Для чего нужен конденсатор в электродвигателе: Зачем нужен конденсатор в электродвигателе

Содержание

Зачем нужен конденсатор на электромоторчике? И что будет если его удалить

Если вы когда-нибудь разбирали детскую машинку и вынимали из нее небольшие моторчики, то могли заметить, что на каждом из них напаян небольшой конденсатор к выводам питания.
Если его отпаять и проверить работу мотора, то практически ничего не изменится. Так зачем он нужен?
Конденсаторы емкостью 0,1-0,01 мкФ обычно припаиваются параллельно выводам коллекторных электродвигателей.

Проверим на опыте

Давайте возьмем двигатель и отпаяем конденсатор. Возьмем вольтметр и подключим параллельно выводам мотора. Для питания будем использовать две пальчиковые батарейки включенные последовательно, общим напряжением 3 В.

При включении и отключении мотора от питания появляются импульсы высокого напряжение до 1000 В

Это нормально, ЭДС самоиндукции еще никто не отменял. Причем с конденсатором таких скачков не наблюдалось.
Такие импульсы называю еще обратным током, они обычно губительный для любой цепи где есть электроника. Это первое для чего устанавливают этот конденсатор.

Изменения в работе

Теперь давайте подключим каждый двигатель по отдельности и послушаем на слух их работу.

Изменения конечно не очевидные, но мотор без конденсатора работает с дребезгами и более не устойчиво. Это второе зачем ставят конденсатор: искрогашение, благодаря чему увеличивается ресурс щеток и двигателя в целом.
И наконец третье, для чего используют конденсатор, это помехозащищенность. Если во время работы моторчика без конденсатора включить любой радиоприемник, то в нем будут отчетливо слышны помехи издаваемые коллектором двигателя.

Итог: зачем нужен электродвигателю нужен конденсатор?

У коллекторного мотора во время работы происходи постоянная коммутация обмоток якоря. Использование конденсатора в цепи питания мотора решает следующие проблемы:

  • Первое — это искрогашение на щетках коллектора.
  • Второе — помехозащита.
  • Третье — защита питающей цепи от обратного тока.

Смотрите видео

Пусковой конденсатор для электродвигателя – Electrointer

Пусковой конденсатор – устройство, необходимое для стабильной работы электродвигателя. Он начинает работать непосредственно в момент старта электромотора, так как именно в это время на двигатель действует наибольшая нагрузка. Как только двигатель выходит на рабочую частоту, пусковой конденсатор отключается и больше не используется до следующего запуска. Он отвечает только за запуск двигателя под нагрузкой, также он обеспечивает сдвиг фаз меж пусковой и рабочей обмоткой.

Конструкция и назначение пускового конденсатора

Конденсатор представляет собой устройство, способное накапливать электрический заряд: он состоит из двух проводящих пластик, расположенных на небольшом отдалении друг от друга и разделенных диэлектрическим материалов. Все конденсаторы обладают несколькими характерными особенностями:

  • Специальный материал выполняет функции диэлектрика. Для конденсаторов пускового типа эту роль часто играет оксидная пленка, которая наносится на электрод.
  • Полярные накопители отличаются небольшими габаритными размерами, которые сочетаются с внушительной емкостью.
  • Неполярные конденсаторы больше по размеру, однако их можно устанавливать в цепь, не учитывая полярность.

Пусковой конденсатор двигателя выполняет несколько функций: он повышает показатели магнитного потока и пусковой момент, в результате работоспособность электромотора улучшается. Если этого элемента нет в системе, срок эксплуатации двигателя значительно сокращается, в его работе намного раньше возникнут различные неполадки.

Схема подключения двигателя с пусковым конденсатором

Пусковой конденсатор для электродвигателя играет важную защитную роль, поэтому он является обязательным компонентом схемы. При сборке цепи питания необходимо учитывать несколько обязательных моментов:

  • В цепи присутствует рабочий конденсатор, он используется в течение всего времени работы электродвигателя.
  • Перед рабочим конденсатором предусматривается разветвление, идущее на выключатель. Он отвечает запуск электродвигателя.
  • Пусковой конденсатор подключается к цепи после конденсатора. При подаче сигнала он успевает начать работать в течение нескольких секунд, в то время как ротор начинает набирать обороты.
  • Электрическая цепь от обоих конденсаторов идет к электромотору.

Таким образом пусковой и рабочий конденсатор подключаются к цепи параллельно, но первый работает только несколько секунд до выхода двигателя на рабочий уровень показателей, а второй – в течение всего времени эксплуатации двигателя.

Помощь при выборе пусковых конденсаторов

АО «Электроинтер» поможет подобрать и купить пусковой конденсатор подходящей емкости. Сотрудники компании предоставят подробную информацию по работе электрической цепи и помогут определиться с выбором оборудования. Получите необходимые консультации специалистов, чтобы обеспечить стабильную работу двигателя и защитить его от износа.


Трёхфазный двигатель — в однофазную сеть


Автор Светозар Тюменский На чтение 3 мин. Просмотров 22.6k. Опубликовано
Обновлено

Пожалуй, наиболее распространённый и простой способ подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть при отсутствии питающего напряжения ~ 380 в – это способ с применением фазосдвигающего конденсатора, через который запитывается третья обмотка электродвигателя. Перед тем, как подключать трехфазный электродвигатель в однофазную сеть убедитесь, что его обмотки соединены “треугольником” (см. рис. ниже, вариант 2), т. к. именно это соединение даст минимальные потери мощности 3х-фазного двигателя при включении его в сеть ~ 220 в.

Мощность, развиваемая трехфазным электродвигателем, включенным в однофазную сеть с такой схемой соединения обмоток может составлять до 75% его номинальной мощности. При этом частота вращения двигателя практически не отличается от его частоты при работе в трёхфазном режиме.

На рисунке показаны клеммные колодки электродвигателей и соответствующие им схемы соединения обмоток. Однако, исполнение клеммной коробки электродвигателя может отличаться от показанного ниже –  вместо клеммных колодок, в коробке может располагаться два разделённых  пучка проводов (по три в каждом).

Эти пучки проводов представляют собой “начала” и “концы” обмоток двигателя. Их необходимо «прозвонить», чтобы разделить обмотки друг от друга и соединить по нужной нам схеме “треугольник” – последовательно, когда конец одной обмотки соединяется с началом другой т. д (С1-С6, С2-С4, С3-С5).

При включении трёхфазного электродвигателя в однофазную сеть, в схему “треугольник” добавляются пусковой конденсатор Сп, который используется кратковременно (только для запуска) и рабочий конденсатор Ср.

В качестве кнопки SB для запуска эл. двигателя небольшой мощности (до 1,5 кВт) можно использовать обычную кнопку “ПУСК”, применяемую в цепях управления магнитных пускателей.

Для двигателей большей мощности стоит заменить её на коммутационный аппарат помощнее – напр, автомат. Единственным неудобством в этом случае будет необходимость ручного отключения конденсатора Сп автоматом после того как электродвигатель наберёт обороты.

Таким образом, в схеме реализована возможность двухступенчатого управления электродвигателем, уменьшая общую ёмкость конденсаторов при “разгоне” двигателя.

Если мощность двигателя невелика (до 1 кВт), то запустить его можно будет и без пускового конденсатора, оставив в схеме лишь рабочий конденсатор Ср.

Рассчитать ёмкость рабочего конденсатора можно формулой:

  • С раб = 4800 • I / U, мкФ – для двигателей, включенных в однофазную сеть с соединением обмоток “треугольник”.
  • С раб = 2800 • I / U, мкФ – для двигателей, включенных в однофазную сеть с соединением обмоток “звезда”.

Это наиболее точный способ, требующий, однако, измерения тока в цепи электродвигателя. Зная номинальную мощность двигателя, для определения ёмкости рабочего конденсатора лучше воспользоваться следующей формулой:

С раб = 66·Р ном, мкФ, где Р ном – номинальная мощность двигателя.

Упростив формулу, можно сказать, что для работы трёхфазного электродвигателя в однофазной сети, ёмкость конденсатора на каждые 0,1 кВт его мощности должна составлять около 7 мкФ.

Так, для двигателя мощностью 1,1 кВт ёмкость конденсатора должна составлять 77 мкФ. Такую ёмкость можно набрать несколькими конденсаторами, соединёнными друг с другом параллельно (общая ёмкость в этом случае будет равна суммарной), используя следующие типы: МБГЧ, БГТ, КГБ с рабочим напряжением, превышающим напряжение в сети в 1,5 раза.

Рассчитав ёмкость рабочего конденсатора можно определить ёмкость пускового – она должна превышать ёмкость рабочего в 2-3 раза. Применять конденсаторы для запуска следует тех-же типов, что и рабочие, в крайнем случае и при условии очень кратковременного запуска можно применить электролитические – типов К50-3, КЭ-2, ЭГЦ-М, рассчитанных на напряжение не менее 450 в.

