Jaký kondenzátor je potřeba ke spuštění třífázového motoru?

Našel jsem dobrý 3fázový elektromotor a rozhodl jsem se z něj vyrobit silný smirek. Ukázalo se však, že není tak snadné jej připojit k domácí síti – bylo nutné vybrat a zavést do obvodu kondenzátor. V tomto příspěvku vám chci říci, jak správně vypočítat kondenzátor pro elektromotor 380 až 220 voltů a také jaké jsou vlastnosti 3fázového elektrického pohonu.

Vlastnosti 3fázového motoru – zařízení, připojení

Nejprve vysvětlím, jak funguje standardní 3fázový asynchronní elektromotor. Skládá se z následujících hlavních částí:

• Stator – pevná část. Navenek připomíná prázdný válec ze sázecích desek s vnitřními drážkami, na kterých je připevněno vinutí drátu. Navíc není souvislý, ale rozdělený do 3 nezávislých sektorů po 120 0 každý. Ke každému z nich je přiváděna samostatná fáze, která vlivem posunu tvoří rotující magnetické pole.
• Rotor – uzel rotující na hřídeli ve statoru. Skládá se také z deskových prvků spojených vnějším vinutím. Rotace je způsobena výskytem asynchronního magnetického pole s mírně nižší frekvencí než na statoru.

Motor se spustí díky přirozenému fázovému posunu mezi 3 vinutími. Pokud se však použije pouze jedna fáze, nic se nestane. Pro provoz ze sítě 220 V je nutný řetězec startovacích a provozních kondenzátorů, které by provedly potřebný posun pro nastavení točivého momentu. Podobného výsledku lze dosáhnout připojením 2 fází – ale v tomto každodenním případě máme pouze jednu.

Spojení bylo provedeno podle schématu “hvězda” nebo “trojúhelník”:

1. Dvě vinutí připojená na 220 V.
2. Třetí – připojený k jednomu z nich.
3. Zároveň mu byl do obvodu vodiče instalován pracovní kondenzátor.
4. Teoreticky paralelně s ním je do obvodu zaveden rozběhový kondenzátor, kterým protéká elektrický proud pouze při stisku tlačítka.

Ve fázi sestavování elektrického obvodu má mnoho začátečníků otázku, kolik kondenzátorů je ještě zapotřebí ke spuštění 3fázového motoru ze sítě 220 voltů – jednoho nebo dvou. Osobně jsem potřeboval pouze jednoho – pracovníka, protože spouštění smirku s motorem 0,5 kW se provádí bez námahy.

Faktem je, že další spouštěcí kondenzátor je nutný pouze k urychlení výkonného motoru se zátěží v době spuštění – dokud počet otáček nedosáhne 70-80% jmenovité hodnoty. Vzhledem k tomu, že spotřeba energie během této doby je překročena nejméně 2krát. Pokud se bez něj obejdete, motor se velmi zahřeje a fáze budou vychýleny.

Základy výběru kondenzátoru

Než přejdeme k základům výběru a výpočtu spouštěcího a provozního kondenzátoru pro třífázový elektromotor při provozu ze sítě 220 V, pro obecné pochopení probíhajících procesů vám řeknu, co jsou kapacitní paměťová zařízení obecně. Konstrukčně se jedná o 2 paralelní vodivé desky oddělené dielektrikem. Jsou rozděleny do 3 typů:

• Polární. Používají se pouze ve stejnosměrných obvodech, protože střídavým proudem je dielektrická vrstva zničena a způsobuje zkrat.
• nepolární. Všestranné použití.
• Elektrolytické. Film oxidů působí jako vodivé části. Vyznačuje se nejlepším výkonem pro nízkofrekvenční motory.

Přestože bylo možné použít speciální kalkulačku, pro výpočet pracovního kondenzátoru elektromotoru 380 V pro provoz v síti 220 V jsem použil následující vzorec:

Е_otroka – vypočtená hodnota skladovací kapacity vyjádřená v mikrofaradech.

К – korekční faktor pro “trojúhelník” je 4800 a pro “hvězdu” – 2800.

И_с – proud statoru uvedený na technickém štítku jednotky, lze ji měřit i speciálním přístrojem.

Н – napětí v síti, to znamená v tomto příkladu – 220 voltů.

Video příklad výběru kondenzátorů pro spuštění 3fázového motoru ze sítě 220 V:

Hodnota napětí startovacího kondenzátoru musí překročit síťové minimum o 1,5krát a kapacita – 2-3krát stejný indikátor pro pracovníka.

