+7(980)249-22-27
Кузовной ремонт автомобиля
Покраска в камере, полировка
Автозапчасти на заказКак подобрать пусковой конденсатор для однофазного двигателя
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.
Однофазный асинхронный двигатель с запуском конденсатора
Однофазный асинхронный двигатель с запуском конденсатора представляет собой тип двухфазного асинхронного двигателя. Конденсаторы используются для улучшения пусковых и рабочих характеристик однофазных асинхронных двигателей.
Пусковой двигатель конденсатора идентичен двухфазному двигателю, за исключением того, что пусковая обмотка имеет столько же витков, сколько и основная обмотка.
Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно?
Работа пускового двигателя конденсатора
Конденсатор С соединен последовательно с пусковой обмоткой через центробежный выключатель, как показано на рисунке.
Значение конденсатора выбрано таким образом, чтобы ток Is во вспомогательной катушке приводил ток Im в главной катушке примерно на 80 ° (то есть α ~ 80 °), что значительно больше, чем 25 °, как в двухфазном двигателе , Это становится сбалансированным 2-фазным двигателем, если величины Is и Im равны и смещены во временной фазе на 90 ° электрических градусов.
Конденсатор запуска однофазного асинхронного двигателя Следовательно, пусковой момент (Ts = kImIssinα) намного больше, чем у двухфазного двигателя.Пусковая обмотка открывается центробежным выключателем, когда двигатель достигает около 75% синхронной скорости.
Затем двигатель работает как однофазный асинхронный двигатель и продолжает ускоряться, пока не достигнет нормальной скорости.
Двигатель запустится без гудения. Однако после отключения вспомогательной обмотки будет слышен гудящий шум.
Поскольку вспомогательная обмотка и конденсатор должны использоваться периодически, они могут быть спроектированы с минимальными затратами.Однако установлено, что наилучший компромисс между факторами пускового крутящего момента, пускового тока и затрат достигается с фазовым углом, немного меньшим 90 °, между Im и Is.
Прочитано: Электродвигатель с экранированным полюсом
Характеристики запуска конденсатора 1ϕ Асинхронный двигатель
Некоторые характеристики однофазного асинхронного двигателя запуска конденсатора приведены ниже.
Хотя пусковые характеристики пускового двигателя с конденсатором лучше, чем у двухфазного двигателя, обе машины обладают одинаковыми рабочими характеристиками, потому что главные обмотки идентичны.
Фазовый угол между двумя токами составляет около 80 ° по сравнению с около 25 ° в двухфазном двигателе. Следовательно, при одинаковом пусковом моменте ток в пусковой обмотке составляет лишь половину тока в двухфазном двигателе.
Таким образом, пусковая обмотка конденсаторного пускового двигателя нагревается менее быстро и хорошо подходит для применений, включающих частые или длительные пусковые периоды.
Конденсаторные пусковые двигатели используются там, где требуется высокий пусковой момент и где пусковой период может принадлежать e ,Например, для привода: (a) компрессоров (b) больших вентиляторов (c) насосов (d) нагрузок с высокой инерцией
Характеристики запуска конденсатора 1ϕ Асинхронный двигательНоминальная мощность таких двигателей составляет от 120 Вт до 7-5 кВт.
Применение конденсаторного пускового двигателя
Конденсаторы в асинхронных электродвигателях позволяют им выдерживать более высокие пусковые нагрузки путем усиления магнитного поля пусковых обмоток. Эти нагрузки могут включать в себя холодильники, компрессоры, лифты и шнеки.
Размер конденсаторов, используемых в этих типах приложений, варьируется от 1/6 до 10 лошадиных сил.Конструкции с высоким пусковым крутящим моментом также требуют высоких пусковых токов и высокого крутящего момента пробоя.
Способы запуска однофазных цепей двигателей с защитой
Как правило, мы часто используем электродвигатели во многих электрических и электронных приборах, таких как вентилятор, охладитель, смеситель, измельчитель, эскалатор, подъемник, краны и т. Д. Существуют различные типы двигателей, такие как двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока, в зависимости от их напряжения питания. Кроме того, эти двигатели подразделяются на различные типы на основе различных критериев. Давайте рассмотрим, что двигатели переменного тока далее классифицируются как асинхронные двигатели, синхронные двигатели и так далее.Среди всех этих типов двигателей несколько типов двигателей должны работать при определенных условиях. Например, мы используем электронный стартер для однофазного двигателя, чтобы облегчить плавный запуск.
