Конденсатор для пуска электродвигателя

Конденсатор для пуска электродвигателя

Если требуется присоединить трехфазный электродвигатель к обычной электросети, то потребуется создать электросхему для сдвига фаз. Основой такой схемы может служить конденсатор. Применяется он и для однофазного двигателя с целью облегчения его пуска.

Что такое конденсатор

Это устройство для накопления электрического заряда. Он состоит из пары проводящих пластин, находящихся на малом отстоянии друг от друга и разделенных слоем изолирующего материала.

Широко распространены следующие виды накопителей электрического заряда:

• Полярные. Работают в цепях с постоянным напряжением, подключаются в соответствии с указанной на них полярностью.
• Неполярные. Работают в цепях с переменным напряжение, подключать можно как угодно
• Электролитические. Пластины представляют собой тонкие оксидные пленки на листе фольги.

Электролитические лучше других подходят на роль конденсатора для пуска электродвигателя.

Описание разновидностей конденсаторов

Различным типам электродвигателей соответствуют подходящие им по своим характеристикам накопители.

Так, для низкочастотных высоковольтных (50 герц, 220-600 вольт) двигателей хорошо подходит электролитический конденсатор. Такие устройства обладают высокой емкостью, доходящей до 100 тысяч микрофарад. Нужно внимательно следить за соблюдением полярности, в противном случае из-за перегрева пластин возможно возгорание.

Неполярные накопители не имеют таких ограничений, но стоят они с несколько раз дороже.

Различные виды конденсаторов

Кроме перечисленных выше, производятся также вакуумные, газовые, жидкостные устройства, но как пусковой или рабочий конденсатор в схеме подключения электромотора, они не применяются.

Выбор емкости

С целью максимизации эффективности электродвигателя нужно рассчитать ряд параметров электроцепи, и прежде всего емкость.

Для рабочего конденсатора

Существуют сложные и точные методы расчета, однако в домашних условиях вполне достаточно оценить параметр по приближенной формуле.

На каждые 100 ватт электрической мощности трехфазного электродвигателя должно приходиться 7 микрофарад.

Недопустимо также подавать на фазовую статорную обмотку напряжение, превышающее паспортное.

Для пускового конденсатора

Если электродвигатель должен запускаться при наличии высокой нагрузки на приводном валу, то рабочий конденсатор не справится, и на время запуска потребуется подключать пусковой. После достижения рабочих оборотов, что происходит в среднем за 2-3 секунды, он отключается вручную или устройством автоматики. Доступны специальные кнопки включения электрооборудования, автоматически размыкающие одну из цепей через заданное время задержки.

Недопустимо оставлять пусковой накопитель подключенным в рабочем режиме. Фазовый перекос токов может привести к перегреву и возгоранию двигателя. Определяя емкость пускового прибора, следует принимать ее в 2-3 раза выше, чем у рабочего. При этом при запуске крутящий момент электродвигателя достигает максимального значения, а после преодоления инерции механизма и набора оборотов он снижается до номинального.

Для набора требуемой емкости конденсаторы для запуска электродвигателя подключают в параллель. Емкость при этом суммируется.

Простые способы подключения электродвигателя

Самый простой способ подключения трехфазного электродвигателя к бытовой электросети – применение частотного преобразователя. Потери мощности будут минимальны, но стоит такое устройство зачастую дороже самого двигателя.

Частотный преобразователь станет экономически эффективным лишь при большом объеме использования оборудования.

При другом способе для преобразования питающего напряжения используется обмотка самого асинхронного электродвигателя. Схема получится громоздкая и массивная. Конденсатор для запуска электродвигателя подключают по одной из двух популярных схем

• треугольник;
• звезда.

Подключение двигателя по схемам «звезда» и «треугольник»

При реализации подключения этими способами важно свести к минимуму потери по мощности.

Схема подключения «треугольник»

Схема достаточно простая, для облегчения понимания обозначим контакты мотора символами A — ноль, B — рабочий и C — фазовый

Сетевой шнур подсоединяется коричневым проводником к контакту A, туда же следует подсоединить один из выводов конденсатора. К контакту И подсоединяется второй вывод прибора, а синий проводник сетевого шнура — к контакту С.

В случае небольшой мощности электромотора, не превышающей 1,5 киловатта, допустимо подключать только один конденсатор, пусковой при этом не нужен.

Если же мощность выше и нагрузка на валу значительная, то используют два параллельно соединенных прибора.

Схема подключения «звезда»

В случае если на клеммнике электродвигателя 6 выводов — следует их прозвонить по отдельности и определить, какие выводы связаны друг с другом. В паспорте мотора нужно найти назначение выводов. После этого схема переподключается, формируя привычный «треугольник».

С этой целью снимаются перемычки и контактам присваивают условные обозначения от A до F. Далее последовательно соединяются контакты: A и D, B и E, C и F.

