Kondensator rozruchowy. Kondensator elektryczny. Rozrusznik i działa. Podstawowe parametry kondensatorów. Podłączenie kondensatorów do rozruchu jednofazowych silników elektrycznych

Istnieją 2 typy jednofazowe silniki asynchroniczne- bifilarny (z uzwojeniem początkowym) i kondensatorem. Różnica polega na tym, że w bifilarnych silnikach jednofazowych uzwojenie rozruchowe działa tylko do momentu przyspieszenia silnika. Następnie jest wyłączany za pomocą specjalnego urządzenia - wyłącznika odśrodkowego lub przekaźnika rozruchowego (w lodówkach). Jest to konieczne, ponieważ po podkręceniu zmniejsza się wydajność.

W silnikach jednofazowych kondensatorów uzwojenie kondensatora pracuje cały czas. Dwa uzwojenia - główne i pomocnicze, są przesunięte względem siebie o 90°. Dzięki temu możesz zmienić kierunek obrotu. Kondensator w takich silnikach jest zwykle przymocowany do obudowy i można go łatwo rozpoznać po tej cesze.

Schemat podłączenia silnika jednofazowego poprzez kondensator

Podczas podłączania jednofazowego silnika kondensatorowego istnieje kilka opcji schematów połączeń. Bez kondensatorów silnik elektryczny szumi, ale się nie uruchamia.

• 1 obwód - z kondensatorem w obwodzie zasilania uzwojenia początkowego - zaczyna się dobrze, ale podczas pracy wytwarzana przez niego moc jest daleka od znamionowej, ale znacznie niższa.
• 3, obwód łączący z kondensatorem w obwodzie łączącym uzwojenia roboczego daje odwrotny efekt: niezbyt dobrą wydajność przy rozruchu, ale dobrą wydajność. Odpowiednio pierwszy obwód jest stosowany w urządzeniach o ciężkim rozruchu i z działającym kondensatorem - jeśli potrzebne są dobre właściwości użytkowe.
• Schemat 2 - podłączenie silnika jednofazowego - zamontować oba kondensatory. Okazuje się, że jest to coś pomiędzy opcjami opisanymi powyżej. Ten schemat jest używany najczęściej. Ona jest na drugim zdjęciu. Organizując ten obwód, potrzebujesz również przycisku typu PNVS, który podłączy kondensator tylko w czasie rozruchu, aż silnik „przyspieszy”. Następnie dwa uzwojenia pozostaną połączone, z uzwojeniem pomocniczym przez kondensator.

Schemat podłączenia silnika trójfazowego poprzez kondensator

Tutaj napięcie 220 woltów jest rozdzielane na 2 połączone szeregowo uzwojenia, z których każde jest zaprojektowane dla tego napięcia. Dlatego moc jest tracona prawie dwukrotnie, ale taki silnik można zastosować w wielu urządzeniach małej mocy.

Maksymalną moc silnika 380 V w sieci 220 V można uzyskać stosując połączenie w trójkąt. Oprócz minimalnych strat mocy, prędkość obrotowa silnika również pozostaje niezmieniona. Tutaj każde uzwojenie jest wykorzystywane do własnego napięcia roboczego, a tym samym mocy.

Należy pamiętać: trójfazowe silniki elektryczne są bardziej wydajne niż jednofazowe silniki 220 V. Dlatego jeśli jest wejście 380 V, koniecznie się do niego podłącz - zapewni to bardziej stabilną i ekonomiczną pracę urządzeń. Do uruchomienia silnika nie będą potrzebne różne rozruszniki i uzwojenia, ponieważ w stojanie pojawia się wirujące pole magnetyczne natychmiast po podłączeniu do sieci 380 V.

Obliczanie online pojemności kondensatora silnika

Istnieje specjalny wzór, za pomocą którego można dokładnie obliczyć wymaganą pojemność, ale jest to całkiem możliwe kalkulator internetowy lub zalecenia wynikające z wielu doświadczeń:

Kondensator roboczy pobiera się z szybkością 0,8 μF na 1 kW mocy silnika;
Program uruchamiający jest wybierany 2-3 razy więcej.

Kondensatory muszą być niepolarne, to znaczy nie elektrolityczne. Napięcie robocze tych kondensatorów musi być co najmniej 1,5 razy wyższe niż napięcie sieciowe, czyli dla sieci 220 V przyjmujemy kondensatory o napięciu roboczym 350 V i wyższym. Aby ułatwić rozruch, poszukaj specjalnego kondensatora w obwodzie rozruchowym. Mają w oznaczeniu słowa Start lub Starting.

Kondensatory te można dobierać metodą od najmniejszego do największego. Mając w ten sposób wybraną średnią pojemność, można stopniowo dodawać i monitorować tryb pracy silnika, aby się nie przegrzał i miał wystarczającą moc na wale. Kondensator rozruchowy wybiera się również, dodając, aż zacznie się płynnie i bez opóźnień.

