Kā izvēlēties un aprēķināt trīsfāzu motora kondensatora kapacitāti

Strāvas iekārtu pievienošana vienfāzes tīklam (220 V) visbiežāk tiek veikta ar kapacitatīvo metodi. Šajā gadījumā jums jāzina, kā izvēlēties kondensatorus trīsfāzu motoram, no kura tiek veikta piedziņa. No tiem tiek samontēta palaišanas ķēde, radot nepieciešamo griezes momenta un fāzes nelīdzsvarotību. Šajā rakstā mēs mēģināsim īsi apsvērt kapacitātes aprēķināšanas un izvēles jautājumus, kā arī iespējamās asinhronā elektromotora pieslēguma shēmas.

- stators
- Rotors

Kas ir trīsfāzu motors?

Lielākā daļa spēka agregātu, kas pārvērš elektroenerģiju siltumenerģijā, ir asinhronas mašīnas. Ja izjaucat jebkuru trīsfāzu motoru, kļūst skaidrs, ka tam ir divas galvenās sastāvdaļas, uz kurām mijiedarbojas viss tā darbs.

stators

Šī ir motora fiksētā daļa, kurai ir gredzenveida forma - dobs cilindrs. Uzreiz jāprecizē, ka tas nav ciets, rupji sakot, izgatavots, pagriežot apaļu tērauda sagatavi. Stators tiek komplektēts no gredzena plāksnēm (magnētiskā ķēde), kas ļauj izvairīties no tā saukto Fuko virsmas strāvu veidošanās, kas var ievērojami uzsildīt metālu. Iekšējā diametrā ir gareniskās rievas, kurās tiek ievietots stieples tinums. Lielākā daļa standarta motoru ir trīsfāžu, kas nozīmē, ka tiem ir trīs statora tinumi (viens katrai fāzei). Ģeometriski katrs tinums/fāze ir nobīde attiecībā pret pārējām par 120°. Šāds aprēķins ļauj, pieliekot fāzes spailēm 380 V spriegumu, tinumos ierosināt rotējošu magnētisko lauku.

Rotors

Šī ir kustīga (rotējoša) daļa, kas ir strukturāli integrēta ar piedziņas vārpstu. Tam ir arī sakrauts lamelārais kodols (magnētiskā ķēde), taču atšķirībā no statora tinumu rievas atrodas ārējā diametrā. Turklāt tos var saukt tikai par tinumiem no funkcionālā viedokļa, jo patiesībā tie ir noteikta diametra vara stieņi, nevis stiepļu saišķi (spoles).

Abās pusēs stieņi ir savienoti ar gredzenveida ierobežojošām plāksnēm, veidojot sava veida vāveres būri. Šis izkārtojums ir visizplatītākais, un to sauc par "īssavienojuma rotoru". Pieliekot spriegumu, ir arī magnētiskais lauks, taču tam ir nedaudz mazāks rotācijas ātrums (asinhrons) nekā statoram. Šo starpību sauc par slīdēšanu un tā ir aptuveni 2...10%. Pateicoties tam, starp laukiem tiek inducēts EMF (elektromotīves spēks), kas liek vārpstai griezties ar darba frekvenci.

Kā pieslēgt trīsfāžu motoru vienfāzes tīklam?

Motora iedarbināšana ar trim darba tinumiem ir iespējama, jo tā fāzes pēc noklusējuma ir nobīdītas par 120 °. Ja pieliekat spriegumu tikai vienai fāzei, tad pēc analoģijas ar vienfāzes 220 V motoru, kur šajā gadījumā rodas līdzvērtīgi daudzvirzienu magnētiskie lauki, nekas nenotiks. Formāli šim darbam ir jāiekļauj vēl vismaz viena fāze, lai radītu nobīdi un iegūtu nepieciešamo impulsu. Savienojumu ar tīklu ar spriegumu 220 V visbiežāk veic, izmantojot papildu ķēdi - darba un palaišanas kondensatoru ķēdi.

Vispārējā palaišanas ķēde, kad tā ir savienota ar zvaigzni (pa kreisi) un trīsstūri (pa labi), izskatīsies šādi:

Lai ietaupītu elektrības rēķinus, mūsu lasītāji iesaka Electricity Saving Box. Ikmēneša maksājumi būs par 30-50% mazāki, nekā tie bija pirms uzkrājēja izmantošanas. Tas noņem reaktīvo komponentu no tīkla, kā rezultātā tiek samazināta slodze un līdz ar to arī strāvas patēriņš. Elektroierīces patērē mazāk elektrības, samazinot tās apmaksas izmaksas.