Теперь контакты D, E и F станут соответственно нулевым, рабочим и фазовым проводом. Конденсатор присоединяют к ним точно так же, как в предыдущем случае.

При первом включении нужно внимательно следит за тем, чтобы обмотки не перегревались. В этом случае следует немедленно отключить устройство и определить причину перегрева.

Рабочее напряжение

После емкости напряжение является важнейшим параметром. Если взять слишком большой запас по напряжению — сильно вырастут габариты, вес и цена всего устройства. Еще хуже – взять устройства, которым не хватает рабочего напряжения. Такое использование приведет к их быстрому износу, выходу из строя, пробою. При этом возможно возгорание или даже взрыв.

Оптимальный запас по напряжению — 15-20%.

Важно! Для конденсаторов с диэлектриком из бумаги в цепях с переменным напряжением номинальное напряжение, указанное для постоянного тока, нужно поделить на 3.

Если указано 600 вольт, то в цепях переменного тока безопасно применять такие конденсаторы можно до 300 вольт.

Использование электролитических конденсаторов

Конденсаторы с диэлектриком из бумаги отличаются малой удельной емкостью и значительными габаритами. Для двигателя даже не самой большой мощности они будут занимать много места. Теоретически их можно заменить электролитическими, обладающими в несколько раз более высокой удельной емкостью.

Разновидности устройства электролитического конденсатора

Для этого электрическую схему придется дополнить несколькими элементами: диодами и резисторами. Такой вариант неплох для эпизодически работающего двигателя. Если же планируются продолжительные нагрузки, то от экономии места и веса лучше отказаться — при случайном выходе диода из строя он начнет пропускать на накопитель переменный ток, что приведет к его пробою и взрыву.

Выходом могут служить полипропиленовые конденсаторы с металлическим напылением серии СВВ, разработанные для использования в качестве пусковых.

Как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя

Для вычисления емкости основного конденсатора применяют формулу:

• k- коэффициент, принимаемый за 4800 при схеме «треугольник» и 2800 при схеме «звезда»;
• Iφ-ток статора, его берут из паспорта или таблички на корпусе;
• U- напряжение сети.

Результат получается в микрофарадах. Вместо точной формулы можно применять правило: на каждые 100 ватт мощности — 7 микрофарад емкости.

Если при старте двигателю приходится преодолевать большой момент инерции подключенного к валу оборудования, то в помощь основному на время запуска и набора номинальных оборотов подключают пусковой конденсатор.

Емкость пускового накопителя принимают в 2-3 раза больше основного.

Подключение трехфазного электродвигателя к сети

После выхода на режим его обязательно отключают — вручную или с помощью автоматики. Если на рассчитанную емкость нет точно подходящего по номиналу прибора, конденсаторы можно подключать параллельно.

Как подобрать пусковой конденсатор для однофазного электромотора

До использования в пусковой цепи конденсатор проверяют тестером на исправность. При подборе рабочего конденсатора можно применять такое же приближенное правило а-7 микрофарад на 100 ватт номинальной электрической мощности. Емкость пускового также берется в 2-3 раза выше.

При подборе конденсатора на 220 вольт следует выбирать модели с номиналом не менее 400. Это объясняется переходными электромагнитными процессами при запуске, дающими кратковременные пусковые броски напряжения до 350-550 вольт.

Однофазные асинхронные электромоторы часто применяются в домашних электроприборах и электроинструменте. Для пуска таких устройств, особенно под нагрузкой, требуется пусковая обмотка и сдвиг фазы. Для этого используется конденсатор, подключаемый по одной из известных схем.

Конструкция асинхронного однофазного электродвигателя

Если запуск осуществляется с преодолением большого момента инерции, подсоединяют пусковой конденсатор.

Почему однофазный электродвигатель запускают через конденсатор

Статор электродвигателя с единственной обмоткой при пропускании переменного тока не сможет начать вращение, а лишь начнет подрагивать. Чтобы начать вращение, перпендикулярно основной обмотке размещают пусковую. В цепь этой обмотки включают компонент для сдвига фазы, такой, как конденсатор. Электромагнитные поля этих двух обмоток, прикладываемые к ротору со сдвигом по фазе, и обеспечат начало вращения.

В трехфазном двигателе обмотки и так размещены под углами 120 ° . Соответственно сориентированы и наводимые ими в роторе электромагнитные поля. Для начала вращения достаточно обеспечить сдвиг их работы по фазе, чтобы обеспечить пусковой момент вращения.

Схема подключения однофазного электродвигателя на 220 вольт через конденсатор

Нередки случаи, когда необходимо подключить электродвигатель к сети 220 вольт — это происходит при попытках приобщить оборудование к своим нуждам, но схема не отвечает техническим характеристикам, указанным в паспорте такого оборудования. Мы постараемся разобрать в этой статье основные приемы решения проблемы и представим несколько альтернативных схем с описанием для подключения однофазного электродвигателя с конденсатом на 220 вольт.

