Зачем конденсатор в электродвигателе

В современном оборудовании применяется несколько различные виды электродвигателей. Различные по конструкции, чертами и механизму работы все эти движки подбираются для каждого определенного варианта по своим характеристикам. Совместно с тем, достаточно нередко в устройствах и оборудовании нужны электродвигатели с возможностью подключения к однофазовой сети. Одним из подходящих вариантов выступает конденсаторный электродвигатель, устройство и механизм работы которого мы разглядим в границах данной статьи.

Устройство и механизм работы

Говоря о конденсаторных асинхронных движках, речь прежде всего будет идти об электромоторах, вначале рассчитанных для подключения к однофазовой сети. Это несколько перекликается с двухфазными либо трехфазными движками, переделанными для подключения в обыденную однофазовую сеть на 220 Вольт. Но значимым различием этих электродвигателей выступает то, что тут конденсатор выступает как непременное условие электрической схемы и включение в трёхфазную сеть 380 Вольт такового асинхронного мотора просто нереально.

Устройство и механизм работы конденсаторного мотора основаны на физических свойствах асинхронного мотора, но для сотворения движущей силы и вращения магнитного поля в цепь обмоток включен пусковой конденсатор.

По собственному устройству он не отличается от обыденного асинхронника и в составе имеет:

  1. Недвижный статор в мощном корпусе с рабочей и пусковой обмотками.
  2. Закрепленный на валу ротор, приводимый в движение силой электромагнитного поля, создаваемого обмотками статора.

Обе части электродвигателя соединены между собой на подшипниках качения либо скольжения (втулки), закрепленных в крышках корпуса статора.

По механизму работы конденсаторный электродвигатель, как отмечалось выше, относится к асинхронным – движение осуществляется за счет сотворения электромагнитного поля обмотками статора, сдвинутыми относительно друг дружку на 90 градусов. Единственное отличие от трехфазных асинхронных электродвигателей заключается во включенном в цепь конденсаторе, через который врубаются 2-ая обмотка электродвигателя.

Диаграммы токов в обмотках трёхфазного двигателя (а) и конденсаторного (б)

Обыденный асинхронный мотор при включении в сеть начинает работу с пусковой обмоткой. После того как ротор набрал обороты, пусковая обмотка отключается и работу продолжает только рабочая обмотка. Минусом такового электромотора с пусковой обмоткой выступает момент запуска, когда ротор начинает набор оборотов. Для электродвигателя принципиально дабы в этот момент не было нагрузки, либо нагрузка была маленький. Пусковой момент выходит ниже, чем у подобных по мощности трёхфазных моторов.

В схеме подключения конденсаторного асинхронного мотора есть фазосдвигающий конденсатор. При подключении в сеть через конденсатор во 2-ой обмотке появляется сдвиг фаз, равный 90 градусам (на практике мало меньше). Это содействует тому, что в работу ротор врубается с очень вероятным вращающим моментом.

Схема подключения с рабочим конденсатором (неотключаемым)

Таковой пуск обеспечивает включение мотора как на холостом ходу, так и под нагрузкой. Это очень принципиально для подключения мотора под нагрузкой. На практике по таковой схеме подключается мотор от стиральной машины старенькых моделей. В момент запуска мотор должен начать крутить воду в баке, а это значимая нагрузка на электродвигатель. При отсутствии пускового конденсатора мотор не будет запускаться, он будет гудеть, нагреваться, но работать не будет.

Виды конденсаторных движков

Схема подключения, при которой конденсаторный асинхронный мотор запускается только от пускового конденсатора, имеет один значимый минус. Во время работы магнитное поле не остается радиальным либо эллиптическим, характеристики работы падают, а электродвигатель нагревается. В таком случае для рационального режима в цепь врубается рабочий конденсатор, обеспечивающий неизменный сдвиг фаз, а не только лишь в момент запуска.

Отметим, что можно выделить две группы конденсаторных движков:

  1. Конденсатор нужен только для запуска, тогда его именуют пусковым. Как правило это маломощные приборы.
  2. Конденсатор нужен для неизменной работы, в данном случае его именуют рабочим. В машинах большой мощности (несколько кВт) для запуска под нагрузкой может не хватать момента, тогда и подключают дополнительно очередной пусковой конденсатор. В большинстве случаев это делают при помощи кнопки ПНВС.

Подробнее со схемой подключения и тем как отличить эти типы однофазовых движков вы сможете ознакомиться в следующем видео ролике:

В интернациональной систематизации используются обозначения для типов конденсаторных асинхронных движков:

  • мотор с запуском через конденсатор/работа через обмотку (индуктивность) (CSIR);
  • мотор с запуском через конденсатор/работа через конденсатор (CSCR);
  • мотор с неизменным разделением емкости (PSC).

Схема подключения с рабочим конденсатором (а) и с рабочим и пусковым (б)

Как работает такая схема представить нетрудно: пусковой конденсатор большой емкости обеспечивает запуск мотора, а после набора мощности рабочий наименьшей емкости обеспечивает очень подходящий режим работы и скорости вращения ротора.

Конденсаторы в двигателе

Для особенных случаев, когда нужно поддерживать нужную скорость вращения ротора при различных нагрузках для рабочих конденсаторов, подбирают различные емкости с возможностью их переключения.

Дабы поменять направление вращение, по другому говоря, включить реверс, необходимо поменять местами концы одной из обмоток. Для этого комфортно применять 6 контактный переключатель.