Однофазный двигательОднофазный двигатель
Электродвигатели, использующие для своей работы однофазное питание, называются однофазными двигателями. Они подразделяются на различные типы, но часто используемые однофазные двигатели можно рассматривать как однофазные асинхронные двигатели и однофазные синхронные двигатели.
Если мы рассмотрим трехфазный двигатель, обычно работающий с трехфазным источником питания, в котором среди трех фаз присутствует фазовый сдвиг на 120 градусов между любыми двумя фазами, то он создает вращающееся магнитное поле. Из-за этого ток индуцируется в роторе и вызывает взаимодействие между статором и ротором, в результате чего ротор вращается.
Но в однофазных двигателях, которые работают только от однофазного источника питания, существуют разные способы запуска этих двигателей - один из таких способов заключается в использовании однофазного пускателя двигателя.Во всех этих методах в основном создается вторая фаза, называемая вспомогательной фазой или начальной фазой, для создания вращающегося магнитного поля в статоре.
Способы запуска однофазного двигателя
Существуют различные способы запуска двигателей 1-ϕ, они следующие:
- Пуск разделенной фазы или сопротивления
- Пуск конденсатора
- Пассивный разделенный конденсатор
- Запуск конденсатора пусковой конденсатор
- Электронный пускатель для однофазного двигателя
Запуск с разделением фазы или сопротивления
Запуск с разделением фазы или сопротивления
Этот метод в основном используется в простых промышленных двигателях.Эти двигатели состоят из двух наборов обмоток, а именно: пусковой обмотки и основной обмотки. Начальная обмотка сделана из более мелкого провода, с которым она обеспечивает высокое сопротивление электрическому потоку по сравнению с обмоткой. Благодаря этому высокому сопротивлению магнитное поле развивается в пусковой обмотке током раньше, чем в обмотке магнитного поля. Таким образом, два поля находятся на расстоянии 30 градусов друг от друга, но этого небольшого угла достаточно для запуска двигателя.
Старт конденсатора
Старт двигателя конденсатораОбмотки двигателя запуска конденсатора практически аналогичны двигателю с разделенной фазой.Полюса статора разнесены на 90 градусов. Для активации и деактивации пусковых обмоток используется нормально замкнутый переключатель, а конденсатор устанавливается последовательно с пусковой обмоткой.
Из-за этого конденсатора напряжение тока подводится, поэтому этот конденсатор используется для запуска двигателя и будет отключен от цепи после получения 75% номинальной скорости двигателя.
Двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC)
Двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC)В методе запуска конденсатора конденсатор должен быть отключен после того, как двигатель достигнет определенной скорости двигателя.Но в этом методе конденсатор рабочего типа устанавливается последовательно с пусковой или вспомогательной обмоткой. Этот конденсатор используется непрерывно, и для его отключения не требуется никакого переключателя, поскольку он используется не только для запуска двигателя. Пусковой момент PSC аналогичен двигателям с разлитой фазой, но с низким пусковым током.
Старт конденсатора Запуск конденсатора
Старт конденсатора Двигатель запуска конденсатораОсобенности метода запуска конденсатора и PSC могут сочетаться с этим методом.Пусковой конденсатор соединен последовательно с пусковой обмоткой или вспомогательной обмоткой, а пусковой конденсатор подключен в цепь с помощью нормально замкнутого переключателя при запуске двигателя. Пусковой конденсатор обеспечивает пусковой импульс для двигателя, а PSC обеспечивает высокую работу двигателя. Это более дорого, но все же обеспечивает высокий пусковой и аварийный крутящий момент, а также плавные ходовые характеристики при высокой мощности.
