Как да изберем и изчислим капацитета на кондензатор за трифазен двигател

Свързването на захранващо оборудване към еднофазна мрежа (220V) най-често се извършва по капацитивен метод. В този случай трябва да знаете как да изберете кондензатори за трифазен двигател, от който се осъществява задвижването. От тях се сглобява стартова верига, създаваща необходимия въртящ момент и фазов дисбаланс. В тази статия ще се опитаме да разгледаме накратко въпросите за изчисляване и избор на капацитет, както и възможни схеми за свързване на асинхронен електродвигател.

- статор
- Ротор

Какво е трифазен двигател?

Повечето силови агрегати, които преобразуват електрическата енергия в топлинна енергия, са асинхронни машини. Ако разглобите всеки трифазен двигател, става ясно, че той има два ключови компонента, върху взаимодействието на които е изградена цялата му работа.

статор

Това е неподвижната част на двигателя, която има пръстеновидна форма - кух цилиндър. Веднага трябва да се изясни, че не е твърдо, грубо казано, направено чрез завъртане на кръгла стоманена заготовка. Статорът се набира от пръстеновидни плочи (магнитна верига), което избягва образуването на така наречените повърхностни токове на Фуко, които могат силно да нагреят метала. На вътрешния диаметър има надлъжни жлебове, в които се поставя намотката на проводника. Повечето стандартни двигатели са трифазни, което означава, че имат три статорни намотки (по една за всяка фаза). Геометрично всяка намотка/фаза е изместена спрямо другите с 120°. Такова изчисление позволява, когато напрежение от 380V се прилага към фазовите клеми, да възбуди въртящо се магнитно поле в намотките.

Ротор

Това е подвижна (въртяща се) част, структурно интегрирана със задвижващия вал. Той също има подредена ламелна сърцевина (магнитна верига), но за разлика от статора, жлебовете за намотките са разположени по външния диаметър. Освен това те могат да се наричат намотки само от функционална гледна точка, тъй като в действителност те са медни пръти с определен диаметър, а не снопове (намотки) от тел.

От двете страни решетките са свързани с пръстеновидни ограничителни плочи, образувайки някакъв вид клетка за катерици. Това разположение е най-често срещаното и се нарича "ротор с късо съединение". При подаване на напрежение също има магнитно поле, но то има малко по-ниска скорост на въртене (асинхронно) от тази на статора. Тази разлика се нарича приплъзване и е около 2...10%. Благодарение на него между полетата се индуцира ЕМП (електродвижеща сила), която кара вала да се върти с работната честота.

Как да свържете трифазен двигател към еднофазна мрежа?

Стартирането на двигател с три работни намотки е възможно, тъй като фазите му са изместени на 120 ° по подразбиране. Ако приложите напрежение само към една фаза, тогава няма да се случи абсолютно нищо по аналогия с еднофазен 220V двигател, където в този случай възникват еквивалентни многопосочни магнитни полета. Формално за това трябва да се включи поне още една фаза в работата, за да се създаде разместване и да се набере необходимата инерция. Свързването към мрежа с напрежение 220V най-често се осъществява чрез допълнителна верига - верига от работни и стартови кондензатори.

Общата стартова верига, когато е свързана със звезда (вляво) и триъгълник (вдясно), ще изглежда така:

За да спестите сметки за електричество, нашите читатели препоръчват Electricity Saving Box. Месечните плащания ще бъдат с 30-50% по-малко, отколкото са били преди използването на спасителя. Той премахва реактивния компонент от мрежата, в резултат на което натоварването и в резултат на това консумацията на ток намалява. Електрическите уреди консумират по-малко електроенергия, намалявайки разходите за нейното плащане.

Както можете да видите, както в първия, така и във втория случай две от трите намотки са свързани директно към еднофазна 220V мрежа. Третата фаза се връща обратно към една от двете предходни с помощта на междинна верига от кондензатори: C slave - основен / работен и C p - за стартиране. Вторият е свързан паралелно чрез ключа SA. Последният е с нормално отворени контакти, а крайното положение на бутона не е фиксирано - за да тече ток през стартовия кондензатор, той трябва да се задържи натиснат.

Защо се използват паралелни резервоари?

Всеки, който някога не се е прозял в часовете по физика, трябва да помни, че максималната консумация на енергия на трифазен двигател се наблюдава точно в момента на стартиране, когато скоростта на въртене се увеличава от 0 до номинална. Колкото по-висока е мощността, толкова по-висока е тази пикова консумация на електроенергия. От което следва логичното заключение - капацитетът, който ще поддържа работа при 220V, най-вероятно не е достатъчен за стартиране. Следователно, за да се приведе двигателят в режим, според изчислението, той трябва да бъде приблизително удвоен спрямо работния.

След стартиране, при достигане на оптимална скорост (минимум 70% от номиналната), пусковите кондензатори се изключват чрез отпускане на бутона SA. Това трябва да се направи, в противен случай голям общ капацитет ще причини сериозен фазов дисбаланс и прегряване на намотките.

Ако мощността на двигателя е ниска или не работи при сериозно натоварване, тогава най-вероятно ще бъде възможно да се мине със стартиране през работната верига.

Как да изчислим капацитета и да изберем кондензатор

Очевидно е, че въпросът за избора на капацитет за стартиране и работа на трифазен двигател в еднофазна мрежа зависи от неговата мощност, номинален (фазов) ток и напрежение. Изчислението обикновено се извършва по следните формули:

В това уравнение има две величини:

U - напрежение в еднофазна мрежа (220V);
I N - номинален или фазов ток, A.

И двете схеми на свързване дават различни стойности на линейни и фазови характеристики, както може да се види на следващите илюстрации:

Можете да изчислите необходимия ток между намотките с помощта на скоби или с помощта на формули. Ако и двете опции изглеждат сложни, тогава можете да изчислите и изберете кондензатор чрез емпирична зависимост: 7 микрофарада на 100 W мощност.

Що се отнася до стартовите кондензатори, изборът им се извършва с очакването, че капацитетът трябва да бъде по-висок от този на работниците, за да покрие пиковата консумация при стартиране. Различните източници посочват различни стойности на пропорционалния коефициент: от 1,5 до 3. На практика най-често се използва препоръката за удвояване на увеличението.

След това можете да вземете кондензаторите и да продължите с оформлението. За организиране на стартирането на двигателя се използват модели от хартия (MBGP, KBP, MBGO), електролитен или метализиран полипропилен (SVV). Първите, като правило, са масивни и евтини, но имат относително големи размери с малък капацитет, което ги принуждава да събират цели батерии. Електролитните модели изискват използването на диодни елементи и съпротивления в управляващата верига, чиято повреда или повреда ще доведе до разрушаване на кондензатора. UHV моделите са по-модерни и следователно практически нямат недостатъците, които присъстват в аналозите. Формата на капацитивните блокове може да бъде квадратна или кръгла (бъчви).

Трябва също така да изберете работното напрежение на кондензатора, което според изчислението трябва да бъде приблизително 1,15 пъти по-високо, отколкото в еднофазна 220V мрежа. По-малките стойности оказват негативно влияние върху издръжливостта на блоковете, а по-големите - върху размерите на сглобката.