Схема реверса однофазного электродвигателя

Как подобрать емкость для пускового конденсатора

Сходу стоит сказать, что на шильдике мотора обычно указывается ёмкость пускового и рабочего конденсатора (либо только рабочего, если пусковой не нужен). При всем этом указываются четкие данные соответствующие для непосредственно этого электродвигателя с его особенностями устройства и работы.

Читайте по теме:  Главные и дополнительные средства защиты в электроустановках

Обозначение ёмкости на шильдике однофазного электродвигателя

Если шильдик затёрт либо отсутствует, то высчитать ёмкость рабочего и пускового конденсатора для однофазового можно быстрее не по формуле, а по мнемоническому правилу:

Сумма рабочего и пускового конденсатора должна составлять 100 мкФ на 1 кВт мощности (70% пусковой и 30% рабочий). Если мотор 1 кВт, то рабочий конденсатор нужен на 30 мкФ, а пусковой – на 70. А сами конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение больше чем в питающей сети. Обычно выбирают порядка 400 Вольт.

Но в литературе можно повстречать и советы о том, что, что ёмкость пускового конденсатора должна быть больше, чем емкость рабочего в 2 раза.

Таблица выбор ёмкости конденсатора

Как проверить работоспособность конденсатора даст подсказку статья, выложенная на нашем веб-сайте ранее — https://samelectrik.ru/kak-pravilno-proverit-rabotaet-li-kondensator.html

Сфера практического использования

Конденсаторные асинхронные электродвигатели применяются в бытовых электровентиляторах, холодильниках, некоторых современных стиральных машинах, фактически во всех стиральных машинах производства СССР. Но в вытяжках почаще используются движки с расщепленными полюсами без конденсатора, все же, можно повстречать модели и с рассматриваемым типом электродвигателя.

Не считая домашней техники их сфера использования распространяется и на насосы мощностью до 2-3 кВт, компрессоры и разные станки с однофазовым питанием, в общем, на все, что должно крутиться и работать от 220 Вольт.

Вот мы и разглядели, что такое конденсаторный мотор, как он устроен и зачем нужен. Возлагаем надежды, предоставленная информация посодействовала для вас разобраться в вопросе!

Отличия пускового и рабочего конденсатора

Фазосдвигающие конденсаторы делятся на рабочие и пусковые. Зависимо от конструкции и предназначения агрегата, в составе которого они работают, могут участвовать в схеме как по отдельности, так и тандемом.

Рабочий конденсатор – элемент, который работает весь цикл вращения. Его ёмкость подбирается по формуле С=k∙I/U , где k – коэффициент, учитывающий схему соединения обмоток: 4,8∙103 для △ и 2,3∙103 для Y. Величину тока I можно высчитать из формулы P=√3∙U∙I∙cos∙η∙φ. Напряжение элемента должно быть более чем в 1,15 раз выше сети, но целесообразнее приостановить выбор на полуторакратном припасе. Принципиально отметить, что привод мощностью более 1 кВт лучше подключать звездой. Также стоит не забывать о присущих хоть какому электродвигателю пусковых токах и для подключения применять автоматический выключатель с время-токовой чертой «D».

Пусковой конденсатор – элемент, выполняющий свою задачку достаточно недолговременный отрезок времени. По достижении движком номинальных характеристик, происходит отключение пускового участка цепи. Осуществляется это средством применения особых кнопочных постов, центробежного выключателя, пореже встречается токовое реле, реле времени. Напряжение пускового конденсатора должно быть в 2-3 раза выше номинального в силу причин, разобранных выше. При всем этом необходимо подразумевать, что согласно применяемого «ФСК ЕЭС» ГОСТ 29322-2014 Таб. А.1 напряжение в сети может находиться в спектре от 198 до 253 В. Ёмкость пускового конденсатора в 2,5 раза должна превосходить соответственный параметр рабочего конденсатора: Cп=2,5∙Ср. Исходя из суждений безопасности, пусковой конденсатор шунтируется разрядным резистором, который снимает остаточный заряд в течении 50 с.

Есть различные варианты подключений и они заносят свои коррективы в расчёты: если в схеме пусковая обмотка и пусковой конденсатор участвуют краткосрочно – на 1 кВт приходится около 70 мкФ. Для рабочего конденсатора с допобмоткой будет довольно 30 мкФ. Когда схема предугадывает разгон с пусковым, а работу с рабочим конденсатором на каждый кВт будет нужно 10 мкФ.

Как видно, конструктивно различия между пусковым и рабочим конденсаторами нет. Отличаются они параметрами, которые зависят от применяемой схемы. Если расчёты проявили необходимость применения ёмкости, которой нет в перечне стандартных величин производителя, можно набрать схему из нескольких конденсаторов: при параллельном подключении ёмкости суммируются, а при последовательном расчёт осуществляется по формуле 1/Собщ= 1/С1+1/С2+…1/Сn. Не стоит завышать ёмкость – это чревато перегревом. В свою очередь заниженный параметр не даст крутящего момента подходящей величины, что не дозволит ротору стартовать. Принципиально держать в голове, что с возрастом конденсаторы теряют ёмкость и перед внедрением «великовозрастной» запчасти стоит проверить её характеристики измерителем ёмкости.

В окончании уместным будет осветить нормативную сторону вопроса. В РФ устройство конденсаторов для движков переменного тока регламентируется ГОСТ IEC 60252-1-2011 и ГОСТ IEC 60252-2-2011, схожими интернациональным IEC 60252-1:2001 и IEC 60252-2:2003 соответственно. При всем этом в НТД от МЭК потом были внесены значимые правки, а вот российские эталоны остались без корректив до сего времени. Посреди иных изменений было увеличено количество классов защиты и существенно расширены требования по инфы, наносимой на деталь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: