Конденсаторы пусковые для электродвигателей – Назначение и подключение пусковых конденсаторов для электродвигателей

alexxlab | 24.02.2020 | 0 | Разное

Как подключить двигатель через конденсатор

Тема очень востребованная и вызывающая множество вопросов. Для начала разберемся какие бывают асинхронные электродвигатели переменного тока и в каких случаях применяется подключение через конденсаторы. Затем рассмотрим схемы и формулы для выбора конденсаторов.

Двигатели по способу питания делятся на трехфазные и однофазные. Вначале разберемся с подключением через конденсатор трехфазного ЭД.

Коротенько про трехфазные асинхронные электродвигатели

Трехфазные асинхронные электродвигатели получили широкое применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, быту. ЭД состоит из статора, ротора, клеммной коробки, щитов с подшипниками, вентилятора и кожуха вентилятора.

Стягивающие шпильки я уже снимать не стал, чтобы добраться до статора с ротором. Но выпирающая часть, на которой сидит вентилятор и есть ротор. Ротор - вращающаяся часть, статор неподвижная (на рисунке его не видно).

Далее посмотрим на клеммник более внимательно. С одной стороны у нас С1-С2-С3, а ниже - С4-С5-С6. Это начала и концы обмоток фаз электродвигателя. У нас имеются три фазы, так как двигатель трехфазный - С1-С4, С2-С5, С3-С6. Также присутствует на фото ржавый болт заземления, он находится в клеммнике сверху слева.

Соединение, которое видно на фотографии называется “звезда”. Я уже писал про звезду и треугольник для трансформаторов - аналогично и для электродвигателей. Сбоку на фотографии я добавил как выглядит схематично звезда для данного электродвигателя и треугольник. Вся разница в расположении перемычек. Их комбинации определяют схему соединения ЭД.

работа трехфазного электродвигателя без одной фазы при постоянной нагрузке

Электродвигатель может работать от однофазной сети и без дополнительных мер и схем. Например, при повреждении одной из фаз. Однако, в данном случае произойдет снижение частоты вращения. Снижение частоты вращения приведет к увеличению скольжения, что в свою очередь вызовет увеличение тока двигателя.

А возрастание тока приведет к нагреву обмоток. При такой ситуации необходимо разгрузить ЭД до 50%. Работа в таком режиме возможна, однако, если двигатель остановится, то повторно пуститься уже не получится.

почему для пуска от однофазной сети используют именно конденсаторы

Повторный пуск не произойдет, так как магнитное поле статора будет пульсирующим и, коротко говоря, из-за направленности определенных векторов в противоположные стороны ротор будет неподвижен. Чтобы двигатель пустился, нам необходимо изменить расположение этих векторов. Для этого и используют элементы, которые сдвигают фазы векторов. Рассмотрим схему, которая реализует эту возможность.

На схеме мы видим, что обмотка разделилась на две ветви - пусковую и рабочую. Пусковая используется с начала пуска до разворота двигателя, затем отключается и используется только рабочая. Для отключения пусковой можно использовать кнопку, например. Нажал и держи пока не развернулся двигатель, а потом отпускай и цепочка разорвана.

Фазосдвигающими элементами могут выступать сопротивления или конденсаторы. Разница в применении тех или иных в форме магнитного поля. И если, говорить проще, то выбирают конденсаторы, так как при одном значении пускового момента, меньший пусковой ток будет при использовании конденсаторов.

А при одинаковых пусковых токах у схем с конденсатором будет больше начальный вращающий момент, то есть движок будет быстрее разгоняться, что несомненно лучше для эксплуатации.

Важно: подключение через конденсаторы производят для двигателей до 1,5кВ. Вычислено, что для более мощных ЭД стоимость емкостных элементов превысит стоимость самого движка, следовательно, их установка является нерентабельной. Хотя, если достать их нахаляву, что в нашем пространстве не редкость, то можно и попробовать.

как подключить электродвигатель через конденсатор

Так как конденсаторы выгоднее во многих смыслах для пуска ЭД, то разберем пару схемок пуска с применением конденсаторов. Для схемы соединения “треугольник” и для схемы соединения “звезда”.

Пусковая ветвь будет использоваться до момента разворота ЭД, рабочая - напротяжении всей работы двигателя.

конденсаторы для запуска электродвигателя

Логично будет далее разобраться, как рассчитать пусковой и рабочий конденсатор для двигателя. Для правильного подбора нам необходимо знать паспортные данные ЭД, или иметь шильду с заводскими значениями.

Существуют различные схемы и в каждой конденсаторы выбираются по своему. Для схем, приведенных выше выбор конденсаторов осуществляется по двум формулам:

схема “звезда”:

Рабочая емкость = 2800*Iном.эд/Uсети

схема “треугольник”:

Рабочая емкость = 4800*Iном/Uсети

Пусковая емкость в обоих случаях принимается равной 2-3 от рабочей.