Почему так происходит? Например, в гараже необходимо подключение асинхронного электродвигателя на 220 вольт, который рассчитан на три фазы. При этом необходимо сохранить КПД (коэффициент полезного действия), так поступают в случае, если альтернативы (в виде движка) просто не существует, потому как в схеме на три фазы легко образуется вращающееся магнитное поле, которое обеспечивает создание условий для вращения ротора в статоре. Без этого КПД будет меньше, по сравнению с трехфазной схемой подключения.

Когда в однофазных движках присутствует только одна обмотка, мы наблюдаем картину, когда поле внутри статора не вращается, а пульсирует, то есть толчок для пуска не происходит, пока собственноручно не раскрутить вал. Для того чтобы вращение могло происходить самостоятельно, добавляем вспомогательную пусковую обмотку. Это вторая фаза, она перемещена на 90 градусов и толкает ротор при включении. При этом двигатель все равно включен в сеть с одной фазой, так что название однофазного сохраняется. Такие однофазные синхронные моторы имеют рабочую и пусковую обмотки. Разница в том, что пусковая действует только при включении заводя ротор, работая всего три секунды. Вторая же обмотка включена все время. Для того чтобы определить где какая, можно использовать тестер. На рисунке можно увидеть соотношение их со схемой в целом.

Подключение электродвигателя на 220 вольт: мотор запускается путем подачи 220 вольт на рабочую и пусковую обмотки, а после набора необходимых оборотов нужно вручную отключить пусковую. Для того чтобы фазу сдвинуть, необходимо омическое сопротивление, которое и обеспечивают конденсаторы индуктивности. Встречается сопротивление как в виде отдельного резистора, так и в части самой пусковой обмотки, которая выполняется по бифилярной технике. Она работает так: индуктивность катушки сохраняется, а сопротивление становиться больше из-за удлиненного провода из меди. Такую схему можно наблюдать на рисунке 1: подключение электродвигателя 220 вольт.

Рисунок 1. Схема подключения электродвигателя 220 вольт с конденсатором

Существуют также моторы, у которых обе обмотки непрерывно подключены к сети, они называются двухфазные, потому как поле внутри вращается, а конденсатор предусмотрен, чтобы сдвигать фазы. Для работы такой схемы, обе обмотки имеют провод с равным друг другу сечением.

Схема подключения коллекторного электродвигателя на 220 вольт

Где можно встретить в быту?

Электрические дрели, некоторые стиральные машинки, перфораторы и болгарки имеют синхронный коллекторный двигатель. Он способен работать в сетях с одной фазой даже без пусковых механизмов. Схема такая: перемычкой соединяются концы 1 и 2, первый берет начало в якоре, второй – в статоре. Два кончика, которые остались, необходимо присоединить к питанию в 220 вольт.

Подключение электродвигателя 220 вольт с пусковой обмоткой

• Такая схема исключает блок электроники, а следовательно – мотор сразу же с момента старта, будет работать на полную мощность – на максимальных оборотах, при запуске буквально срываясь с силой от пускового электротока, который вызывает искры в коллекторе;
• существуют электромоторы с двумя скоростями. Их можно определить по трем концам в статоре, выходящим из обмотки. В этом случае скорость вала при подключении уменьшается, а риск деформации изоляции при старте – увеличивается;
• направление вращения можно изменить, для этого следует поменять местами окончания подключения в статоре или якоре.

Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором

Есть еще один вариант подключения электродвигателя мощность в 380 Вольт, который приходит в движение без нагрузки. Для этого также необходим конденсатор в рабочем состоянии.

Один конец подключается к нулю, а второй — к выходу треугольника с порядковым номером три. Чтобы изменить направление вращения электромотора, стоит подключить его к фазе, а не к нулю.

Схема подключения электродвигателя 220 вольт через конденсаторы

В случае когда мощность двигателя более 1,5 Киловатта или он при старте работает сразу с нагрузкой, вместе с рабочим конденсатором необходимо параллельно установить и пусковой. Он служит увеличению пускового момента и включается всего на несколько секунд во время старта. Для удобства он подключается с кнопкой, а все устройство — от электропитания через тумблер или кнопку с двумя позициями, которая имеет два фиксированных положения. Для того чтобы запустить такой электромотор, необходимо все подключить через кнопку (тумблер) и держать кнопку старта, пока он не запустится. Когда запустился – просто отпускаем кнопку и пружина размыкает контакты, отключая стартер

Специфика заключается в том, что асинхронные двигатели изначально предназначаются для подключения к сети с тремя фазами в 380 В или 220 В.

Р = 1,73 * 220 В * 2,0 * 0,67 = 510 (Вт) расчет для 220 В

Р = 1,73 * 380 * 1,16 * 0,67 =510,9 (Вт) расчет для 380 В

По формуле становится понятно, что электрическая мощность превосходит механическую. Это необходимый запас для компенсации потерь мощности при старте — создании вращающегося момента магнитного поля.

