三相モーターのコンデンサーの静電容量を選択して計算する方法

電力機器を単相ネットワーク（220V）に接続することは、ほとんどの場合、容量性方式で行われます。この場合、駆動が実行される三相モーター用のコンデンサーを選択する方法を知る必要があります。それらから始動回路が組み立てられ、必要なトルクと位相の不均衡が生じます。この記事では、静電容量の計算と選択の問題、および非同期電気モーターの可能な接続スキームについて簡単に検討します。

- 固定子
- ローター

三相モーターとは何ですか？

電気エネルギーを熱エネルギーに変換するほとんどのパワーユニットは非同期機です。三相モーターを分解すると、2つの主要なコンポーネントがあり、その相互作用にすべての作業が組み込まれていることが明らかになります。

固定子

これはモーターの固定部分であり、環状の形状をしています-中空シリンダー。大まかに言えば、丸いスチールブランクを回転させて作られたものではないことをすぐに明らかにする必要があります。固定子はリングプレート（磁気回路）から動員され、金属を大幅に加熱する可能性のあるいわゆる表面フーコー電流の形成を回避します。内径には、巻線が配置される縦方向の溝があります。ほとんどの標準モーターは三相です。つまり、3つの固定子巻線（各相に1つ）があります。幾何学的には、各巻線/相は他の巻線/相に対して120°オフセットされています。このような計算により、380Vの電圧が相端子に印加されると、巻線内の回転磁界を励起することができます。

ローター

これは、ドライブシャフトと構造的に統合された可動（回転）部品です。また、積層コア（磁気回路）を備えていますが、固定子とは異なり、巻線の溝は外径にあります。さらに、実際には特定の直径の銅棒であり、ワイヤーの束（コイル）ではないため、機能的な観点からのみ巻線と呼ぶことができます。

両側で、バーは環状の制限プレートに接続されており、ある種のかご形を形成しています。この配置は最も一般的であり、「短絡ローター」と呼ばれます。電圧を印加すると磁界も発生しますが、固定子よりも回転速度がやや遅くなります（非同期）。この差はスリップと呼ばれ、約2 ... 10％です。そのおかげで、EMF（起電力）がフィールド間に誘導され、シャフトが動作周波数で回転します。

三相モーターを単相ネットワークに接続するにはどうすればよいですか？

デフォルトでは位相が120°シフトしているため、3つの作動巻線でモーターを始動することができます。単相に電圧を印加した場合、単相220Vモーターと同様に、この場合は同等の多方向磁場が発生しますが、まったく何も起こりません。正式には、このために、シフトを作成して必要な勢いを得るために、少なくとももう1つのフェーズを作業に含める必要があります。 220Vの電圧のネットワークへの接続は、ほとんどの場合、追加の回路（動作コンデンサと始動コンデンサの回路）を介して実行されます。

スター（左）とデルタ（右）に接続した場合の一般的な始動回路は次のようになります。

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ご覧のとおり、最初のケースと2番目のケースの両方で、3つの巻線のうち2つが単相220Vネットワークに直接接続されています。 3番目のフェーズは、コンデンサの中間回路（Cスレーブ-メイン/動作中およびC p-起動用）によって、前の2つのフェーズの1つにループバックされます。 2つ目は、SAキーを介して並列に接続されます。後者は通常、接点が開いており、ボタンの極端な位置は固定されていません。電流が始動コンデンサを流れるためには、ボタンを押し続ける必要があります。

なぜ並列タンクが使用されるのですか？

かつて物理学の授業であくびをしなかった人は、三相モーターの最大エネルギー消費量が、回転速度が0から公称値に増加する始動時に正確に観察されることを覚えておく必要があります。電力が高いほど、このピーク電力消費量は高くなります。論理的な結論は次のとおりです。220Vでの動作をサポートする容量では、起動するのに十分ではない可能性があります。したがって、モーターをモードにするためには、計算によれば、モーターは動作中のモーターの約2倍にする必要があります。

始動後、最適速度（公称値の少なくとも70％）に達すると、SAボタンを離して始動コンデンサをオフにします。これを行う必要があります。そうしないと、総容量が大きくなると、深刻な位相の不均衡と巻線の過熱が発生します。

モーターの出力が低いか、深刻な負荷がかかった状態で動作しない場合は、動作中の回路から開始することで問題を解決できる可能性があります。

静電容量の計算方法とコンデンサの選び方

単相ネットワークで三相モーターを始動および操作するための容量を選択する問題は、その電力、定格（相）電流および電圧に依存することは明らかです。計算は通常、次の式で実行されます。

この方程式には2つの量があります。

U-単相ネットワークの電圧（220V）;
I N-定格または相電流、A。

次の図に示すように、両方の接続スキームは、線形特性と位相特性の異なる値を提供します：

クランプまたは式を使用して、巻線間に必要な電流を計算できます。両方のオプションが複雑に見える場合は、経験的な依存関係からコンデンサを計算して選択できます。100Wの電力あたり7マイクロファラッドです。

始動コンデンサについては、始動時のピーク消費量をカバーするために、容量が作業者の容量よりも大きくなければならないことを想定して選択が行われます。異なるソースは、比例係数の異なる値を示します：1.5から3。実際には、増加を2倍にする推奨が最も頻繁に使用されます。

次に、コンデンサを取り出してレイアウトを進めることができます。エンジン始動を整理するために、紙（MBGP、KBP、MBGO）、電解または金属化ポリプロピレン（SVV）モデルが使用されます。前者は、原則として、大規模で安価ですが、寸法が比較的大きく、容量が小さいため、バッテリー全体を収集する必要があります。電解モデルでは、制御回路にダイオード要素と抵抗を使用する必要があり、損傷または故障するとコンデンサが破壊されます。 UHVモデルはより現代的であるため、アナログに存在する欠点は事実上ありません。容量性ブロックの形状は、正方形または円形（バレル）のいずれかで作成できます。