В формулах выше Iном - это номинальный ток фазы электродвигателя. Если посмотреть на табличку, где через дробь указываются два тока, то это будет меньший из них. Uсети - напряжение питающей сети(~127, ~220). Значит, вычислили мы ёмкость и следующим шагом нам надо знать напряжение на конденсаторе. Для схем приведенных на рисунках выше напряжение на конденсаторе равняется 1,15 от напряжения сети. Но это напряжение переменного тока, а для выбора конденсаторов надо знать напряжение постоянного тока. Тут нам и понадобится небольшая табличка:

Например, напряжение сети ~220, умножаем на 1,15 получаем 253. В таблице смотрим переменка 250 соответствует постоянке 400В для емкости до 2мкФ, или 600В для емкостей 4-10мкФ. Нужно, чтобы номинальное напряжение конденсатора было равно или больше расчетного.

Далее, зная рабочее напряжение и требуемую емкость подбираем конденсаторы по параметрам: типы и нужное количество. Конденсаторы для пусковой цепи порой так и называются - пусковыми.

Вот так, шаг за шагом, мы разобрали как подключить трехфазный асинхронный электродвигатель в однофазную сеть и что для этого необходимо рассчитать и знать. Существуют и другие схемы для подключения двигателя через конденсатор, но эти вопросы рассмотрим в другой раз в другой статье.

Сохраните статью или поделитесь с друзьями


pomegerim.ru

Конденсаторы для электродвигателя - Электропривод

Помогите разобраться.

Уже не первый раз подключаю трехфазные (и однофазные) двигатели к однофазной сети.

Использовать приходилось конденсаторы:

- как рабочий конденсатор - ставил типа МБГО, МБГП советские (от 300 до 600 В), или белые современные на 450 В. (фото1)

- как пусковой - или "батарею" из вышеупомянутых, или електролитические серые на 300 В (фото 2), а раз конденсатор типа МБГВ 100мкф 1000 В.

 

С опытом узнал:

Старые типа МБГО, если спаяны "батареей" (12шт. по 4мкф) могут по одному или по два перегореть в коробке - и не замечу, а ведь теряется мощность. Даже проверить не так быстро, а если и замечу, то разбирать ящик и перепаивать не интестно.

Такие как белые (фото1) на 30 и 50 мкф отработали у меня по 2 года пока без нареканий, но и пользуюсь я двигателями редко, пока что.

Про електролитические - один из електролитических 100 мкф 300 В прожил 1 зиму и перестал работать (видимых поврежений нету. Правда стоял на морозе в неотапливаемом помещении, но и два других таких же пережили 2 зимы при -10)

 

Сколько времени работают (живут) разные типы конденсаторов?

Портятся из-за каких факторов? (Высыхают, или боятся мороза, расчитаны на часы работы?)

1000 Вольтовый конденсатор проработает дольше чем тот что на 400 В?

Эти новые белые конденсаторы (металлизированные, что ли) дольше "живут" чем МБГО или наоборот?

Изменено пользователем revaelectro

www.chipmaker.ru

Пусковые конденсаторы для электродвигателей переменного тока

10 декабря 2015 г. в 16:25 655

Пусковые конденсаторы (на сленге — моторные конденсаторы), а в правовом поле действующих на территории РФ ГОСТ IEC 60252-1-2011 и ГОСТ IEC 60252-2-2011 — пусковые конденсаторы двигателя (motorstarting capacitor), используемые для целей создания и поддержки на вспомогательной обмотке двигателя опережающего по фазе тока в момент пуска и отключаемые от электрической схемы при выходе электродвигателя в рабочий режим. Вместе с тем, здесь речь не идет о каком-либо особом виде/типе конденсаторов, поскольку:

  • по факту применения пусковые конденсаторы в полной мере могут исполнять функции рабочих конденсаторов двигателя (motor running capacitor) — защищать двигатель при запуске и увеличиватькрутящий момент ротора двигателя в условиях эксплуатации, а также функции конденсаторов для непрерывной работы и запуска (capacitor for continuous and starting operation) — работать, как при одном напряжении при непрерывной работе, так и при другом более высоком напряжении при запуске;
  • пусковые конденсаторы (в основном пленочные, реже — электролитические) активно используют в светотехнике для компенсации реактивной мощности, потребляемой на намагничивание обмоток электромагнитных дросселей газоразрядных ламп и/или трансформаторов переменного тока в электрических сетях низкого напряжения частотой 50—60 Гц;
  • в качестве пусковых конденсаторов могут использоваться электролитические алюминиевые конденсаторы, электролитические танталовые конденсаторы,монолитные керамические конденсаторы, мультислойные пленочные конденсаторы на базе диэлектрика из полиэтилентерефталата или полиэстера, политетрафторэтилена (тефлоновые), полиэтиленнафталата, полистирола, поликарбоната, полипропилена, бумаги и пр.