Существуют два типа обмотки — звездой и треугольником. По информации на бирке мотора можно определить какая система в нем использована.

Это схема обмотки звездой

Красные стрелки — это распределение напряжения в обмотках мотора, говорит о том, что на одной обмотке распределяется напряжение единичной фазы в 220 В, а двух других — линейного напряжения 380 В. Такой двигатель можно приспособить под однофазную сеть по рекомендациям на бирке: узнать для какого напряжения созданы обмотки, можно соединять их звездой или треугольником.

Схема обмотки треугольником проще. По возможности лучше применить ее, так как двигатель будет терять мощность в меньшем количестве, а напряжение по обмоткам всюду будет равно 220 В.

Это схема подключения с конденсатором асинхронного двигателя в однофазную сеть. Включает рабочие и пусковые конденсаторы.

• применяем конденсаторы, ориентируясь на напряжение, минимум 300 или 400 В;
• емкость рабочих конденсаторов набирается путем параллельного их соединения;
• вычисляем таким образом: каждые 100 Вт — это еще 7 мкФ, учитывая, что 1 кВт равен 70 мкФ;
• это пример параллельного соединения конденсаторов
• емкость для пуска должна превышать в три раза емкость рабочих конденсаторов.

После прочтения статьи, рекомендуем ознакомиться с техникой подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть:

Как подключить электродвигатель?

Человек окружен электродвигателями. Их устанавливают в стиральные машины, настенные часы, автомобили, электроинструменты, и даже в игрушечные машинки. Они популярны в силу своей неприхотливости и прочности.

Как же подключить электродвигатель? Для работы обычного асинхронного двигателя достаточно двух проводов – фазы и нуля. Однако подключение усложняется, если речь идет о трехфазном варианте. Чтобы разобраться в тонкостях подключений, необходимо понимать базовые принципы электрики.

Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?

Однофазный асинхронный двигатель – это электромотор, запитанный от сети переменного тока. Он состоит из нескольких компонентов:

• корпуса двигателя;
• ротора;
• статор.
• проводов электропитания.

В корпусе устройства располагается статор. Он состоит из рабочей и пусковой обмотки. На них подается электрический ток, который вызывает электромагнитное поле. Действие токов раскручивает ротор, установленный посередине статора. При этом необходимо учитывать, что запуск двигателя происходит принудительно. На рабочую обмотку подают ток, при этом пусковую обмотку запускают в ручном режиме, через кнопку.

Такая схема позволяет включить двигатель без дополнительных компонентов, но данная компоновка может привести к поломке двигателя. Дело в том, что сама по себе рабочая обмотка не раскручивает мотор. Она создает пульсирующее магнитное поле, силы которой не хватает на первоначальную раскрутку ротора. Рабочий контур будет ждать подключения пусковой обмотки. Она дает толчок ротору, позволяет подключиться к работе основной обмотке.

В противном случае рабочая обмотка будет находиться под постоянным напряжением. Из-за высокого сопротивления она начинает греться и постепенно приходит в негодность. Для исправления данной ситуации используют конденсаторы. Они делают старт двигателя безопасным, сохраняет ресурс обмоток.

ВНИМАНИЕ: Для определения типа обмотки используют мультиметр. С его помощью определяют сопротивление на выходах проводов из асинхронного двигателя. Прибор показывает меньшее сопротивление на рабочем контуре, большее на пусковой обмотке.

Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей

Конденсатор – это компонент электрической цепи, накапливающий в себе заряд электрического тока. Данный элемент может снижать или повышать нагрузку на компоненты электроприборов. В системе переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения. Емкость элемента измеряют в фарадах (Ф) или микрофарадах (мкФ).

Конструктивно данный элемент представляет собой две пластины или обкладки, посредине которых находится диэлектрик, толщина которого намного меньше размеров обкладок. Конденсатор позволяет накапливать больший или меньший ток, необходимый для корректной работы элементов электрической цепи.

Различают три вида конденсаторов:

1. Полярные. Не используются в сетях переменного тока из-за быстрого разрушения прослойки диэлектрика. Это приводит к короткому замыканию цепи.
2. Неполярные. Работают в сетях переменного и постоянного тока. Их обкладки одинаково взаимодействуют с источником и диэлектриком.
3. Электролитические или оксидные. В этом конденсаторе используют тонкую оксидную пленку в качестве электродов. Это позволяет работать с максимально возможной емкостью конденсатора. Используют на моторах с низкой частотой вращения.

Из этого следует, что для подключения к асинхронному однофазному двигателю более всего подходит неполярный конденсатор.

Для асинхронного двигателя используют конденсаторы:

• рабочие;
• пусковые (стартовые).

Первая группа элементов направлена на снижения тока на основной контур обмотки мотора. Она бережет статор от перенапряжения. Стартовые конденсаторы работают кратковременно – до 3 секунд. Они включаются в самом начале работы двигателя.

