Конденсатор для трехфазного двигателя

Советы электрика
Нет комментариев
704 просмотров

Конденсатор для трехфазного двигателяДоброго времени суток всем. Как именно подключить асинхронный трехфазный двигатель с рабочим напряжением 380 вольт в одну фазу на 220 вольт, очень хорошо расписано в этой статье. Мы же поговорим о том, как же все-таки подобрать рабочий и пусковой конденсаторы.

Для начала немного окунемся в теорию. Почему именно три фазы? Дело в том, что переменный ток изменяет свое направление 100 раз в секунду (при частоте 50 Гц в нашей электросети). И если сделать в двигателе только одну обмотку двигатель будет крутиться, но наблюдать это вы будете в виде гула и небольшого колебания вала влево-вправо (100 раз в секунду). Для того, чтобы создать круговое вращающееся поле и нашла широкое применение трехфазная сеть. В такой сети легче всего сделать круговое поле, но не всегда есть возможность найти три фазы. Однако в двигателе имеется три обмотки. Так же известно, что конденсатор это реактивная нагрузка, в которой ток и напряжение не совпадают по фазе, то есть конденсатор сдвигает ток на 90° с опережением напряжения, а индуктивность с отставанием. А теперь, если глубоко не вдаваться в теорию, просто соединим эти знания на простом, бытовом уровне. Если на одну обмотку двигателя мы подадим фазу, то вторая создается самим двигателем за счет индуктивности, а третью мы будем создавать за счет конденсатора. Остается разобрать более подробно этот процесс.

Формулы просты. Для треугольника и звезды расчет одинаковый, отличаются лишь коэффиценты 2800 (звезда) или 4800 (треугольник) умножить на ток и разделить на напряжение (как правило, 220 вольт). Ток обычно берется с шильдика двигателя. Вот тут и возникает главная проблема. На шильдике указан МАКСИМАЛЬНЫЙ ток двигателя для его полной нагрузки. И если двигатель работает на холостом ходу или слабонагруженный с конденсатором для полной нагрузки, он будет очень сильно греться.

Вот мы и подошли к практической части. Чем характеризуется трехфазная сеть? Правильно, наличием одинаковых напряжений всех трех фаз. Двигатель имеет одинаковое сопротивление по всем трем обмоткам. Если мы приложим одинаковое напряжение, то получим и одинаковые токи. Вот на этом принципе можно очень легко подобрать точное значение рабочего конденсатора именно для вашей нагрузки на двигатель.

Смотрим на рисунок.

Схема

1.Первый метод довольно прост, но требует наличия токоизмерительных клещей. Порядок работы такой. Запускаете двигатель, используя имеющиеся конденсаторы, отключаете и рабочие и пусковые конденсаторы, и делаете замер тока в любом из сетевых проводов (на рисунке помечены красными кружками. Получив значение тока, подставляете его в формулу и получаете значение рабочего конденсатора для той нагрузки, которую развивает ваш двигатель. Довольно грубый метод, но, тем не менее, простой и действенный.

Сзема 2

2.Второй метод чуть сложнее, но более точный. Здесь уже не нужно отключать рабочие конденсаторы. Потребуется один (а лучше два – так будет гораздо нагляднее) вольтметра. Вам всего лишь надо добиться, чтобы оба вольтметра показывали одинаковое напряжение увеличением или уменьшением емкости конденсаторов.

Доводить до совершенства не надо, достаточно того, чтобы уложиться в 15% разницы между двумя этими напряжениями.

Оба этих варианта подходят вам, если нагрузка будет постоянной, не изменяться во времени.

Ну и несколько частных случаев:

  • Если вы используете двигатели для фуганка, то таких сложных манипуляций делать не надо. Вам надо просто вычислить конденсатор по максимальному току, указанному на шильдике и взять 30-40% от этого значения.
  • Если двигатель используется в качестве циркулярки, я настоятельно рекомендую использовать две рабочих емкости. Минимальную взять так же 30-40% от максимальной и оставшиеся 60% включать, если вы будете использовать циркулярку на полную мощность.
  • Если будет использоваться для работы компрессора, то вам надо будет сделать два замера, первый в момент включения, когда компрессор запускается после того, как давление воздуха в баллоне упало и в момент выключения, когда баллон полностью нагружен. Если токи отличаются очень сильно или в режиме максимальной нагрузки двигатель работает довольно долго, то подбираете конденсаторы с таким расчетом, чтобы их емкость была на 10% ниже расчетной (по току, полученному во втором замере). Если же разница токов в двух замерах невелика, то вычисляете средний ток (из второго бОльшего значения вычитаете первое меньшее и делите на 2) и уже по этому результату делаете вычисления.

Для рабочих конденсаторов есть несколько обязательных условий.

  1. Напряжение в сети 220 вольт, но это действующее напряжение (среднее), а вот амплитудное (максимальное напряжение между высшими точками синусоиды) в √2 больше, то есть около 310 вольт. Следовательно, рабочие конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 350 вольт, чтобы не возникло пробоя между обкладками.
  2. Конденсатор должен быть неполярный (не имеющий выводов «+» и «-»). Полярные (электролитические) конденсаторы не способны долго работать в переменном напряжении, они сильно нагреваются и «взрываются» (сейчас это происходит без взрыва, с сильным выделением дыма и электролита).

Как подобрать пусковой конденсатор?

В теории и практике пусковой конденсатор должен быть в 3-5 раз больше емкости рабочих. По факту, вам лишь должно хватить конденсатора для запуска двигателя. Это может произойти как от рабочих конденсаторов (то есть двигатель раскручивается, даже если нет пусковых), так и от большого количества пусковых конденсаторов (когда нагрузка на валу сильная или такова конструкция двигателя). То есть пусковые могут быть в 10 раз больше рабочих или их вовсе может не быть.

В настоящее время продают специальные недорогие «пусковые» конденсаторы. Недорогие они только потому, что на самом деле являются электролитическими. Как я говорил выше, электролитические конденсаторы не способны длительное время работать на переменном напряжении. Но эти «пусковые» конденсаторы делают с усиленной изоляцией между обкладками и способностью работать чуть дольше, если используется переменное напряжение. Если у вас есть в закромах мощные электролитические конденсаторы (обычные) с подходящим напряжением, можно немного обмануть судьбу и купить мощный диод, через который конденсатор и подключить. В этом случае вам потребуется чуть больше конденсаторов, но результат будет одинаковый – двигатель запустится.

Остался последний вопрос. Как быть, когда схема соединения обмоток двигателя выполнена «звездой» и в наличии лишь три вывода обмотки, а не шесть. Тут возможны только два варианта:

  1. Оставить как есть. Подобрать конденсаторы. Но учитывать такую особенность, что при включении такого двигателя в сеть 220 вольт конденсаторным способом вы теряете около 70% мощности двигателя.
  2. Преодолеть робость и страх, разобрать двигатель, найти точку соединения трех обмоток, разъединить ее, вывести три «потерявшихся» провода наружу и сделать схему соединения «треугольник», перечитать статью и наслаждаться отличной работой вашего двигателя.

На этом все. Желаю вам творческих успехов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх