазности — он не запустится, что приведет к выходу из строя соответствующей системы

— Если проблема не устранена и двигатель продолжает работу, обмотки оплавятся из-за перегрева, что может привести к короткому замыканию или заземлению.

Чтение по теме: Как найти замыкание на землю на борту судов?

— В таких условиях, если экипаж корабля соприкасается с двигателем, он получит удар электрическим током, который может быть даже смертельным.Перегрев обмотки происходит в первую очередь из-за протекания тока обратной последовательности.

— Это может вызвать перегрузку электростанции, то есть вспомогательного двигателя, и его генератора.

Как защитить двигатель от повреждений из-за однофазного режима?

Такое состояние требует, чтобы двигатель был снабжен защитой, которая отключит его от системы до того, как двигатель будет необратимо поврежден.

Все двигатели мощностью более 500 кВт должны быть оснащены защитными устройствами или оборудованием для предотвращения любого повреждения из-за однофазного включения.

Указанное выше правило не распространяется на двигатели системы рулевого управления, установленные на судне. Только при обнаружении одиночной фазы прозвучит сигнал тревоги; однако двигатель не остановится, поскольку непрерывная работа двигателя рулевого управления имеет важное значение для безопасности или движения судна, особенно когда судно находится в заторах или при маневрировании.

Ссылки по теме: 8 общих проблем, обнаруженных в системе рулевого механизма судов

Наиболее часто используемые защитные устройства для однофазной сети: —

1) Устройство электромагнитной защиты от перегрузки

В этом устройстве все три фазы двигателя оснащены реле перегрузки.Если есть увеличение значения тока, то это реле активируется автоматически, и двигатель отключается.

Это устройство работает по принципу электромагнитного воздействия, создаваемого током.

По мере увеличения значения тока электромагнит в катушке также увеличивается, что приводит в действие реле и активирует реле отключения, и двигатель останавливается.

Дополнительная литература: Техническое обслуживание электрического реле на судовой электрической цепи

В этой системе предусмотрена временная задержка, потому что при запуске двигатель потребляет много токов, которые могут привести к его отключению.

2) Термисторы

Кредит: Викимедиа

Термисторы — это небольшие тепловые устройства, которые используются вместе с электромагнитным реле перегрузки. Термисторы вставлены в три обмотки двигателя. Любое увеличение тока вызовет нагрев обмоток, что обнаруживается термисторами, которые посылают сигналы на усилитель.

Связанное чтение: Схема усилителя или операционный усилитель, используемый на корабле

Усилитель подключен к электромагнитному реле.Как только от термистора поступает сигнал о перегреве, этот усилитель увеличивает значение тока в катушке электромагнитного реле, которое активирует отключение, и двигатель останавливается или отключается.

3) Биметаллическая полоса

Кредит: Викимедиа

В этом методе биметаллическая полоса размещается таким образом, чтобы обнаруживать перегрев в цепи. Как только обнаруживается перегрев, эта биметаллическая полоса пытается расшириться из-за использования двух разных металлов и из-за того, что они имеют разный коэффициент расширения.Полоса пытается изогнуться в сторону металла, имеющего высокий коэффициент расширения, и, наконец, замыкает цепь отключения, и двигатель отключается.

4) Стандартная защита пускателя двигателя от перегрузки

Предусмотрен трехфазный двигатель для работы в однофазном режиме. На всех фазах предусмотрены нагреватели от перегрузки, которые обнаруживают любую перегрузку в фазе, и если нагрузка намного превышает номинальную для двигателя, нагреватели отключают стартер до того, как обмотка двигателя будет повреждена.

Как обнаружить однофазное повреждение?

Экипажу корабля жизненно важно знать, перешел ли двигатель в однофазный режим. Трехфазный асинхронный двигатель обычно снабжен устройством обнаружения перегрузки для однофазного обнаружения. Тем не менее, машина может выйти из строя в любой момент, и, как опытный судовой инженер, он / она должны знать, как обычно звучит, на ощупь или работает двигатель.

Дополнительная литература: 10 Электромонтажники, которые должны знать морские инженеры на борту судов

При проверке двигателя судна важно сохранять бдительность, чтобы выявить проблемы, связанные с однофазным режимом:

— Необычный гудящий шум от двигателя

— Двигатель вибрирует с большей частотой, чем обычно

— Запах раскаленной и обгоревшей меди (изоляция) (Узнайте, как проверка изоляции с помощью мегомметра помогает предотвратить несчастные случаи)

— Видимый легкий дым / дым из корпуса двигателя

Чтобы устранить неисправность и снова запустить двигатель с однофазного на трехфазный, немедленно остановите двигатель и переключитесь на резервный двигатель.Проверьте параметры двигателя, указанные на табличке, прикрепленной к корпусу, и устраните неисправность двигателя.

Проведите надлежащий визуальный осмотр обмотки двигателя и проверьте целостность и сопротивление заземления. Также выполняется проверка источника питания двигателя для определения проблемы, если неисправность не диагностируется двигателем.