Как подключить трёхфазный двигатель к однофазной сети.


подключение двигателя 380 на 220 вольт


правильный подбор конденсаторов для электродвигателя


Трехфазный двигатель в однофазной сети


Трехфазные асинхронные электродвигатели не требуют дополнительных устройств для запуска и работы. Нужны лишь контакторы или иные устройства подачи трехфазного напряжения. Однако при включении двигателя в однофазную сеть используются другие способы запуска.

Фазосдвигающий конденсатор


Существует простой способ, позволяющий запитать трехфазный двигатель от бытовой однофазной сети с напряжением 220 В. Трехфазное напряжение получают путем сдвига фаз с помощью фазосдвигающего конденсатора. Делается это так.


В однофазной сети имеются два провода (фаза и ноль), между которыми существует сдвиг фаз 180 градусов. Для включения трехфазного двигателя нужны три проводника, напряжения на которых должны иметь сдвиг фаз 120 градусов. Поэтому, если подключить один из выводов двигателя к фазному проводнику напрямую, а другой – через фазосдвигающий конденсатор, то в совокупности с нулевым проводником и обмотками такая система будет трехфазной. Другими словами, будет обеспечен нужный режим питания.


Для расчета номинала фазосдвигающего конденсатора можно воспользоваться приближенной формулой:


С = k*I / U,


где k – коэффициент, равный 4800 для схемы подключения «треугольник», 2800 – для «звезды», I – номинальный ток двигателя (указывается на шильдике), U – фазное напряжение (в нашем случае – 220 В).


Рабочее напряжение конденсатора следует выбирать не менее 400 В, при этом желательно использовать специальные конденсаторы для электродвигателей, на частоту 50 – 60 Гц.

Пусковой конденсатор


Приведенная выше формула справедлива для номинального тока. Но двигатель работает не только на номинале. При пуске его ток может превышать номинальное значение в 5-7 раз, а при работе – быть ниже в 2-3 раза (холостой ход). В результате момент на валу при включении будет мал, и двигатель будет разгоняться очень долго либо вообще не сможет запуститься. Поэтому для запуска используют дополнительный пусковой конденсатор, который подключают к рабочему (фазосдвигающему) на время разгона (3-5 секунд). Обычно емкость пускового конденсатора выбирают в 2-5 раз больше, в зависимости от требуемого момента при пуске и времени разгона.


Для подключения пускового конденсатора используют специальные ручные пускатели, в которых время пуска равно времени нажатия на двухпозиционную кнопку «Пуск». Пока оператор держит «Пуск» в позиции без фиксации, подключаются рабочий и пусковой конденсаторы. Как только оператор отпускает кнопку, она переходит в фиксированную позицию, и в схеме остается лишь рабочий конденсатор. Остановка двигателя производится кнопкой «Стоп». Кроме ручных пускателей могут использоваться релейные и электронные схемы.


Данный способ не применяется на практике для двигателей более 2,2 кВт из-за низкого КПД и большой емкости конденсаторов.

Двигатель с пусковой обмоткой


Конденсатор также используется в случае, когда двигатель имеет две обмотки – рабочую и пусковую. Рабочая обмотка подключается к питающему однофазному напряжению (220 В) напрямую. Пусковая обмотка имеет меньший ток и подключается через фазосдвигающей конденсатор. Совместно обе обмотки имеют такую конфигурацию, что формируют внутри статора вращающееся магнитное поле.


Емкость фазосдвигающего конденсатора обычно указывается на шильдике двигателя. На время пуска и разгона может применяться дополнительный конденсатор. Такой двигатель называют конденсаторным, и он предназначен для работы только в однофазной сети.


Другие полезные материалы:
Как определить параметры двигателя без шильдика?
Основные неисправности электродвигателя и способы их устранения
Преимущества векторного управления электродвигателем

Конденсатор для пуска электродвигателя, как рассчитать мощность

Если требуется присоединить трехфазный электродвигатель к обычной электросети, то потребуется создать электросхему для сдвига фаз. Основой такой схемы может служить конденсатор. Применяется он и для однофазного двигателя с целью облегчения его пуска.

Конденсатор для пуска электродвигателя

Что такое конденсатор

Это устройство для накопления электрического заряда. Он состоит из пары проводящих пластин, находящихся на малом отстоянии друг от друга и разделенных слоем изолирующего материала.

Широко распространены следующие виды накопителей электрического заряда:

  • Полярные. Работают в цепях с постоянным напряжением, подключаются в соответствии с указанной на них полярностью.
  • Неполярные. Работают в цепях с переменным напряжение, подключать можно как угодно
  • Электролитические. Пластины представляют собой тонкие оксидные пленки на листе фольги.

Неполярный конденсатор

Электролитические лучше других подходят на роль конденсатора для пуска электродвигателя.

Описание разновидностей конденсаторов

Различным типам электродвигателей соответствуют подходящие им по своим характеристикам накопители.

Так, для низкочастотных высоковольтных (50 герц, 220-600 вольт) двигателей хорошо подходит электролитический конденсатор. Такие устройства обладают высокой емкостью, доходящей до 100 тысяч микрофарад. Нужно внимательно следить за соблюдением полярности, в противном случае из-за перегрева пластин возможно возгорание.

Неполярные накопители не имеют таких ограничений, но стоят они с несколько раз дороже.

Различные виды конденсаторов

Кроме перечисленных выше, производятся также вакуумные, газовые, жидкостные устройства, но как пусковой или рабочий конденсатор в схеме подключения электромотора, они не применяются.

Выбор емкости

С целью максимизации эффективности электродвигателя нужно рассчитать ряд параметров электроцепи, и прежде всего емкость.

Для рабочего конденсатора

Существуют сложные и точные методы расчета, однако в домашних условиях вполне достаточно оценить параметр по приближенной формуле.

На каждые 100 ватт электрической мощности трехфазного электродвигателя должно приходиться 7 микрофарад.

Недопустимо также подавать на фазовую статорную обмотку напряжение, превышающее паспортное.

Для пускового конденсатора

Если электродвигатель должен запускаться при наличии высокой нагрузки на приводном валу, то рабочий  конденсатор не справится, и на время запуска потребуется подключать пусковой. После достижения рабочих оборотов, что происходит в среднем за 2-3 секунды, он отключается вручную или устройством автоматики. Доступны специальные кнопки включения электрооборудования, автоматически размыкающие одну из цепей через заданное время задержки.

Недопустимо оставлять пусковой накопитель подключенным в рабочем режиме. Фазовый перекос токов может привести к перегреву и возгоранию двигателя. Определяя емкость пускового прибора, следует принимать ее в 2-3 раза выше, чем у рабочего. При этом при запуске крутящий момент электродвигателя достигает максимального значения, а после преодоления инерции механизма и набора оборотов он снижается до номинального.

Для набора требуемой емкости конденсаторы для запуска электродвигателя подключают в параллель. Емкость при этом суммируется.

Простые способы подключения электродвигателя

Самый простой способ подключения трехфазного электродвигателя к бытовой электросети – применение  частотного преобразователя. Потери мощности будут минимальны, но стоит такое устройство зачастую дороже самого двигателя.

Частотный преобразователь станет экономически эффективным лишь при большом объеме использования оборудования.

При другом способе для преобразования питающего напряжения используется обмотка самого асинхронного электродвигателя. Схема получится громоздкая и массивная. Конденсатор для запуска электродвигателя подключают по одной из двух популярных схем

  • треугольник;
  • звезда.

Подключение двигателя по схемам «звезда» и «треугольник»

При реализации подключения этими способами важно свести к минимуму потери по мощности.

Схема подключения «треугольник»

Схема достаточно простая, для облегчения понимания обозначим контакты мотора символами A — ноль, B — рабочий и C — фазовый

Сетевой шнур подсоединяется коричневым проводником к контакту A, туда же следует подсоединить один из выводов конденсатора. К контакту И подсоединяется второй вывод прибора, а синий проводник сетевого шнура — к контакту С.

В случае небольшой мощности электромотора, не превышающей 1,5 киловатта, допустимо подключать только один конденсатор, пусковой при этом не нужен.

Если же мощность выше и нагрузка на валу значительная, то используют два параллельно соединенных прибора.

Схема подключения «звезда»

В случае если на клеммнике электродвигателя 6 выводов — следует их прозвонить по отдельности и определить, какие выводы связаны друг с другом. В паспорте мотора нужно найти назначение выводов. После этого схема переподключается, формируя привычный «треугольник».

С этой целью снимаются перемычки и контактам присваивают условные обозначения от A  до F. Далее последовательно соединяются контакты: A и D, B и E, C и F.