Подключение конденсатора и разных контуров обмотки может проходить в различной последовательности. Это влияет на производительность мотора и его эксплуатационные характеристики.

ВАЖНО. Для корректной работы конденсатора нужно правильно рассчитать объем данного компонента. В электрике существует правило: на 100 Ватт мощности берут примерно 7 мкФ емкости рабочего конденсатора. Для пускового элемента данный параметр увеличивается в 2.5 раза. На практике данные показатели могут незначительно отличаться. Это происходит из-за конструктивных особенностей разных двигателей, а также общей выработки устройства.

Какой вариант подключения двигателя лучше всего?

Рассмотрим схему подключения данного элемента в цепи асинхронного двигателя. Конденсаторы устанавливают в разрыв питания на выходах основной и пусковой обмотки.

Их можно комбинировать следующим образом:

1. Установка пускового конденсатора, включающегося на короткий промежуток времени для снятия нагрузки на основную обмотку. При этом емкость элемента рассчитывают исходя из пропорции: на 1 кВт мощности мотора – конденсатор 70 мкФ.
2. Установка рабочего конденсатора в контур основной обмотки. В этом случае пусковая обмотка подключена напрямую и работает постоянно. Для такой схемы работы выбирают конденсатор, мощностью в пределах 23-35 мкФ.
3. Пусковой и рабочий конденсатор устанавливаются параллельно.

Эти схемы рассчитаны на подключение асинхронного двигателя на 220в. Данные пропорции носят рекомендательный характер и подбираются индивидуально для каждого типа мотора. Для подбора оптимальной комбинации стоит внимательно следить за работой агрегата.

Например, если мотор начинает сильно перегреваться после установки рабочего конденсатора, стоит понизить его мощность в два раза. Рекомендуется устанавливать конденсаторы с рабочим напряжением не менее 450В.

Зная, как подключается однофазный асинхронный двигатель в сеть 220В, можно подключить любой подобный агрегат без особых опасений. Главное четко представлять схему подключения и иметь под рукой хотя бы один пусковой конденсатор.

Однако для серьезных рабочих станков такой вариант неуместен. Дело в том, что на мощном электроинструменте ставят трехфазные двигатели, которые не получится подключить напрямую в стандартную сеть 220В. Чтобы запитать трехфазный асинхронный двигатель в бытовую сеть, потребуется изучить внутреннюю схему подключения его обмоток.

Способы подключения трехфазных электродвигателей

В электротехнике есть два типа коммутации питания трехфазного асинхронного двигателя:

• методом звезды;
• методом треугольника.

Перечисленные типы подключений используют на всех типах трехфазных электромоторов. От того, какой метод применен, зависит характер работы двигателя, его максимальные нагрузки. Так двигатели с подключением типа «звезда» обладают плавным запуском, но не могут работать на максимальной нагрузке, заявленной в техническом паспорте. Моторы с «треугольником» наоборот быстро стартуют и могут выдавать максимальную мощь.

Как определить схему подключения обмоток?

Распознать метод обмотки довольно просто. Это можно сделать двумя способами:

Посмотреть номерную табличку на двигателе. Обычно на ней отображены все технические данные, касающиеся работы двигателя. Среди прочего можно встретить два символа:

• геометрическую фигуру треугольника;
• звезду из трех лучей.

Необходимо сопоставить, какой из символов в таблице находится под значением 380В. Это может выглядеть следующим образом: 220/380В и рядом с ними символы «треугольник»/«звезда». Данное обозначение говорит, что на моторе, подсоединенном в сеть 380В, работает обмотка звезда.

Однако не всегда на моторе есть подобная табличка. Она может отсутствовать или быть затертой. Данный способ определения больше подходит для новых двигателей, которые никто не ремонтировал и не обслуживал. Старый агрегат лучше проверить самостоятельно. Для этого потребуется второй способ распознания типа обмотки.

Раскрутить блок управления и посмотреть на клеммник. На нем можно увидеть 6 выводов проводов. Соответственно – 3 начала и три конца обмотки. В зависимость от типа коммутации, этих выходов можно говорить о методе обмотки:

• Метод «звезда». В этом случае три выхода соединены одной перемычкой. Три оставшихся входа подключены к отдельной фазе друг за другом.
• Метод «треугольник». Каждые два вывода проводов последовательно соединены перемычками. Таким образом обмотки переходят друг в друга. При этом провода питания подведены к каждому входу индивидуально.

Данный способ дает полную картину того, как работает двигатель и по какой схеме он подключен. Зная это, можно подключить мотор к сети 220В.

ИНФОРМАЦИЯ: в редких случаях, раскрутив блок управления, можно обнаружить в нем не 6 контактов, а только 3. Это говорит о том, что схема коммутации находится в самом двигателе – под защитным кожухом со стороны торца.