Дополнительная литература: Как ремонтировать двигатели на кораблях

Как только проблема будет обнаружена и устранена, поместите двигатель в коробку. Перед подключением двигателя к нагрузке включите органы управления двигателем и выполните пробный запуск двигателя по всем важным параметрам (например,грамм. напряжение, ток, частота вращения, температура и т. д.) и сравните со значениями, указанными на табличке.

Убедитесь, что все размеры соответствуют характеристикам, указанным на паспортной табличке. Как только тестовый запуск двигателя на холостом ходу будет удовлетворен, включите нагрузку и проконтролируйте работу двигателя, чтобы убедиться, что проблема устранена, и теперь двигатель эффективно работает в трех фазах.

Заявление об отказе от ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания «Марин Инсайт» не утверждают, что они точны, и не принимают на себя никакой ответственности за них. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Данная статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

Ищете практичные, но доступные морские ресурсы? Ознакомьтесь с цифровыми руководствами Marine Insight: Электронные книги для палубного отдела — Ресурсы по различным темам, связанным с палубным оборудованием и операциями. Электронные книги для машинного отделения — Ресурсы по различным темам, связанным с механизмами и операциями машинного отделения. Экономьте по-крупному с помощью комбо-пакетов — Пакеты цифровых ресурсов, которые помогут вам сэкономить по-крупному и включают дополнительные бесплатные бонусы. Электронные книги по судовым электрическим системам — Цифровые ресурсы по проектированию, обслуживанию и поиску и устранению неисправностей морских электрических систем

Как подключить однофазный сервопривод 220 В к двигателю 220 В / 380 В, как подключить двигатель 380 В к 220 В …

Нажмите на синий шрифт выше, чтобы интуитивно изучить оборудование, и вы можете подписаться на нас на долгое время

Юрисконсульт: Адвокат Чжао Цзяньин

1. Сначала разберитесь с двумя способами подключения двигателя

Принципиальная схема двух способов подключения в распределительной коробке двигателя

Первое соединение — звезда (Y), как показано на рисунке, соедините концы Z, X и Y трехфазной обмотки статора внутри двигателя вместе, чтобы они стали общей точкой O, а затем проведите три концевых провода. от начальных концов A, B и C. В распределительной коробке соответственно подключается трехфазный переменный ток UVW (380 В) для обеспечения рабочей мощности двигателя, что подходит для трехфазных асинхронных асинхронных двигателей мощностью 3 кВт и ниже.Физическая карта выглядит следующим образом:

Физическая схема подключения двигателя звездой

Второй — это способ подключения треугольником (△), то есть соответственно подключаются концы трехфазных обмоток статора. Как показано на рисунке, соединение между концом A первой обмотки фазы и концом Z третьей обмотки фазы можно рассматривать как фазу U, а конец B второй обмотки. Соединение с концом X первой обмотки может быть фазой V, а соединение между концом C третьей обмотки и концом Y второй обмотки может быть фазой W, а затем подключаться к распределительной коробке через три провода и, соответственно, получать доступ к трехфазному переменному току UVW источник питания (380 В), обеспечивает питание двигателя, подходит для трехфазных асинхронных асинхронных двигателей мощностью 4 кВт и выше.Но метод подключения двигателя должен основываться на реальной проводке с паспортной таблички.

Двигатель, физическое соединение треугольником

Простая принципиальная схема подключения двигателя

Почему на картинке U1 вместо W1 под W2? На самом деле это для удобства разводки. Если расположение один к одному, особенно в разводке треугольником, это будет очень неудобно. Как показано ниже:

Принципиальная схема подключения распределительной коробки двигателя

Видно, что при соединении треугольника верхние линии пересекаются, что очень сложно в реальной эксплуатации и относительно небезопасно, и легко вызвать короткое замыкание между фазами.

Принципиальная схема взаимосвязи шести клемм в распределительной коробке

Как мы видим на физическом изображении выше, в распределительной коробке трехфазного двигателя есть два ряда клемм. Мы используем приведенную выше «диаграмму взаимосвязи разъемов», чтобы дополнительно проиллюстрировать их взаимосвязь, и временно помещаем шесть выводов трехфазной обмотки. Они помечены символами D1, D2, D3, D4, D5, D6, из которых D1 и D4 , D2 и D5, D3 и D6 — каждая фаза, которая фактически является двумя концами одной и той же линии, и каждая линия называется фазой. Три обмотки называются трехфазными обмотками A, B и C.Причина повторения этого в том, что многих это легко сбивает с толку.

380 В — это напряжение для промышленного использования, а 220 В — для домашнего использования. Если на паспортной табличке указано напряжение 220/380 В, способ подключения △ / Y должен информировать пользователя о том, что двигатель можно подключить по схеме треугольника при условии трехфазного источника питания 220 В и использовать по схеме звезды. подключение при трехфазном источнике питания 380 В. Адаптация к двум различным напряжениям.

Если напряжение питания 220В, то он должен быть соединен треугольником. Если он неправильно соединен звездой, напряжение, подключенное к каждой фазной обмотке, упадет с 220 В до 220 / √3 = 127 В, и двигатель не запустится из-за слишком низкого напряжения. Если он все еще выдерживает номинальную нагрузку, это легко вызовет перегрузку.

Если напряжение источника питания составляет 380 В, его следует подключать по схеме звезды. Если он ошибочно соединен в форме треугольника, каждая фазная обмотка будет выдерживать напряжение 380 В, что приведет к увеличению тока статора и сожжению обмотки.Следовательно, правильный метод подключения должен позволить двигателю выдерживать напряжение источника питания, которое должно быть равным или близким к номинальному напряжению двигателя во время нормальной работы.

Метод подключения 380 В состоит из трех фазных проводов, нулевого нейтрального провода и всех проводов под напряжением. Мы объяснили его способ подключения выше. Семейство 220V имеет два провода, один провод под напряжением и один нулевой провод. Как его можно подключить к трем клеммам в распределительной коробке? Или как заставить мотор двигаться? Позвольте мне поделиться двумя способами.

Первый тип: использовать однофазный преобразователь

Электродвигатель с инверторным управлением очень удобен в использовании и может быть очень грамотно настроен. На рынке существует множество инверторов с однофазным входом и трехфазным выходом. Ниже представлены только два справочных изображения, которые вы можете понять с первого взгляда.

Вход 220В на выход инвертора 380В

Принципиальная электрическая схема другого однофазного преобразователя

Второй: увеличьте емкость, чтобы изменить способ подключения

Трехфазное питание двигателя заменено на двухфазное

Принцип работы однофазного двигателя: две обмотки с разницей электрического угла 90 градусов в пространстве, ось генерируемого магнитного потока также находится под электрическим углом 90 градусов друг к другу в пространстве, а затем двухфазное вращающееся магнитное поле может генерироваться токами разных фаз.Он может генерировать пусковой момент, заставляющий двигатель двигаться.

Метод подключения трехфазного двигателя к однофазному входу

1. При изменении способ подключения трехфазной обмотки не изменяется, то есть исходное соединение звездой остается соединением звездой, а исходное угловое соединение остается угловым соединением. Любые две из трех выходных клемм, первоначально подключенных к трехфазному двигателю, соответственно подключаются к обоим концам источника питания (L-токовый провод, N-нулевой провод), а оставшаяся одна подключается перед конденсатором.

2. Другой конец конденсатора подключается к одному концу источника питания, независимо от того, подключен ли он к токоведущему проводу или к нейтральному проводу, в зависимости от требуемого рулевого управления, и рулевое управление отличается для разных методов подключения. На приведенном выше рисунке также показаны различные методы подключения для реализации прямого и обратного подключения двигателя.

Однофазный вход для прямого и обратного подключения двигателя

Следовательно, как показано на рисунке, мы соединяем любые двухфазные обмотки трехфазного двигателя последовательно в качестве основной обмотки и подключаем соответствующий конденсатор последовательно с обмоткой другой фазы в качестве вторичной обмотки.Подключите их к одному однофазному источнику питания. Однофазный двигатель создает двухфазное вращающееся магнитное поле и создает пусковой крутящий момент.

Трехфазный двигатель Y на однофазный △ физическая схема подключения

1. Метод расчета емкости

Формула расчета пускового конденсатора и рабочего конденсатора, формула рабочего конденсатора: C = 1950I / Ucosφ, C — рабочая емкость (метод uf-micro) I — номинальное значение тока двигателя (A) U — номинальное напряжение, так как мы здесь, чтобы изменить однофазный режим, поэтому номинальное напряжение составляет 220 вольт.cosφ — коэффициент мощности, который указан на многих двигателях. Пусковой конденсатор обычно в 1-4 раза больше рабочего конденсатора.

2. Эмпирическая формула для емкости

Мощность 100 Вт соответствует емкости 7 мкФ, то есть в двигателе мощностью 1 кВт можно использовать конденсатор емкостью около 70 мкФ. Это значение является приблизительным и может быть изменено в зависимости от вашей ситуации с нагрузкой.

Рекомендуется менять только двигатель мощностью менее 1,5 кВт.После изменения мощность будет ослаблена и не сможет выдерживать большие нагрузки. Если мощность чуть больше 1,5 кВт, необходимо добавить пусковой конденсатор.

Изображение конденсатора

Если вы действительно не можете рассчитать емкость конденсатора, вы можете показать паспортную табличку двигателя продавцу при покупке конденсатора. Как правило, у продавца есть расчетная формула, по которой можно легко рассчитать емкость используемого конденсатора.

Примечание. Среди двигателей с логотипом 220/380 220 В также относится к трехфазному входу, но напряжение составляет 220 В.Это также можно реализовать в бытовом электричестве с помощью некоторых методов (например, добавления клеммных колодок), то есть выбросить три провода. Одним из ключевых моментов, которые мы представили в этой статье, является то, как изменить трехфазный вход двигателя на однофазный, то есть как заставить двигатель работать через провода под напряжением и нейтраль в домашних условиях.

Конец

Источник: Электрики и обучение электрикам (ID: dian_gon)

В разделе комментариев вы можете добавить неправильную или отсутствующую часть статьи, чтобы следующий человек, который ее увидит, узнал больше, и вы точно знали, что всем нужно.. .

Реверсивные однофазные асинхронные двигатели

Реверсивные однофазные асинхронные двигатели

Начиная с моей статьи о двигателях переменного тока, Меня часто спрашивают о том, как изменить асинхронный двигатель переменного тока. Раньше я подробно не рассказывал, как запускаются асинхронные двигатели. потому что это обширная тема сама по себе.

Ротор асинхронного двигателя представляет собой проницаемый железный сердечник. с залитой алюминиевой обмоткой короткого замыкания. Ты можешь видеть алюминий на обоих концах ротора.Алюминий также проходит через продольные отверстия в роторе для укорочения типа «беличья клетка» обмотка цепи. Линии едва видны под небольшим углом на роторе где проходят обмотки.

Обмотка короткого замыкания заставляет ротор сопротивляться быстрым изменениям магнитного поля. полей, поэтому, если на него воздействует вращающееся магнитное поле, он попытается следовать за ним. (подробнее об этом здесь)

В трехфазном двигателе, естественно, три фазы на трех обмотках. создают вращающееся магнитное поле.Но для однофазных двигателей переменного тока магнитное поле только чередуется вперед и назад. Нужны некоторые хитрости для создания вращающегося поля.

Реверс двигателя с расщепленной фазой

В этом двигателе с расщепленной фазой основная обмотка (метка ‘M’) подключается непосредственно к источнику переменного тока 60 Гц, а другая обмотка (метка ‘O’) подключена последовательно с конденсатор (С). Взаимодействие индуктивности двигателя обмотки и емкость конденсатора приводят к тому, что обмотка составляет около 90 градусы не совпадают по фазе с основной обмоткой.

Основная обмотка создает магнитное поле, чередующееся по вертикали, а другая обмотка создает магнитное поле, которое чередуется по горизонтали. но не в фазе, в сумме это вращающееся магнитное поле. Ротор пытается следовать за ним, заставляя его вращаться.

Реверс двигателя — это просто перестановка силового соединения. так что другая обмотка находится непосредственно на переменном токе. По сути, перемещение одна сторона силового соединения от (A) до (B), в результате чего обмотка (O) быть основной обмоткой, а обмотка (М) — фазосдвинутой.

На двигателях мощностью более 1/4 л.с. две обмотки обычно имеют разные количество оборотов, поэтому этот метод реверсирования может быть неприменим. Сначала убедитесь, что сопротивление двух обмоток одинаково.

Если обмотки не одинакового сопротивления, вы все равно можете поменять местами поменяв полярность одной из обмоток, при условии, что винты не связаны друг с другом внутри двигателя (например, более трех провода выходящие из обмоток).

Обмотки стартера на более мощных двигателях

Теперь, если мы заглянем внутрь более крупного двигателя, такого как этот двигатель мощностью 3/4 лошадиных сил, обмотки выглядят намного сложнее.Обмотки распределены по множеству пазов. в статоре двигателя (C). Таким образом, там меньше резкого перехода от одного полюса к другому. Этот делает магнитное поле более гладким, что делает его тише, более эффективный мотор.

Этот двигатель имеет толстую главную обмотку (M), а также обмотку стартера. из более тонкой проволоки (S). Основная обмотка создает горизонтальную магнитное поле, а обмотка стартера создает вертикальное.

Эта обмотка стартера включена последовательно с конденсатором (C) и центробежным переключатель (S).В этом моторе установлен пусковой конденсатор. внутри основного корпуса. Обычно пусковой конденсатор монтируется сверху корпуса под металлическим куполом.

Центробежный выключатель (S) установлен на задней панели. и активируется диском (P), который нажимает на выступ на переключатель (слева от буквы S на фото).

Сняв ротор и посмотрев на диск, можно увидеть два металлических выступа. Когда двигатель вращается, центробежная сила толкает их наружу, что по очереди вытягивает диск обратно.Это освободит пластиковый язычок на переключателе, вызывая размыкание переключателя и отключение обмотки стартера. Диск отодвигается достаточно далеко, чтобы больше не контактировать с язычком, сводящим к минимуму трение и износ. Это умный способ активировать переключатель на основе центробежной силы без необходимости переключается на вращение.

Расположение центробежного переключателя издает отчетливый «щелчок». когда он сбрасывается после выключения двигателя. Щелчок переключателя вовлечение, когда оно начинается, различить гораздо труднее.

Если обмотка стартера помогает запускать двигатель, это обязательно поможет. мотор тоже работает. Так почему бы просто не оставить стартер обмотка подключена? Ну а Вся штука с фазовым сдвигом не так уж и элегантна. Размер конденсатора вы потребность очень сильно зависит от нагрузки двигателя. Для быстрого запуска мотора, вам нужна большая емкость, чем для эффективного непрерывного операция. Кроме того, конденсатор является электролитическим конденсатором и не является рассчитан на постоянную нагрузку. А потому что обмотка стартера только используется недолго, поэтому для экономии денег он сделан из более тонкой проволоки, потому что медь стоит дорого.

Некоторые двигатели используют большой конденсатор для запуска и конденсатор меньшего размера для непрерывной работы. Такие моторы часто имеют два внешних конденсатора (C), как видно на этой в моей настольной пиле. Эти двигатели называются двигателями с конденсаторным запуском и запуском конденсатора. Конденсаторные двигатели с конденсаторным запуском обычно имеют более одного Лошадиные силы. Это 1,75 лошадиных сил.

Двигатели можно удешевить, заменив их конденсатор на резистор. Хотя обычно отдельный резистор не добавляется.Вместо, обмотка стартера сделана из более тонкой (дешевой) медной проволоки, поэтому у него большее сопротивление в самой обмотке.

Это приводит к гораздо меньшему фазовый сдвиг, чем у конденсатора, но достаточный для запуска двигателя. Обмотки двигателя по существу образуют индуктор, а когда синусоидальная волна переменного тока (например, мощность переменного тока) подается на катушку индуктивности, ток отстает от напряжения на 90 градусов. И магнитное поле строго функция тока.

Для резистора ток синфазен с напряжением.Если бы у нас был большой последовательное сопротивление и малая индуктивность, падение напряжения и ток будет во многом определяться резистором. Итак, ток и магнитный поле будет в значительной степени синфазным с приложенным напряжением. С участием тока в основной обмотке, отставая на 90 градусов, мы имели бы Разница между ними 90 градусов, но обмотка стартера было бы крайне неэффективно.

На самом деле компромисс гораздо меньше. фазового сдвига и большей мощности. Этого достаточно, чтобы мотор заработал.Как бы то ни было, стартер на этих моторах довольно неэффективен, но он не имеет большого значения, когда двигатель работает. Однако лишний ток требуемый для стартера может сработать автоматический выключатель, поэтому этот метод обычно используется только для двигателей меньшего размера, от 1/4 до 1/2 л.с. В двигателях мощностью 3/4 или больше обычно используется пусковой конденсатор.

Если вы не знакомы с аналоговой электроникой, приведенное выше объяснение вероятно, неадекватен, и вы можете узнать больше об индукции моторы, если вы этого не понимаете.

В асинхронных двигателях изнашиваются только подшипники, выключатель стартера и конденсатор. Без конденсатора есть один меньше вещей потерпеть неудачу.

Совсем недавно я случайно зажал выключатель стартера на Мотор с резистивным запуском мощностью 1/4 л.с. от сушилки для белья (тот, что на этот вентилятор), и мотор отключился всего за 15 секунд. его схема тепловой защиты из-за перегрева обмотки стартера.

Реверс конденсаторного пускового двигателя

Так как же нам поменять местами конденсаторный пусковой двигатель? Как только началось, однофазная индукция мотор с радостью будет вращаться в любом направлении.Чтобы обратить это вспять, нам нужно изменить направление вращающегося магнитного поля, создаваемого основным и стартерные обмотки. И это можно сделать, изменив положение полярность стартерной обмотки. По сути, нам нужно поменять местами соединения на обоих концах обмотки стартера. Иногда это только обмотка, Иногда обмотка, переключатель и конденсатор наоборот. Порядок выключателя и конденсатора не имеет значение, если вы подключены последовательно.

Вы также можете реверсировать двигатель, перевернув основную обмотку. (тот же эффект).

Если бы вам пришлось поменять местами основную и стартерную обмотки, как это делают с двигателем с расщепленной фазой двигатель также будет реверсировать. Тем не мение, он не будет работать на полную мощность и также может сгореть. В обмотка стартера не предназначена для продолжительной работы.

Наклейка на этом двигателе указывает: «ДВИГАТЕЛЬ НЕРЕВЕРСИРУЕТСЯ».

Если вы посмотрите на предыдущие фотографии этого двигателя, вы увидите, что только три провода (красный, желтый и синий) выходят из обмоток.Один конец основной и пусковой обмоток соединен между собой. прямо на обмотках.

Чтобы перевернуть обмотку стартера, мне пришлось бы разорвать это соединение внутрь обмоток и вытащить другой конец стартера обмотка. Но я действительно не могу понять это из-за как это внутри мотора. Мне пришлось бы проделать дыру в ограждение, чтобы добраться даже до точки, где они связаны вместе. Это не то, чтобы этот двигатель нельзя было реверсировать, просто для экономии средств меры, они сделали его поворот более трудным, чем того стоит беда.

Но на реверсивных двигателях этикетка всегда указывает, что нужно поменять местами два провода, чтобы перевернуть его

Провода для реверса — это всегда провода, ведущие к обмотке стартера.

Если у вас двигатель, на котором отсутствует этикетка, обмотка стартера обычно имеет электрическое сопротивление примерно в три раза больше, чем основное обмотка и всегда включена последовательно с выключателем стартера и конденсатором (если есть). Если вы можете изолировать оба конца этой обмотки и поменять их местами, вы можете поменять местами мотор.Если, однако, есть только три провода выходят из обмоток, затем основная и пусковая обмотки один конец связан вместе, и двигатель не реверсивный.

Для 120-вольтового двигателя мощностью 1/2 л.с. основная обмотка обычно имеет около 1,5 Ом, а обмотка стартера около 4 Ом. Для 240 вольт 1/2 л.с. двигатели (только 240 вольт), вы должны ожидать около 6 Ом на основной обмотке и 16 Ом на обмотке стартера. Ожидайте, что сопротивление обмоток будет обратно пропорционально мощности.

У многих двигателей от обмоток отходят несколько дополнительных проводов. Часто к обмоткам прикрепляют термовыключатель, и этот выключатель может быть частично привязан к одной из обмоток. Также, если мотор можно переподключить на 120 и 240 вольт, основная обмотка будет состоять двух обмоток на 120 В, которые можно соединить последовательно или параллельно. Так что от обмоток может выходить довольно много проводов. Это может занять немного времени и поисков, чтобы понять это.

Для двигателей, которые могут быть подключены как на 120 В, так и на 240 В, стартер обмотка — обмотка на 120 вольт.Когда эти двигатели подключены к 240 вольт, основная обмотка используется как автотрансформатор, чтобы сделать 120 вольт для обмотки стартера. В противном случае переподключение мотора от 120 до 240 вольт было бы намного сложнее!

ОДНОФАЗНЫЕ ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ (Электродвигатель)

1,2
Существует много типов однофазных электродвигателей. В этом разделе обсуждение будет ограничено типами, наиболее распространенными для двигателей с интегральной мощностью от 1 л.с. и выше.
В промышленных приложениях по возможности следует использовать трехфазные асинхронные двигатели. В целом трехфазные электродвигатели имеют более высокий КПД и коэффициент мощности и более надежны, поскольку не имеют пусковых переключателей или конденсаторов.
В тех случаях, когда трехфазные электродвигатели недоступны или не могут использоваться из-за источника питания, для промышленного и коммерческого применения рекомендуются следующие типы однофазных электродвигателей: (1) электродвигатель с конденсаторным пуском, (2) ) двигатель с двумя конденсаторами и (3) двигатель с постоянным разделением конденсаторов.
Краткое сравнение характеристик однофазных и трехфазных асинхронных двигателей позволит лучше понять, как работают однофазные двигатели:
1. Трехфазные двигатели имеют фиксированный крутящий момент, потому что в воздушном зазоре в состоянии покоя имеется вращающееся поле. . Однофазный двигатель не имеет вращающегося поля в состоянии покоя и, следовательно, не развивает крутящий момент заторможенного ротора. Дополнительная обмотка необходима для создания вращающегося поля, необходимого для запуска. В однофазном двигателе со встроенной мощностью это часть сети RLC.
2. В трехфазном двигателе ток ротора и потери ротора незначительны на холостом ходу. Однофазные двигатели имеют значительный ток ротора и потери в роторе без нагрузки.
3. Для заданного момента пробоя однофазный двигатель требует значительно большего магнитного потока и более активного материала, чем эквивалентный трехфазный двигатель.
4. Сравнение потерь между однофазными и трехфазными двигателями показано на рис. 1.11. Обратите внимание на значительно более высокие потери в однофазном двигателе.
Общие характеристики этих типов однофазных асинхронных двигателей следующие.
1.2.1

Двигатели с конденсаторным пуском

Двигатель с конденсаторным пуском — это однофазный асинхронный двигатель, основная обмотка которого предназначена для прямого подключения к источнику питания, а вспомогательная обмотка подключена последовательно с конденсатором и пусковым выключателем для отключения вспомогательной обмотки от источника питания после запуска. На рисунке 1.12 представлена ​​принципиальная схема двигателя с конденсаторным пуском.Наиболее часто используемым типом пускового выключателя является выключатель с центробежным приводом, встроенный в двигатель. Рисунок

РИСУНОК 1.11 Сравнение потерь в процентах одно- и трехфазных двигателей.

РИСУНОК 1.12 Однофазный двигатель с конденсаторным пуском.
1.13 иллюстрирует каплезащищенный однофазный двигатель с конденсаторным пуском промышленного качества; обратите внимание на механизм переключения с центробежным приводом.
Однако другие типы устройств, такие как реле, чувствительные к току и напряжению, также используются в качестве пусковых переключателей.Совсем недавно были разработаны твердотельные переключатели, которые использовались в

РИСУНОК 1.13 Однофазный двигатель с конденсаторным пуском. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)
ограниченная степень. Твердотельный коммутатор станет коммутатором будущего, поскольку он будет усовершенствован, а затраты уменьшены.
Все переключатели установлены так, чтобы оставаться замкнутыми и поддерживать цепь вспомогательной обмотки в работе до тех пор, пока двигатель не запустится и не разгонится примерно до 80% от скорости полной нагрузки. На этой скорости переключатель размыкается, отключая цепь вспомогательной обмотки от источника питания.
Двигатель работает от основной обмотки как асинхронный. Типичные характеристики скорости-момента для двигателя с конденсаторным пуском показаны на рис. 1.14. Обратите внимание на изменение крутящего момента двигателя в точке перехода, в которой срабатывает пусковой выключатель.
Типичные рабочие характеристики асинхронных двигателей со встроенной мощностью 1800 об / мин с конденсаторным пуском и пуском от конденсатора показаны в таблице 1.6. Для этих однофазных двигателей будет значительно более широкий разброс значений крутящего момента заторможенного ротора, крутящего момента пробоя и тягового момента, чем для сопоставимых трехфазных двигателей, и такое же изменение также существует для КПД и коэффициента мощности. (ПФ).Обратите внимание, что в однофазных двигателях крутящий момент является фактором, обеспечивающим запуск с высокоинерционными или трудно запускаемыми нагрузками. Поэтому важно знать характеристики конкретного двигателя с конденсаторным пуском, чтобы убедиться, что он подходит для применения.
1.2.2

