Cum să alegeți și să calculați capacitatea unui condensator pentru un motor trifazat

Conectarea echipamentelor de alimentare la o rețea monofazată (220V) se face cel mai adesea prin metoda capacitivă. În acest caz, trebuie să știți cum să selectați condensatorii pentru un motor trifazat din care se realizează unitatea. Din ele este asamblat un circuit de pornire, creând cuplul necesar și dezechilibrul de fază. În acest articol, vom încerca să luăm în considerare pe scurt problemele de calcul și selectare a capacității, precum și posibilele scheme de conectare pentru un motor electric asincron.

- stator
- Rotor

Ce este un motor trifazat?

Majoritatea unităților de putere care convertesc energia electrică în energie termică sunt mașini asincrone. Dacă dezasamblați orice motor trifazat, devine clar că are două componente cheie, pe a căror interacțiune este construită toată munca sa.

stator

Aceasta este partea fixă a motorului, care are o formă inelară - un cilindru gol. Trebuie clarificat imediat că nu este solid, grosier vorbind, realizat prin răsucirea unui semifabricat rotund de oțel. Statorul este recrutat din plăci inelare (circuit magnetic), ceea ce evită formarea așa-numiților curenți Foucault de suprafață, care pot încălzi foarte mult metalul. Pe diametrul interior există șanțuri longitudinale în care este plasată înfășurarea firului. Majoritatea motoarelor standard sunt trifazate, ceea ce înseamnă că au trei înfășurări statorice (câte una pentru fiecare fază). Geometric, fiecare înfășurare/fază este decalată față de celelalte cu 120°. Un astfel de calcul permite, atunci când se aplică o tensiune de 380V la bornele de fază, să excite un câmp magnetic rotativ în înfășurări.

Rotor

Aceasta este o parte mobilă (rotativă), integrată structural cu arborele de antrenare. Are și un miez lamelar stivuit (circuit magnetic), dar spre deosebire de stator, canelurile pentru înfășurări sunt situate pe diametrul exterior. Mai mult decât atât, ele pot fi numite înfășurări doar din punct de vedere funcțional, deoarece în realitate sunt bare de cupru cu un anumit diametru și nu mănunchiuri (bobine) de sârmă.

Pe ambele părți, barele sunt conectate la plăci de limitare inelare, formând un fel de cușcă de veveriță. Acest aranjament este cel mai comun și se numește „rotor în scurtcircuit”. Când se aplică tensiune, există și un câmp magnetic, dar are o viteză de rotație puțin mai mică (asincronă) decât cea a statorului. Această diferență se numește alunecare și este de aproximativ 2...10%. Datorită acesteia, între câmpuri este indusă o EMF (forță electromotoare), care face ca arborele să se rotească la frecvența de funcționare.

Cum se conectează un motor trifazat la o rețea monofazată?

Pornirea unui motor cu trei înfășurări de lucru este posibilă deoarece are fazele deplasate cu 120 ° în mod implicit. Dacă aplicați tensiune la o singură fază, atunci nu se va întâmpla absolut nimic prin analogie cu un motor monofazat de 220 V, unde în acest caz apar câmpuri magnetice multidirecționale echivalente. Formal, pentru aceasta, cel puțin încă o fază trebuie inclusă în lucru pentru a crea o schimbare și a câștiga impulsul necesar. Conexiunea la o rețea cu o tensiune de 220V se realizează cel mai adesea printr-un circuit suplimentar - un circuit de condensatori de lucru și de pornire.

Circuitul general de pornire atunci când este conectat cu o stea (stânga) și o deltă (dreapta) va arăta astfel:

Pentru a economisi la facturile de energie electrică, cititorii noștri recomandă Electricity Saving Box. Plățile lunare vor fi cu 30-50% mai mici decât erau înainte de utilizarea economizorului. Îndepărtează componenta reactivă din rețea, în urma căreia sarcina și, ca urmare, consumul de curent sunt reduse. Aparatele electrice consumă mai puțină energie electrică, reducând costul plății acesteia.