Теперь контакты D, E и F станут соответственно нулевым, рабочим и фазовым проводом. Конденсатор присоединяют к ним точно так же, как в предыдущем случае.

При первом включении нужно внимательно следит за тем, чтобы обмотки не перегревались. В этом случае следует немедленно отключить устройство и определить причину перегрева.

Рабочее напряжение

После емкости напряжение является важнейшим параметром. Если взять слишком большой запас по напряжению — сильно вырастут габариты, вес и цена всего устройства. Еще хуже – взять устройства, которым не хватает рабочего напряжения. Такое использование приведет к их быстрому износу, выходу из строя, пробою. При этом возможно возгорание или даже взрыв.

Оптимальный запас по напряжению — 15-20%.

Важно! Для конденсаторов с диэлектриком из бумаги в цепях с переменным напряжением номинальное напряжение, указанное для постоянного тока, нужно поделить на 3.

Если указано 600 вольт, то в цепях переменного тока безопасно применять такие конденсаторы можно до 300 вольт.

Использование электролитических конденсаторов

Конденсаторы с диэлектриком из бумаги отличаются малой удельной емкостью и значительными габаритами. Для двигателя даже не самой большой мощности они будут занимать много места. Теоретически их можно заменить электролитическими, обладающими в несколько раз более высокой удельной емкостью.

Разновидности устройства электролитического конденсатора

Для этого электрическую схему придется дополнить несколькими элементами: диодами и резисторами. Такой вариант неплох для эпизодически работающего двигателя. Если же планируются продолжительные нагрузки, то от экономии места и веса лучше отказаться — при случайном выходе диода из строя он начнет пропускать на накопитель переменный ток, что приведет к его пробою и взрыву.

Выходом могут служить полипропиленовые конденсаторы с металлическим напылением серии СВВ, разработанные для использования в качестве пусковых.

Как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя

Для вычисления емкости основного конденсатора применяют формулу:

C = (k×Iφ)/U

Где

  • k- коэффициент, принимаемый за 4800 при схеме «треугольник» и 2800 при схеме «звезда»;
  • Iφ-ток статора, его берут из паспорта или таблички на корпусе;
  • U- напряжение сети.

Трехфазный электродвигатель

Результат получается в микрофарадах. Вместо точной формулы можно применять правило: на каждые 100 ватт мощности — 7 микрофарад емкости.

Если при старте двигателю приходится преодолевать большой момент инерции подключенного к валу оборудования, то в помощь основному на время запуска и набора номинальных оборотов подключают пусковой конденсатор.

Емкость пускового накопителя принимают в 2-3 раза больше основного.

Подключение трехфазного электродвигателя к сети

После выхода на режим его обязательно отключают — вручную или с помощью автоматики. Если на рассчитанную емкость нет точно подходящего по номиналу прибора, конденсаторы можно подключать параллельно.

Как подобрать пусковой конденсатор для однофазного электромотора

До использования в пусковой цепи конденсатор проверяют тестером на исправность. При подборе рабочего конденсатора можно применять такое же приближенное правило а-7 микрофарад на 100 ватт номинальной электрической мощности. Емкость пускового также берется в 2-3 раза выше.

При подборе конденсатора на 220 вольт следует выбирать модели с номиналом не менее 400. Это объясняется переходными электромагнитными процессами при запуске, дающими кратковременные пусковые броски напряжения до 350-550 вольт.

Однофазные асинхронные электромоторы часто применяются в домашних электроприборах и электроинструменте. Для пуска таких устройств, особенно под нагрузкой, требуется пусковая обмотка и сдвиг фазы. Для этого используется конденсатор, подключаемый по одной из известных схем.

Конструкция асинхронного однофазного электродвигателя

Если запуск осуществляется с преодолением большого момента инерции, подсоединяют пусковой конденсатор.

Почему однофазный электродвигатель запускают через конденсатор

Статор электродвигателя с единственной обмоткой при пропускании переменного тока не сможет начать вращение, а лишь начнет подрагивать. Чтобы начать вращение, перпендикулярно основной обмотке размещают пусковую. В цепь этой обмотки включают компонент для сдвига фазы, такой, как конденсатор. Электромагнитные поля этих двух обмоток, прикладываемые к ротору со сдвигом по фазе, и обеспечат начало вращения.

В трехфазном двигателе обмотки и так размещены под углами 120°. Соответственно сориентированы и наводимые ими в роторе электромагнитные поля. Для начала вращения достаточно обеспечить сдвиг их работы по фазе, чтобы обеспечить  пусковой момент вращения.

Как выбрать и подобрать конденсаторы для запуска электродвигателя

Чтобы подключить трехфазный двигатель к однофазной сети используют конденсаторы для запуска электродвигателей. Они могут быть разной модификации, поэтому вопрос о том, как их правильно рассчитать и на что обращать внимание при выборе, совсем не праздный. Перед тем как ответить на вопрос, какой конденсатор необходим, стоит вспомнить, что же это вообще такое?

Устройство и принцип работы

Устройство конденсатора и его изображение на схемах

Конденсатор использует свойство проводников заряжаться, находясь на близком расстоянии друг от друга. Это называется поляризацией. Но чтобы этот заряд можно было снять, используют две пластины, одна напротив другой, с диэлектриком между ними. Если их разъединить, заряд снять не удастся.

Современные технологии позволяют выпускать емкостные приборы всевозможных моделей и назначений. Это и приборы, работающие только в цепях постоянного тока, и для запуска электродвигателей, и выравнивающие модели. Все, что остается конечному потребителю – выбрать подходящий, произвести расчет параметров и поставить в электрическую схему.

Практическое применение

Электродвигатели делятся на две большие категории: постоянного и переменного тока. Каждая категория, в свою очередь, тоже имеет свои деления. Как пример, электромашины переменного тока: однофазные и трехфазные, синхронные и асинхронные, с фазным ротором и короткозамкнутые. Многие из этих моделей можно подключать к сети различным образом, отличающимся от паспортных данных.

Во многих случаях используют фазосдвигающий конденсатор, который позволяет произвести пуск двигателя в однофазной сети 220в. Чтобы рассчитать его значения, необходимо учитывать некоторые параметры, а именно: какой тип электродвигателя используется, его мощность, потребляемый ток. Однофазная сеть в нашей местности преимущественно 220 вольт, поэтому расчет емкостей тоже будет описан именно для этого напряжения.

Существует большой выбор типов этих накопительных приборов. Очень хорошо, если кроме расчета параметров, учитывается также этот момент.

Самый удачный вариант – бумажный, типа МБГЧ. Его цена, в зависимости от емкости, будет несколько варьироваться, однако всегда можно найти элементы б/у. В некоторых случаях допустимо использовать приборы постоянного тока, однако стоит знать о некоторых особенностях их использования.

Трехфазная сеть

Трехфазные двигатели

Схема включения трехфазных электродвигателей по звезде

Основные схемы включения трехфазных электродвигателей: звезда и треугольник. Для их работы предпочтительнее будет «треугольник». Формула расчета: Сраб.=k*Iф / U сети. Теперь немного подробнее.

  • Iф – значение тока, которое потребляет электродвигатель в номинальном режиме. Проще всего посмотреть на нем самом. Иногда, если есть возможность, измерить клещами.
  • Uсети – с этим все понятно. Это напряжение питания – 220 вольт.
  • K – специальный коэффициент. Для треугольника он равен 4800, а для звезды – 2800. Он просто подставляется к формуле расчета.

В некоторых случаях, а именно когда пусковые характеристики достигают значительных величин (пуск двигателя под нагрузкой), необходимо использовать дополнительные, пусковые, конденсаторы для запуска электродвигателя. Их параметры считают так: берут рабочий элемент и умножают его значения на 2,5…3. Также рабочее напряжение этой запчасти должно быть минимум в 1,5 раза выше сетевого.

Стоит отметить, что при включении трехфазного двигателя к 220в происходит потеря мощности до 30% и с этим ничего не сделать.

Однофазные двигатели

Также существует большая группа асинхронных машин, изначально рассчитанных на работу в однофазной сети. Их, как правило, подключают на 220 вольт, но это не значит, что все так гладко. Хотя они, в отличие от трехфазников, момент не теряют, однако момент пусковой у них достаточно низок, а значит конденсаторы необходимы и для этих двигателей.

На поверку, это двухфазные электродвигатели: у них две обмотки, смещенные на 90 градусов друг относительно друга. И если подать 220в с таким же смещением, то никакой фазосдвигатель для запуска не нужен!

Но такого не происходит и поэтому для его запуска на 220 нужен пусковой элемент

Один конденсатор рабочий, для постоянного подключения, другой – пусковой. Он отключается после разгона электродвигателя до расчетных значений и больше схеме 220 вольт не нужен. В качестве приборов запуска на 220в применяются только в приводах до 1 кВт. Дело в том, что при более высоких мощностях цена на необходимые фазосдвигатели настолько высока, что их применение экономически невыгодно.