Подключаем трехфазный двигатель к 220В

Данный способ подразумевает подключение трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В посредством конденсатора. Чтобы подключение было правильным, необходимо соблюсти несколько условий:

1. Схема подключения для двигателя – треугольник. Если на двигателе выводы соединены по методу звезды, необходимо их перекоммутировать.
2. Конденсатор подбирают по принципу: на каждые 100Вт – 10 мкФ.
3. Способ подходит для простых двигателей, без внутренних блоков управления и предустановленных конденсаторов.

Для наглядности объяснения обозначим выводы от 1 до 6. Алгоритм подключения:

1. Работаем только с группой выводов, располагающейся с одной стороны (например, с 1-го по 3-ий).
2. Берем выводы 1 и 2 и подсоединяем на них провода конденсатора.
3. Берем провод питания, который будет подключаться к сети 220В. Подключаем один конец провода питания к 1-му выводу, второй на 3-ий вывод. Второй вывод не трогаем, на нем запитан конденсатор и больше ничего!
4. Запускаем двигатель.

Этот способ прост и безопасен. Также перед самим подключением рекомендуется прозвонить все обмотки на предмет «пробития» на корпус, а также целостности самих контуров.

Заключение

Подключить любой асинхронный двигатель к бытовой сети намного проще, чем это может показаться. Главное – знать схемы подключения, а также уметь обращаться с мультиметром.

Особенности подключения электродвигателя 220В через конденсатор

При обычном подключении трехфазного электродвигателя к однофазной сети он будет издавать характерное гудение, но ротор крутиться не будет. Наиболее доступный и удобный способ запустить такой мотор от электросети 220 вольт – подсоединить к нему рабочий и стартовый конденсатор.

Довольно часто возникает необходимость подключения электромотора к однофазной электросети, как в быту, так и на производстве. Домашние умельцы нередко используют для своих самодельных приспособлений (например, наждака, точильного или сверлильного аппарата) трехфазные силовые агрегаты от различного оборудования, моторы от стиралок и прочее. Такие электроустановки обычно включаются и функционируют с конденсатором.

Габаритные размеры этих устройств могут быть достаточно большими, и они не всегда влезают в коробку распределительную на корпусе электромотора. Поэтому иногда для установки такого устройства выбирается место снаружи каркаса силового агрегата, как правило, возле этой самой расключительной коробки или же в составе выносного блока рядом с электродвигателем. В зависимости от разного рода факторов схема подключения электродвигателя на 220В через конденсатор может отличаться.

Конструкция и особенности работы конденсаторного электромотора

Благодаря интернету и различным специализированным изданиям способов, как подключить электродвигатель к электросети с одной фазой сейчас можно найти великое множество. Из них наиболее распространенными считаются две стандартных схемы – звездой и треугольником. В каждом их этих вариантов по статорным обмоткам протекает ток попеременно и образовывает вращательное магнитное поле. В случае подсоединения электродвигателя 380 на 220 B образование вращательного момента не происходит. Но тогда как подключить электромотор в такой ситуации? Наиболее доступный, рациональный и удобный способ – реализовать электроцепь включения с конденсатором.

Во время применения конденсатора для электродвигателя происходит следующее:

• скорость оборотов не меняется;
• заметно снижаются показатели мощности.

Степень снижения мощности может быть разной. Это зависит от параметров конденсаторов для конкретного случая применения, условий использования отдельно взятого электродвигателя с различными факторами. Иногда снижение мощностных показателей наблюдаются вплоть до пятидесяти процентов. Кроме того, не все модели силовых агрегатов умеют стабильно работать в однофазной электросети. Как правило, подобные параметры и нюансы прописываются в технической документации к изделию и указываются в виде соответствующих условных обозначений на прикрепленной к корпусу бирке.

Тип и величина напряжения источника питания – это одни из главных характеристик любого электромотора. По методу треугольник через конденсатор чаще всего подключаются двигатели на 127 и 220 вольт, а звездой подсоединяются модели, предназначенные для электрических сетей на 220 и 380 вольт. Чтобы мощностные потери были как можно меньше, в электросети с единой фазой на 220 вольт конденсаторный мотор рекомендуется подсоединять треугольником. Но иногда встречаются модели электромоторов, запуск которых возможен только через звезду. Создать установку высокой мощности при таких характеристиках силового агрегата не получится. Хотя данную проблему можно частично решить, но потребуется разобрать электродвигатель 220В и дополнительно вывести три конца с обмоток, чтобы была возможность запустить электромотор по методу треугольник.

Обоснованным можно назвать подключение электродвигателя через конденсатор тогда, когда одна статорная обмотка образует магнитное импульсное поле, которое компенсируются сменой полюсов с 50-герцовой частотой, обычно используемой в однофазной электросети. В данной ситуации электродвигатель издает характерный гул, но ротор остается без движения. Для реализации крутящего момента подсоединяют дополнительные обмотки пусковые и конденсаторы для запуска электродвигателя так, чтобы получился девяностоградусный фазовый сдвиг относительно обмотки рабочей. Не следует путать сдвиг электрический фазовый с углом размещения обмоток геометрическим – они располагаются напротив друг друга.

Для примера рассмотрим конструкцию обычного электромотора асинхронного однофазного. Он построен из большого количества деталей, среди которых есть такие важные элементы, как:

• статор;
• ротор короткозамкнутого типа;
• основная и дополнительная обмотка пусковая;
• панель с контактными группами;
• коробка клеммная (борно);
• рабочий (пусковой) емкостный конденсатор для электродвигателя;
• центробежный переключатель и прочее.

Чтобы обеспечить нужное фазовое смещение, к обмотке присоединяется пусковой конденсатор для электрической сети с одной фазой. Все вместе токи и магнитные поля генерируют импульсное вращение, направленное на ротор и тот начинает крутиться. Рассмотрим несколько распространенных способов, как подключить конденсатор к электродвигателю 220В.

Подключение по методу треугольник

Рекомендуется сначала ознакомиться с документацией на конкретно взятый электрический мотор и рассмотреть табличку-бирку на его корпусе, чтобы выяснить, на напряжение какой величины рассчитаны силовые обмотки и как их лучше подключить – методом треугольник или же звезда. Во всех предложенных вашему вниманию схемах особое внимание следует обратить на верное подключение конденсатора к мотору и электросети. В треугольнике провода распределяются следующим образом:

• один контакт через конденсатор подключаем к проводу от обмотки;
• два других выводим для источника питания.

Но здесь есть свои нюансы. Без особых нагрузок вал электромотора будет свободно вращаться с нужной скоростью, но если его сильно нагрузить, то вращение существенно замедлится или прекратится полностью. Решить данную проблему можно, если дополнительно подключить пусковой конденсатор для выполнения только одной задачи – запуска электромотора. Затем он разряжается и спустя пару секунд отключается.

Подсоединение кратковременного конденсатора пускового

Чтобы пусковой конденсатор для электромотора правильно интегрировался в цепь, обычно используется отдельная кнопка кратковременного запуска. После разгона ротора она разъединяет контакты, а вал продолжает крутиться уже по инерции при поддержке создаваемого обмоткой магнитного поля. В качестве такого переключателя можно задействовать реле или готовый кнопочный механизм с контактной группой на пружине, который после нажимания и отпускания поднимает контакты вверх. В результате конденсатор сразу отключается от цепи. Чтобы избежать короткого замыкания между витками, рекомендуется задействовать тепловое реле, отключающее дополнительные обмоточные контакты в случае критического повышения температуры.

Также здесь можно задействовать центробежный выключатель, размыкающий цепь при превышении допустимого значения оборотов. Пластинка с контактами под действием центробежных сил оттягивается и при достижении определенной скорости вращения вала обесточивает силовую установку или передает команду на альтернативное устройство управления. Вариантов реализации контроля скорости вращения и автоматической защиты от перенапряжения существует несколько. Выключатель может стоять как непосредственно на роторном валу, так и на иных частях конструкции, подключаться напрямую или через редукторное сообщение. Иногда случается, что в одном устройстве задействован и выключатель центробежный, и термореле.

Подключение рабочего постоянного конденсатора

Отличие данного конденсатора от пускового в том, что он не отключается от цепи сразу после запуска электромотора, поэтому импульсы вторичной обмотки осуществляют поддержку вращательных движений ротора на протяжении всего цикла его работы. В результате наблюдается существенное увеличение параметров мощности силового агрегата. Если правильно рассчитать конденсаторную емкость, то форма создаваемого электромагнитного поля от эллипса может максимально приблизиться к более эффективной окружности. Но в такой ситуации вырастут токи пусковые, поэтому запуск электромотора будет занимать больше времени.

Сложность подбора оптимального варианта емкости сводится к тому, что производится расчет конденсатора для конкретных нагрузок. Если они будут меняться, то и характеристики поля магнитного тоже изменятся. Для стабилизации нужного состояния магнитных линий можно смонтировать несколько разноемкостных конденсаторов и переключаться между ними по мере изменения нагрузки. Рабочие показатели электроустановки при этом заметно улучшатся, но методика ее реализации и дальнейшее обслуживание станут сложнее. Чтобы оптимизировать рабочие параметры, в единую схему подключения часто вводят как постоянный, так и пусковой кратковременный конденсатор.

Методика подключения звездой

Здесь для работы трехфазного электромотора через одну его обмотку пропускается 220-вольтовая фаза, а через две других – напряжение 380 вольт линейное. Рабочий конденсатор присоединяется к выходным обмоточным проводникам, два из которых выводятся для непосредственного подключения к однофазной электросети, а оставшийся провод замыкается на конденсатор через сетевую фазу. Специалисты отмечают, что подключение методом треугольник делается проще. Кроме того, потери мощности будут меньше, чем в при питании звездой. Поэтому по возможности следует применять именно треугольник, но если модель вашего электромотора такой способ подключения не поддерживает, то остается только вариант со звездой.