Справка: В последние годы и зарубежные, и отечественные производители для запуска электродвигателей преимущественно выпускают мультислойные пленочные конденсаторы на базе диэлектрика из полимера, отдавая предпочтение полипропилену, поскольку:

  • электролитические алюминиевые конденсаторы при всех их позитивах в плане широкого спектра номиналов, сравнительно небольших размеров, возможности работы при больших значениях тока и напряжения, характеризуются высокой самоиндуктивностью, значительной утечкой и плохой стабильностью, особенно при эксплуатации в условиях повышенных температур;
  • электролитические танталовые конденсаторы в добавок к характеристическим негативным признакам электролитических алюминиевых конденсаторов очень дорогие;
  • монолитные керамические конденсаторы с малыми потерями на высоких частотах отличаются высокой диэлектрической абсорбцией, низкой стабильностью и большими габаритами в наиболее востребованном сегменте емкостей;
  • пленочные конденсаторы с диэлектриком из полистирола (международная аббревиатура PS) при сравнительно низкой диэлектрической абсорбции и стабильности, имеют верхний температурный порог эксплуатации менее 85 градусов Цельсия и значительную индуктивность;
  • тефлоновые конденсаторы (с диэлектриком из политетрафторэтилена — аббревиатура PTFE) могут эксплуатироваться при температурах до 125 градусов Цельсия, отличаются низкой диэлектрической абсорбцией, но имеют большие габариты и им характерна высокая индуктивность;
  • для пленочных конденсаторов на базе полипропилена — металлизированных МКР с самовосстанавливающимся диэлектриком(self-healing capacitor) или фольгово-металлизированных MFP (с ограниченной функцией самовосстановления диэлектрика после пробоя), реже не самовосстанавливающихся фольговых (F)KР — характерны низкая диэлектрическая абсорбция(менее 0,001%), сравнительно невысокая индуктивность (в пределах 20 нГн), малое эквивалентное последовательное сопротивление (до 0,25 мОм), высокая импульсная прочность, причем ряд отечественных производителей сегодня выпускают прецизионныепусковые пленочные конденсаторы МКР с отклонением по емкости 0.5 — 1%, в то время, как ГОСТ IEC 60252-2-2011 допускает отклонения емкости пусковых конденсаторов ± 5 %, ± 10 % и ± 15 %.

Внешние факторы, влияющие на эксплуатационную надежность мультислойных (пленочных) пусковых конденсаторов.

В целом эксплуатационная надежность пусковых конденсаторов любого типа, в том числе пленочных металлизированных определяется негативами воздействия электрических, климатических, механических и радиационных нагрузок, из которых ключевыми на текущий момент можно признать воздействие:

  • влажности среды эксплуатации. В случае эксплуатации при повышенной влажности окружающей среды негерметизированных или частично разгерметизированных конденсаторов влага проникает в корпус и абсорбируется в виде пленок на диэлектрике, проводниках и стенках корпуса, вызывая коррозию и ухудшение механических характеристик металлических элементов, а также диффундирует внутрь материала диэлектрика, что снижает сопротивление и электрическую прочность пускового конденсатора.
  • температуры. Влияние повышенной температуры на элементы и функциональность конденсатора комплексное, негативное и, зачастую необратимое, причем в случае монтажа пускового конденсатора непосредственно в физическом контакте с корпусом электродвигателя на температурный режим эксплуатации будет существенно влиять повышенная температура самого двигателя и иных пассивных элементов различного рода устройств, что может привести к быстрому старению диэлектрика и безвозвратной утере пусковым конденсатором его электрических характеристик;
  • вибраций от двигателя и привода при установке пускового конденсатора непосредственно в физическом контакте с корпусом электродвигателя. Длительное или интенсивное воздействие вибрации на пусковой конденсатор может привести к механическим повреждениям в обмотках, корпусе и/или соединениях выводов, что спровоцирует пробой диэлектрика или поверхностный разряд, часто вызывает потерю емкости и/или нарушение контактов конденсатора в силовой электрической цепи;
  • электрических нагрузок с интенсивным старением диэлектрика и ухудшением/потерей электрической прочности. Старение диэлектрика в основном вызывают электрохимические процессы в диэлектрике под действием постоянного поля, и ионизационные процессы внутри диэлектрика или у краев обкладок, происходящие при переменном напряжении и импульсных режимах эксплуатации.

www.elec.ru

ПУСКОВЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ ДПС. Конденсаторы для двигателей (замена CBB60 CBB65)

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ТИПА КОНДЕНСАТОРОВ ДЛЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В процессе работы двигателей по обмотке течет ток, на 20-40% превышающий номинальный, поэтому при использовании электромотора в недозагруженном режиме или в режиме холостого хода, емкость рабочего конденсатора следует уменьшить.

В целях безопасности все пусковые конденсаторы должны использоваться с разрядным резистором. Сопротивление разрядного резистора подбирается так, чтобы по истечении 50 секунд полностью снять остаточное напряжение с конденсатора.

В случаях когда конденсатор используется при последовательной схеме включения со вспомогательной обмоткой электродвигателя, напряжение на клеммах конденсатора при рабочей скорости может быть значительно выше напряжения сети.

В процессе эксплуатации конденсаторов они могут устанавливаться непосредственно в физическом контакте с электродвигателем. В этом случае при выборе типа конденсатора необходимо учитывать, что конденсатор будет подвергаться воздействию повышенной температуры и вибраций - как от самого электродвигателя, так и от других пассивных элементов различного рода устройств, в составе которых будет применятся конденсатор.

При работе моторных конденсаторов проходят различного рода сложнейшие коммутационные процессы, в результате которых происходят скачкообразные изменения напряжения на клеммах конденсатора, в связи с чем номинальное напряжение конденсатора нужно выбирать так, чтобы в процессе работы изделия рабочее напряжение не превышало его более чем на 10%.

В процессе выбора необходимой емкости и рабочего напряжения нужно учитывать фактор резонанса, то есть когда значения напряжения вспомогательной обмотки электродвигателя и конденсатора находятся в околорезонансной точке. В этом случае происходит повышение напряжения на клеммах изделия.

Предельное напряжение на клеммах пускового конденсатора должно быть не более 450В, а его емкость выбирается, как правило, в два и более раз больше емкости рабочего конденсатора.

Как показывает практика, на каждые 100 Вт мощности электродвигателя требуется около 6-7 мкФ.

В случае, если не удается подобрать емкость в одном корпусе, допускается комбинирование путем параллельного соединения конденсаторов Собщ12 ... +Сn.
При правильно подобранном конденсаторе мощность трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть, не должна уменьшиться более чем на 30%.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ ДЛЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

 РАБОЧИЙПУСКОВОЙ
ПРИМЕНЕНИЕв схемах асинхронных электродвигателейв схемах асинхронных электродвигателей
ТИП ПОДКЛЮЧЕНИЯпоследовательно со вспомогательной обмоткой электродвигателяпараллельно рабочему конденсатору
В КАЧЕСТВЕявляется фазосмещающим элементомявляется фазосмещающим элементом
ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕпозволяет получить круговое вращающееся магнитное поле, необходимое для работы электродвигателяпозволяет получить магниное поле, необходимое для повышения пускового момента электродвигателя
ВРЕМЯ ВКЛЮЧЕНИЯв процессе работы электродвигателяв момент пуска электродвигателя

Существуют две основные области применения конденсаторов для асинхронных электродвигателей

1) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть

В случае когда трехфазный электродвигатель необходимо подключить к однофазной сети, существует два возможных варианта подключения: "звезда" и "треугольник", причем наиболее предпочтительным во многих случаях является вариант "треугольник".

Приблизительный расчет для данного типа соединения производится по следующей формуле:
Сраб. = k·Iф/Uсети, где:
k - коэффициент, зависящий от соединения обмоток.
Iф - номинальный фазный ток электродвигателя А.
Uсети напряжение однофазной сети В.
Для схемы соединения "звезда" k = 2800, для схемы соединения "треугольник" k = 4800

Для определения пусковой емкости Спуск. исходят из пускового момента. В случае если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковая емкость не требуется.
Для получения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп. = (2.5-3) Ср.
Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети.

Схема подключения

Рис 1. Схема включения в однофазную сеть трехфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединенными по схеме "звезда" (а) или "треугольник" (б):
B1 - переключатель направления вращения (реверс),
В2 - выключатель пусковой емкости;
Ср - рабочий конденсатор;
Cп - пусковой конденсатор;
АД - асинхронный электродвигатель

2) Асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая - последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске конденсаторного асинхронного двигателя оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске. конденсаторного асинхронного электродвигателя по пусковым и рабочим характеристикам близок к трехфазному асинхронному двигателю. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностях свыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов.

Схема подключения

Рис 2. Схема (а) конденсаторного асинхронного двигателя:
U, UБ, UC - напряжения;
IA, IБ - токи;
А и Б - обмотки статора;
В - центробежный выключатель для отключения С1 после разгона двигателя;
C1 и C2 - конденсаторы

mircond.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *