Для того чтобы понять, как на практике может быть реализована идея подключения трехфазного двигателя к однофазной сети, проведем эксперимент с двигателем AOL 22-4 мощностью 400 (Вт). Основная задача, которую необходимо решить, — запуск двигателя от однофазной сети с напряжением 220 В.
Зачем ставят конденсатор на электродвигатель
Его конструкция проста и надежна — внутри него находятся две параллельные пластины, между которыми находится диэлектрик, необходимый для защиты от поляризации в виде заряда, создаваемого проводниками. Но разные типы конденсаторов для электродвигателей отличаются друг от друга, поэтому при покупке легко ошибиться.
Давайте рассмотрим их по отдельности:
Полярные варианты не подходят для подключения к переменному напряжению, так как возрастает риск исчезновения диэлектрика, что неизбежно приведет к перегреву и аварийной ситуации — возникновению пожара или короткого замыкания.
Неполярные конструкции характеризуются качественным взаимодействием со всеми напряжениями, что обусловлено гибкостью системы — она может успешно сочетаться с более высокими амперами и различными типами диэлектриков.
Электролит, часто называемый оксидным типом, считается лучшим для использования с низкочастотными двигателями, поскольку его максимальная емкость может достигать 100 000 ICF. Это возможно благодаря тонкому оксидному слою, который служит электродом.
Теперь ознакомьтесь с фотографиями конденсаторов для электродвигателей, чтобы вы могли отличить их по внешнему виду. Эта информация пригодится при покупке и поможет вам приобрести нужный, поскольку все они похожи друг на друга. Однако не помешает также заручиться помощью продавца — стоит воспользоваться его знаниями, если у вас нет собственных.
Если необходим конденсатор для работы с трехфазным электродвигателем
Необходимо правильно рассчитать емкость конденсатора электродвигателя, для чего можно воспользоваться сложной формулой или упрощенным методом. Для этого определяется мощность электродвигателя, которая требует примерно 7-8 мкФ емкости конденсатора на 100 ватт.
Однако при расчете необходимо учитывать величину напряжения, подаваемого на участок обмотки статора. Оно не должно превышать номинального значения.
Если запуск двигателя возможен только при максимальной нагрузке, необходимо добавить пусковой конденсатор. Он недолговечен, так как используется в течение примерно 3 секунд, прежде чем скорость вращения ротора достигнет максимального значения.
Помните, что вам нужна в 1,5 раза большая мощность и примерно в 2,5-3 раза большая емкость конденсатора.
Что такое пусковой конденсатор
Когда двигатель работает, он приводится в движение обмотками. Однако если двигатель должен вращаться при запуске, обычных сил двигателя будет недостаточно. Без дополнительных вспомогательных средств он начнет лишь слегка колебаться.
Одним из компонентов двигателя обычно является ходовой конденсатор. Он накапливает заряд, который может превышать рабочее напряжение, а затем отдает его в нужное время. Однако этого недостаточно для запуска двигателя. Для этого необходимо параллельно подключить еще один конденсатор, так называемый пусковой конденсатор.
Он запускается на короткий промежуток времени, не превышающий нескольких секунд. Иногда это делается кратковременным нажатием кнопки стартера, иногда он выключается автоматически после запуска двигателя.
Использование пускового конденсатора особенно важно, если двигатель должен запускаться под нагрузкой. В этом случае в течение первых нескольких секунд работы следует увеличить пусковой момент.
В некоторых случаях двигатель запускается с небольшой нагрузкой. В этом случае пусковой конденсатор может не понадобиться. Это относится к двигателям мощностью менее 1 кВт. Отказ от использования конденсатора упрощает схему и снижает затраты. Иногда нагрузка может быть связана с конструкцией. В этом случае можно принять меры по ее снижению, что облегчит последующий запуск двигателя.
Что такое конденсатор
Конденсатор содержит две металлические пластины с диэлектрическим слоем между ними. Когда к пластинам прикладывается напряжение, на них создается заряд. Электрический заряд находится внутри конденсатора. Он тем сильнее, чем больше заряд на пластинах.
Когда напряжение снимается с пластин, конденсатор начинает высвобождать заряд. При использовании переменного тока полярность напряжения периодически меняется. Пластины попеременно несут то положительный, то отрицательный заряд.
Емкость конденсатора является его самым важным свойством. Она показывает, сколько энергии может пройти через конденсатор.
Для каждого конденсатора существует номинальное напряжение. При этом напряжении компонент способен надежно работать в течение длительного времени. Время работы, выраженное в количестве часов, всегда указывается.
Существуют различные типы конденсаторов:
- Полярные рассчитаны на использование в цепях постоянного тока. Важной особенностью является необходимость подключения в соответствии с указанной на них полярностью. Они обычно имеют небольшие размеры и относительно большую ёмкость.
- Неполярные могут подключаться независимо от полярности. Их используют в цепях переменного тока. У них размеры больше, чем у полярных.
- Электролитические. В них в качестве пластин используются листы фольги, а диэлектриком является тонкий слой окисла.
Электролитические конденсаторы лучше всего подходят для использования в качестве пусковых конденсаторов. Они часто используются с переменным током частотой 50 Гц и напряжением 220-600 вольт. Конденсаторы могут иметь довольно высокую емкость, достигающую сотен тысяч микрофарад.
Эти компоненты очень восприимчивы к воздействию перегрева. Они быстро выходят из строя, если не поддерживается тепловой режим. Неполярные конденсаторы лишены этого недостатка, но стоят во много раз дороже.
При параллельном подключении конденсаторы суммируются. Если их недостаточно, для увеличения емкости можно подключить параллельно еще одну секцию. В этом случае цепь стартера не нужно собирать заново.
Используются и другие типы конденсаторов. Это могут быть, например, вакуумные конденсаторы, жидкостные конденсаторы, газовые конденсаторы и другие. Однако они не используются в качестве пусковых конденсаторов.
Иногда предусмотренный конструкцией конденсатор не справляется с процессом запуска. В этом случае рекомендуется удалить его и заменить конденсатором большей емкости. Для маломощных двигателей допустимо использовать конденсатор, выполняющий одновременно функции ходового и пускового конденсатора.
Использование конденсаторов с полярностью в приложениях переменного тока возможно, если соединение осуществляется через диод. Теперь полярность контактов не меняется. Однако, если диод неисправен, компонент выходит из строя.
Способы присоединения
В большинстве случаев первый конденсатор подключается к зазору в одной из обмоток асинхронного двигателя, его часто называют «вспомогательным конденсатором». Второй подключается непосредственно к сети, а третий остается неиспользуемым. Такой тип схемы называется «звезда». Существует также схема «треугольник». Она отличается как по способу подключения, так и по сложности.
В отличие от управляющего элемента, второй емкостной элемент подключается параллельно ему через кнопку или центробежный выключатель. В первом случае им управляет человек-оператор, а во втором — сам привод. Оба выключателя замыкают цепь на короткое время при запуске электродвигателя и снова размыкают ее, когда двигатель достигает рабочего состояния.
Устройство и предназначение конденсаторов
Этот элемент электрической цепи состоит из двух пластин (крышек). Пластины расположены таким образом, что между ними имеется зазор. Когда конденсатор в цепи активируется, на пластинах накапливаются заряды. Из-за зазора между пластинами устройство имеет низкую проводимость.
Примечания: Этот зазор может быть воздушным или заполненным диэлектрическим материалом. В качестве изоляционного материала используется бумага, электролит или оксидные пленки.
Подключение электромотора своими руками
Как выбрать конденсатор для однофазного двигателя, уже понятно. Выбор конденсаторов для трехфазного двигателя рассмотрен. Теперь как практически собрать схему для запуска двигателя и что для этого необходимо?
Схема состоит из следующих компонентов:
- двигатель (до 3 квт);
- конденсаторы: пусковой и рабочий, которые отличаются по ёмкости;
- пусковая кнопка ПНВС на 220 В.
Зачем нужна кнопка запуска? Для кратковременного подключения двухполюсного электролита и запуска двигателя. Схема собирается, как показано на рисунке ниже. Все соединения должны быть выполнены под винтовые клеммы. Оголенные концы проводов должны быть изолированы.
Практическая схема цепи
Пусковые и беговые конденсаторы могут быть использованы для запуска любой цепи. Емкость двухполярных конденсаторов должна быть достаточной для запуска вращения и обеспечения стабильной работы под нагрузкой. Предпочтительно использовать новые компоненты.
Конструкция и назначение пускового конденсатора
Конденсатор — это устройство, способное накапливать электрический заряд: Он состоит из двух проводящих пластиков, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга и разделенных диэлектриком. Все конденсаторы обладают различными свойствами:
- 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 выполняет несколько функций: Он увеличивает магнитный поток и пусковой момент, тем самым улучшая работу электродвигателя. Если этот компонент не включен в систему, срок службы электродвигателя значительно сокращается, а различные неисправности возникают гораздо раньше.
Схема подключения электродвигателя с пусковым конденсатором
Пусковой конденсатор для электродвигателя выполняет важную защитную функцию и поэтому является обязательным элементом силовой цепи. При настройке цепи питания необходимо учитывать несколько важных 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 параллельно, при этом пусковой конденсатор работает только в течение нескольких секунд до выхода двигателя на рабочий режим, а рабочий конденсатор работает в течение всего времени работы двигателя.