Подключение коллекторного электромотора

Разногабаритные коллекторные электродвигатели синхронного принципа действия обычно стоят на стиральных машинах, электрических перфораторах, дрелях, шуруповертах, болгарках и другом оборудовании, приспособленном для работы в электросети с одной фазой на 220B. Важная отличительная особенность таких агрегатов в том, что они могут функционировать напрямую от сети даже без отдельно подключенного механизма запуска.

Коллекторный электромотор подключается к электросети напрямую следующим образом:

• один провод от якоря двигателя соединяется с одним проводом от статора;
• два оставшихся провода выводятся для подключения к однофазному источнику питания 220 вольт.

Данная схема не содержит пускового электронного блока, поэтому будьте предельно осторожны, поскольку мотор включается в работу сразу же после подачи на него питания. При этом он со старта начнет выдавать максимально возможные обороты, что даже может вызвать искрение на коллекторе. Существуют также двухскоростные коллекторные моторы, имеющие три статорных провода на выходе из обмотки. В данном варианте при включении мотора стартовая скорость вала будет меньше, но возрастает риск повреждения изоляции. Для изменения вращения вала достаточно поменять местами провода от статора и якоря.

Как правильно рассчитать конденсаторную емкость

Абсолютно точно и без погрешностей подобрать емкость здесь можно только если рассматривать идеальный эталонный случай с постоянными токовыми нагрузками. В реальности нагрузка тока не отличается стабильностью, поэтому процесс расчета значительно усложняется. Квалифицированные инженеры и электрики в данной ситуации предпочитают пользоваться практическим опытом (собственным или своих коллег), а также соответствующими статистическими данными.

Для примерного расчета конденсаторной емкости вам могут помочь следующие советы от специалистов:

• рабочие постоянные конденсаторы должны подбираться с расчетом 0,75 мкФ емкости на один киловатт мощности электромотора;
• для расчета пусковых кратковременных конденсаторов на один киловатт мощности берется 1,8-2,0 мкФ емкости, но также следует брать во внимание стартовые скачки напряжения в диапазоне от трехсот до шестисот вольт (для эффективной работы конденсатор-пускатель должен поддерживать напряжение как минимум до четырехсот вольт).

Если вы все же решили взять калькулятор и заняться теоретическими расчетами емкости, то придется воспользоваться несколькими специальными формулами:

• Cp=4800*І/U – для подсоединения по методике треугольник;
• Cp=2800*І/U – для подключения способом звезда;
• Сп=Cp*2,5.

Где Cp – это искомая емкость конденсатора рабочего, Сп – емкость конденсатора-пускателя, І – сила тока, а U – заявленное напряжение. Числовой коэффициент для разных вариантов подключения также отличается. Здесь это 4800/2800 для треугольного и звездного подсоединения соответственно.

Поскольку в большинстве случаев электромотор подключается к однофазной электросети треугольником, то емкость рабочего конденсатора рассчитывается еще проще по формуле С=70*Рн, где Рн – это мощность электромотора номинальная. Она обычно указана в киловаттах на заводской табличке-бирке силового агрегата.

Также следует отметить, что на самом электромоторе сила тока обычно не пишется, поэтому определить ее нужно будет самостоятельно по формуле І=Р/(1.73*U*n*cosф), где Р – это мощность вашего конкретно взятого электрического мотора, n – коэффициент его полезного действия, а cosф – мощностный коэффициент. Также здесь используется коэффициент поправки 1,73, определяющий взаимное соотношение между линейными и фазным токами.

Но это только ориентировочные цифры, которые могут не совпадать с действительностью. Вероятность ошибки существует даже если все тщательно рассчитать на бумаге. В реальности проверить правильность расчета емкости конденсатора представляется возможным только в процессе работы электромотора. Если он постоянно перегревается, то конденсатор используется больше, чем необходимо, а низкие показатели мощности свидетельствуют о недостаточной емкости устройства. На работу конденсатора могут влиять такие факторы, как его качество, условия эксплуатации и прочее. Поэтому подбирать емкость рекомендуется с заведомо заниженных показателей и постепенно ее поднимать до номинальных значений.

При определении пусковой емкости, прежде всего, следует учитывать величину пускового момента конкретного электрического двигателя. Не следует путать пусковую емкость с емкостью пускового конденсатора – это разные величины. Пусковой емкостью принято называть совокупность показателей рабочего и пускового устройства. Существует мнение, что вместо одного пускового конденсатора большой емкости лучше использовать несколько моделей поменьше. Так как работа таких устройств заключается в периодическом включении всего на несколько секунд, то покупать слишком дорогие модели не имеет смысла. Вполне можно обойтись доступными бюджетными продуктами.