Схема включения двигателя через конденсатор: Подключение электродвигателя через конденсатор | Полезные статьи

Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети (видео, схема)

После своего изобретения трехфазные двигатели успешно используются до сих пор без каких-либо существенных изменений. Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети было лишь делом времени, так как они намного проще в эксплуатации и обслуживании, чем их коллекторные собратья. А ведь в домашних условиях используется именно однофазная сеть, а хороший двигатель нужен не только на производстве. Какие электрические машины можно использовать дома или на даче, и как правильно их запустить в работу от обычных 220 В?

Одна фаза вместо трех

Самый распространенный вариант – трехфазный асинхронный двигатель. В пазах неподвижного статора уложены три обмотки со сдвигом 120 электрических градусов. Для пуска необходимо через них пропустить трехфазный ток, который, проходя по каждой обмотке в разное время, создает вращающий момент, раскручивающий ротор. При подключении однофазной сети такого не происходит. Поэтому здесь необходимы дополнительные элементы, такие как фазосдвигающий конденсатор. Это самый простой способ.

На скорость вращения ротора это не повлияет, а вот мощность такой электрической машины упадет. В зависимости от нагрузки на валу, емкости конденсатора, схемы подключения, потери составляют 30–50 %.

Стоит сразу отметить, что аппараты не всех марок работают по однофазной схеме. Но все-таки большинство позволяет проводить с собой подобные манипуляции. Всегда стоит обращать внимание на прикрепленные таблички. Там есть все характеристики, глядя на которые можно увидеть, какая это модель и где она будет работать.

Из первой картинки (А) можно сделать вывод, что данный двигатель рассчитан на два напряжения – 220 и 380 В. Включение обмоток – треугольник и звезда. От обычной домашней сети его запустить можно (есть соответствующее напряжение), и желательно треугольником.

Вторая (Б) показывает: электрическая машина рассчитана на 380 В, включение звездой. Теоретически, на меньшее напряжение переключиться возможно, но для этого нужно разбирать корпус, искать соединение обмоток и переключать их на треугольник. Можно, конечно, ничего не переключать просто поставив конденсатор. Однако потери мощности будут колоссальными.

Если на табличке написано: Δ/Ỵ 127/220, то к сети 220 В такой аппарат можно включать только звездой, иначе он сгорит!

Подключение фазосдвигающего конденсатора

Оптимальный вариант подключения трехфазной машины в работу от 220 вольт, это треугольником. Так потери составят около 30%. Два конца в борне идут непосредственно к сети, а между третьим концом и любым из этих двух включают конденсатор.

Такой пуск возможен если нет никакой серьезной нагрузки: например, при подключении вентилятора. Если будет нагрузка, то ротор либо не будет крутиться вообще, либо запуск будет происходить очень долго. В этом случае стоит добавить пусковой конденсатор.

При этом будет хорошо использовать выключатель, у которого один контакт замыкался бы и фиксировался, пока его не отключишь, а другой отключался, когда его отпускают. Так можно на непродолжительное время подсоединять в работу пусковой конденсатор. Направление вращения изменяется переключением конденсатора в схеме на другую фазу.

На практике это может выглядеть так:

Схема для пуска в работу трехфазного двигателя к однофазной цепи звездой тоже несложная. Потери будут больше, но иногда другого выхода просто нет.

Расчет конденсатора

Вполне естественный вопрос о том, конденсатор с какими параметрами нужно использовать для запуска и работы такого аппарата. Все зависит от того, звездой или треугольником соединены обмотки на трехфазной машине.

• Для звезды существует такой расчет: Cр = 2800•I/U.
• Треугольник:Cр = 4800•I/U.

Cр– емкость рабочего конденсатора в микрофарадах, I – ток в амперах, U – напряжение сети в вольтах.

• Ток можно посчитать таким образом: I = P/(1.73•U•n•cos ф).

Р – это мощность асинхронного аппарата, написанная на его бирке,n – его КПД. Он указан там же, рядом написан и cos ф.

Есть и упрощенный вариант расчета. Он выглядит таким образом: C = 70•Pн, где Pн – это номинальная мощность, кВт (на бирке). Из этой формулы можно сделать вывод, что на каждые 100 Вт должно быть около 7 мкФ емкости.

При завышенной емкости конденсатора обмотки будут сильно греться, при заниженной ротор будет тяжело раскручиваться. Поэтому идеальным вариантом является, когда после всех расчетов делается своеобразная «подгонка»: замеряется ток при помощи клещей и добавляются или убираются дополнительные конденсаторы.

Если нужен пусковой конденсатор, то необходимо подобрать его так, чтобы общая емкость (Ср+Сп) в 2–3 раза превышала рабочую(Ср).

Постепенный разгон

Как можно осуществить плавный пуск асинхронного двигателя в однофазной сети? Стоит сразу оговориться, что для домашнего использования это обойдется дорого. Сама схема очень сложна и пробовать собрать ее самостоятельно не имеет смысла. Существуют специальные устройства плавного пуска, которые успешно используются для этой цели. Суть их заключается в том, что первые секунды включения напряжение питания подается заниженным, вследствие чего занижен пусковой момент.

Но так как частота вращения роторатаких аппаратов зависит от частоты питающего напряжения, а не от его величины, то такой вариант подходит только тогда, когда нет значительной нагрузки на валу: насосы, вентиляторы. Если есть нагрузка, тогда лучше всего использовать частотный преобразователь. Он также обеспечит плавный запуск, а также много других замечательных возможностей. Правда, стоит он дороже. Из этого следует вывод: такие устройства больше подходят для использования на производстве, пусть даже небольшом. Для дома это дорого.

Как видно, этот частотник можно питать как трехфазным напряжением, так и одной фазой.

Одна фаза

Для того чтобы выполнить подключение однофазного асинхронного двигателя, достаточно двух кнопок: одна с фиксатором, другая без него. Стандартная схема: две обмотки, включенные последовательно (хотя, в зависимости от модели, могут быть варианты). Та, у которой большее сопротивление – пусковая, другая – рабочая.

Каждая модель электрической машины имеет свои характеристики, а значит, и варианты подключения могут различаться. У некоторых для запуска используется два конденсатора, у других – один.

Следовательно, начинать необходимо с выяснения модели и ее технических характеристик.

Как видно, запуск короткозамкнутых электрических машин возможен по-разному. Подключение возможно как в домашних условиях, так и на производстве, что сделало их такими популярными. И, по большому счету, более чем за сто лет не было придумано ничего лучше.

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

arduino — Назначение диода и конденсатора в этой цепи двигателя

Диод должен обеспечить безопасный путь для индуктивной отдачи двигателя. Если вы попытаетесь внезапно отключить ток в катушке индуктивности, она создаст любое напряжение, необходимое для поддержания тока в течение короткого промежутка времени. Иными словами, ток через индуктор никогда не может измениться мгновенно. Всегда будет некоторый конечный наклон.

Двигатель частично индукторный. Если транзистор быстро закроется, то ток, который еще некоторое время должен протекать через катушку индуктивности, будет течь через диод и не причинит вреда. Без диода напряжение на двигателе стало бы настолько большим, насколько это необходимо для поддержания протекания тока, что, вероятно, потребовало бы подгорания транзистора.

Небольшой конденсатор на двигателе уменьшит скорость возможно быстрых переходов напряжения, что вызовет меньше излучения и ограничит dV/dt, которому подвергается транзистор. 100 нФ для этого избыточны и будут препятствовать эффективной работе на всех частотах ШИМ, кроме низких. Я бы использовал 100 пФ или около того, возможно, до 1 нФ.

Резистор предназначен для ограничения тока, который должен генерировать цифровой выход и который должна выдерживать база транзистора. Транзистор Б-Е для внешней цепи выглядит как диод. Поэтому напряжение будет ограничено до 750 мВ или около того. Удержание цифрового выхода на уровне 750 мВ, когда он пытается поднять напряжение до 5 В или 3,3 В, не соответствует техническим требованиям. Это может повредить цифровой выход. Или, если цифровой выход может генерировать большой ток, это может привести к повреждению транзистора.

1 кОм снова сомнительное значение. Даже с цифровым выходом 5 В через базу будет проходить всего 4,3 мА или около того: падение напряжения на переходе BE («диод») составляет 0,7 В, а на резисторе остается 4,3 В. Вы не показываете характеристики транзистора, поэтому давайте посчитаем, что минимальный гарантированный коэффициент усиления равен 50. Это означает, что вы можете рассчитывать только на транзистор, поддерживающий ток двигателя 4,3 мА x 50 = 215 мА. Это звучит низко, особенно для запуска, если только это не очень маленький двигатель. Я бы посмотрел, что цифровой выход может безопасно получить, и отрегулировал R1, чтобы получить большую часть этого.

Другая проблема заключается в том, что диод 1N4004 здесь неуместен, тем более, что вы будете быстро включать и выключать двигатель, как подразумевается «PWM». Этот диод представляет собой силовой выпрямитель, предназначенный для нормальных частот сети, таких как 50-60 Гц. У него очень медленное восстановление. Вместо этого используйте диод Шоттки. Любой стандартный диод Шоттки на 1 А 30 В подойдет и будет лучше, чем 1N4004.

