Схема подключения электродвигателя на 220в через конденсатор: рассчитываем необходимую емкость
Автор Aluarius На чтение 6 мин. Просмотров 14.2k. Опубликовано
Содержание
- 1 Схемы подключения
- 2 Как рассчитать емкость
Подключение электродвигателя к однофазной сети – это ситуация, которая встречается достаточно часто. Особенно такое подключение требуется на загородных участках, когда трехфазные электродвигатели используются под какие-то приспособления. К примеру, для изготовления наждака или самодельного сверлильного аппарата. Кстати, мотор стиральной машины через конденсатор производится. Но как это сделать правильно? Необходима схема подключения электродвигателя на 220В через конденсатор. Давайте разбираться в ней.
Начнем с того, что существует две стандартные схемы подключения электродвигателя к трехфазной сети: звезда и треугольник.
Оба вида подключения создают условия, при которых в обмотках статора двигателя попеременно проходит ток. Он создает внутри вращающееся магнитное поле, которое действует на ротор, заставляя его вращаться. Если подключается трехфазный электродвигатель в однофазную сеть, то вот этот вращающийся момент не создается. Что делать? Вариантов несколько, но чаще всего электрики устанавливают в схему конденсатор.
Что при этом получается?
- Скорость вращения не изменяется.
- Мощность сильно падает. Конечно, говорить о конкретных цифрах здесь не приходиться, потому что падение мощности будет зависеть от разных факторов. К примеру, от условий эксплуатации самого двигателя, от схемы подключения, от конденсаторов, а, точнее, от их емкости. Но в любом случае потери будут составлять от 30 до 50 процентов.
Необходимо отметить, что не все электродвигатели могут работать от однофазной сети. Лучше всего работают асинхронные виды. У них даже на бирках указаны, что можно проводить подключение и на трехфазную сеть, и на однофазную.
Внимание! Конденсаторный двигатель в однофазную сеть лучше подключать через схему треугольник. Это обусловлено тем, что при таком виде подключения уменьшаются потери мощности агрегата.
Обратите внимание в рисунке на нижнюю бирку (Б). Она говорит о том, что двигатель можно подключить только через звезду. С этим придется смириться и получить аппарат с низкой мощностью. Если есть желание изменить ситуацию, то придется разобрать двигатель и вывести еще три конца обмоток, после чего провести подключение по треугольнику.
И еще один очень важный момент. Если вы устанавливаете в однофазную сеть электродвигатель с напряжением 127/220 вольт, то понятно, что к сети напряжением 220В можно подключиться через звезду. Потери мощности гарантированы. Но сделать в данном случае ничего нельзя.
Схемы подключения
Давайте рассмотрим обе схемы подключения. Начнем с треугольника. В любой схеме очень важно правильно подключить именно конденсатор. В данном случае провода распределяются таким образом:
- Два контакта подсоединяются к сети.
- Один через конденсатор к обмотке.
Но тут есть один момент, если электродвигатель не нагружать, то его ротор без проблем начнем вращаться. Если пуск будет производиться под определенной нагрузкой, то вал или не будет вращаться вообще, или с очень низкой скоростью. Чтобы решить эту проблему, в схему необходимо установить еще один конденсатор – пусковой. На нем лежит всего лишь одна задача – запустить мотор, отключиться и разрядиться. По сути, пусковой работает всего 2-3 секунды.
В схеме звезда подключение конденсатора производится на выходные концы обмоток. Две из них соединяются с сетью 220В, а свободный конец и один из подключенных к сети замыкают конденсатор.
Как рассчитать емкость
Емкость конденсатора, который устанавливается в схему подключения трехфазного электродвигателя, подсоединяемого к сети напряжением в 220В, зависит от самой схемы. Для этого существуют специальные формулы.
Соединение звездой:
Cр = 2800•I/U, где Ср – это емкость, I – сила тока, U – напряжение. Если производится подсоединение треугольником, то используется та же формула, только коэффициент 2800 меняется на 4800.
Хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что сила тока (I) на бирке мотора не указывается, поэтому ее надо будет рассчитать по вот этой формуле:
I = P/(1.73•U•n•cosф), где Р- это мощность электрического двигателя, n – КПД агрегата, cosф – коэффициент мощности, 1,73 – это поправочный коэффициент, он характеризует соотношение между двумя видами токов: фазным и линейным.
Так как чаще всего подключение трехфазного двигателя к однофазной сети 220В производится по треугольнику, то емкость конденсатора (рабочего) можно подсчитать по более простой формуле:
C = 70•Pн, здесь Рн – это номинальная мощность агрегата, измеряемая в киловаттах и обозначаемая на бирке прибора.
Если разобраться в этой формуле, то можно понять, что существует достаточно простое соотношение: 7 мкФ на 100 Вт. К примеру, если устанавливается мотор мощностью 1 кВт, то для него необходим конденсатор на 70 мкФ.
Как определить, точно ли подобран конденсатор? Это можно проверить только в рабочем режиме.
- Если в процессе эксплуатации мотор перегревается, то, значит, емкость прибора больше требуемой.
- Низкая мощность двигателя, значит, емкость занижена.
Даже расчет может привести к неправильному выбору, ведь условия эксплуатации мотора будут влиять на его работу. Поэтому рекомендуется начинать подбор с низких величин, и при необходимости наращивать показатели до необходимых (номинальных).
Что касается пусковой емкости, то здесь в первую очередь учитывается, какой пусковой момент необходим для запуска электродвигателя. Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что пусковая емкость и емкость пускового конденсатора – это не одно и то же. Первая величина – это сумма емкостей рабочего и пускового конденсаторов.
Внимание! Емкость пускового конденсатора должна быть раза в три больше емкости рабочего. При этом специалисты советуют вместо одного большого прибора использовать несколько с малой емкостью. К тому же пусковые работают непродолжительное время, поэтому на их место можно устанавливать дешевые модели.
В качестве рабочих можно использовать бумажные, металлизированные или пленочные аналоги. При этом необходимо учитывать тот факт, что допустимое напряжение должно быть в полтора раза быть больше номинального. Как видите, подобрать точно конденсатор под электродвигатель достаточно непростым. Даже расчет является процессом неточным.
Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети (видео, схема)
После своего изобретения трехфазные двигатели успешно используются до сих пор без каких-либо существенных изменений. Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети было лишь делом времени, так как они намного проще в эксплуатации и обслуживании, чем их коллекторные собратья.
А ведь в домашних условиях используется именно однофазная сеть, а хороший двигатель нужен не только на производстве. Какие электрические машины можно использовать дома или на даче, и как правильно их запустить в работу от обычных 220 В?
Одна фаза вместо трех
Самый распространенный вариант – трехфазный асинхронный двигатель. В пазах неподвижного статора уложены три обмотки со сдвигом 120 электрических градусов. Для пуска необходимо через них пропустить трехфазный ток, который, проходя по каждой обмотке в разное время, создает вращающий момент, раскручивающий ротор. При подключении однофазной сети такого не происходит. Поэтому здесь необходимы дополнительные элементы, такие как фазосдвигающий конденсатор. Это самый простой способ.
На скорость вращения ротора это не повлияет, а вот мощность такой электрической машины упадет. В зависимости от нагрузки на валу, емкости конденсатора, схемы подключения, потери составляют 30–50 %.
Стоит сразу отметить, что аппараты не всех марок работают по однофазной схеме.
Но все-таки большинство позволяет проводить с собой подобные манипуляции. Всегда стоит обращать внимание на прикрепленные таблички. Там есть все характеристики, глядя на которые можно увидеть, какая это модель и где она будет работать.
Из первой картинки (А) можно сделать вывод, что данный двигатель рассчитан на два напряжения – 220 и 380 В. Включение обмоток – треугольник и звезда. От обычной домашней сети его запустить можно (есть соответствующее напряжение), и желательно треугольником.
Вторая (Б) показывает: электрическая машина рассчитана на 380 В, включение звездой. Теоретически, на меньшее напряжение переключиться возможно, но для этого нужно разбирать корпус, искать соединение обмоток и переключать их на треугольник. Можно, конечно, ничего не переключать просто поставив конденсатор. Однако потери мощности будут колоссальными.
Если на табличке написано: Δ/Ỵ 127/220, то к сети 220 В такой аппарат можно включать только звездой, иначе он сгорит!
Подключение фазосдвигающего конденсатора
Оптимальный вариант подключения трехфазной машины в работу от 220 вольт, это треугольником.
Так потери составят около 30%. Два конца в борне идут непосредственно к сети, а между третьим концом и любым из этих двух включают конденсатор.
Такой пуск возможен если нет никакой серьезной нагрузки: например, при подключении вентилятора. Если будет нагрузка, то ротор либо не будет крутиться вообще, либо запуск будет происходить очень долго. В этом случае стоит добавить пусковой конденсатор.
При этом будет хорошо использовать выключатель, у которого один контакт замыкался бы и фиксировался, пока его не отключишь, а другой отключался, когда его отпускают. Так можно на непродолжительное время подсоединять в работу пусковой конденсатор. Направление вращения изменяется переключением конденсатора в схеме на другую фазу.
На практике это может выглядеть так:
Схема для пуска в работу трехфазного двигателя к однофазной цепи звездой тоже несложная.
Потери будут больше, но иногда другого выхода просто нет.
Расчет конденсатора
Вполне естественный вопрос о том, конденсатор с какими параметрами нужно использовать для запуска и работы такого аппарата. Все зависит от того, звездой или треугольником соединены обмотки на трехфазной машине.
- Для звезды существует такой расчет: Cр = 2800•I/U.
- Треугольник:Cр = 4800•I/U.
Cр– емкость рабочего конденсатора в микрофарадах, I – ток в амперах, U – напряжение сети в вольтах.
- Ток можно посчитать таким образом: I = P/(1.73•U•n•cos ф).
Р – это мощность асинхронного аппарата, написанная на его бирке,n – его КПД. Он указан там же, рядом написан и cos ф.
Есть и упрощенный вариант расчета. Он выглядит таким образом: C = 70•Pн, где Pн – это номинальная мощность, кВт (на бирке). Из этой формулы можно сделать вывод, что на каждые 100 Вт должно быть около 7 мкФ емкости.
При завышенной емкости конденсатора обмотки будут сильно греться, при заниженной ротор будет тяжело раскручиваться.
Поэтому идеальным вариантом является, когда после всех расчетов делается своеобразная «подгонка»: замеряется ток при помощи клещей и добавляются или убираются дополнительные конденсаторы.
Если нужен пусковой конденсатор, то необходимо подобрать его так, чтобы общая емкость (Ср+Сп) в 2–3 раза превышала рабочую(Ср).
Постепенный разгон
Как можно осуществить плавный пуск асинхронного двигателя в однофазной сети? Стоит сразу оговориться, что для домашнего использования это обойдется дорого. Сама схема очень сложна и пробовать собрать ее самостоятельно не имеет смысла. Существуют специальные устройства плавного пуска, которые успешно используются для этой цели. Суть их заключается в том, что первые секунды включения напряжение питания подается заниженным, вследствие чего занижен пусковой момент.
Но так как частота вращения роторатаких аппаратов зависит от частоты питающего напряжения, а не от его величины, то такой вариант подходит только тогда, когда нет значительной нагрузки на валу: насосы, вентиляторы.
Если есть нагрузка, тогда лучше всего использовать частотный преобразователь. Он также обеспечит плавный запуск, а также много других замечательных возможностей. Правда, стоит он дороже. Из этого следует вывод: такие устройства больше подходят для использования на производстве, пусть даже небольшом. Для дома это дорого.
Как видно, этот частотник можно питать как трехфазным напряжением, так и одной фазой.
Одна фаза
Для того чтобы выполнить подключение однофазного асинхронного двигателя, достаточно двух кнопок: одна с фиксатором, другая без него. Стандартная схема: две обмотки, включенные последовательно (хотя, в зависимости от модели, могут быть варианты). Та, у которой большее сопротивление – пусковая, другая – рабочая.
Каждая модель электрической машины имеет свои характеристики, а значит, и варианты подключения могут различаться. У некоторых для запуска используется два конденсатора, у других – один.
Следовательно, начинать необходимо с выяснения модели и ее технических характеристик.
Как видно, запуск короткозамкнутых электрических машин возможен по-разному. Подключение возможно как в домашних условиях, так и на производстве, что сделало их такими популярными. И, по большому счету, более чем за сто лет не было придумано ничего лучше.
Схема подключения однофазного двигателяи примеры — Wira Electrical
Схема подключения однофазного двигателя очень поможет нам при работе с электродвигателями для большинства бытовых приборов.
В настоящее время каждый дом и бытовая техника используют для работы однофазное электричество. Это также верно для почти каждого электродвигателя, который мы используем, например: двигатель водяного насоса, фен и электрический вентилятор. Вот почему действительно стоит изучить схему однофазного двигателя, если мы хотим проводить техническое обслуживание и ремонт.
Мы изучим схему каждого типа однофазного двигателя, потому что однофазные двигатели могут иметь разные схемы, соединения и назначение. Вот почему изучение каждого типа, который мы можем найти, является хорошей идеей.
Однофазный асинхронный двигатель — это двигатель переменного тока, работающий от однофазного питания. Этот двигатель широко используется в бытовой технике.
Источник: Википедия.
Ротор — это динамическая часть асинхронного двигателя, которая вращается внутри двигателя.
Статор — это статическая часть асинхронного двигателя, создающая вращающееся магнитное поле для ротора.
В отличие от двигателя постоянного тока, однофазное электричество к статору будет иметь трудности при вращении ротора двигателя переменного тока из-за недостаточного вращающегося магнитного поля. Двигатель переменного тока хорошо известен своим более высоким током при запуске двигателя.
Будут представлены различные схемы однофазных двигателей, а также их модификации для обеспечения правильной работы. Несмотря на то, что все они разные, некоторые из них имеют одни и те же элементы: конденсатор и центробежный переключатель.
Конденсатор будет подключен к вспомогательной обмотке для создания вращающегося магнитного поля со сдвинутой фазой. Некоторые однофазные двигатели немедленно обесточивают конденсатор и вспомогательную обмотку, когда скорость достигает определенной точки, некоторые из них все еще включают ее.
Вам лучше изучить их ниже, как подключить однофазный двигатель и как подключить однофазный двигатель.
Проводка однофазного асинхронного двигателяПри изучении и наблюдении за проводкой однофазного двигателя мы начнем с проводки однофазного асинхронного двигателя. Как указывалось выше, однофазный двигатель испытывает трудности с созданием вращающегося магнитного поля для запуска вращения ротора.
Вот почему вспомогательная обмотка используется для создания дополнительного магнитного поля. Конечно, добавление еще одной обмотки ничему не поможет при вращении ротора. Конденсатор используется для сдвига фазы, поэтому мы можем получить два вращающихся магнитных поля с разными фазами.
Ниже приведена схема центробежного выключателя однофазного двигателя.
Центробежный выключатель используется для соединения вспомогательной обмотки с конденсатором и источником питания. Как только скорость достигает определенного значения, переключатель отключает конденсатор и вспомогательную обмотку от источника питания.
С этого момента питание подается только на основную обмотку, чтобы двигатель работал в установившемся режиме.
Исходя из этого поведения, мы можем назвать это переключателем конденсатора однофазного электродвигателя или запуском конденсатора асинхронного двигателя , потому что мы используем конденсатор для переключения между пуском и работой.
Схема подключения двигателя постоянного конденсатора с расщепленной фазой Как следует из названия, эта схема однофазного двигателя будет работать с расщепленной фазой, генерируемой конденсатором. Емкость конденсатора и реактивное сопротивление обмотки в некоторой степени сдвигают фазу.
Ниже приведена схема подключения однофазного двигателя с постоянным конденсатором.
Этот постоянный конденсаторный двигатель с расщепленной фазой также известен как конденсаторный двигатель с одним номиналом . Этому также не нужен центробежный переключатель или какой-либо другой переключатель для отключения питания от вспомогательной обмотки. О центробежных выключателях других типов мы поговорим позже.
Этот двигатель состоит из:
- Клетка ротора,
- Обмотка статора,
- Вспомогательная обмотка и конденсатор
- А для пуска двигателя.
Ниже показано, как подключить двигатель с расщепленной фазой.
Конденсатор Пуск Конденсатор Схема подключения двигателяТеперь мы узнаем о схеме подключения однофазного двигателя 2 конденсатора или Пуск конденсатора двигателя .
Двигатель с конденсаторным пуском, работающий от конденсатора, также известен как двигатель с двумя конденсаторами .
«Двойное значение» происходит от установки двух конденсаторов для двух разных целей: запуска и работы.
В дополнение к двум конденсаторам в этом двигателе также используется центробежный переключатель для управления процессом пуска и работы.
Пусковой конденсатор подключается к вспомогательной обмотке, когда двигатель находится в пусковой фазе.
После того, как двигатель достигнет определенной скорости, центробежный переключатель отключит вспомогательную обмотку от пускового конденсатора.
Этот двигатель имеет две обмотки: основную обмотку и вспомогательную обмотку, как и другие типы. Вспомогательная обмотка поможет при запуске двигателя, а основная обмотка будет питаться постоянно.
Поскольку он имеет два конденсатора для обеспечения двух фазовых сдвигов друг к другу, мы можем назвать это схемой подключения однофазного двухполюсного двигателя.
На рисунке ниже показан фактический вид двигателя с конденсаторным пуском.
Ниже приведен пример того, как мы подключаем двигатель с пусковым конденсатором.
Этот двигатель широко используется в маломощных устройствах.
Этот однофазный двигатель сильно отличается от предыдущих типов, поскольку в нем не используются конденсатор и центробежный переключатель для создания желаемых вращающихся магнитных полей.
Имейте в виду, что этот двигатель относительно небольшой и не развивает большой мощности. Он в основном используется для небольших приложений, таких как электрический вентилятор. Этот двигатель дешев, прост в запуске, прочен, прост, но не эффективен. В большинстве случаев мы выбрасываем этот мотор, как только он сломается, и покупаем новый, а не ремонтируем его.
Ниже показана конструкция двигателя с экранированными полюсами.
В отличие от других однофазных двигателей, в которых в качестве статора используются обмотки, в этом двигателе в качестве статора используется многослойный сердечник для создания магнитного поля.
Его ротор будет таким же, с короткозамкнутым ротором.
Кроме того, катушка используется для создания магнитного потока в пластинах статора.
Из названия следует, что нам нужно что-то, чтобы изобразить «заштрихованный столб». Здесь используются экранирующие полюса из пары закороченных медных марок, известных как экранирующие кольца.
Экранирующие кольца не связаны электрически в двигателе, но они создают магнитные поля за счет индуцированного тока, протекающего в катушке.
Эти кольца делают возможным возникновение вращающегося магнитного поля. Кольца будут задерживать генерируемый вращающийся магнитный поток. Этот проводник должен прервать полный оборот полюса. Поток увеличивается, но задерживается индуцированным током в медном кольце.
Ниже приведено фактическое изображение двигателя с заштрихованными полюсами.
Как подключить конденсатор к двигателю переменного тока
12 августа 2022 г.
За прошедшие годы электродвигатели сильно изменились.