După cum puteți vedea, atât în primul cât și în al doilea caz, două dintre cele trei înfășurări sunt conectate direct la o rețea monofazată de 220V. Cea de-a treia fază este buclă înapoi la una dintre cele două anterioare prin intermediul unui circuit intermediar de condensatori: C slave - principal / de lucru și C p - pentru pornire. Al doilea este conectat în paralel prin cheia SA. Acesta din urmă are contacte în mod normal deschise, iar poziția extremă a butonului nu este fixă - pentru ca curentul să circule prin condensatorul de pornire, acesta trebuie ținut apăsat.

De ce se folosesc rezervoarele paralele?

Orice persoană care la un moment dat nu a căscat la lecțiile de fizică ar trebui să-și amintească că consumul maxim de energie al unui motor trifazat se observă exact în momentul în care acesta este pornit, când viteza de rotație crește de la 0 la nominală. Cu cât puterea este mai mare, cu atât este mai mare acest consum maxim de energie electrică. Din care rezultă concluzia logică - capacitatea care va susține funcționarea la 220V este cel mai probabil să nu fie suficientă pentru a începe. Prin urmare, pentru a aduce motorul în modul, conform calculului, acesta trebuie aproximativ dublat față de cel de lucru.

Dupa pornire, cand se atinge viteza optima (cel putin 70% din nominala), condensatoarele de pornire sunt oprite prin eliberarea butonului SA. Acest lucru trebuie făcut, altfel o capacitate totală mare va provoca un dezechilibru grav de fază și supraîncălzirea înfășurărilor.

Dacă puterea motorului este scăzută sau nu funcționează sub o sarcină serioasă, atunci cel mai probabil se va putea descurca cu pornirea prin circuitul de lucru.

Cum se calculează capacitatea și se alege un condensator

Este evident că problema alegerii capacităților pentru pornirea și funcționarea unui motor trifazat într-o rețea monofazată depinde de puterea acestuia, de curentul nominal (fază) și de tensiune. Calculul se realizează de obicei prin următoarele formule:

Există două mărimi în această ecuație:

U - tensiune într-o rețea monofazată (220V);
I N - curent nominal sau de fază, A.

Ambele scheme de conectare dau valori diferite ale caracteristicilor liniare și de fază, așa cum se poate vedea în următoarele ilustrații:

Puteți calcula curentul necesar între înfășurări folosind cleme sau folosind formule. Dacă ambele opțiuni par complicate, atunci puteți calcula și selecta un condensator printr-o relație empirică: 7 microfarad la 100 W de putere.

În ceea ce privește condensatoarele de pornire, selecția acestora se realizează cu așteptarea ca capacitatea să fie mai mare decât cea a muncitorilor pentru a acoperi consumul de vârf la pornire. Surse diferite indică valori diferite ale coeficientului proporțional: de la 1,5 la 3. În practică, recomandarea de a dubla creșterea este cel mai des folosită.

Apoi, puteți ridica condensatorii și puteți continua cu aspectul. Pentru organizarea pornirii motorului se folosesc modele din hârtie (MBGP, KBP, MBGO), electrolitică sau din polipropilenă metalizată (SVV). Primele, de regulă, sunt masive și ieftine, dar au dimensiuni relativ mari cu o capacitate mică, ceea ce îi obligă să colecteze baterii întregi. Modelele electrolitice necesită utilizarea unor elemente de diodă și rezistențe în circuitul de control, deteriorarea sau defecțiunea cărora va duce la distrugerea condensatorului. Modelele UHV sunt mai moderne și, prin urmare, practic nu au dezavantajele prezente la analogii. Forma blocurilor capacitive poate fi produsă fie pătrată, fie rotundă (butoaie).

De asemenea, ar trebui să selectați tensiunea de funcționare a condensatorului, care, conform calculului, ar trebui să fie de aproximativ 1,15 ori mai mare decât într-o rețea monofazată de 220 V. Valorile mai mici au un impact negativ asupra durabilității blocurilor, iar cele mai mari - asupra dimensiunilor ansamblului.