Doporučení! Pokud nevíte, jak správně vypočítat kapacitu kondenzátoru, nabízím jednoduchý empirický vztah, který jasně ukazuje, kolik mikrofaradů je potřeba na 1 kilowatt pro provoz třífázového motoru v síti 220 V. To je přibližně 6-8 uF na každých 100 kW.

Tipy pro výběr

K prodeji jsou často k dispozici 3 typy kondenzátorů:

1. Papír – MBGP, MBGO a KBP.
2. Elektrolytické.
3. Metalizované – SVV.

Instance 1. typu jsou zpravidla běžné a levné. Vyznačují se však velkými rozměry a nedostatečnou kapacitou. Modely 2. typu vyžadují zavedení odporových a diodových můstků do obvodu, což komplikuje konstrukci a snižuje spolehlivost. Konečně, SVV je nejlepší volbou, protože prakticky odstraňují nevýhody analogů.

Videorecenze připojení 3fázového motoru k jednofázové síti:

Nejdůležitější znaky

3-fázový elektromotor se skládá ze statoru a rotoru. Tři segmenty vinutí zajišťují přirozené otáčení hřídele – díky fázovému posunu. Pro jeho spuštění ze sítě 220 V budete potřebovat obvod z pracovního a startovacího kondenzátoru.

Pro správný výběr pracovního a spouštěcího kondenzátoru pro provoz třífázového elektromotoru ze sítě 220 V se používá speciální vzorec. V tomto případě by na každých 100 kW výkonu mělo připadnout 7 mikrofarad úložiště.

Napište do komentářů, co si myslíte – je nutné použít rozběhový kondenzátor pro připojení 3-fázového motoru o výkonu do 0,5 kW do sítě 220 voltů bez zátěže?

Asynchronní motory se aktivně používají v každodenním životě a ve výrobě. Při spuštění v některých případech nemusí mít dostatečný točivý moment. K vyřešení tohoto problému se používá spouštěcí obvod se speciálně vybraným kondenzátorem. Chcete-li jej správně vybrat a použít, musíte vědět, proč je v elektromotoru potřebný kondenzátor a jak správně určit jeho vlastnosti.

Co je startovací kondenzátor

Když je motor v provozu, jeho pohyb zajišťují vinutí. Když je však nutné zahájit rotaci v okamžiku spuštění, obvyklé úsilí motoru nestačí. Bez použití dalších finančních prostředků se začne jen mírně třást.

Obvykle je jedním z prvků motoru provozní kondenzátor. Akumuluje náboj, který je schopen překročit provozní napětí, a poté jej ve správný čas odevzdá. Zahájit jeho práci však nestačí. K tomu je potřeba paralelně zapojit další kondenzátor, který se nazývá startovací kondenzátor.

Spouští se na krátkou dobu, která nepřesáhne několik sekund. Někdy se to provádí krátkým stisknutím startovacího tlačítka a někdy se vypnutí provádí automaticky poté, co motor začne nabírat otáčky.

Použití spouštěcího kondenzátoru je zvláště důležité, když je třeba motor nastartovat pod zatížením. V tomto případě bude nutné během prvních sekund provozu zvýšit rozběhový moment.

V některých případech se motor nastartuje s mírným zatížením. V tomto případě nemusí být spouštěcí kondenzátor vyžadován. To platí pro motory, jejichž výkon nepřesahuje 1 kW. Odmítnutí jeho použití zjednoduší schéma a sníží náklady. Někdy může zatížení souviset s konstrukčními prvky. V takovém případě můžete přijmout opatření k jeho snížení, což v budoucnu usnadní spouštění motoru.

Co je to kondenzátor

Tato část obsahuje dvě kovové desky, mezi kterými je dielektrická vrstva. Když se na desky přivede napětí, vytvoří se na nich náboj. Elektrika je uvnitř kondenzátoru. Je tím silnější, čím větší je náboj na deskách.

Pokud odpojíte napětí od desek, kondenzátor se začne nabíjet. Při použití střídavého proudu se polarita napětí periodicky mění. V tomto případě budou mít desky střídavě kladný a poté záporný náboj.

Kapacita kondenzátoru je jeho nejdůležitější charakteristikou. Charakterizuje, jakou energii je schopen sám projít. Měří se ve faradech. Jelikož se bavíme o velmi velkém množství, většinou se používají předpony, které označují, jak malý díl je použit. Nejčastěji se používají mikrofarady (takové jednotky se rovnají 0,000001 farad).

Každý kondenzátor má jmenovité napětí. S ním je tato část schopna pracovat dlouho a spolehlivě. Musí být uvedena mezní hodnota doby provozu, která je vyjádřena počtem hodin.