В наши дни на рынке можно найти сотни дизайнов, но это не значит, что один двигатель справится со своей задачей. Многие приложения требуют добавления в схему периферии управления или аксессуаров, чтобы система электродвигателя могла справиться с приложением.
В список принадлежностей, необходимых для безопасной и эффективной работы электродвигателя, входят пусковые и рабочие конденсаторы. Мы рассмотрим, как подключить конденсатор к двигателю переменного тока, объяснив, что такое пусковые и рабочие конденсаторы и как их заменить ниже.
Что такое конденсатор?Конденсатор — это электрическое устройство, добавляемое в электрическую цепь для устранения проблем с питанием. Конденсаторы удерживают электрический заряд, который может быть использован устройством, питаемым от цепи, по мере необходимости.
В этой статье мы рассмотрим два основных типа конденсаторов, используемых в электродвигателях.
Пусковой конденсатор удерживает заряд, который помогает двигателю при запуске, создавая дополнительный крутящий момент, чтобы двигатель мог поворачивать нагрузку от стоять на месте.
Пусковые конденсаторы подключаются к цепи вспомогательной обмотки двигателя и отключаются от цепи основной обмотки центробежным выключателем после достижения двигателем заданной скорости (обычно 75% от номинальной скорости).
Для получения дополнительной информации обратитесь к электрической схеме далее в этой статье.
Рабочий конденсатор подключен к основной цепи катушки и никогда не отключается от цепи. Рабочий конденсатор удерживает заряд, чтобы помочь уменьшить проблемы с питанием во время работы двигателя. Они помогают сгладить поток мощности и повысить производительность и эффективность двигателя.
Для каких типов двигателей нужны конденсаторы?Пусковые и рабочие конденсаторы электродвигателей используются с однофазными асинхронными двигателями переменного тока. Чаще всего вы найдете эти двигатели в бытовой технике:
- Vacuum cleaners
- Dishwashers
- Washing machines and dryers
- Air conditioning systems
- Hot tub pumps
- Powered gates
- Compressors
AC single-phase электродвигатели имеют две цепи обмоток, основную обмотку и вспомогательную/пусковую обмотку.
Две обмотки соединены последовательно центробежным выключателем, который после запуска отключает вспомогательную обмотку от основной. См. схему ниже.
Рисунок 1 взят с https://www.tedss.com/LearnMore/Motor-Start-Run-Capacitors
При запуске пусковой конденсатор посылает заряд через вспомогательную обмотку; этот заряд не совпадает по фазе с основной обмоткой, создавая вращающееся магнитное поле для крутящего момента ротора. Пусковой конденсатор обеспечивает достаточный крутящий момент, чтобы запустить двигатель под нагрузкой и быстро разогнать его до нужной скорости. Как только двигатель достигает заданной скорости, центробежный переключатель отключает вспомогательную обмотку от основной обмотки. Двигатель продолжает получать питание от цепи основной обмотки.
Замена пусковых и рабочих конденсаторов Прежде чем мы начнем, мы хотели бы отметить, что все электрические работы должны выполняться сертифицированным электриком.
Наем сертифицированного электрика может помочь спасти вас и ваш бизнес от повреждений вашего оборудования или, что еще хуже, физического вреда человеку. eMotors Direct не несет ответственности за любой ущерб или травмы, которые могут возникнуть в результате этих указаний.
Вот пошаговая инструкция по замене конденсаторов. Это объяснение будет работать как для пусковых, так и для рабочих конденсаторов.
- Сначала отключите питание системы.
- Найдите и разрядите конденсатор.
- Вы можете разрядить конденсатор, поместив изолированную отвертку на клеммы.
- Теперь вам нужно убедиться, что номиналы новых конденсаторов соответствуют заменяемым.
- Пометьте провода, а еще лучше сделайте фото, чтобы убедиться, что вы правильно подключили новый конденсатор.
- Установите новый конденсатор, используя те же настройки и проводку, что и старый конденсатор.
- Наконец, возобновите подачу питания на систему и проверьте двигатель.