Я вижу, как эта схема может работать, но она явно не была разработана кем-то, кто действительно знал, что делает. В общем, если вы видите Arduino в схеме, которую вы нашли где-то в сети, особенно в простой схеме, предположим, что она была опубликована, потому что автор считает это большим достижением. Те, кто знают, что делают, и рисуют подобную схему за минуту, не считают нужным писать об этом веб-страницу. Это оставляет тех, кому потребовалось две недели, чтобы заставить двигатель вращаться без взрыва транзистора, и они не совсем уверены, что все делает для написания этих веб-страниц.

конденсатор — Какова цель реле между переключателем и двигателем?

спросил 7 лет, 3 месяца назад

Изменено 1 год, 4 месяца назад

Просмотрено 3к раз

\$\начало группы\$

Сегодня разбирал ленточно-шлифовальный станок и заметил, что между выключателем и мотором стоит довольно большое реле. Реле состоит в основном из большой медной катушки. В двигателе нет конденсатора, как и в блоке переключателей.

Из двигателя выходит три провода: красный, белый и черный. Все провода имеют одинаковый размер около 14AWG.

Когда я попытался подключить двигатель без реле, я не смог запустить его без вращения вала вручную. Это означало бы, что реле работало как стартер. Я озадачен, потому что у меня сложилось впечатление, что единственный способ запустить двигатель — это либо вручную, либо с помощью пускового конденсатора.

Можно ли использовать реле для запуска двигателя, если да, то как?

• конденсатор
• двигатель
• реле

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Реле, вероятно, подключено к вспомогательной обмотке двигателя, которая имеет другое число витков, другой размер провода и сопротивление по сравнению с основной обмоткой. Это будет действовать для запуска двигателя аналогично запуску конденсатора. Существует несколько вариантов деталей конструкции двигателя. Невозможно полностью и точно объяснить конструкцию двигателя без тщательного изучения конструкции. Фотографии могут помочь, но этого может быть недостаточно, чтобы точно определить, как работает двигатель.

Edit Re Photos

Обратите внимание, что в реле относительно мало витков толстого провода. Я полагаю, что это токовое реле, включенное последовательно с основной обмоткой. Когда двигатель впервые включается, большой ток протекает в основной обмотке через катушку реле, заставляя реле подключать вспомогательную обмотку. Поскольку вспомогательная обмотка имеет другую индуктивность и сопротивление, ее ток сдвинут по фазе по сравнению с основным током аналогично сдвигу фазы, который может вызвать конденсатор. Это определяет направление вращения и обеспечивает пусковой момент. Когда двигатель приближается к полной скорости, ток падает и реле отключает вспомогательную обмотку.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Когда вы шунтировали реле, провод имел достаточное сечение, чтобы выдержать ток, необходимый двигателю? Смысл реле в том, что большое количество тока, необходимого двигателю, не должно проходить через переключатель. Меньший, «сигнальный» ток может проходить через переключатель, который приводит в действие реле, соединяющее более крупные провода, питающие двигатель. Если вы обошли реле и использовали меньшие провода переключателя, они могут оказаться слишком маленькими для питания двигателя. Это может быть особенно верно, если для запуска требуется большой скачок мощности (поэтому они используют пусковые конденсаторы). Вы заметили, что провода нагревались во время работы?

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Вы можете разместить информацию о паспортной табличке этого двигателя. Оттуда вы можете узнать, что это за двигатель. Из вашей информации я предполагаю, что это двухфазный однофазный асинхронный двигатель.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой, две обмотки

 1. Пусковая обмотка
              Меньше витков с меньшей индуктивностью и более высоким сопротивлением.
  2. Основная (или) рабочая обмотка
 Больше витков с низким сопротивлением и высокой индуктивностью
 

Здесь пусковая обмотка участвует только при пуске, (до 75-80% номинальной скорости) после достижения этой скорости пусковая обмотка отключается центробежным выключателем. Здесь вместо центробежного выключателя можно использовать реле.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Рассматриваемое реле улавливает пусковой ток рабочей обмотки, замыкая нормально разомкнутый контакт и переключая напряжение на пусковую обмотку (последовательно с цоколем 100 мФ). Как только пусковой ток уменьшится, реле должно отключиться.

Должен — ключ к возможному сбою. В списке запасных частей scheppach это называется стопорным реле, я думаю, перевод должен был быть пусковым реле. Для сброса реле требуется гравитация, и вы обнаружите, что реле требует ориентации «вверх». Я разобрал реле и обнаружил, что сила пружины сброса практически не имеет значения.