Existují různé typy kondenzátorů:

• Polar jsou určeny pro použití ve stejnosměrných obvodech. Důležitou vlastností je nutnost připojení v souladu s polaritou uvedenou na nich. Obvykle jsou malých rozměrů a relativně velké kapacity.
• Nepolární lze připojit bez ohledu na polaritu. Používají se ve střídavých obvodech. Jsou větší než polární.
• Elektrolytické. Používají listy fólie jako desky a tenká vrstva oxidu je dielektrikum.

Pro použití jako spouštěcí kondenzátor jsou nejvhodnější elektrolytické. Často se používají při frekvenci střídavého proudu 50 Hz a napětí 220-600 voltů. Kondenzátory mohou mít poměrně vysokou kapacitu, mohou to být stovky tisíc mikrofaradů.

Tyto části jsou vysoce citlivé na účinky přehřátí. Pokud dojde k porušení tepelného režimu, rychle selžou. Nepolární kondenzátory tuto nevýhodu nemají, ale jsou několikanásobně dražší.

Při paralelním zapojení se kapacity sčítají. V případě, že by to nestačilo, lze pro zvýšení paralelně připojit další díl. V této situaci není nutné znovu sestavovat startovací obvod.

Používají se i jiné typy kondenzátorů. Může to být například vakuum, kapalina, plyn a další. Nepoužívají se však jako spouštěcí kondenzátory.

Někdy se kondenzátor, který je v návrhu, nevyrovná se spuštěním. V tomto případě se doporučuje jej odstranit a místo toho dát ten, který má velkou kapacitu. U motorů s nízkým výkonem je přípustné, aby jeden kondenzátor plnil funkce pracovního a spouštěcího.

Použití polárních kondenzátorů v podmínkách střídavého napětí je možné, když je spojení provedeno přes diodu. Nyní se polarita kontaktů nezmění. Pokud je však dioda vadná, součást selže.

Použití indukčních motorů

Třífázové a jednofázové asynchronní motory se aktivně používají v různých odvětvích hospodářství. Důvodů je několik:

• Jednoduchost designu.
• Spolehlivost a životnost při používání.
• Aby bylo možné nastartovat motor, není potřeba používat drahá a vzácná zařízení.
• Motor nevyžaduje příliš častou údržbu.

Podle vzhledu snadno rozeznáte třífázové motory od jednofázových. První mají vždy 6 svorek, zatímco druhé mají dvě nebo čtyři svorky.

U třífázových motorů jsou vinutí připojena dvěma způsoby: hvězdou nebo trojúhelníkem. Předpokládají použití napětí 380 voltů. V každodenním životě se však používá jen zřídka. Chcete-li takový motor používat, musíte vědět, jak jej správně připojit.

To se provádí pomocí kondenzátoru s fázovým posunem. To umožní použití třífázových motorů při připojení k jednofázové síti. V tomto případě bude výkon motoru roven 50% -60% jmenovitého.

Optimální provoz třífázového motoru je zajištěn při použití proměnné kapacity. K tomu se v první fázi používají pracovní a spouštěcí kondenzátory a ve druhé pouze první z nich.

V každodenním životě se často používají asynchronní jednofázové motory. Startování obvykle vyžaduje přídavné vinutí.

Při volbě kapacity kondenzátoru je třeba vzít v úvahu, jak na ní závisí hodnota rozběhového momentu. S nárůstem této charakteristiky se zvyšuje úsilí. Při určité hodnotě se stává maximální. Po dalším zvýšení se rozběhový moment sníží.

Jaké vlastnosti se berou v úvahu při výběru

Instalace kondenzátoru musí být provedena přísně podle příslušných předpisů. Jeho výběr se provádí na základě následujících informací:

• Typ motoru (jednofázový nebo třífázový) a způsob připojení vinutí (trojúhelník nebo hvězda).
• Použitá napájecí síť. V domácích podmínkách se můžete nejčastěji setkat s 220 V. Je použito i napájecí napětí 380 V za předpokladu, že síť je třífázová. Druhá možnost se často používá v průmyslovém prostředí.
• Výkon motoru.
• Účiník je ve většině případů 0,9.
• Účinnost elektromotoru.

Tyto údaje lze získat z návodu k obsluze elektromotoru. Data mřížky musí být dostupná z jiných zdrojů. Pro výpočty můžete použít online kalkulačku nebo provést výpočty sami.

Existují další parametry, které je také třeba vzít v úvahu:

• Přípustná odchylka od vypočtené hodnoty.
• Teplotní rozsah, ve kterém musí součást pracovat. U některých odrůd může překročení vést k rozbití.
• Úroveň odporu použitého dielektrika.
• Ztrátová tečna.

Tyto parametry nejsou kritické. Proto se na ně často zapomíná. Čím pečlivěji je však vybrán spouštěcí kondenzátor, tím spolehlivější a odolnější bude provoz motoru.

Kromě toho musíte věnovat pozornost velikosti a umístění součásti. Obvykle se s rostoucí kapacitou zvětšují rozměry dílu. Někdy může být na výběr mezi značkami různých výrobců. Musíte si vybrat ty, které vyrábějí lepší a spolehlivější díly.

Jak vybrat startovací kondenzátor

Aby to fungovalo co nejefektivněji, je potřeba zvolit správnou nádobu. K jeho výpočtu se používají různé vzorce v závislosti na způsobu připojení vinutí. Výpočty se provádějí následovně:

• Je nutné určit provozní proud a napětí motoru. Při provádění výpočtů se pro ně používají označení I a U. Hodnota proudu je převzata z návodu k obsluze motoru a jako U se bere ta, kterou poskytuje napájecí napětí.
• Kapacita je určena vzorcem C uXNUMXd (K x I) / U.

Pokud jsou vinutí zapojena do trojúhelníku, použije se K = 4800 a v případě zapojení do hvězdy by to mělo být K = 2800. Výsledkem výpočtu je kapacita vyjádřená v mikrofaradech.

Při výpočtu je třeba vzít v úvahu jmenovitý proud. Toto je maximální přípustný provozní proud za podmínek, kdy motor pracuje v normálním režimu. V praxi jeho hodnota závisí na stávající zátěži. Pokud ne, pak bude hodnota minimální.

Tato hodnota se nazývá proud naprázdno. Jde vlastně o kompenzaci ztrát spojených se ztrátami energie ve vinutích, dielektrikách, tření a dalších podobných příčinách.

Pokud postupně zvyšujete zátěž, proud se zvýší. Poté dosáhne nominální hodnoty. S následným zvýšením bude proud dále růst, ale rychlost začne klesat. Delší pobyt v tomto režimu povede ke zvýšenému opotřebení zařízení a možnému poškození.

Jmenovitý proud můžete určit nejen z návodu k obsluze, ale i sami změřit. V druhém případě bude jeho hodnota určena přesněji. Toto měření lze provést následovně:

• Vypněte kondenzátory.
• Nastartujte motor v provozním režimu.
• Pomocí proudových kleští se určí síla proudu.

Na základě získané hodnoty se určí požadovaná kapacita. Pak si pořiďte správný díl a nainstalujte jej. V tomto případě je povolena odchylka od vypočtené hodnoty nejvýše o 15 %.

Při připojení jednofázového motoru se kapacita pracovního kondenzátoru určí následovně. Na každých 100 wattů jmenovitého výkonu je nutné odebírat 7 mikrofarad. Pro počáteční kapacitu zvolte 2-3krát více. V domácích spotřebičích se často používají jednofázové asynchronní motory.

Pro tento účel se obvykle volí kondenzátory následujících konstrukcí:

• kovovo-papírové, vysokofrekvenční, které mají označení MBGCH;
• žáruvzdorný typ papíru související s odrůdou BGT;
• papír v zapečetěném kovovém pouzdře – KBG-MN.

Pokud je nutné zajistit, aby se motor otáčel v opačném směru, pak bude nutné změnit připojení ke kondenzátoru. K tomu bude stačit pouze prohodit terminály. Pokud mluvíme o výměně stávajícího dílu, pak je nejvhodnější zvolit jej se stejnými vlastnostmi jako dříve.

Provozní kondenzátor musí být nepolární kondenzátor určený pro použití se střídavým proudem. To je způsobeno skutečností, že v procesu práce se polarita neustále mění. Je však přípustné použít jako odpalovací zařízení polární. Aby nedošlo ke změně znaménka napětí, je nutné tuto část propojit přes diodu.

Kontrola instalace

Po výběru vhodného spouštěcího kondenzátoru je nutné jej zkontrolovat. Chcete-li to provést, musíte provést následující kroky:

• Nejprve musíte vypnout napájení z elektromotoru.
• Kondenzátor je nutné odpojit od napětí, protože by na něm mohl zůstat zbytkový náboj. Chcete-li to provést, musíte zkratovat jeho vinutí.
• Nyní musíte odstranit jednu ze svorek a připojit zařízení pro měření kapacity.
• Sondy jsou připojeny ke svorkám kondenzátoru. Poté měřicí zařízení ukáže přesnou hodnotu kapacity.