Что касается расчета основной емкости, то можно пользоваться такой зависимостью: на каждые 100 ватт берется 1 мкФ. Дальше – дело арифметики уровня второго класса. Значение пускового прибора – в 2…2,5 раза выше.

Обратите внимание! Это не значение отдельного конденсатора, а общей емкости Сраб+Спуск.!

Для 220 вольт необходимо брать элементы запуска с напряжением хотя бы на 450 вольт, так как на них напряжение отличается от сетевого 220в!

Другие виды двигателей

Какой конденсатор необходим для запуска двигателя постоянного тока? Такие двигатели в емкостных элементах для этой цели не нуждаются. Их ставят на щеточный механизм для того, чтобы устранить искрение и помехи в сеть. Работают же такие электрические машины несколько по иному принципу.

Электролитические емкости

Схема электролитического катализатора

В некоторых маломощных двигателях для их запуска в работу используют электролитические конденсаторы. Иногда некоторые неопытные электрики, увидев такое устройство у соседа, сталкиваются с проблемой: нагрев и взрыв элемента. В чем же дело, какой вариант необходим?

Электролитические конденсаторы – приборы постоянного напряжения. Для использования их в качестве фазосдвигающих элементов необходимо выполнить подключение по специальной схеме.

При параллельном соединении емкость суммируется, при последовательном – вычитается. Однако для кратковременного включения на 220в такие элементы использовать допускается.

Конденсаторы, несмотря на кажущуюся простоту, требуют тщательного подбора. При включении двигателя к 220 вольтам нужно все внимательно посчитать, выбрать нужные элементы и тогда проблем не возникнет.

Конденсаторы для асинхронных двигателей | Насосы и принадлежности

Добрый день, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

Конденсаторы

В рубрике «Принадлежности» рассмотрим конденсаторы для однофазных асинхронных двигателей переменного тока. У трехфазных двигателей при подключении к сети питания возникает вращающееся магнитное поле, за счет которого и происходит запуск двигателя. В отличие от трехфазных двигателей, у однофазных в статоре имеется две обмотки рабочая и пусковая. Рабочая обмотка подключена к однофазной сети питания напрямую, а пусковая последовательно с конденсатором. Конденсатор необходим для создания сдвига фаз между токами рабочей и пусковой обмоток. Самый большой вращающий момент в двигателе возникает тогда, когда сдвиг фаз токов обмоток достигает 90°, а их амплитуды создают круговое вращающееся поле. Конденсатор является элементом электрической цепи и предназначен для использования его ёмкости. Он состоит из двух электродов или правильней обкладок, которые разделёны диэлектриком. Конденсаторы имеют возможность накапливать электрическую энергию. В Международной системе единиц СИ за единицу ёмкости принимается ёмкость конденсатора, у которого на один вольт возрастает разность потенциалов при сообщении ему заряда в один кулон (Кл). Емкость конденсаторов измеряется в фарадах (Ф). Емкость в одну фараду очень большая. На практике используются более мелкие единицы измерения микрофарады (мкФ) одна мкФ равняется 10-6 Ф, пикофарады (пФ) одна пФ равняется 10-12 мкФ. В однофазных асинхронных двигателях в зависимости от мощности используются конденсаторы емкостью от нескольких до сотен мкФ.

Основные электрические параметры и характеристики

К основным электрическим параметрам конденсаторов для асинхронных двигателей относятся: номинальная емкость конденсатора и номинальное рабочее напряжение. Кроме этих параметров существует еще температурный коэффициент емкости (ТКЕ), тангенс угла потерь (tgd), электрическое сопротивление изоляции.

Емкость конденсатора. Свойство конденсатора накапливать и удерживать электрический заряд характеризуется его емкостью. Емкость (С) определяется как отношение накопленного в конденсаторе заряда (q), к разности потенциалов на его электродах или приложенному напряжению (U). Емкость конденсаторов зависит от размеров и формы электродов, их расположения друг относительно друга, а также материала диэлектрика который разделяет электроды. Чем емкость конденсатора больше, тем и накопленный им заряд больше Удельная ёмкость конденсатора – выражает отношение его ёмкости к объёму. Номинальная ёмкость конденсатора – это ёмкость, которую имеет конденсатор согласно нормативной документации. Фактическая же ёмкость каждого отдельного конденсатора отличается от номинальной, но она должна быть в пределах допускаемых отклонений. Значения номинальной ёмкости и ее допустимое отклонение в различных типах конденсаторов постоянной ёмкости установлена стандартом.

Номинальное напряжение – это то значение напряжения обозначенное на конденсаторе, при котором он работает в заданных условиях длительное время и при этом сохраняет свои параметры в допустимых пределах. Значение номинального напряжения зависит от свойств используемых материалов и конструкции конденсаторов. В процессе эксплуатации рабочее напряжение на конденсаторе не должно превышать номинальное. У многих типов конденсаторов при увеличении температуры допустимое номинальное напряжение снижается.

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) – это параметр выражающий линейную зависимостью емкости конденсатора от температуры внешней среды. На практике ТКЕ определятся как относительное изменение емкости при изменении температуры на 1°С. Если эта зависимость нелинейная, то ТКЕ конденсатора характеризуется относительным изменением емкости при переходе от нормальной температуры (20±5°С) к допустимому значению рабочей температуры. Для конденсаторов используемых в однофазных двигателях этот параметр важный и должен быть как можно меньше. Ведь в процессе эксплуатации двигателя его температура повышается, а конденсатор находится непосредственно на двигателе в конденсаторной коробке.

Тангенс угла потерь (tgd). Потеря накопленной энергии в конденсаторе обусловлена потерями в диэлектрике и его обкладках. Когда через конденсатор протекает переменный ток, то векторы тока и напряжения сдвинуты относительно друг друга на угол (d). Этот угол (d) и называют углом диэлектрических потерь. Если потери отсутствуют, то d=0. Тангенс угла потерь это отношение активной мощности (Pа) к реактивной (Pр) при напряжении синусоидальной формы определённой частоты.

Электрическое сопротивление изоляции – электрическое сопротивление постоянному току, определяется как отношение приложенного к конденсатору напряжения (U) , к току утечки (Iут), или проводимости. Качество применяемого диэлектрика и характеризует сопротивление изоляции. Для конденсатора с большой емкостью сопротивление изоляции обратно пропорционально его площади обкладок, или его ёмкости.

На конденсаторы оказывает очень сильное воздействие влага. Асинхронные электродвигатели используемые в насосном оборудовании перекачивают воду, и высока вероятность попадания влаги на двигатель и в конденсаторную коробку. Воздействие влаги приводит к снижению сопротивления изоляции (возрастает вероятность пробоя), увеличению тангенса угла потерь, коррозии металлических элементов конденсатора.

Кроме всего при эксплуатации двигателя на конденсаторы воздействует различного вида механические нагрузки: вибрация, удары, ускорение и т.д. Как следствие могут появится обрыв выводов, трещины и уменьшение электрической прочности.

Рабочий и пусковой конденсаторы

В качестве рабочих и пусковых используются конденсаторы с оксидным диэлектриком (ранее они назвались электролитическими) Рабочие и пусковые конденсаторы для асинхронных двигателей включаются в сеть переменного тока, и они должны быть неполярными. Они имеют сравнительно большое 450 вольт для оксидных конденсаторов рабочее напряжение, которое в два раза превышает напряжение промышленной сети. На практике применяются конденсаторы с емкостью порядка десятков и сотен микрофарад. Как мы говорили выше, рабочий конденсатор используется для получения вращающего магнитного поля. Пусковая же емкость используется для получения магнитного поля, необходимого для повышения пускового момента электродвигателя. Пусковой конденсатор подключается параллельно рабочему через центробежный выключатель. Когда есть пусковая емкость вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя в момент пуска приближается к круговому, а магнитный поток увеличивается. Это повышает пусковой момент и улучшает характеристики двигателя. При достижении асинхронным двигателем оборотов достаточных для отключения центробежного выключателя, пусковая емкость отключается и двигатель остается в работе только с рабочим конденсатором. Схема включения рабочего и пускового конденсаторов приведены на (Рис. 1).

Схема с рабочим и пусковым конденсаторами

В таблице приведены обособленные характеристики рабочих и пусковых конденсаторов для асинхронных двигателей.

 

РАБОЧИЙ

ПУСКОВОЙ

НазначениеДля асинхронных электродвигателейДля асинхронных электродвигателей
Схема подключенияПоследовательно с пусковой обмоткой электродвигателяПараллельно рабочему конденсатору
В качествеФазосмещающего элементаФазосмещающего элемента
Для чегоДля получения кругового вращающееся магнитного поля, необходимого для работы электродвигателяДля получения магнитного поля, необходимого для повышения пускового момента электродвигателя
Время включенияВ процессе эксплуатации электродвигателяВ момент пуска электродвигателя

Эксплуатация, обслуживание и ремонт

В процессе эксплуатации насосного оборудования с однофазным асинхронным двигателем особое внимание следует обращать на питающее напряжение электрической сети. В случае пониженного напряжения сети, как известно, снижается пусковой момент и частота вращения ротора, из-за увеличения скольжения. При низком напряжении увеличивается также нагрузка на рабочий конденсатор и возрастает время запуска двигателя. В случае значительного провала напряжения питания более 15% высока вероятность того, что асинхронный двигатель не запустится. Очень часто при низком напряжении выходит из строя рабочий конденсатор из-за повышенных токов и перегрева. Он расплавляется и из него вытекает электролит. Для ремонта необходимо приобрести и установить новый конденсатор соответствующей емкости. Очень часто случается, что нужного конденсатора под рукой нет. В этом случае можно подобрать требуемую емкость из двух или даже трех и четырех конденсаторов, подключив их параллельно. Здесь следует обратить внимание на рабочее напряжение, оно должно быть не ниже, чем напряжение на заводском конденсаторе. Общая емкость конденсатора(ов) должна отличаться от номинала не более чем 5%. Если установить емкость большего номинала, то двигатель запустится в работу и будет работать, но при этом начнет греться. Если с помощью клещей измерить номинальный ток двигателя, то ток будет завышен.  Так как полное электрическое сопротивление цепи в обмотках двигателя состоит из активного сопротивления цепи и реактивного сопротивления обмоток двигателя и емкости, то с увеличением емкости общее сопротивление возрастает. Сдвиг фаз токов в обмотках из-за увеличения полного сопротивления электрической цепи обмоток после запуска двигателя сильно уменьшится, магнитное поле из синусоидального превратится в эллиптическое, и рабочие характеристики асинхронного двигателя очень сильно ухудшаются, снижается КПД и возрастают тепловые потери.

  Иногда бывает, что вместе с конденсатором выходит из строя и пусковая обмотка однофазного двигателя. В такой ситуации стоимость ремонта резко возрастает, ибо надо не только заменить конденсатор, но еще и перемотать статор. Как известно, перемотка статора одна из самых дорогих операций при ремонте двигателя. Очень редко, но бывает и такая ситуация когда при низком напряжении выходит из строя только пусковая обмотка, а конденсатор при этом остается рабочим. Для ремонта двигателя нужно перематывать статор. Все эти ситуации с двигателем случаются при низком напряжении однофазной питающей сети. Для решения этой проблемы в идеальном случае необходим стабилизатор напряжения.

Спасибо за оказанное внимание

 

P.S. Понравился пост? Порекомендуйте его своим друзьям и знакомым в социальных сетях.

Еще похожие посты по данной теме:

Зачем моему мотору конденсатор?

Автор: Andi

Если вы используете насос переменного тока для подъема воды из отстойника в верхний резервуар, скорее всего, он использует двигатель с короткозамкнутым ротором, которому нужен конденсатор для его работы. Это верно для однофазных двигателей, где конденсатор создает искусственную вторую фазу, необходимую для создания вращающегося магнитного поля и запуска вращения ротора. Когда ротор начинает вращаться, взаимодействие между статором и ротором поддерживает вращение магнитного поля.

Однофазный двигатель имеет первичную и вторичную обмотки. При подключении к источнику переменного тока без конденсатора обе обмотки создают магнитные поля одной и той же фазы, что приводит к нулевому крутящему моменту. При последовательном подключении конденсатора к вторичной обмотке создаваемое им магнитное поле отстает от магнитного поля, создаваемого первичной обмоткой. Эта разница фаз создает пусковой момент, и двигатель начинает вращаться.

Конденсаторы, позволяющие двигателю начать вращение, называются пусковыми конденсаторами.Меньшие двигатели обычно имеют пусковой конденсатор, постоянно подключенный последовательно к вторичной обмотке. Большим двигателям требуется конденсатор большего размера, чтобы помочь им генерировать пусковой крутящий момент, но они работают более эффективно с небольшим конденсатором, называемым рабочим конденсатором. Часто оба конденсатора помещаются в одну и ту же банку, которая имеет три вывода вместо обычных двух. Такие двигатели имеют центробежный выключатель для отключения пускового конденсатора, когда двигатель достигает 70-75% своей полной скорости.Пусковые конденсаторы обычно имеют высокое значение 100 или более микрофарад, в то время как рабочие конденсаторы меньше, примерно 25-47 мкФ.

Вы найдете двигатели с большими пусковыми конденсаторами, которые используются в нескольких приложениях, где необходимо создать значительный крутящий момент для начала перемещения нагрузки. К таким приложениям относятся механические конвейеры, ленточные воздуходувки и устройства открывания гаражных ворот. В основном это электролитические конденсаторы, помещенные в пластиковую или металлическую банку. Внутри банки две металлические фольги, свернутые с гибкой бумажной изоляцией, разделяющей листы.Бумага, пропитанная электролитом, образует диэлектрик конденсатора. Две металлические фольги подключаются к двум клеммам. Сборка залита эпоксидной смолой, и две клеммы доступны для внешнего электрического подключения.

Для больших блоков HVAC иногда требуются два рабочих конденсатора, потому что они имеют и двигатель вентилятора, и двигатель компрессора. Чтобы сэкономить место, производители объединяют два физических конденсатора в одну емкость. Такие сдвоенные конденсаторы имеют три клеммы и обычно обозначаются как Common, Fan и Compressor.

Вы найдете множество комбинаций сдвоенных конденсаторов, например, 40 + 5 мкФ, 370 В или 100 + 25 мкФ, 440 В и другие. Их формы могут быть цилиндрическими с круглым или овальным сечением. Способность конденсатора удерживать заряд измеряется в микрофарадах. По мере старения электролитических конденсаторов их емкость уменьшается. Это приводит к тому, что двигатель не запускается или работает со скоростью ниже полной.

Двигатели не требовательны к емкости конденсатора, используемого для запуска.Однако при замене неисправного конденсатора ни в коем случае нельзя использовать замену с более низким номинальным напряжением. Всегда используйте детали с номинальным напряжением, равным или превышающим номинальное значение конденсатора, который вы заменяете. Конечно, всегда предпочтительнее заменить конденсатор на другой с точными электрическими характеристиками для достижения наилучших результатов — как с точки зрения производительности, так и с точки зрения безопасности.

Зачем двигателю переменного тока для запуска нужен конденсатор?

Джон Папевски Обновлено 16 марта 2018 г.

Электродвигатели подразделяются на несколько основных типов: постоянного тока (DC), однофазного переменного тока (AC) и многофазного переменного тока.Каждый из этих типов имеет множество дизайнов. Двигатели переменного тока, используемые в посудомоечной машине, пылесосе и стиральной машине, работают от однофазного переменного тока. Хотя однофазные двигатели переменного тока работают эффективно, их нельзя запустить без посторонней помощи. Конденсатор добавляет временную дополнительную фазу для запуска двигателя.

Магнитное отталкивание

Большинство электродвигателей переменного или постоянного тока используют силы противоположных магнитных полей для вращения ротора. Для этого у двигателя есть набор магнитных полей на роторе и набор вокруг него.Когда ротор вращается, магнитные поля переключаются, как магнитные полюса (север с севером, юг с югом), обращенные друг к другу. Поскольку одинаковые полюса отталкиваются друг от друга, это заставляет ротор продолжать вращаться. Силы магнитного отталкивания сохраняются на протяжении всего вращения ротора на 360 градусов.

Двигатели переменного тока

Простейшим электродвигателям переменного тока для работы требуется трехфазное электричество. Многофазный двигатель использует три перекрывающихся цикла тока, называемых фазами, для управления магнитными силами в двигателе.Каждая из трех отдельных фаз подключается к набору магнитных катушек, разнесенных на 120 градусов. Хотя это нормально для коммерческих и промышленных помещений, электрический ток, поступающий в ваш дом, имеет только одну или две фазы. Однофазный двигатель требует дополнительных деталей для правильной работы.

Проблема с одной фазой

Катушки двигателя, приводимые в действие одной фазой переменного тока, все чередуются одновременно, меняя полярность северного и южного полюсов в унисон. Это создает проблему, называемую нулевым пусковым моментом.Хотя он может запускать двигатель, который уже вращается, у него нет «толчка», чтобы заставить двигатель повернуться с полной остановки. Вы можете запустить его, вращая вручную, но кто захочет запускать пылесос вручную?

