Необходимо е да се използва трифазен двигател в еднофазна мрежа на домакинството и веднага възникват въпроси:

>

  • какви двигатели могат да се използват за тези цели;
  • кой да избере схемата на свързване;
  • какви елементи може да са необходими;
  • Трябва ли да изчисля стартовия кондензатор.

Ще обсъдим тези и някои други въпроси в тази статия.

Индукционни двигатели

В съвременната индустрия и в ежедневието най-широко се използват променливотокови електрически двигатели. Това се дължи на няколко предимства:

  • простота на дизайна;
  • надеждност;
  • трайност;
  • висока ефективност;
  • добри общи размери.

Всичко това доведе до факта, че това са не само най-разпространените, но и най-достъпните електромотори по отношение на цената и възможността за закупуването им за обикновените хора.

Преди да се пристъпи директно към темата за стартиране на кондензатори, е необходимо да се разберат принципите на работа на тези машини. Има три основни типа.

  1. Асинхронен ротор на клетката за катерици.
  2. Асинхронен с фазов ротор.
  3. Синхронно.

Най-вероятно ще срещнете необходимостта от свързване на първия тип двигатели, така че в бъдеще ще говорим за тях.

Конструктивно електромоторът се състои от неподвижен елемент - статор и въртящ се - ротор. На статора се навива намотка от медни проводници, чиито краища и начала се показват в клемната кутия. Намотката на ротора е алуминиева пръчка, запълнена в специални канали в металната сърцевина на ротора и затворена в краищата с пръстени от същия материал (следователно, тези машини се наричат ​​късо съединение). Въртенето на ротора възниква в резултат на взаимното влияние на магнитните полета на статора и ротора един върху друг. В по-голямата част от случаите тези машини са трифазни.

Принципът на работа на електродвигателя

Когато електродвигателят е свързан към трифазна мрежа, в статора ще бъде индуцирано въртящо се магнитно поле, роторът започва да се върти. Ако такъв двигател е свързан към домакинска еднофазна мрежа, магнитното поле на машината ще пулсира и двигателят няма да се върти.

Това състояние на двигателя може да се обясни по следния начин. Представете си циферблат, където дванадесет часа е точката, в която двигателят започва да се върти. Пулсиращо магнитно поле изтласква ротора със същата сила, след това надясно, после наляво. Това се случва с голяма честота и поради инерционността на ротора, той няма време да ускори нито вляво, нито вдясно, докато двигателят бръмчи съответно. Това е опасно състояние, при което бързо се прегрява и отказва, без да се използва защитна екипировка. Ако в този момент завъртите роторния вал на ръка в произволна посока, двигателят ще започне да се върти.

Стартирането на електродвигателя по този начин е неудобно, не винаги е възможно и опасно. Следователно, когато свързвате трифазни двигатели към еднофазна мрежа, се използва стартов кондензатор, който ви позволява да изместите магнитното поле на една от намотките и по този начин да създадете начален момент, под който роторът започва да се върти.

Свързване на трифазен електродвигател към еднофазна мрежа

Преди да изчислите капацитета, трябва да се уверите, че моторът може да се използва за 220 волтова мрежа. Първо, погледнете табелката с етикет (метална плоча с характеристики) на електродвигателя. Ако там е посочено, че е възможно да се работи при напрежение 380/220 волта или 220/127 волта, тогава такъв двигател е подходящ за нас. Имайте предвид, че повече напрежение се прилага при свързване на електродвигателя със звезда, и по-малко - при свързване с триъгълник.

Три еднакви намотки са навити на статора, когато звездата свързва началото на всички намотки, те са свързани в една точка, а захранващото напрежение е свързано към краищата. Когато е свързан с триъгълник, краят на първата намотка е свързан към началото на втората, края на втората до началото на третата, края на третата до началото на първата, а захранващото напрежение е свързано към точките на свързване на двете намотки.

Сега отворете клемната кутия и вижте как са свързани намотките. Началото и краищата на намотките имат следното обозначение (нова маркировка е посочена в скоби):

  • първият С1 (U1) - С4 (U2);
  • вторият С2 (V1) - С5 (V2);
  • третият С3 (W1) е С6 (W2).

Можете да определите типа връзка с помощта на подсказката, разположена от вътрешната страна на клемната кутия.

При всяка схема на свързване, три проводника ще отидат от двигателя. В случай на еднофазна верига две от тях се захранват с захранващо напрежение, а третият проводник е свързан към мрежата чрез капацитет, това е кондензаторът за стартиране на двигателя и неговата работа. За нормална работа е необходимо този кондензатор да е свързан постоянно и затова той се нарича работещ. Кондензатор, който се свързва за създаване на голям стартов въртящ момент, се нарича стартов въртящ момент.

Работен кондензатор

Изборът на капацитет за трифазен електромотор не е толкова проста задача, колкото изглежда. За стабилна работа в еднофазна мрежа, изместването на магнитното поле в третата намотка трябва да присъства постоянно, за това работещият кондензатор е свързан към мрежата през цялото време на работа на двигателя. Следователно кондензаторът за стартиране на двигателя трябва да е подходящ за непрекъсната работа в променливотокови мрежи.

На първо място, това са кондензатори, специално направени за тези цели със съответното работно напрежение. В случай на такива елементи, в допълнение към номиналния капацитет, се показва икона за променливо напрежение и се посочва стойността му. В нашата мрежа напрежението е 220 волта, което означава, че номиналното напрежение на кондензатора трябва да бъде по-голямо или равно на тази стойност.

