2 Схемы
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Схема подключения двигателя через конденсатор
Есть 2 типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Их различие в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это нужно потому, что после разгона она снижает КПД.
В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная, они смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.
Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор
При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть несколько вариантов схем подключения. Без конденсаторов электромотор гудит, но не запускается.
- 1 схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже.
- 3 схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском, а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
- 2 схема – подключения однофазного двигателя — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и используется чаще всего. Она на втором рисунке. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.
Схема подключения трёхфазного двигателя через конденсатор
Здесь напряжение 220 вольт распределяется на 2 последовательно соединенные обмотки, где каждая рассчитана на такое напряжение. Поэтому теряется мощность почти в два раза, но использовать такой двигатель можно во многих маломощных устройствах.
Максимальной мощности двигателя на 380 В в сети 220 В можно достичь используя соединение типа треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность.
Важно помнить: трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 В. Поэтому если есть ввод на 380 В – обязательно подключайте к нему – это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковики и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к сети 380 В.
Онлайн расчет емкости конденсатора мотора
Введите данные для расчёта конденсаторов – мощность двигателя и его КПД
Есть специальная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись онлайн калькулятором или рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:
Рабочий конденсатор берут из расчета 0,8 мкФ на 0,1 кВт мощности двигателя;
Пусковой подбирается в 2-3 раза больше.
Конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть минимум в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 350 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting.
Пусковые конденсаторы для моторов
Эти конденсаторы можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.
При нормальной работе трехфазных асинхронных электродвигателей с конденсаторным пуском, включенных в однофазную сеть предполагается изменение (уменьшение) емкости конденсатора с увеличением частоты вращения вала. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора.
Реверс направления движения двигателя
Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».
Схема подключения конденсатора к электродвигателю 220 вольт
Самая большая нагрузка на электродвигатель приходится в момент запуска. Обычно на загородных участках, в частных домах или гаражах есть только однофазная сеть на 220 В, поэтому все оборудование адаптируют под этот источник питания. Для решения этой проблемы и компенсации пиковой нагрузки выполняют подключение двигателя через конденсатор.
Зачем нужны конденсаторы?
Пусковые и другие виды приборов, которые подключают к двигателям, имеют оксидную пленку, ее присоединяют к одному из электродов. Это устройство имеет большую емкость даже несмотря на скромные габариты. В конструкции прибора есть два проводника, между которыми находится диэлектрик.
Конденсаторы используют для однофазных асинхронных двигателей. Обычно их подбирают не только для обеспечения пускового момента, но и поддержания требуемой скорости. Если на схеме устройства есть конденсатор, то это обеспечивает 3 следующих момента:
- С пусковым элементом состояние электрического поля приблизится к круговому.
- Увеличатся показатели магнитного потока, что положительно скажется на производительности подключенных приборов.
- Пусковой момент облегчается, поэтому однофазный электродвигатель стабильно работает.
Без конденсатора сокращается срок эксплуатации электродвигателя, поскольку затруднения при запуске изнашивают механизм.
Схема подключения однофазного двигателя
Перед тем как подключить электродвигатель, стоит определить, что для этого существует два способа: в виде звезды и треугольника. Оба варианта предполагают, что по проводам попеременно идет ток. Благодаря этому создается магнитное поле, которое влияет на ротор и заставляет его двигаться.
При подключении однофазного двигателя вращающийся момент не появляется, поэтому дополнительно используют конденсатор. При этом не меняется скорость вращения, а мощность падает. Между этими схемами выбирают в зависимости от показателей используемого прибора. Подключение асинхронного двигателя на 220 В обычно выполняется только в однофазную сеть, производители даже указывают это в своих рекомендациях. Помимо этого всегда пишут напряжение. Двигатели с большим показателем используют схему со звездой, а остальные — с треугольником.
Подключение конденсатора к однофазной сети проще выполнять через схему с треугольником, поскольку так почти не меняется мощность устройства. Потери при подключении остаются минимальными. На нижнем изображении, которое рассматривается ранее, видно, что там прибор подключается только через звезду. Если производитель указывает это в технических характеристиках, то ухищряться не стоит. Проще смириться с изменением мощности, чем дополнительно устанавливать три обмотки и подключать их в виде треугольника.