Пусковой конденсатор и переключатель

Конденсатор, подключенный к отдельной катушке двигателя, создает переменный электрический ток, опережающий основную фазу на 90 градусов. Это происходит потому, что ток через конденсатор опережает напряжение на 90 градусов. Во время пуска двигателя переключатель подключает к двигателю конденсатор и специальную пусковую катушку.Когда двигатель достигает своей рабочей скорости, выключатель отключает конденсатор. Если конденсатор остается подключенным к двигателю, это снижает его эффективность.

Конденсаторы Run-Start

В другой, немного более дорогой конструкции используются два конденсатора: один большего номинала для запуска двигателя, а другой — для поддержания его работы. В этой конструкции также используется переключатель для управления запуском двигателя. Для более крупных однофазных двигателей это помогает повысить мощность.

Типы конденсаторов двигателей — Capacitor Industries

Конденсаторы рабочего и пускового электродвигателя

Самый простой способ объяснить механику конденсатора — сравнить его с батареей; и накапливают, и выделяют электричество.Конденсаторы заряжаются электричеством, а затем высвобождают накопленную энергию со скоростью шестьдесят раз в секунду в системе переменного тока с 60 циклами. Выбор размера имеет решающее значение для эффективности двигателя, так же как определение размера батарей имеет решающее значение для радио. Радиоприемник, для которого требуется батарея 9 В, не будет работать с батареей размером 1,5 В. Таким образом, по мере того, как батарея становится слабее, радио не будет работать должным образом. Двигатель, для которого требуется конденсатор 7,5 мкФ, не будет работать с конденсатором 4,0 мкФ. Точно так же двигатель не будет работать должным образом со слабым конденсатором.Это не означает, что чем больше, тем лучше, потому что слишком большой конденсатор может вызвать рост потребления энергии. В обоих случаях, будь он слишком большим или слишком маленьким, срок службы двигателя сократится из-за перегрева обмоток двигателя. Производители двигателей тратят много часов на тестирование комбинаций двигателя и конденсатора, чтобы найти наиболее эффективную комбинацию. При замене пусковых конденсаторов допускается максимальное отклонение + 10% от номинального значения микрофарад, но точные рабочие конденсаторы необходимо заменить. Номинальное напряжение всегда должно быть таким же или выше, чем у оригинального конденсатора, будь то пусковой или рабочий конденсатор.Всегда консультируйтесь с производителями, чтобы проверить правильный размер конденсатора для конкретного применения.

В электродвигателе используются два основных типа:

1) Рабочие конденсаторы рассчитаны на работу в диапазоне 3–70 мкФ (мкФ). Рабочие конденсаторы также классифицируются по напряжению. Классификация напряжения: 370 В и 440 В. Конденсаторы с номиналом выше 70 микрофарад (мкФ) являются пусковыми. Рабочие конденсаторы рассчитаны на непрерывный режим работы и находятся под напряжением в течение всего времени работы двигателя.Однофазным электродвигателям требуется конденсатор для питания второй фазной обмотки. Вот почему так важен размер. Если установлен неправильный рабочий конденсатор, в двигателе не будет равномерного магнитного поля. Это вызовет колебания ротора на неровных участках. Это колебание вызовет шум двигателя, увеличит потребление энергии, снизит производительность и приведет к перегреву двигателя.

Ознакомьтесь с нашим широким выбором конденсаторов двигателя.

2) Пусковые конденсаторы помещены в черный пластиковый корпус и имеют диапазон мкФ в отличие от определенного номинала мкФ на рабочих конденсаторах.Пусковые конденсаторы (номиналом 70 мкФ или выше) имеют три класса напряжения: 125 В, 250 В и 330 В. Примерами могут служить рабочий конденсатор 35 мкФ при 370 В и пусковой конденсатор 88–108 мкФ при 250 В. Пусковые конденсаторы увеличивают пусковой момент двигателя и позволяют быстро включать и выключать двигатель. Пусковые конденсаторы предназначены для кратковременного использования. Пусковые конденсаторы остаются под напряжением достаточно долго, чтобы быстро довести двигатель до 3/4 полной скорости, а затем отключаются от цепи.

Проверьте наши высокоэффективные пусковые конденсаторы двигателя.

Руководство по выбору пускового конденсатора

Руководство по выбору пускового конденсатора

Пусковой конденсатор используется для кратковременного сдвига фазы в пусковой обмотке однофазного электродвигателя с целью увеличения крутящего момента. Пусковые конденсаторы обладают очень большим значением емкости для своего размера и номинального напряжения. В результате они предназначены только для периодического использования. Из-за этого пусковые конденсаторы выйдут из строя после того, как будут слишком долго оставаться под напряжением из-за неисправной пусковой цепи на двигателе.

Индекс

Обзор
Пусковые и рабочие конденсаторы »
Резисторы и их размеры»
Поиск и устранение неисправностей »

Технические характеристики
Напряжение»
Емкость »
Частота (Гц)»
Тип клеммы подключения »
Форма корпуса»
Размер корпуса »


Обзор

Пусковые и рабочие конденсаторы

Пусковые конденсаторы дают большое значение емкости, необходимое для запуска двигателя в течение очень короткого (секунд) периода времени.Они предназначены только для прерывистого режима работы и катастрофически выйдут из строя, если будут находиться под напряжением слишком долго. Рабочие конденсаторы используются для непрерывного управления напряжением и током обмоток двигателя и поэтому работают в непрерывном режиме. Как правило, они имеют гораздо меньшее значение емкости.


Взаимозаменяемы ли пусковой и рабочий конденсаторы?

Да и нет. В необычных обстоятельствах рабочий конденсатор может использоваться в качестве пускового конденсатора, но доступные значения намного ниже, чем значения, обычно доступные для специальных пусковых конденсаторов.Номинальные значения емкости и напряжения должны соответствовать исходным характеристикам пускового конденсатора. Пусковой конденсатор нельзя использовать в качестве рабочего конденсатора, потому что он не может выдерживать ток непрерывно (всего пару секунд).

Посмотрите видеоинструкцию ниже, чтобы узнать о различиях между пусковыми и рабочими конденсаторами.


Что такое резистор и нужен ли он?

Большинство заменяемых пусковых конденсаторов не имеют резистора.Вы можете проверить состояние старого, проверив значение сопротивления, или просто заменить его новым. Это должно быть где-то около 10-20 кОм и около 2 Вт. Резисторы обычно либо припаяны, либо обжаты на выводах. Назначение резистора — сбросить остаточное напряжение в конденсаторе после того, как он был отключен от цепи после запуска двигателя. Не все пусковые конденсаторы будут использовать один, поскольку есть другие способы сделать это. Важная часть заключается в том, что если в вашем оригинальном конденсаторе он был, вам необходимо заменить его на новый.

Узнайте, как установить спускной резистор на пусковой конденсатор.


Устранение неисправностей

Как узнать, неисправен ли мой пусковой конденсатор?

Большинство отказов конденсатора электродвигателя может быть одного из двух типов:

«Стартовый колпачок вырвался наружу!» Это то, что мы называем катастрофическим отказом. Обычно это вызвано тем, что пусковая цепь электродвигателя задействована слишком долго для кратковременного режима работы пускового конденсатора.Верхняя часть стартовой крышки буквально сорвана, а внутренности частично или полностью выброшены.

Разрыв пузыря сброса давления Точно так же, но не столь драматично, на стартовой крышке может просто появиться разорванный пузырек сброса давления. В любом случае легко сказать, что стартовый колпачок нуждается в замене.

Мой мотор медленно заводится. Мой пусковой конденсатор плохой?

Ответ на этот вопрос: возможно. Возможно, ваш пусковой конденсатор потерял свою номинальную емкость из-за износа и старения, или у вас могут быть другие проблемы, не связанные с конденсатором, которые связаны с другими компонентами двигателя.

Посмотрите видео ниже о том, как заменить пусковой конденсатор.


Технические характеристики

В большинстве применений пусковых конденсаторов используется номинальная емкость 50–1200 мкФ и напряжения 110/125, 165, 220/250 и 330 В переменного тока. Они также обычно всегда рассчитаны на 50 и 60 Гц. Корпуса обычно имеют круглую форму и отлиты из черного фенольного или бакелитового материалов.Концевые заделки обычно представляют собой нажимные клеммы ¼ «с двумя клеммами на каждый соединительный столб.

Напряжение

Выберите конденсатор с номинальным напряжением, равным или превышающим исходный конденсатор. Если вы используете конденсатор на 370 вольт, подойдет конденсатор на 370 или 440 вольт. Блок на 440 вольт действительно прослужит дольше. Конденсатор будет иметь маркированное напряжение, указывающее допустимое пиковое напряжение, а не рабочее напряжение.

Емкость

Выберите конденсатор со значением емкости (указанным в MFD, мкФ или микрофарадах), равным исходному конденсатору.Не отклоняйтесь от исходного значения, так как оно задает рабочие характеристики мотора.