В съветските времена метализираните хартиени кондензатори като MBGO и подобни са широко разпространени. Поради факта, че имат добри показатели за капацитет и работно напрежение, както и поради тяхната надеждност, те все още се използват широко от майсторите на дома, включително като работещи кондензатори при пренареждане на двигатели. В случай на такива кондензатори е посочено постоянно работно напрежение, така че е необходимо той да надвишава мрежовото напрежение поне един и половина пъти. За нашите цели са подходящи тези с работно напрежение над 400 волта.

Изчисляване на трифазен кондензатор

За да определите точно стойността на капацитета на кондензатора, трябва да направите просто изчисление. Ако желаете, можете да намерите в мрежата онлайн калкулатор, предназначен за тези цели, или таблици, които показват различни мощност на двигателя и съответните стойности на капацитета. Ако има нужда да се изчислява независимо, формулите имат следната форма:

Cp = (2800I) / Uc

Cp = (4800I) / Uc

когато:

  • Ср - стойност на капацитета, микрофарад;
  • Коефициент 2800 за вериги, свързани със звезда;
  • 4800 коефициент за свързани с делта вериги;
  • I е токът във веригата, A;
  • Uc е мрежовото напрежение, V.

Токът може да се изчисли по формулата:

I = P / (1, 73 · Uc · cosφ · η)

когато:

  • P - мощност, W;
  • cosφ е коефициентът на мощност;
  • η е ефективността.

Всички данни, необходими за изчислението, могат да бъдат намерени на табелката на машината. Ако те отсъстват, не забравяйте, че за този тип машини коефициентът на мощност е около 0, 9, а ефективността е около 0, 75.

Например, нека да изчислим капацитета на кондензатор за двигател с мощност 2 кВт, когато той е включен от триъгълник към мрежа с променлив ток 220 V. Изчисляваме тока във веригата (преобразуваме мощността от киловат във ват):

I = P / (1, 73 · Uc · cosφ · η) = 2000 / (1, 73 · 220 · 0, 9 · 0, 75) = 7, 78 A

Тогава капацитет:

Cp = (4800 · I) / Uc = (4800 · 7.78) / 220 = 169.7 μF

В резултат на това получихме, че е необходим капацитет от 170 микрофарада. В продажба няма да намерите кондензатор с такъв капацитет за напрежение 220 V, но той може да бъде сглобен от няколко, ръководени от следните формули за изчисляване на общия капацитет:

  • с паралелна връзка, С = С1 + С2;
  • със серийна връзка C = (C1 · C2) / (C1 + C2).

Стойността на капацитета на сглобената батерия може леко да се различава от изчислената, но трябва да се помни, че увеличаването на капацитета ще доведе до увеличаване на тока в намотките на двигателя и в резултат на това до неговото повишено нагряване, така че е по-добре да изберете капацитета на батерията по-малък от изчисления.

Стойността на капацитета също зависи от натоварването на вала. Тъй като е трудно да се вземе предвид тази стойност при изчисляването, а също и поради факта, че номиналните капацитети на кондензаторите могат да се различават от посочените върху тях, е много препоръчително да проверите токовете в намотките след стартиране и излизане на електродвигателя при работни скорости, а ако те са по-високи от номиналните, е необходимо намалете общия капацитет на батерията.

Избор на стартов кондензатор за електромотор

За стабилно стартиране и работа на двигатели със сравнително ниска мощност е достатъчен работещ кондензатор, но за мощни машини е необходимо използването на пусков кондензатор. Във веригата тя е свързана паралелно с работника чрез превключвател. За разлика от работника, стартовото напрежение се прилага само в момента на стартиране, а след ускорението на електродвигателя се изключва. Стойността му се избира от изчисляването на две или три стойности на капацитета на работния кондензатор.

Кондензаторите за стартиране на електродвигателя са свързани само за няколко секунди, следователно, за битови нужди, електролитни (полярни) кондензатори могат да се използват като стартови. Плюсът им е, че имат много по-голям капацитет от неполярните, със същите размери и много по-евтини. В старите тръбни телевизори има много такива кондензатори, така че да ги намерите не е трудно. Изискванията за напрежение са същите като за работещите кондензатори.

Еднофазни двигатели с променлив ток

Голямата нужда от домашни двигатели с променлив ток доведе до появата на еднофазни машини. Разликата им от разгледаните по-рано е, че на статора им няма три, а две намотки: стартиране и работа. Що се отнася до трифазните машини, за тяхната работа в стартовата намотка е необходим фазоизместващ елемент, следователно схемата на свързване на еднофазен двигател съдържа кондензатор.

В заключение бих искал да отбележа, че с кондензаторна схема за свързване на трифазни двигатели към домашна мрежа техните характеристики стават много по-лоши.

  1. Мощността се намалява с около 30%, което в някои случаи прави работата на електрическото оборудване невъзможна. Този проблем може да бъде решен чрез замяна на електродвигателя с по-мощен.
  2. Малък начален момент. Това е друг съществен недостатък на такава схема на свързване, затова е препоръчително да се стартират такива двигатели без натоварване.
  3. Нисък коефициент на ефективност и мощност

Що се отнася до скоростта, тя остава непроменена и съответства на номиналната.

По време на инсталирането и пускането в експлоатация на веригата е необходимо стриктно да се спазват правилата за безопасност. Не забравяйте, че кондензаторите присъстват във веригата, така че след изключване на захранването, трябва да им дадете време да се разредят, преди да докоснете проводящите части на веригата.

Категория:

На технологиите