Podczas normalnej pracy trójfazowych asynchronicznych silników elektrycznych z rozruchem kondensatorowym, podłączonych do sieci jednofazowej, zakłada się, że pojemność kondensatora będzie się zmieniać (zmniejszać) wraz ze wzrostem prędkości wału. W momencie rozruchu silników asynchronicznych (szczególnie z obciążeniem na wale) w sieci 220 V wymagana jest zwiększona pojemność kondensatora przesuwającego fazę.

Odwrócenie kierunku ruchu silnika

Jeśli po podłączeniu silnik działa, ale wał nie obraca się w pożądanym kierunku, możesz zmienić ten kierunek. Odbywa się to poprzez zmianę uzwojeń uzwojenia pomocniczego. Operację tę można wykonać za pomocą przełącznika dwupozycyjnego, którego styk środkowy jest podłączony do wyjścia z kondensatora, a do dwóch zewnętrznych zacisków „fazy” i „zero”.

Jeśli zajdzie potrzeba podłączenia asynchronicznego trójfazowego silnika elektrycznego do sieci domowej, możesz napotkać problem - wydaje się to całkowicie niemożliwe. Ale jeśli znasz podstawy elektrotechniki, możesz podłączyć kondensator, aby uruchomić silnik elektryczny w sieci jednofazowej. Istnieją jednak również opcje połączeń bezkondensatorowych, które warto wziąć pod uwagę przy projektowaniu instalacji z silnikiem elektrycznym.

Proste sposoby podłączenia silnika elektrycznego

Najłatwiej jest podłączyć silnik za pomocą przetwornicy częstotliwości. Istnieją modele tych urządzeń, które dokonują konwersji napięcie jednofazowe w trójfazowym. Zaleta tej metody jest oczywista – w silniku elektrycznym nie występują straty mocy. Ale koszt takiego przetwornicy częstotliwości jest dość wysoki - najtańszy egzemplarz będzie kosztować 5-7 tysięcy rubli.

Istnieje inna metoda, która jest stosowana rzadziej - zastosowanie trójfazowego uzwojenia asynchronicznego do konwersji napięcia. W tym przypadku cała konstrukcja będzie znacznie większa i masywniejsza. Dlatego łatwiej będzie obliczyć, które kondensatory są potrzebne do uruchomienia silnika elektrycznego i zainstalować je, łącząc je zgodnie ze schematem. Najważniejsze, aby nie stracić mocy, ponieważ działanie mechanizmu będzie znacznie gorsze.

Cechy obwodu z kondensatorami

Uzwojenia wszystkich trójfazowych silników elektrycznych można podłączyć według dwóch schematów:

1. „Gwiazda” - w tym przypadku końce wszystkich uzwojeń są połączone w jednym punkcie. A początki uzwojeń są podłączone do sieci zasilającej.
2. „Trójkąt” - początek uzwojenia jest połączony z końcem sąsiedniego. W rezultacie punkty połączenia dwóch uzwojeń są podłączone do źródła zasilania.

Wybór obwodu zależy od tego, jakim napięciem zasilany jest silnik. Zazwyczaj po podłączeniu do sieci 380 V AC uzwojenia są połączone w „gwiazdę”, a podczas pracy pod napięciem 220 V - w „trójkąt”.

Na powyższym obrazku:

a) schemat połączenia w gwiazdę;

b) schemat połączeń trójkątnych.

Ponieważ w sieci jednofazowej wyraźnie brakuje jednego przewodu zasilającego, należy go wykonać sztucznie. W tym celu stosuje się kondensatory przesuwające fazę o 120 stopni. Są to kondensatory robocze, nie wystarczą przy rozruchu silników elektrycznych o mocy powyżej 1500 W. Aby uruchomić mocne silniki, konieczne będzie dodatkowo dołączenie kolejnego pojemnika, który ułatwi pracę podczas startu.

Robocza pojemność kondensatora

Aby dowiedzieć się, jakie kondensatory są potrzebne do uruchomienia silnika elektrycznego podczas pracy w sieci 220 V, należy skorzystać z następujących wzorów:

1. Po podłączeniu w konfiguracji gwiazdy C (slave) = (2800 * I1) / U (sieć).
2. Po połączeniu w „trójkąt” C (slave) = (4800 * I1) / U (sieć).

Prąd I1 można mierzyć niezależnie za pomocą cęgów. Ale możesz także użyć tej formuły: I1 = P / (1,73 U (sieć) cosφ η).

Wartość mocy P, napięcia zasilania, współczynnika mocy cosφ, sprawności η można znaleźć na tabliczce przynitowanej na obudowie silnika.

Uproszczona wersja obliczania kondensatora roboczego

Jeśli wszystkie te formuły wydają Ci się nieco skomplikowane, możesz skorzystać z ich uproszczonej wersji: C (podrzędny) = 66 * P (silnik).

A jeśli maksymalnie uprościmy obliczenia, to na każde 100 W mocy silnika elektrycznego wymagana jest pojemność około 7 μF. Innymi słowy, jeśli masz silnik o mocy 0,75 kW, będziesz potrzebować kondensatora roboczego o pojemności co najmniej 52,5 uF. Po dokonaniu wyboru należy zmierzyć prąd podczas pracy silnika - jego wartość nie powinna przekraczać wartości dopuszczalnych.

Kondensator rozruchowy

W przypadku, gdy silnik jest poddawany dużym obciążeniom lub jego moc przekracza 1500 W, nie można wykonać samego przesunięcia fazowego. Będziesz musiał wiedzieć, jakie inne kondensatory są potrzebne do uruchomienia silnika elektrycznego o mocy 2,2 kW i większej. Rozrusznik jest podłączony równolegle z pracownikiem, ale dopiero po osiągnięciu prędkości jałowej jest wyłączany z obwodu.

Pamiętaj, aby wyłączyć kondensatory rozruchowe - w przeciwnym razie nastąpi nierównowaga faz i przegrzanie silnika elektrycznego. Kondensator rozruchowy powinien mieć 2,5-3 razy większą pojemność niż kondensator roboczy. Jeśli weźmiesz pod uwagę, że do normalnej pracy silnika wymagana jest pojemność 80 μF, to aby rozpocząć, musisz podłączyć kolejny blok kondensatorów o pojemności 240 μF. Trudno znaleźć w sprzedaży kondensatory o takiej pojemności, więc musisz wykonać połączenie:

1. Gdy pojemności są dodawane równolegle, napięcie robocze pozostaje takie samo, jak wskazane na elemencie.
2. W połączeniu szeregowym napięcia są dodawane, a całkowita pojemność będzie równa C (ogółem) = (C1*C2*..*CX)/(C1+C2+..+CX).

Zaleca się instalowanie kondensatorów rozruchowych w silnikach elektrycznych o mocy powyżej 1 kW. Lepiej jest nieco zmniejszyć moc znamionową, aby zwiększyć stopień niezawodności.

Jakiego rodzaju kondensatory zastosować

Teraz wiesz, jak wybrać kondensatory, aby uruchomić silnik elektryczny podczas pracy w sieci AC 220 V. Po obliczeniu pojemności możesz zacząć wybierać konkretny typ elementu. Zaleca się stosowanie elementów tego samego typu co elementy robocze i startowe. Kondensatory papierowe sprawdzają się dobrze; ich oznaczenia to: MBGP, MPGO, MBGO, KBP. Możesz także użyć obcych elementów, które są instalowane w zasilaczach komputerowych.

Napięcie robocze i pojemność muszą być wskazane na korpusie dowolnego kondensatora. Wadą ogniw papierowych jest to, że są duże, więc do obsługi potężnego silnika potrzebna będzie dość duża bateria ogniw. Znacznie lepiej jest stosować zagraniczne kondensatory, ponieważ są one mniejsze i mają większą pojemność.

Stosowanie kondensatorów elektrolitycznych

Można nawet użyć kondensatorów elektrolitycznych, ale mają one osobliwość - muszą działać na prądzie stałym. Dlatego, aby zainstalować je w konstrukcji, konieczne będzie użycie diod półprzewodnikowych. Bez nich niepożądane jest używanie kondensatorów elektrolitycznych - mają one tendencję do eksplozji.

Ale nawet jeśli zainstalujesz diody i rezystory, nie może to zagwarantować całkowitego bezpieczeństwa. Jeśli półprzewodnik się przebije, do kondensatorów popłynie prąd przemienny, co spowoduje eksplozję. Nowoczesna podstawa elementowa pozwala na zastosowanie produktów wysokiej jakości, np. kondensatorów polipropylenowych do pracy na prądzie przemiennym o oznaczeniu SVV.

Na przykład oznaczenie elementów SVV60 wskazuje, że kondensator jest zaprojektowany w cylindrycznej obudowie. Ale SVV61 tak kształt prostokątny rama. Elementy te pracują pod napięciem 400...450 V. Dlatego można je bez problemu zastosować przy projektowaniu dowolnego urządzenia wymagającego podłączenia asynchronicznego trójfazowego silnika elektrycznego do sieci domowej.

Napięcie robocze

Należy wziąć pod uwagę jeden ważny parametr kondensatorów - napięcie robocze. Jeśli do uruchomienia silnika elektrycznego o bardzo dużej rezerwie napięcia użyjesz kondensatorów, doprowadzi to do zwiększenia wymiarów konstrukcji. Ale jeśli użyjesz elementów zaprojektowanych do pracy przy niższym napięciu (na przykład 160 V), doprowadzi to do szybkiej awarii. Aby kondensatory działały normalnie, ich napięcie robocze musi być około 1,15 razy większe niż napięcie sieciowe.

Ponadto należy wziąć pod uwagę jedną cechę - jeśli używasz kondensatorów papierowych, to podczas pracy w obwodach prądu przemiennego ich napięcie należy zmniejszyć 2 razy. Innymi słowy, jeśli obudowa wskazuje, że element jest zaprojektowany na napięcie 300 V, wówczas ta cecha dotyczy prądu stałego. Taki element można zastosować w obwodzie prądu przemiennego o napięciu nie większym niż 150 V. Dlatego lepiej jest montować akumulatory z kondensatorów papierowych, których całkowite napięcie wynosi około 600 V.

Podłączenie silnika elektrycznego: praktyczny przykład

Załóżmy, że masz asynchroniczny silnik elektryczny zaprojektowany do podłączenia do trójfazowej sieci prądu przemiennego. Moc - 0,4 kW, typ silnika - AOL 22-4. Główne cechy połączenia:

1. Moc - 0,4 kW.
2. Napięcie zasilania - 220 V.
3. Prąd podczas pracy w sieci trójfazowej wynosi 1,9 A.
4. Uzwojenia silnika są połączone za pomocą obwodu w gwiazdę.

Teraz pozostaje obliczyć kondensatory, aby uruchomić silnik elektryczny. Moc silnika jest stosunkowo niewielka, dlatego aby zastosować go w sieci domowej, wystarczy wybrać kondensator roboczy, nie ma potrzeby stosowania kondensatora rozruchowego. Korzystając ze wzoru, oblicz pojemność kondensatora: C (slave) = 66*P (silnik) = 66*0,4 = 26,4 µF.

Możesz użyć bardziej złożonych formuł, wartość pojemności będzie się nieznacznie różnić od tej. Ale jeśli nie ma kondensatora odpowiedniego dla pojemności, musisz podłączyć kilka elementów. Na połączenie równoległe pojemniki są złożone.

Uwaga

Teraz wiesz, jakich kondensatorów najlepiej użyć do uruchomienia silnika elektrycznego. Ale moc spadnie o około 20-30%. Jeżeli wprawimy w ruch prosty mechanizm, nie będzie on odczuwalny. Prędkość wirnika pozostanie w przybliżeniu taka sama, jak wskazano w paszporcie. Należy pamiętać, że jeśli silnik jest przeznaczony do pracy w sieci 220 i 380 V, to do sieci domowej można go podłączyć tylko wtedy, gdy uzwojenia są połączone w trójkąt. Dokładnie przestudiuj znacznik; jeśli ma on tylko oznaczenie obwodu „gwiazdowego”, to aby pracować w sieci jednofazowej, będziesz musiał wprowadzić zmiany w konstrukcji silnika elektrycznego.

Przy podłączaniu asynchronicznego silnika elektrycznego do sieci jednofazowej 220/230 V należy zapewnić przesunięcie fazowe na uzwojeniach stojana w celu symulowania ruchu obrotowego pole magnetyczne(VMP), co powoduje obrót wału wirnika silnika, gdy jest on podłączony do „natywnej” trójfazowej sieci prądu przemiennego. Znana wielu osobom zaznajomionym z elektrotechniką, zdolność kondensatora do dawania prąd elektryczny ma „przewagę” π/2=90° w porównaniu do napięcia dobra obsługa, ponieważ wytwarza to niezbędny moment obrotowy, który zmusza wirnik do obrotu w już „nienatywnych” sieciach.

Ale kondensator musi być wybrany do tych celów i musi być wykonany z dużą precyzją. Dlatego czytelnicy naszego portalu mają do dyspozycji absolut bezpłatne korzystanie kalkulator do obliczania pojemności kondensatora roboczego i rozruchowego. Po kalkulatorze zostaną podane niezbędne wyjaśnienia dotyczące wszystkich jego punktów.

Kalkulator do obliczania pojemności kondensatorów roboczych i rozruchowych

Kolejno wprowadź lub wybierz dane źródłowe i kliknij przycisk „Oblicz pojemność kondensatorów roboczych i rozruchowych”. W większości przypadków wszystkie dane początkowe znajdują się na tabliczce znamionowej silnika („tabliczka znamionowa”)

Wybierz sposób podłączenia uzwojeń stojana silnika elektrycznego (wskazać na tabliczce). możliwe sposoby znajomości)

P - moc silnika elektrycznego

Wprowadź moc silnika w watach (może być podana na tabliczce w kilowatach). W poniższym przykładzie P=0,75 kW=750 W

U - napięcie sieciowe, V

Wybierz napięcie sieciowe. Dopuszczalne napięcia są podane na tabliczce. Musi pasować do metody połączenia.

Współczynnik mocy, cosϕ

Wprowadź wartość współczynnika mocy (cosϕ), co jest wskazane na tabliczce

Sprawność silnika elektrycznego, η

Wprowadź sprawność silnika podaną na tabliczce znamionowej. Jeśli jest ona podana w procentach, wówczas wartość należy podzielić przez 100. Jeżeli sprawność nie jest podana, przyjmuje się, że η = 0,75

Do obliczeń wykorzystano następujące zależności:

Sposób podłączenia uzwojenia i schemat połączeń kondensatorów roboczych i rozruchowych	Formuła
Połączenie w gwiazdę	Robocza pojemność kondensatora – Av
	Cр=2800*I/U; I=P/(√3*U*η*cosϕ); Cр=2800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ).
Połączenie trójkątne	Robocza pojemność kondensatora - Cp
	Cр=4800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ).
Początkowa pojemność kondensatora dla dowolnego sposobu podłączenia Cп=2,5*Cр
Objaśnienie symboli we wzorach: Cр – pojemność kondensatora roboczego w mikrofaradach (μF); Cp – pojemność kondensatora rozruchowego w mikrofaradach; I – prąd w amperach (A); U – napięcie sieciowe w woltach (V); η – Sprawność silnika, wyrażone jako procent podzielony przez 100; cosϕ – współczynnik mocy.