Двухзначные конденсаторные двигатели

Двухзначный конденсаторный двигатель — это конденсаторный двигатель с разными значениями емкости для запуска и работы. Очень часто двигатель этого типа называют двигателем с конденсаторным запуском и запуском от конденсатора.
Изменение значения емкости от пускового к рабочему режиму происходит автоматически с помощью пускового переключателя, который аналогичен переключателю, используемому для двигателей с конденсаторным пуском. Предусмотрены два конденсатора: емкость с высоким значением для пусковых условий и меньшее значение для рабочих условий. Пусковой конденсатор обычно электролитического типа, который обеспечивает высокую емкость на единицу объема. Рабочий конденсатор обычно представляет собой блок из металлизированного полипропилена, рассчитанный на непрерывную работу.На рисунке 1.15 показан один из способов установки обоих конденсаторов на двигатель.
Принципиальная схема двигателя с конденсатором на две величины показана на рис. 1.16. Как показано, при запуске и запуске, и работе

РИСУНОК 1.14 Кривая скорость-крутящий момент для двигателя с конденсаторным пуском. Конденсаторы
включены последовательно со вспомогательной обмоткой. Когда пусковой переключатель размыкается, он отключает пусковой конденсатор от цепи вспомогательной обмотки, но оставляет рабочий конденсатор последовательно с вспомогательной обмоткой, подключенной к источнику питания.Таким образом, как основная, так и вспомогательная обмотки находятся под напряжением во время работы двигателя и вносят свой вклад в мощность двигателя. Типичный

ТАБЛИЦА 1.6 Типовые характеристики двигателей с конденсаторным пуском3

л.с.		Производительность при полной нагрузке				Крутящий момент, фунт-фут
	об / мин	A	Эфф.	PF Крутящий момент	Заблокировано	Разбивка	Подтягивание
1	1725	7.5	71	70 3,0	9,9	7,5	7,6
2	1750	12,5	72	72 6,0	17,5	14,7	11,5
3	1750	17,0	74	79 9,0	23,0	21,0	18,5
5	1745	27,3	78	77 15.0	46,0	32,0	35,0

a Четырехполюсные однофазные двигатели 230 В. Источник: любезно предоставлено Magnetek, Сент-Луис, Миссури. Кривая
скорость-момент для двухклапанного конденсаторного двигателя показана на рис. 1.17.
Для данного двигателя с конденсаторным пуском эффект добавления рабочего конденсатора в цепь вспомогательной обмотки следующий:
Повышенный момент пробоя: 5-30% Повышенный момент заторможенного ротора: 5-10% Повышенная эффективность при полной нагрузке: 2-7 точек

РИСУНОК 1.15 Двухзначный конденсатор, однофазный двигатель. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)

РИСУНОК 1.16 Двухзначный конденсатор, однофазный двигатель.
Повышенный коэффициент мощности при полной нагрузке: 10-20 баллов Снижение рабочего тока при полной нагрузке Пониженный магнитный шум Работает охладитель
Добавление рабочего конденсатора к однофазному двигателю с правильно спроектированными обмотками позволяет достичь рабочих характеристик, приближающихся к характеристикам трехфазный мотор. Типичные характеристики двухзначных конденсаторных двигателей с интегральной мощностью показаны в таблице 1.7. Сравнение этих характеристик с характеристиками, показанными в таблице 1.6 для двигателей с конденсаторным пуском, показывает улучшение как КПД, так и коэффициента мощности.
Оптимальные характеристики, которые могут быть достигнуты в однофазном двигателе с конденсаторами с двумя номиналами, зависят от экономических факторов, а также от технических соображений при проектировании двигателя. Чтобы проиллюстрировать это, в таблице 1.8 показаны характеристики однофазного двигателя с конструкцией, оптимизированной для различных значений рабочей емкости./ кВтч. Обратите внимание, что основное улучшение характеристик двигателя происходит при первоначальном переходе от конденсаторного запуска к двухзначному конденсаторному двигателю с относительно низким значением рабочей емкости. Это первоначальное изменение конструкции также показывает самый короткий период окупаемости.
Определение оптимального двухзначного конденсаторного двигателя для конкретного применения требует сравнения стоимости двигателя и энергопотребления всех таких доступных двигателей. Это
ТАБЛИЦА 1.7 Типовые характеристики двигателей с двумя конденсаторами3

a Четырехполюсные однофазные двигатели на 230 В.Источник: любезно предоставлено Magnetek, Сент-Луис, Миссури.
рекомендовал, чтобы это сравнение проводилось с использованием метода стоимости жизненного цикла или метода чистой приведенной стоимости (описанного в теме 7). / кВтч, срок окупаемости этих двигателей составил 8-20 месяцев.