Частота (Гц)

Выберите конденсатор с номинальной частотой Гц оригинала. Почти все заменяемые конденсаторы будут иметь маркировку 50/60.

Тип соединительной клеммы

Почти каждый конденсатор будет использовать вставной соединитель в виде флажка размером ¼ «. Следующий вопрос:« Сколько клемм на клеммную колодку необходимо для двигателя приложения? »Большинство пусковых конденсаторов имеют две клеммы на клемму, и большинство рабочих конденсаторов будут иметь 3 или 4 терминала на каждый пост.Убедитесь, что выбранный конденсатор имеет как минимум такое же количество соединительных клемм на соединительную клемму, как и у оригинального конденсатора двигателя.

Форма корпуса

Практически все пусковые конденсаторы имеют круглый корпус. Конденсаторы круглого сечения являются наиболее распространенными, но многие двигатели по-прежнему имеют овальную конструкцию. С точки зрения электричества разницы нет. Подгонка — единственный вопрос здесь. Если пространство в монтажной коробке не ограничено, стиль корпуса значения не имеет.

Размер корпуса

Как и форма корпуса, электрические габариты не имеют значения.Выберите конденсатор, который поместится в отведенном для этого месте.


Выбор продукта

110/125 В перем. Тока

220/250 В перем. Тока

165V

330V

Электродвигатель | Британника

Самый простой тип асинхронного двигателя показан на рисунке в разрезе. Трехфазный набор обмоток статора вставлен в пазы в железе статора. Эти обмотки могут быть подключены по схеме «звезда», обычно без внешнего подключения к нейтральной точке, или по схеме «треугольник».Ротор состоит из цилиндрического стального сердечника с проводниками, размещенными в пазах по всей поверхности. В наиболее обычной форме эти проводники ротора соединены вместе на каждом конце ротора токопроводящим концевым кольцом.

Поперечное сечение трехфазного асинхронного двигателя.

Британская энциклопедия, Inc.

Основы работы асинхронного двигателя можно разработать, сначала предположив, что обмотки статора подключены к трехфазному источнику питания и что набор из трех синусоидальных токов, показанных на рисунке, протекает в обмотках статора.На этом рисунке показано влияние этих токов на создание магнитного поля через воздушный зазор машины в течение шести мгновений цикла. Для простоты показана только центральная токопроводящая петля для каждой фазной обмотки. В момент t 1 на рисунке, ток в фазе a является максимальным положительным, а в фазах b и c — это половина отрицательного значения. Результатом является магнитное поле с приблизительно синусоидальным распределением вокруг воздушного зазора с максимальным значением наружу вверху и максимальным значением внутрь внизу.В момент времени t 2 на рисунке (т. Е. Одна шестая цикла позже), ток в фазе c является максимально отрицательным, в то время как в фазе b и фазе a значение составляет половину положительный. В результате, как показано на рисунке для t 2 , снова будет синусоидально распределенное магнитное поле, но повернутое на 60 ° против часовой стрелки. Исследование распределения тока для t 3 , t 4 , t 5 и t 6 показывает, что магнитное поле продолжает вращаться с течением времени.Поле совершает один оборот за один цикл токов статора. Таким образом, совокупный эффект трех равных синусоидальных токов, равномерно смещенных во времени и протекающих в трех обмотках статора, равномерно смещенных в угловом положении, должен создать вращающееся магнитное поле с постоянной величиной и механической угловой скоростью, которая зависит от частоты электроснабжение.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Вращательное движение магнитного поля относительно проводников ротора вызывает индуцирование напряжения в каждом из них, пропорциональное величине и скорости поля относительно проводников.Поскольку проводники ротора закорочены друг с другом на каждом конце, в этих проводниках будут протекать токи. В простейшем режиме работы эти токи будут примерно равны индуцированному напряжению, деленному на сопротивление проводника. На этом рисунке показана диаграмма токов ротора за момент времени t 1 рисунка. Видно, что токи приблизительно синусоидально распределены по периферии ротора и расположены так, чтобы создавать вращающий момент против часовой стрелки на роторе (т.е.е. крутящий момент в том же направлении, что и вращение поля). Этот крутящий момент ускоряет ротор и вращает механическую нагрузку. По мере увеличения скорости вращения ротора его скорость относительно скорости вращающегося поля уменьшается. Таким образом, индуцированное напряжение уменьшается, что приводит к пропорциональному уменьшению тока в проводнике ротора и крутящего момента. Скорость ротора достигает постоянного значения, когда крутящий момент, создаваемый токами ротора, равен крутящему моменту, необходимому на этой скорости для нагрузки, без избыточного крутящего момента, доступного для ускорения объединенной инерции нагрузки и двигателя.

Вращающееся поле и токи, которые оно создает в короткозамкнутых проводниках ротора.

Британская энциклопедия, Inc.

Механическая выходная мощность должна обеспечиваться входной электрической мощностью. Первоначальных токов статора, показанных на рисунке, достаточно для создания вращающегося магнитного поля. Чтобы поддерживать это вращающееся поле в присутствии токов ротора, показанных на рисунке, необходимо, чтобы обмотки статора несли дополнительную составляющую синусоидального тока такой величины и фазы, чтобы нейтрализовать влияние магнитного поля, которое в противном случае могло бы возникнуть. токами ротора на рисунке.Полный ток статора в каждой фазной обмотке складывается из синусоидальной составляющей, создающей магнитное поле, и другой синусоиды, опережающей первую на четверть цикла, или 90 °, для обеспечения необходимой электроэнергии. Вторая, или силовая, составляющая тока находится в фазе с напряжением, приложенным к статору, в то время как первая, или намагничивающая, составляющая отстает от приложенного напряжения на четверть цикла или 90 °. При номинальной нагрузке эта намагничивающая составляющая обычно находится в диапазоне 0.От 4 до 0,6 величины силовой составляющей.

Большинство трехфазных асинхронных двигателей работают с обмотками статора, подключенными непосредственно к трехфазному источнику питания постоянного напряжения и постоянной частоты. Типичное напряжение питания находится в диапазоне от 230 вольт между фазами для двигателей относительно небольшой мощности (например, от 0,5 до 50 киловатт) до примерно 15 киловольт между фазами для двигателей большой мощности до примерно 10 мегаватт.

За исключением небольшого падения напряжения на сопротивлении обмотки статора, напряжение питания согласуется со скоростью изменения магнитного потока в статоре машины во времени.Таким образом, при питании с постоянной частотой и постоянным напряжением величина вращающегося магнитного поля остается постоянной, а крутящий момент примерно пропорционален силовой составляющей тока питания.

В асинхронном двигателе, показанном на предыдущих рисунках, магнитное поле вращается на один оборот за каждый цикл частоты питания. Для источника с частотой 60 Гц скорость поля составляет 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту. Скорость ротора меньше скорости поля на величину, достаточную для того, чтобы индуцировать необходимое напряжение в проводниках ротора для создания тока ротора, необходимого для момента нагрузки.При полной нагрузке скорость обычно на 0,5–5 процентов ниже полевой скорости (часто называемой синхронной скоростью), причем более высокий процент применяется к двигателям меньшего размера. Эта разница в скорости часто называется скольжением.

Другие синхронные скорости могут быть получены с источником постоянной частоты, построив машину с большим количеством пар магнитных полюсов, в отличие от двухполюсной конструкции, показанной на рисунке. Возможные значения скорости магнитного поля в оборотах в минуту: 120 f / p , где f — частота в герцах (циклов в секунду), а p — количество полюсов (которое должно быть четное число).Данный железный каркас может быть намотан для любого из нескольких возможных количеств пар полюсов с использованием катушек, охватывающих угол приблизительно (360/ p ) °. Крутящий момент, доступный от рамы машины, останется неизменным, поскольку он пропорционален произведению магнитного поля и допустимого тока катушки. Таким образом, номинальная мощность рамы, являющаяся произведением крутящего момента и скорости, будет примерно обратно пропорциональна количеству пар полюсов. Наиболее распространенные синхронные скорости для двигателей с частотой 60 Гц — 1800 и 1200 оборотов в минуту.

Может ли однофазный двигатель работать без конденсатора?

Ответ:

Существует три распространенных типа однофазных двигателей: конденсаторные двигатели, двигатели с экранированными полюсами и двигатели с расщепленной фазой.

Однофазные двигатели с экранированными полюсами и с расщепленной фазой не требуют для работы конденсатора. В то время как конденсаторные двигатели работают с помощью конденсаторов. Конденсаторные двигатели также бывают разных типов в зависимости от роли конденсатора. Некоторые из них обсуждаются ниже.