Dane uzyskane z kalkulatora można wykorzystać do doboru kondensatorów, ale jest mało prawdopodobne, aby znaleziono je o dokładnie takich samych wartościach znamionowych, jakie zostaną obliczone. Tylko w nielicznych wyjątkach mogą zaistnieć zbiegi okoliczności. Zasady wyboru są następujące:

• Jeśli dla żądanej serii kondensatorów istnieje „dokładne trafienie” w pojemności znamionowej, możesz wybrać właśnie ten.
• Jeśli nie ma „trafienia”, wybierz kontener, który ma niższą liczbę ocen. Powyższe nie jest zalecane, szczególnie w przypadku kondensatorów roboczych, gdyż może to prowadzić do niepotrzebnego wzrostu prądów roboczych i przegrzania uzwojeń, co może doprowadzić do zwarcia międzyzwojowego.
• Pod względem napięcia wybiera się kondensatory o wartości nominalnej co najmniej 1,5 razy większej niż napięcie w sieci, ponieważ w momencie rozruchu napięcie na zaciskach kondensatorów jest zawsze zwiększone. W przypadku napięcia jednofazowego 220 V napięcie robocze kondensatora musi wynosić co najmniej 360 V, ale doświadczeni elektrycy zawsze zalecają stosowanie napięcia 400 lub 450 V, ponieważ rezerwa, jak wiadomo, „nie wystarcza na kieszeń”.

Oto tabela z wartościami znamionowymi kondensatorów roboczych i rozruchowych. Jako przykład podano kondensatory serii CBB60 i CBB65. Są to kondensatory foliowe polipropylenowe, które najczęściej stosowane są w obwodach przyłączeniowych silników asynchronicznych. Seria CBB65 różni się od CBB60 tym, że są umieszczone w metalowej obudowie.

Jako kondensatory rozruchowe stosowane są niepolarne kondensatory elektrolityczne CD60. Nie są zalecane do stosowania jako pracownicy, ponieważ ich długi czas pracy skraca ich żywotność. W zasadzie zarówno CBB60, jak i CBB65 nadają się do rozruchu, ale mają większe wymiary niż CD60 przy takich samych wydajnościach. W tabeli podano przykłady tylko tych kondensatorów, które są zalecane do stosowania w obwodach przyłączeniowych silników elektrycznych.

	Kondensatory foliowe polipropylenowe CBB60 ( Rosyjski odpowiednik K78-17) i CBB65	Kondensatory elektrolityczne niepolarne CD60
Obraz
Znamionowe napięcie robocze, V	400; 450; 630 V	220-275; 300; 450 V
Pojemność, uF	1,5; 2,0;2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10; 12; 14; 15; 16; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 120; 150 µF	5,0; 10; 15; 20; 25; 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 1000; 1200; 1500 uF

Aby „uzyskać” wymaganą pojemność, można użyć dwóch lub więcej kondensatorów, ale przy różnych połączeniach uzyskana pojemność będzie inna. Po podłączeniu równoległym będzie się sumować, a po podłączeniu szeregowym pojemność będzie mniejsza niż którykolwiek z kondensatorów. Niemniej jednak czasami stosuje się takie połączenie w celu połączenia dwóch kondensatorów o niższym napięciu roboczym w celu uzyskania kondensatora, którego napięcie robocze będzie sumą dwóch podłączonych kondensatorów. Przykładowo, łącząc szeregowo dwa kondensatory 150 µF i 250 V, otrzymamy wynikową pojemność 75 µF i napięcie robocze 500 V.

Kalkulator do obliczania wynikowej pojemności dwóch kondensatorów połączonych szeregowo

Dzień dobry, drodzy czytelnicy bloga

W dziale „Akcesoria” rozważymy kondensatory jednofazowe. W przypadku silników trójfazowych po podłączeniu do zasilania powstaje wirujące pole magnetyczne, dzięki któremu silnik uruchamia się. W przeciwieństwie do silników trójfazowych, silniki jednofazowe mają w stojanie dwa uzwojenia: uzwojenie robocze i uzwojenie rozruchowe. Uzwojenie robocze jest podłączone bezpośrednio do zasilania jednofazowego, a uzwojenie początkowe jest połączone szeregowo z kondensatorem. Kondensator jest niezbędny do wytworzenia przesunięcia fazowego między prądami uzwojenia roboczego i początkowego. Największy moment obrotowy w silniku występuje, gdy przesunięcie fazowe prądów uzwojenia osiąga 90°, a ich amplitudy tworzą kołowe pole wirujące. Kondensator jest elementem obwodu elektrycznego i ma za zadanie wykorzystywać jego pojemność. Składa się z dwóch elektrod lub, dokładniej, płytek, które są oddzielone dielektrykiem. Kondensatory mają zdolność akumulacji energia elektryczna. W Międzynarodowym Układzie Jednostek SI za jednostkę pojemności przyjmuje się pojemność kondensatora, którego różnica potencjałów zwiększa się o jeden wolt pod wpływem ładunku jednego kulomba (C). Pojemność kondensatorów mierzy się w faradach (F). Pojemność jednego farada jest bardzo duża. W praktyce stosuje się mniejsze jednostki mikrofaradów (μF); jeden μF równa się 10 -6 F, pikofarady (pF) jeden pF równa się 10 -12 µF. W jednofazowym asynchronicznym silniki W zależności od mocy stosuje się kondensatory o pojemności od kilku do kilkuset mikrofaradów.