Схема защиты однофазного асинхронного двигателя
Стартер - это устройство, которое используется для переключения и защиты электродвигателя от опасных перегрузок при отключении.Это уменьшает пусковой ток для асинхронных двигателей переменного тока, а также уменьшает крутящий момент двигателя.
Схема электронного стартера
Электронный стартер используется для защиты двигателя от перегрузки и короткого замыкания. Датчик тока в цепи используется для ограничения тока, потребляемого двигателем, потому что в некоторых случаях, таких как отказ подшипника, неисправность насоса или по любой другой причине, ток, потребляемый двигателем, превышает его нормальный номинальный ток. В этих условиях датчик тока отключает цепь для защиты двигателя.Электронный пускатель для блок-схемы цепи двигателя показан ниже.
Электронный стартер CircuiyПереключатель S1 используется для включения питания через трансформатор T2 и контакты N / C реле RL1. Напряжение постоянного тока, возникающее на конденсаторе C2 через мостовой выпрямитель, будет активировать реле RL2. При подаче питания на реле RL2 напряжение, развиваемое на С2, возбуждает реле RL3 и, таким образом, питание подается на двигатель. Если двигатель потребляет сверхток, то напряжение, развиваемое на вторичной обмотке трансформатора T2, возбуждает реле RL1, чтобы отключить реле RL2 и RL3.
Плавный пуск асинхронного двигателя ACPWM
Предложенная система предназначена для обеспечения плавного пуска однофазного асинхронного двигателя с использованием синусоидального напряжения ШИМ при запуске двигателя. Эта система позволяет избежать часто используемых приводов управления фазным углом TRIAC и обеспечивает переменное напряжение переменного тока во время запуска однофазного асинхронного двигателя. Подобно методу управления TRIAC, напряжение изменяется от нуля до максимума во время запуска за очень маленький промежуток времени.
Так же, в этой технике мы используем технику ШИМ, которая производит намного более низкие гармоники высокого порядка.В этом проекте переменное напряжение сети напрямую модулируется с использованием очень небольшого количества активных и пассивных компонентов питания. Следовательно, он не требует какой-либо топологии преобразователя и дорогостоящих традиционных преобразователей для получения сигналов выходного напряжения. Схема подключения однофазного двигателя показана на рисунке ниже.
Плавный пуск асинхронного двигателя с помощью ACPWM В этом приводе нагрузка подключается последовательно с входными клеммами мостового выпрямителя, а его выходные клеммы подключаются к силовому МОП-транзистору с ШИМ-управлением (IGBT или биполярный или силовой транзистор).Если этот силовой транзистор выключен, то ток через мостовой выпрямитель не протекает, и, следовательно, нагрузка остается в выключенном состоянии. Аналогично, если силовой транзистор включен, то выходные клеммы мостового выпрямителя замыкаются накоротко, и ток протекает через нагрузку. Как известно, силовым транзистором можно управлять по методике ШИМ. Следовательно, нагрузка может контролироваться путем изменения коэффициента заполнения импульсов ШИМ.
Новая техника управления этим приводом предназначена для использования в потребительских и промышленных товарах (компрессорах, стиральных машинах, вентиляторах), в которых необходимо учитывать стоимость системы.
Спасибо за ваш интерес к изучению пускателя двигателя. Надеемся, что эта статья дала краткое представление о роли пускателя в защите двигателя от больших пусковых токов и в обеспечении плавной и мягкой работы асинхронного двигателя. За любую техническую помощь по этой статье подробно, мы всегда будем благодарны за размещение ваших комментариев в разделе комментариев ниже.
индукционные двигатели с разделенной фазой и пусковым конденсатором
В двухфазной машине главная обмотка имеет низкое сопротивление, но высокое реактивное сопротивление, тогда как пусковая обмотка имеет высокое сопротивление, но низкое реактивное сопротивление.
Сплитфазный двигатель и схема фазора Сопротивление пусковой обмотки может быть увеличено либо путем подключения к ней последовательно высокого сопротивления R, либо путем выбора высокопрочного тонкого медного провода для обмотки.