Конденсаторный пусковой двигатель

В конденсаторном пусковом двигателе, как также ясно из названия, роль конденсатора заключается в запуске двигателя. Таким образом, конденсатор предназначен для обеспечения начального крутящего момента ротору путем добавления разности фаз к магнитному полю ротора. Если снять конденсатор с такого двигателя, он не начнет вращаться при подаче питания на обмотку статора, так как начальный крутящий момент будет отсутствовать. Однако после подачи питания, если кто-то обеспечивает этот первоначальный толчок к ротору вручную с вала внешнего ротора, двигатель начнет работать и будет продолжать работать до тех пор, пока питание не будет подключено к обмотке статора.Опять же, при следующем запуске потребуется внешний толчок для запуска вращения двигателя.

Конденсаторный рабочий двигатель

Этот тип конденсатора двигателя постоянно включен последовательно с пусковой обмоткой и обеспечивает постоянный крутящий момент. Следовательно, этот тип двигателя не сможет работать без конденсатора даже после первоначального нажатия.

Конденсатор Пусковой Конденсатор Рабочий Двигатель

В этом типе двигателя есть два отдельных конденсатора для запуска и для работы.Пусковой конденсатор должен обеспечивать пусковой толчок при работе конденсатора для обеспечения дополнительного крутящего момента во время работы. Этот двигатель представляет собой смесь двух предыдущих типов, т.е. конденсатор запускает двигатель, а конденсатор запускает двигатель. Для правильной работы этого типа двигателя потребуются оба конденсатора. Однако, как и в случае с конденсаторным типом, этот пуск двигателя может выполняться с помощью внешнего толчка, если пусковой конденсатор отсутствует или неисправен.

Связанные темы;

  1. Почему в асинхронном двигателе используется контактное кольцо?
  2. Почему асинхронный двигатель широко используется в промышленности?
  3. Почему асинхронный двигатель с контактным кольцом используется в кране?
  4. Почему в электромобиле используется асинхронный двигатель?

Что должен знать каждый инженер-конструктор о конденсаторах двигателя

Энтони Колон, Genteq

Если говорить о конденсаторных продуктах и ​​множестве производителей в мире, есть ли разница в качестве? Короткий ответ: да.Конденсатор — это электрический компонент, который временно хранит электрический заряд. Самая простая форма конденсатора — это две проводящие пластины, разделенные изоляционным материалом или диэлектриком. Когда напряжение подается на проводящие пластины, конденсатор начинает накапливать заряд для возможного высвобождения энергии.

Многие двигатели в сегменте HVACR оснащены рабочим конденсатором. Металлизированный пленочный конденсатор, предназначенный для непрерывной работы, позволяет однофазному электродвигателю переменного тока работать с высокой эффективностью, всегда оставаясь под напряжением и подключенным к его электрической цепи.Типичный рабочий конденсатор находится в диапазоне от 2 мкФ до 80 мкФ и рассчитан на 370 В переменного тока или 440 В переменного тока. Рабочий конденсатор надлежащего размера увеличит эффективность работы двигателя за счет обеспечения правильного «фазового угла» между напряжением и током для создания вращательного электрического поля, необходимого для двигателя.

Почему так важно качество

Ключом к качественному конденсатору, помимо использования качественных материалов при его производстве, являются конструкция, системы контроля качества и испытания производительности на протяжении всего производственного процесса, которые гарантируют, что конденсатор соответствует отраслевым стандартным требованиям для долгосрочной работы.Большинство, если не все конденсаторы, будут тестировать одно и то же в готовом виде, но в течение срока службы конденсатора между производителями будет разница в производительности. Именно здесь отраслевой стандарт может помочь предоставить рекомендации по оценке качества и долговременной надежности оцениваемого или аттестованного конденсатора.

Отраслевые стандарты

За прошедшие годы было разработано несколько отраслевых стандартов, но наиболее строгим, тщательным и широко признанным является EIA-456-A.Это основа большинства стандартов надежности OEM для конденсаторов.

EIA-456-A был создан Альянсом электронной промышленности (EIA). Этот стандарт в основном используется в США и является всеобъемлющим стандартом для металлизированных пленочных конденсаторов переменного тока. Он не только охватывает приложения для запуска двигателей, но также включает конденсаторы, используемые в системах освещения с высокой интенсивностью разряда, а также в приложениях общего назначения, таких как источники питания и блоки коррекции коэффициента мощности.

EIA-456-A установил стандарт надежности, включающий испытание на срок службы (HALT), в котором конденсаторы подвергаются 125% номинального напряжения и температуре на 10 ° C выше номинальной в течение 2000 часов. Этот тест имитирует 60 000 часов эксплуатации в полевых условиях.

Например, конденсатор, рассчитанный на 5 мкФ / 440 В переменного тока, с рабочей температурой 70 ° C, испытывается при 550 В переменного тока и 80 ° C в течение 2000 часов. Если вы оцениваете 5 000 часов работы конденсатора в год, конденсатор на 60 000 часов может прослужить около 12 лет в полевых условиях.EIA-456-A требует, чтобы частота отказов в первый год составляла не более 0,50 процента, и рейтинг выживаемости не менее 94 процентов в конце 60 000 часов эксплуатации в полевых условиях.

На рис. 1 показано количество времени тестирования и его коррелированный срок службы в полевых условиях.

Общая стоимость владения

Две ключевые составляющие совокупной стоимости владения приобретенным продуктом — это начальная цена покупки и стоимость гарантии. Первоначальная закупочная цена просто состоит из авансовых затрат на получение продукта, в то время как стоимость гарантии — это связанные с этим затраты на преждевременные отказы в полевых условиях после установки, когда компания должна будет исправить проблему.

На рис. 2 показаны продукты нескольких производителей конденсаторов, которые были отобраны случайным образом и протестированы с помощью цифрового мультиметра TPI 135. Следует отметить, что все 3 конденсатора дают одинаковые показания. Типично видеть, что производитель указывает емкость конденсатора на этикетке продукта с номиналом в микрофарадах и допуском +/- процентов. Наиболее распространенный допуск, предусмотренный в сегменте HVACR для конденсаторов, составляет +/- 6 процентов. Все три показания находятся в пределах допуска 45 мкФ +/- 6 процентов.Конденсатор считается проходящим, если его показания в микрофарадах находятся в пределах диапазона допуска — в данном случае от 42,3 мкФ до 47,7 мкФ. Как показано на рисунке 2, все конденсаторы соответствуют критериям.

К сожалению, первоначальные показания не отражают долгосрочную надежность продукта. Тест EIA-456-A HALT — это то, как мы определяем надежность. В следующем примере предполагается, что гарантийный срок для продукта, использующего конденсатор, покрывает как детали, так и работу в первый год.По истечении первого года гарантия распространяется только на детали. Три конденсатора, показанные на рисунке 2, были испытаны на соответствие стандарту EIA-456-A. Для каждого из трех производителей были протестированы десять частей одного и того же рейтинга. Ниже приведены результаты испытаний каждого конденсатора за один, пять и десять лет имитированной полевой надежности. Как указывалось ранее, расчетное время работы конденсатора в год составляет 5000 часов.

На рис. 3 показано моделирование одного, пяти и десяти лет эксплуатации конденсатора и показано, что со временем частота отказов конденсатора начинает увеличиваться в зависимости от производителя.Результаты тестирования демонстрируют, что после приблизительно 12 месяцев работы в полевых условиях (предполагалось, что 5 000 часов работы в год) у одного производителя не было отказов, у одного — 40 процентов отказов, а у третьего — 10 процентов отказов.

Хотя у Mfg C был только один отказ, на рисунке 4 показаны очень реальные эффекты 10-процентной частоты отказов, а также истинная общая стоимость владения одним отказавшим конденсатором для бизнеса. Анализ результатов на Рисунке 4 показывает, что кажущаяся низкая частота отказов, составляющая 10 процентов, обойдется бизнесу примерно в 3500 долларов только на гарантийных расходах.

Как показано на Рисунке 5, более дорогие конденсаторы будут стоить дороже, но при этом покупается качество и надежность. Если конденсаторы не соответствуют указанным характеристикам и характеристикам надежности, это может повлиять на всю систему. Неисправный конденсатор приведет к увеличению нагрева двигателя, износу подшипников и изоляции и увеличению уровня шума. И это в конечном итоге приведет к отказу двигателя.

Продукты

, такие как конденсаторы, могут показаться логичным местом для экономии нескольких долларов за счет перехода на продукт с самой низкой ценой в сегменте HVACR.Хотя вы можете сэкономить несколько долларов на первоначальных затратах, связанные с этим гарантийные расходы в конечном итоге приведут к созданию конденсатора с самой высокой общей стоимостью. Вдобавок к этим затратам существуют нематериальные долгосрочные эффекты, связанные с отказами на местах, такие как репутация компании в отрасли, повышенное внимание к сбоям в продуктах поставщика по сравнению с улучшениями в конструкции OEM и потерями.

Related Posts

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.