Podstawowe parametry i charakterystyki elektryczne

Do głównych parametrów elektrycznych należą: pojemność znamionowa kondensatora i znamionowe napięcie robocze. Oprócz tych parametrów istnieje również współczynnik temperaturowy pojemności (TKE), tangens strat (tgd), opór elektryczny izolacja.

Pojemność kondensatora. Zdolność kondensatora do gromadzenia i utrzymywania ładunku elektrycznego charakteryzuje się jego pojemnością. Pojemność (C) definiuje się jako stosunek ładunku zgromadzonego w kondensatorze (q) do różnicy potencjałów na jego elektrodach lub przyłożonego napięcia (U). Pojemność kondensatorów zależy od wielkości i kształtu elektrod, ich położenia względem siebie, a także materiału dielektrycznego oddzielającego elektrody. Im większa pojemność kondensatora, tym większy zgromadzony przez niego ładunek. Pojemność właściwa kondensatora wyraża stosunek jego pojemności do objętości. Nominalna pojemność kondensatora to pojemność, którą ma kondensator według dokumentacja regulacyjna. Rzeczywista pojemność każdego pojedynczego kondensatora różni się od nominalnej, ale musi mieścić się w dopuszczalnych odchyleniach. Wartości pojemności nominalnej i jej dopuszczalnego odchylenia w różne typy kondensatory stałe są w standardzie.

Napięcie znamionowe- jest to wartość napięcia wskazana na kondensatorze, przy której pracuje w danych warunkach długo a jednocześnie utrzymuje swoje parametry w dopuszczalnych granicach. Wartość napięcia znamionowego zależy od właściwości zastosowanych materiałów i konstrukcji kondensatorów. Podczas pracy napięcie robocze na kondensatorze nie powinno przekraczać napięcia znamionowego. W przypadku wielu typów kondensatorów dopuszczalne napięcie znamionowe maleje wraz ze wzrostem temperatury.

Współczynnik temperaturowy pojemności (TKE)– jest to parametr wyrażający zależność liniowa pojemność kondensatora w zależności od temperatury środowisko zewnętrzne. W praktyce TKE definiuje się jako względną zmianę pojemności przy zmianie temperatury o 1°C. Jeżeli zależność ta jest nieliniowa, wówczas TKE kondensatora charakteryzuje się względną zmianą pojemności podczas przejścia od temperatury normalnej (20 ± 5 ° C) do dopuszczalnej temperatury pracy. W przypadku kondensatorów stosowanych w silnikach jednofazowych parametr ten jest ważny i powinien być jak najmniejszy. Rzeczywiście, podczas pracy silnika jego temperatura wzrasta, a kondensator znajduje się bezpośrednio na silniku w skrzynce kondensatorów.

Styczna straty (tgD). Utrata energii zgromadzonej w kondensatorze wynika ze strat w dielektryku i jego płytkach. Kiedy prąd przemienny przepływa przez kondensator, wektory prądu i napięcia są przesunięte względem siebie o kąt (d). Kąt ten (d) nazywany jest kątem strat dielektrycznych. Jeśli nie ma strat, to d=0. Tangens strat to stosunek mocy czynnej (Pa) do mocy biernej (Pр) przy napięciu sinusoidalnym o określonej częstotliwości.

Rezystancja izolacji elektrycznej – opór elektryczny DC, definiuje się jako stosunek napięcia (U) przyłożonego do kondensatora do prądu upływu (I ut ) lub przewodność. Jakość zastosowanego dielektryka charakteryzuje rezystancję izolacji. W przypadku kondensatora o dużej pojemności rezystancja izolacji jest odwrotnie proporcjonalna do powierzchni jego płytki, czyli pojemności.

Ma bardzo silny wpływ na kondensatory silny wpływ wilgoć. Asynchroniczne silniki elektryczne stosowane w urządzeniach pompujących pompują wodę, przy czym istnieje duże prawdopodobieństwo przedostania się wilgoci do silnika i skrzynki skraplacza. Narażenie na wilgoć prowadzi do zmniejszenia rezystancji izolacji (wzrasta prawdopodobieństwo przebicia), wzrostu stycznej strat i korozji metalowych elementów kondensatora.

Ponadto podczas pracy silnika na kondensatory wpływają różne typy obciążenia mechaniczne: wibracje, wstrząsy, przyspieszenia itp. W rezultacie mogą pojawić się zerwane przewody, pęknięcia i spadek wytrzymałości elektrycznej.

Kondensatory robocze i rozruchowe

Jako kondensatory robocze i rozruchowe stosuje się kondensatory z dielektrykiem tlenkowym (wcześniej zwane elektrolitycznym). Kondensatory robocze i rozruchowe kondensatory do silników asynchronicznych są podłączone do sieci prądu przemiennego i muszą być niepolarne. Mają stosunkowo duże napięcie robocze 450 V dla kondensatorów tlenkowych, które jest dwukrotnie większe od napięcia przemysłowego. W praktyce stosuje się kondensatory o pojemności rzędu dziesiątek i setek mikrofaradów. Jak powiedzieliśmy powyżej, kondensator roboczy służy do wytwarzania wirującego pola magnetycznego. Pojemność rozruchowa wykorzystywana jest do wytworzenia pola magnetycznego niezbędnego do zwiększenia momentu rozruchowego silnika elektrycznego. Kondensator rozruchowy jest podłączony równolegle do kondensatora roboczego za pomocą przełącznika odśrodkowego. Kiedy jest pojemność początkowa Wirujące pole magnetyczne silnika asynchronicznego w momencie rozruchu zbliża się do koła, a strumień magnetyczny wzrasta. Zwiększa to moment rozruchowy i poprawia wydajność silnika. Gdy silnik asynchroniczny osiągnie prędkość wystarczającą do wyłączenia wyłącznika odśrodkowego, pojemność rozruchowa zostaje wyłączona i silnik pracuje tylko z kondensatorem roboczym. Schemat podłączenia kondensatorów roboczych i rozruchowych pokazano na (ryc. 1).

Obwód z kondensatorami roboczymi i rozruchowymi

Tabela pokazuje oddzielne charakterystyki pracy i rozruchu kondensatory do silników asynchronicznych.

Eksploatacja, konserwacja i naprawa

Podczas eksploatacji urządzeń pompujących z jednofazowym silnikiem asynchronicznym należy zwrócić szczególną uwagę na napięcie zasilania sieć elektryczna. Na wszelki wypadek podnapięcie sieci, jak wiadomo, moment rozruchowy i prędkość wirnika są zmniejszone z powodu zwiększonego poślizgu. Przy niskim napięciu wzrasta również obciążenie kondensatora roboczego i wydłuża się czas rozruchu silnika. W przypadku znacznychJeżeli napięcie zasilania spadnie o więcej niż 15%, istnieje duże prawdopodobieństwo, że silnik asynchroniczny nie uruchomi się. Bardzo często przy niskim napięciu kondensator roboczy ulega awarii z powodu zwiększonych prądów i przegrzania. Topi się i wypływa z niego elektrolit. Do naprawy niezbędny jest zakup i montaż nowego kondensatora o odpowiedniej pojemności. Często zdarza się, że wymaganego kondensatora nie ma pod ręką. W takim przypadku możesz wybrać wymaganą pojemność spośród dwóch, a nawet trzech i czterech kondensatory, łącząc je równolegle. Tutaj należy zwrócić uwagę na napięcie robocze, nie powinno ono być niższe niż napięcie na fabrycznym kondensatorze. Całkowita pojemność kondensatora(ów) powinna różnić się od wartości nominalnej nie więcej niż 5%. Jeśli zainstalujesz pojemnik o większej wartości, silnik uruchomi się i będzie pracował, ale zacznie się nagrzewać. Jeśli zmierzysz prąd znamionowy silnika za pomocą cęgów, prąd będzie zawyżony. Ponieważ całkowity opór elektryczny obwodu w uzwojeniach silnika składa się z czynnej rezystancji obwodu oraz reaktancji uzwojeń silnika i pojemności, to wraz ze wzrostem pojemności całkowity opór wzrasta. Przesunięcie fazowe prądów w uzwojeniach w wyniku wzrostu impedancji obwodu elektrycznego uzwojeń po uruchomieniu silnika znacznie się zmniejszy, pole magnetyczne z sinusoidalnego zamieni się w eliptyczne, a charakterystyka działania silnika asynchronicznego będzie uległy znacznemu pogorszeniu, wydajność spada, a straty ciepła rosną.

Czasami zdarza się, że uzwojenie rozruchowe silnika jednofazowego ulega awarii wraz z kondensatorem. W takiej sytuacji koszt naprawy gwałtownie wzrasta, ponieważ konieczna jest nie tylko wymiana kondensatora, ale także przewinięcie stojana. Jak wiadomo, przezwajanie stojana jest jedną z najdroższych operacji podczas naprawy silnika. Jest to bardzo rzadkie, ale zdarza się również, że przy niskim napięciu ulega awarii tylko uzwojenie rozruchowe, a kondensator pozostaje sprawny. Aby naprawić silnik, należy przewinąć stojan. Wszystkie te sytuacje z silnikiem występują przy niskim napięciu jednofazowej sieci zasilającej. Aby rozwiązać ten problem, w idealnym przypadku potrzebny jest stabilizator napięcia.

Dziękuję za uwagę

Asynchroniczny silnik trójfazowy można podłączyć bez większych uszkodzeń do konwencjonalnej jednofazowej sieci elektrycznej za pomocą kondensatorów. Za ich pomocą zapewnione jest uruchomienie i osiągnięcie pożądanych trybów pracy przy takim systemie zasilania. Istnieją kondensatory robocze i rozruchowe.

Różnice między nimi

Leżą one w ich przeznaczeniu, pojemności, sposobie podłączenia, a także warunkach pracy. Pierwsza różnica polega na tym, że pracownik (pierwszy) kondensator służy do przesunięcia faz. W rezultacie pomiędzy uzwojeniami pojawia się wirujące pole magnetyczne, które jest niezbędne do napędzania silnika nieobciążonego mechanicznie. Taki silnik elektryczny montowany jest na przykład w szlifierce.

Rozruch (sekundowy) zapewnia wzrost momentu rozruchowego silnika, który jest pod obciążeniem mechanicznym, dzięki czemu łatwiej do niego dociera żądany tryb. Zasoby jednego pracownika mogą nie wystarczyć, dlatego wirnik silnika po prostu nie zaczyna się obracać. Zastosowanie jest uzasadnione w połączeniu z obrabiarkami, mechanizmami podnoszącymi, pompami i podobnym ciężkim sprzętem. Można go również zastosować z mocniejszym silnikiem trójfazowym, jeśli nie ma wystarczającej siły roboczej, aby go niezawodnie uruchomić.

Pojemność obu kondensatorów również będzie inna. Jest wprost proporcjonalna do mocy silnika elektrycznego i odwrotnie do napięcia sieciowego. W zależności od schematu połączeń uzwojeń wprowadza się współczynnik korygujący. Wydajność początkowa może być dwukrotnie większa niż robocza.

Metody połączenia

W najczęstszym przypadku pierwszy kondensator jest podłączony do szczeliny w jednym z uzwojeń asynchronicznego silnika elektrycznego, który jest również często nazywany „pomocniczym”. Drugi jest podłączony bezpośrednio do sieci elektrycznej, a trzeci pozostaje nieużywany. Ten typ obwodu nazywany jest „gwiazdą”. Istnieje również połączenie trójkątne. Różni się sposobem połączenia i złożonością.

Drugi element pojemnościowy, w przeciwieństwie do działającego, jest połączony równolegle z nim za pomocą przycisku lub przełącznika odśrodkowego. W pierwszym przypadku sterowanie odbywa się przez osobę, w drugim - przez sam napęd. Oba te wyłączniki zamykają na krótko ten obwód po uruchomieniu silnika elektrycznego, a po osiągnięciu trybu pracy otwierają go.

Warunki pracy

Są one różne dla każdego kondensatora. Ponieważ pierwszy z nich jest na stałe połączony z uzwojeniem silnika, obwód ten stanowi elementarny obwód oscylacyjny. Z tego powodu w pewnych momentach na jego zaciskach powstaje napięcie przekraczające napięcie wejściowe dwa i pół do trzech razy. Tę okoliczność należy wziąć pod uwagę przy wyborze, należy skupić się na częściach zaprojektowanych na napięcie 500-600 woltów.

Kondensatory rozruchowe do silników elektrycznych - 220 V pracują w innych, mniej trudnych warunkach, w przeciwieństwie do warunków pracy. Napięcie przyłożone do tego elementu pojemnościowego przekracza napięcie główne około 1,15 razy. Okresowo podłączany jest do obwodów, co również pozytywnie wpływa na warunki jego pracy i znacznie wydłuża jego żywotność.

Najczęściej stosowane domowe kondensatory papierowe lub olejowe marki MBGO lub MBGCH. Ich zaletą jest odporność na wysokie napięcia prądu przemiennego. Ale jest też wada - duży rozmiar. Jako rozwiązanie alternatywne można zastosować kondensatory tlenkowe. Są one połączone nie bezpośrednio, ale poprzez diody, zgodnie z określonymi obwodami.

Konwencjonalne kondensatory elektrolityczne stosowane w różnych urządzeniach i przeznaczone na znaczne napięcia robocze, nadają się do silników asynchronicznych jedynie jako silniki rozruchowe. Wynika to z faktu, że duża moc bierna ze względu na niski opór uzwojeń. Podłączenie elementów pojemnościowych z naruszeniami lub odchyleniami od obwodu doprowadzi do uszkodzenia lub wrzenia elektrolitu, co może spowodować uszkodzenie silnika i personelu.

Można z tego wyciągnąć kilka wskazówek, jak odróżnić kondensator rozruchowy od działającego:

• Pierwszy z nich pełni rolę drugoplanową. Podłącza się go równolegle do pracownika podczas uruchamiania silnika - na kilka sekund, aby ułatwić rozruch.
• Drugi z nich jest podłączony na stałe, zapewniając niezbędne przesunięcie fazowe, dzięki czemu silnik trójfazowy może pracować w sieci jednofazowej.

Jeśli pomylisz kondensatory, pojawią się poważne problemy. Wydajność pracownika również nie powinna być zbyt duża, w przeciwnym razie silnik się nagrzeje, a wzrost mocy i momentu obrotowego nieznacznie wzrośnie.