Следовательно, как показано на рис. (B), ток I с , потребляемый пусковой обмоткой, отстает от приложенного напряжения на небольшой угол, тогда как ток I м , взятый главной обмоткой, отстает от V на очень большой угол.Фазовый угол между I с и I м сделан настолько большим, насколько это возможно, потому что пусковой крутящий момент двухфазного двигателя пропорционален sin α.
Центробежный выключатель S соединен последовательно с пусковой обмоткой и расположен внутри двигателя. Его функция заключается в автоматическом отключении пусковой обмотки от источника питания, когда двигатель достигает 70–80 процентов от скорости полной нагрузки.
Центробежный выключатель необходим, потому что вспомогательная обмотка не может выдерживать высокие токи в течение более нескольких секунд, не будучи поврежденной, потому что она сделана из тонкой проволоки.В случае запуска двигателя конденсатора это необходимо, потому что большинство двигателей используют дешевый электролитический конденсатор, который может передавать ток только в течение короткого периода времени.
В случае двухфазных двигателей, которые герметично закрыты в холодильных установках, вместо центробежного переключателя, установленного внутри, используется реле электромагнитного типа.
Как показано на рисунке, катушка реле соединена последовательно с главной обмоткой, а пара контактов, которые нормально разомкнуты, включена в пусковую обмотку.В течение начального периода, когда I м велико, контакты реле замыкаются, что позволяет I с течь, и двигатель запускается как обычно. После того, как скорость двигателя достигает 75 процентов от скорости полной нагрузки, I м падает до значения, которое является достаточно низким, чтобы вызвать размыкание контактов.
Эти двигатели часто используются вместо более дорогих конденсаторных пусковых двигателей.
Типичные области применения двухфазных двигателей - это вентиляторы и воздуходувки, центробежные насосы и сепараторы, стиральные машины, небольшие станки, дублирующие машины, бытовые холодильники, масляные горелки и т. Д.Обычно доступны размеры от 1/20 до 1/3 л.с. (От 40 до 250 Вт) со скоростями от 3450 до 865 об / мин.
Направление вращения таких двигателей можно изменить, поменяв местами соединения одной из двух обмоток статора (обе). Для этого четыре вывода выведены за пределы рамки. Как видно из рисунка, соединения пусковой обмотки поменялись местами.
Регулирование скорости стандартных двухфазных двигателей почти такое же, как и у трехфазных двигателей.Их скорость колеблется от 2 до 5% между холостым ходом и полной нагрузкой. По этой причине такие двигатели обычно рассматриваются как двигатели практически постоянной скорости.
Прочитано: Асинхронный двигатель с заштрихованным полюсом
Пусковые конденсаторы Двигатели асинхронного запуска
В этих двигателях необходимая разность фаз между I с и I м создается путем последовательного подключения конденсатора с пусковой обмоткой, как показано на Рис. Конденсатор, как правило, электролитического типа и обычно монтируется на внешней стороне двигателя как отдельный блок.
Конденсатор спроектирован для работы в чрезвычайно коротких условиях и имеет гарантию не более 20 периодов работы в час, причем каждый период не должен превышать 3 секунд. Когда двигатель достигает примерно 75 процентов скорости вращения, центробежный выключатель S размыкается и отключает как пусковую обмотку, так и конденсатор от источника питания, оставляя, таким образом, только ходовую обмотку на линиях.
Двигатели с пусковым конденсатором и асинхронными двигателями Как показано на рис., Ток I м , потребляемый главной обмоткой, отстает от напряжения питания V на большой угол, тогда как I с отводит V на определенный угол.Два тока находятся в противофазе друг с другом примерно на 80 ° (для двигателя мощностью 50 Вт с частотой 50 Гц) по сравнению с почти 30 градусами для двигателя с разделенной фазой. Их результирующий ток I мал и почти в фазе с V, как показано на рисунке.
Поскольку крутящий момент, создаваемый двухфазным двигателем, пропорционален синусу угла между I с и I м , очевидно, что только увеличение угла (от 30 до 80) увеличивает пусковой крутящий момент почти вдвое превышает значение, разработанное стандартным двухфазным асинхронным двигателем.Другие улучшения в конструкции двигателя позволили увеличить пусковой крутящий момент до значения от 350 до 450 процентов.