Kā redzat, gan pirmajā, gan otrajā gadījumā divi no trim tinumiem ir tieši savienoti ar vienfāzes 220 V tīklu. Trešā fāze tiek cilpa atpakaļ uz vienu no divām iepriekšējām, izmantojot kondensatoru starpķēdi: C slave - galvenais / darba un C p - palaišanai. Otrais ir savienots paralēli caur SA atslēgu. Pēdējam parasti ir atvērti kontakti, un pogas galējais stāvoklis nav fiksēts - lai strāva plūst caur palaišanas kondensatoru, tas ir jātur nospiests.

Kāpēc tiek izmantotas paralēlās tvertnes?

Jebkuram cilvēkam, kurš savulaik fizikas stundās nežāvājās, jāatceras, ka trīsfāzu motora maksimālais enerģijas patēriņš tiek ievērots tieši tā iedarbināšanas brīdī, kad griešanās ātrums palielinās no 0 līdz nominālajam. Jo lielāka jauda, jo augstāks ir šis maksimālais elektroenerģijas patēriņš. No kā izriet loģisks secinājums – ar kapacitāti, kas atbalstīs darbību pie 220V, visticamāk, palaišanai nepietiek. Tāpēc, lai motoru ieslēgtu režīmā, saskaņā ar aprēķinu tas ir aptuveni divkāršojies salīdzinājumā ar darba režīmu.

Pēc palaišanas, kad sasniegts optimālais ātrums (vismaz 70% no nominālā), palaišanas kondensatori tiek izslēgti, atlaižot SA pogu. Tas ir jādara, pretējā gadījumā liela kopējā kapacitāte izraisīs nopietnu fāzes nelīdzsvarotību un tinumu pārkaršanu.

Ja motora jauda ir zema vai tas nedarbojas pie nopietnas slodzes, visticamāk, ar iedarbināšanu caur darba ķēdi būs iespējams iztikt.

Kā aprēķināt kapacitāti un izvēlēties kondensatoru

Ir acīmredzams, ka jautājums par jaudu izvēli trīsfāzu motora iedarbināšanai un darbināšanai vienfāzes tīklā ir atkarīgs no tā jaudas, nominālās (fāzes) strāvas un sprieguma. Aprēķinu parasti veic, izmantojot šādas formulas:

Šajā vienādojumā ir divi lielumi:

U - spriegums vienfāzes tīklā (220V);
I N - nominālā vai fāzes strāva, A.

Abas savienojuma shēmas dod dažādas lineāro un fāzes raksturlielumu vērtības, kā redzams šādos attēlos:

Jūs varat aprēķināt nepieciešamo strāvu starp tinumiem, izmantojot skavas vai izmantojot formulas. Ja abas iespējas šķiet sarežģītas, varat aprēķināt un atlasīt kondensatoru, izmantojot empīrisku sakarību: 7 mikrofarādes uz 100 W jaudas.

Kas attiecas uz palaišanas kondensatoriem, to izvēle tiek veikta ar cerību, ka jaudai jābūt lielākai nekā strādnieku kapacitātei, lai segtu maksimālo patēriņu palaišanas brīdī. Dažādi avoti norāda dažādas proporcionālā koeficienta vērtības: no 1,5 līdz 3. Praksē visbiežāk tiek izmantots ieteikums dubultot pieaugumu.

Tālāk varat uzņemt kondensatorus un turpināt izkārtojumu. Lai organizētu dzinēja iedarbināšanu, tiek izmantoti papīra (MBGP, KBP, MBGO), elektrolītiskā vai metalizētā polipropilēna (SVV) modeļi. Pirmie, kā likums, ir masīvi un lēti, taču tiem ir salīdzinoši lieli izmēri ar mazu ietilpību, kas liek tiem savākt veselas baterijas. Elektrolītiskajiem modeļiem vadības ķēdē ir jāizmanto diodes elementi un pretestības, kuru bojājumi vai atteice novedīs pie kondensatora iznīcināšanas. UHV modeļi ir modernāki, un tāpēc tiem praktiski nav trūkumu, kas ir analogos. Kapacitatīvo bloku formu var izgatavot gan kvadrātveida, gan apaļas (mucas).

Jāizvēlas arī kondensatora darba spriegums, kam pēc aprēķina jābūt aptuveni 1,15 reizes lielākam nekā vienfāzes 220V tīklā. Mazākas vērtības negatīvi ietekmē bloku izturību, bet lielākas - montāžas izmērus.