Při použití multimetru musíte nejprve nastavit hlavní vypínač do režimu měření kapacity.

Při provádění výpočtů můžete použít zjednodušenou verzi. Je známo, že startovací proud může překročit jmenovitý proud 3-8krát. Proto můžete jednoduše použít kapacitu 2-3krát větší, než je kapacita pracovního kondenzátoru. Pokud není dostatečná kapacita pro spuštění, stačí vzít vhodnější kondenzátor.

Rozdíl mezi startovacím a provozním kondenzátorem

Abyste lépe pochopili, proč je potřeba spouštěcí kondenzátor, jaké jsou vlastnosti jejich aplikace, musíte vědět o jejich rozdílech. Hlavní jsou následující:

• Mají různá místa instalace. Pracovník je součástí obvodu pracovních vinutí motoru. Startér je součástí obvodu spouštění motoru.
• Kondenzátory se liší v tom, kdy přesně by měly fungovat. Odpalovací zařízení je zařazeno do okruhu prvních pár sekund po startu. Poté se ručně nebo automaticky vypne. Pracovník vykonává své funkce po celou dobu chodu motoru.
• Každý z nich má své vlastní funkce. Startér zajišťuje fázový posun mezi vinutími, aby poskytl hlavní sílu během počátečního startu motoru. Pracovník zajišťuje rotaci fází nezbytných pro normální provoz elektromotoru.
• Každý typ kondenzátoru má jiné požadavky na provozní napětí. Odpalovací zařízení by mělo být navrženo pro takový, který převyšuje zásobu 2-3krát. Pracovník by měl být navržen pro pracovníka, který je 1,15krát větší než ten příchozí.

V obou případech se nejčastěji používají kondenzátory typu MBGO, MBGCH.

Jak hodnota zatížení ovlivňuje výběr kondenzátorů

Pokud je díl vybrán v souladu se zde uvedenými výpočty, bude dobře fungovat s rovnoměrným zatížením. Příkladem takové situace je provoz ventilátoru.

Pokud se zatížení změní, pak v tomto případě můžete použít následující trik. Můžete uvažovat například o kotoučové pile, pomocí které se řežou prkna a kulatiny. V prvním případě je zřejmé, že zatížení je menší a ve druhém – více.

Například, pokud byly provedeny výpočty pro jmenovitý proud a byla získána kapacita rovnající se 10 mikrofaradům, musí být takový pracovní kondenzátor použit při řezání desek. Pro práci s logy to s největší pravděpodobností stačit nebude. V tomto případě jsou při provádění práce dvě takové části zapojeny paralelně.

Pokud tak neučiníte, motor ztratí výkon. V důsledku toho se začne přehřívat a práce na něm bude vyžadovat přestávky, aby motor mohl vychladnout.

Nejběžnější modely v Rusku

Nejčastěji můžete najít v prodeji tyto značky:

• Kondenzátory značky SVV-60 s metalizovanou polypropylenovou verzí. Jsou poměrně drahé.
• Filmové značky HTC mají poměrně vysokou úroveň kvality, ale stojí o něco méně než SVV-60.
• E92 jsou cenově dostupné možnosti pro startovací kondenzátory. Mají relativně nízkou cenu, ale v kvalitě a spolehlivosti jsou nižší než předchozí dvě možnosti.

Existuje také řada dalších modelů, ale ty jsou méně obvyklé.

Tipy pro použití

Stanovení požadovaných vlastností a výběr modelu obvykle vyžaduje značné úsilí. V tomto ohledu má smysl vzít v úvahu několik tipů:

• Při práci s motory s vysokým výkonem nebo v případech, kdy musíte spustit otáčení hřídele se zátěží, je povinné používat spouštěcí kondenzátor.
• Motory menší než 1 kW lze obvykle provozovat bez použití rozběhového kondenzátoru. Takové motory se často používají v domácích spotřebičích.

Při zapojování startovacího okruhu musíte pečlivě dodržovat všechna nezbytná pravidla. Chyba může vést k poruše nebo nouzové situaci.

Závěr

Zapojení spouštění kondenzátoru je užitečné, když je motor pod zatížením a vyžaduje velkou sílu k jeho spuštění. Startovací kondenzátor je také užitečný při připojení třífázového motoru k jednofázové síti. Jeho kapacita se musí vypočítat na základě jmenovitého proudu a síťového napětí. Pokud hodnota nestačí, musíte vyměnit kondenzátor za ten, který má větší výkon.