Если используется однофазная сеть и требуется напряжение в 220 В, то схему пуска двигателя не выбирают, используют только звезду. Мощность незначительно снизится, но если выбрать при этом треугольник, мотор быстро сгорит.
Как подключить электродвигатель по разным схемам?
На схеме с треугольником все просто: оба контакта подключают к сети, а потом один пропускают через конденсатор и проводят к основной обмотке. Когда двигатель не нагружают, ротор вращается и проблем с этим не возникает. Однако если при запуске наблюдается высокая нагрузка, то вращения либо вообще не будет, либо оно окажется минимальным. В этом случае устанавливают еще дин конденсатор, но уже для пуска. Сразу после этого он отключается и разряжается, поэтому во всем процессе работает лишь несколько секунд.
При выборе звезды конденсатор выводят на концы обмотки. Две из них соединяют с сетью, а свободной частью замыкают схему пуска двигателя. Емкость конденсатора проще всего рассчитывать через специальные онлайн-калькуляторы, поскольку при использовании формулы новичку легко запутаться.
При создании цепи питания электродвигателя есть еще несколько основных моментов:
- От основного источника тока всегда идет одна ветка на конденсатор, который работает не только при запуске, но и в остальное время.
- Перед этим располагается разветвление, на которое располагают выключатель, иногда там ставят дополнительные элементы проводящие ток.
- После выключателя всегда стоит конденсатор, который включается при запуске. Он нужен только для того, чтобы ротор набрал обороты.
- Все конденсаторы, которые расположены на схеме, идут на электродвигатель.
Рабочий элемент всегда включен в сеть, поэтому для предотвращения неполадок его ставят параллельно пусковому прибору.
Как выбрать этот элемент?
При использовании калькулятора придется ввести несколько параметров, от которых зависит рекомендуемый тип устройства:
- Способ обмотки. При выборе звезды все концы фиксируются в одном узле, который считается нулевой точкой. В треугольнике провода располагают так, чтобы один из них сразу переходил в другой. Эти параметры определяют рекомендуемую емкость конденсатора.
- Напряжение. Информацию уточняют на бирке прибора, в стандартных вариантах это 220 или 380 В.
- Мощность. Характеристики электродвигателя тоже учитываются, обычно их считают определяющим фактором. Поэтому если возникают сомнения, то ориентируются на мощность.
- КПД. Этот момент производитель тоже обязан указывать. У современных моделей коэффициент полезного действия достигает более 80%. Если этот момент не указан, то его определяют самостоятельно по модели устройства. Со временем КПД меняется, он уменьшается при износе двигателя.
- Коэффициент мощности. Это значение не меняется, у стабильных приборов составляет 0,9.
Если узнать каждый из этих пунктов и ввести показатели в соответствующие поля, то калькулятор самостоятельно выполнит расчет. Такой способ считается предпочтительным, поскольку он учитывает основные факторы.
Дополнительно при выборе конденсатора смотрят на размер прибора, хотя обычно с этим не возникает проблем. Приборы с увеличенной емкостью больше в диаметре, также у них увеличено расстояния для выхода. Максимальные габариты не превышают 50 мм, емкость при этом составляет 400 мкф.
Если ответственно подойти к выбору конденсатора и определить подходящую схему, то проблем с подключением элемента к электродвигателю не возникнет.
Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсаторов
При подключении асинхронного электродвигателя в однофазную сеть 220/230 В необходимо обеспечить сдвиг фаз на обмотках статора, чтобы сделать имитацию вращающегося магнитного поля (ВМП), которое заставляет вращаться вал ротора двигателя при подключению его в «родные» трехфазные сети переменного тока. Известная многим, кто знаком с электротехникой, способность конденсатора давать электрическому току «фору» на π/2=90° по сравнению с напряжением, оказывает хорошую услугу, так как это создает необходимый момент, заставляющий вращаться ротор в уже «не родных» сетях.
Калькулятор расчета рабочего и пускового конденсаторов
Но конденсатор для этих целей необходимо подбирать, причем нужно делать с высокой точностью. Именно поэтому читателям нашего портала предоставляется в абсолютное безвозмездное пользование калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсатора. После калькулятора будут даны необходимые разъяснения по всем его пунктам.
Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсаторов
Для расчета использовались следующие зависимости:
| Способ подключения обмоток и схема подключения рабочего и пускового конденсаторов | Формула |
|---|---|
| Подключение «Звездой» | Емкость рабочего конденсатора – Ср |
 | Cр=2800*I/U; I=P/(√3*U*η*cosϕ); Cр=2800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ). |
| Подключение «Треугольником» | Емкость рабочего конденсатора — Cp |
 | Cр=4800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ). |
| Емкость пускового конденсатора при любом способе подключения Cп=2,5*Cр | |
| Расшифровка обозначений в формулах: Cр – емкость рабочего конденсатора в микрофарадах (мкф); Cп – емкость пускового конденсатора в мкф; I – ток в амперах (А); U – напряжение сети в вольтах (В); η – КПД двигателя, выраженный в процентах, деленных на 100; cosϕ – коэффициент мощности. | |
Полученные из калькулятора данные можно использовать для подбора конденсаторов, но именно таких номиналов, как будет рассчитано, их вряд ли можно будет найти. Только в редких исключениях могут быть совпадения. Правила подбора такие:
- Если есть «точное попадание» в номинал емкости, который существует у нужной серии конденсаторов, то можно выбирать именно такой.
- Если нет «попадания», то выбирают емкость, стоящую ниже по ряду номиналов. Выше не рекомендуется, особенно для рабочих конденсаторов, так как это может привести к ненужному возрастанию рабочих токов и перегреву обмоток, которое может привести к межвитковому замыканию.
- По напряжению конденсаторы выбираются номиналом не менее, чем в 1,5 раза больше, чем напряжение в сети, так как в момент пуска напряжение на выводах конденсаторов всегда повышенное. Для однофазного напряжения в 220 В рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 360 В, но опытные электрики всегда советуют использовать 400 или 450 В, так как запас, как известно, «карман не тянет».
Приведем таблицу с номиналами конденсаторов рабочих и пусковых. В качестве примера приведены конденсаторы серий CBB60 и CBB65. Это полипропиленовые пленочные конденсаторы, которые наиболее часто применяют в схемах подключения асинхронных двигателей. Серия CBB65 отличается от CBB60, тем, что они помещены в металлический корпус.
В качестве пусковых применяют электролитические неполярные конденсаторы CD60. Их не рекомендуются применять в качестве рабочих так как продолжительное время их работы делает их жизнь менее продолжительной.. В принципе, для пуска подходят и CBB60, и CBB65, но они имеют при равных емкостях более объемные габариты, чем CD60. В таблице приведем примеры только тех конденсаторов, которые рекомендованы к использованию в схемах подключения электродвигателей.
| Полипропиленовые пленочные конденсаторы CBB60 (российский аналог К78-17) и CBB65 | Электролитические неполярные конденсаторы CD60 | |
|---|---|---|
| Изображение |  |  |
| Номинальное рабочее напряжение, В | 400; 450; 630 В | 220—275; 300; 450 В |
| Емкость, мкф | 1,5; 2,0;2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10; 12; 14; 15; 16; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 120; 150 мкф | 5,0; 10; 15; 20; 25; 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 1000; 1200; 1500 мкф |
Для того, чтобы «набрать» нужную емкость, можно использовать два и более конденсатора, но при разном соединении результирующая емкость будет отличаться. При параллельном соединении она будет складываться, а при последовательном — емкость будет меньше любого из конденсаторов. Тем не менее такое соединение иногда используют для того, чтобы, соединив два конденсатора на меньшее рабочее напряжение, получить конденсатор, у которого рабочее напряжение будет суммой двух соединяемых. Например, соединив два конденсатора на 150 мкф и 250 В последовательно, получим результирующую емкость 75 мкф и рабочее напряжение 500 В.
Последовательное и параллельное соединение конденсаторов
Для того чтобы рассчитать емкость двух последовательно соединенных конденсаторов, читателям предоставляется простой калькулятор, где надо просто выбрать два конденсатора из ряда существующих номиналов.
Калькулятор расчета результирующей емкости двух последовательно соединенных конденсаторов
Возможно ли самому подключить трехфазный асинхронный двигатель в сеть 220 В?
Обычно эту операцию доверяют только электрикам, имеющим практический опыт. Однако, подключить двигатель можно и самому. Это доказывает статья нашего портала: «Как подключить трехфазный двигатель в сеть 220 В».