ТАБЛИЦА 1.8 Сравнение рабочих характеристик конденсаторных двигателей с пусковым током и двухзначных конденсаторных двигателей

		Тип двигателя
	Конденсатор пусковой	Конденсатор двухзначный
Рабочий конденсатор, MFD	0	7,5	15	30	65
КПД при полной нагрузке	70	78	79	81	83
Полная нагрузка PF	79	9-1	97	99a	99: l
Снижение потребляемой мощности,%	0	10.1	11,5	13,3	15
Стоимость,%	100	130	110	151	196
Ориентировочный срок окупаемости	–	1,3	1,0	1,8	2,9

a Опережающий коэффициент мощности.

ТАБЛИЦА 1.9 Сравнение эффективности: стандартные и энергоэффективные однофазные двигатели для бассейнов со скоростью 3600 об / мин

л.с.	Стандартные эффективные двигатели	Энергоэффективные двигатели
0.75	0,677	0,76
1,00	0,709	0,788
1,50	0,749	0,827
2,00	0,759	0,85
3,00	0,809	0,869

РИСУНОК 1.18 Сравнение эффективности энергоэффективных и стандартных однофазных двигателей бассейновых насосов. (Предоставлено Magnetek, Санкт-Петербург).Луис, Миссури)

РИСУНОК 1.19 Годовая экономия на энергоэффективном двигателе для бассейнов мощностью 1 л.с., работающем 365 дней в году. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)
1.2.3

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором

Однофазные асинхронные двигатели с постоянными разделенными конденсаторами определяются как конденсаторные двигатели с одинаковым значением емкости, используемым как для запуска, так и для работы. Этот тип двигателя также называют однозначным конденсаторным двигателем.Применение однофазного двигателя этого типа обычно ограничивается прямым приводом таких нагрузок, как вентиляторы, нагнетатели или насосы, для которых не требуется нормальный или высокий пусковой крутящий момент. Следовательно, основным применением электродвигателя с постоянным разделенным конденсатором были вентиляторы и нагнетатели с прямым приводом. Эти двигатели не подходят для систем с ременным приводом и обычно ограничиваются более низкими значениями мощности в лошадиных силах.
Принципиальная схема двигателя с постоянным разделением конденсаторов показана на рис.1.20. Обратите внимание на отсутствие пускового переключателя. Этот тип двигателя по существу аналогичен двухзначному конденсаторному двигателю

РИСУНОК 1.20 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором
, работающий на рабочем соединении, и будет иметь примерно такие же характеристики крутящего момента. Поскольку только рабочий конденсатор (который имеет относительно низкое значение) подключен последовательно со вспомогательной обмоткой при запуске, пусковой момент значительно снижается. Пусковой крутящий момент составляет всего 20-30% крутящего момента при полной нагрузке.Типичная кривая скорости-момента для двигателя с постоянным разделением конденсаторов показана на рис. 1.21. Рабочие характеристики этого типа двигателя с точки зрения КПД и коэффициента мощности такие же, как у двухзначного конденсаторного двигателя. Однако из-за низкого пускового момента его успешное применение требует тесной координации между производителем двигателя и производителем приводного оборудования.
Специальная версия конденсаторного двигателя используется для многоскоростных приводов вентиляторов. Этот тип конденсаторного двигателя обычно имеет главную обмотку с ответвлениями и ротор с высоким сопротивлением.Ротор с высоким сопротивлением используется для улучшения стабильной скорости и увеличения пускового момента. Существует ряд вариантов и способов намотки двигателей. Наиболее распространенная конструкция — двухскоростной двигатель, имеющий три обмотки: основную, промежуточную и вспомогательную. Для сети 230 В обычное соединение обмоток называется Т-образным соединением. Принципиальные схемы двухскоростных двигателей с Т-образным соединением показаны на рис. 1.22 и 1.23. Для

РИСУНОК 1.21 Кривая скорость-крутящий момент для двигателя с постоянным разделением конденсаторов.
высокоскоростной режим работы, промежуточная обмотка не включена в схему, как показано на рис. 1.23, и линейное напряжение подается последовательно на основную обмотку и вспомогательную обмотку и конденсатор. Для работы на малой скорости промежуточная обмотка подключается последовательно с основной обмоткой и вспомогательной цепью, как показано на рис. 1.23. Это соединение снижает напряжение, приложенное как к основной обмотке, так и к вспомогательной цепи, тем самым уменьшая крутящий момент.

РИС. 1.22 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором, Т-образное соединение и двухскоростной режим.
двигатель будет развиваться и, следовательно, скорость двигателя будет соответствовать требованиям нагрузки. Величина снижения скорости является функцией соотношения витков между основной и промежуточной обмотками и характеристиками крутящего момента ведомой нагрузки. Следует понимать, что с этим типом двигателя изменение скорости достигается за счет снижения скорости двигателя до необходимого минимума.

РИСУНОК 1.23 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором с Т-образным соединением и расположением обмоток.
скорость; это не многоскоростной двигатель с более чем одной синхронной скоростью.