Расчет емкости конденсатора для трехфазного двигателя — онлайн калькулятор

Как подключить асинхронный двигатель?

Подключение асинхронного двигателя осуществляется по двум схемам: треугольник (более эффективная на 220 В) и звезда (более эффективная на 380 В).

На картинке внизу статьи вы увидите обе эти схемы подключения. Здесь я думаю не стоит описывать подключение, потому что оно уже тысячу раз описано в интернете.

В основном у многих возникает вопрос, какая емкость рабочих и пусковых конденсаторов нужна.

Пусковой конденсатор

Стоит отметить, что на небольших электродвигателях, используемых для бытовых нужд, например, на электроболгарке мощностью 200-400 Вт, нельзя использовать пусковой конденсатор, а обойтись рабочим конденсатором, я так делал не раз — рабочего конденсатора хватает.

Другое дело, если электродвигатель запускается со значительной нагрузкой, то лучше использовать пусковой конденсатор, который подключают параллельно рабочему, нажав и удерживая кнопку во время разгона двигателя, либо с помощью специального реле. Расчет емкости пускового конденсатора производится путем умножения емкости рабочего конденсатора на 2-2,5, в данном калькуляторе используется 2,5.

При этом стоит помнить, что при разгоне асинхронного двигателя требуется меньшая емкость конденсатора, т.е не следует оставлять пусковой конденсатор подключенным в течение всего времени работы, т.к большая емкость на больших оборотах приведет к перегреву и выход из строя электродвигателя.

Устройство и предназначение конденсаторов

Этот элемент электрической цепи состоит из двух пластин (пластин). Пластины располагаются по отношению друг к другу так, что между ними имеется зазор. Когда конденсатор подключен к электрической цепи, на пластинах накапливаются заряды. Из-за физического зазора между пластинами устройство имеет небольшую проводимость.

Обратите внимание на следующее! Этот зазор является воздушным или заполнен диэлектриком. В качестве диэлектрика применяют бумагу, электролит, оксидные пленки.

Главной особенностью такой двухполюсной сети является способность аккумулировать энергию электрического поля и сразу же передавать ее в нагрузку (зарядка и разрядка).

Первым прототипом контейнера стал Лейденский банк, основанный в 1745 году в городе Лейдене немцем фон Клейстом. Банку внутри и снаружи обложили медной фольгой. Так родилась идея делать чехлы.

Лейденские банки, соединенные параллельно

Графическое обозначение двухполюсника на схемах и чертежах — две вертикальные линии (наподобие табличек) с промежутком между ними.

Функциональные возможности

В цепях постоянного тока элемент некоторое время накапливает заряд на обкладках и не пропускает электроны через диэлектрик. Это означает, что в первый момент через деталь протекает постоянный ток до окончания заряда. То же самое происходит во время разряда.

Важно! Ток, меняющийся через равные промежутки времени, пропускает через себя элемент. Это возможно, потому что двухконтактное устройство заряжается циклически при смене полярности электричества.

Характеристики

RGB-светодиодная лента

Напряжение, создаваемое на двухполюсниках, равно разности потенциалов:

U = ϕ1 – ϕ2.

Зная напряжение и заряд, можно рассчитать емкость (C). Это одна из основных характеристик биполярного человека:

С = q/U,

куда:

• С — емкость, Ф (фарад);
• q — заряд, накопленный двухполюсником, Кл (кулон);
• U — напряжение, В.

Электрическая емкость — это физическая величина, которая определяется делением заряда пластины на разность потенциалов между пластинами. Единицей измерения C является фарад (F).

К вашему сведению. Емкость, равная 1 Ф, является большой величиной, поэтому ее измеряют на практике: в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пФ), нанофарадах (нФ).

Другие параметры биполярного включают:

• плотность энергии;
• номинальное напряжение;
• полярность.

Когда масса корпуса детали значительно меньше общей массы электролита и пластин, достигается наибольшая плотность энергии.

Номинальное напряжение – это такое напряжение, при котором элемент может работать длительное время, не нарушая (отклонения) работоспособности.

Емкостные диполи бывают:

• неполярный;
• полярный (электролитический).

Неполярные части при подключении не ориентируются в соответствии с полярностью зарядных клемм источника питания. Особенность электролитических ячеек связана с химической реакцией между диэлектриком и электролитом. Такие модели имеют анод (положительный вывод) и катод (отрицательный вывод).

Разновидности емкостных элементов

Как настроить датчик движения

Емкостные двухполюсники характеризуются следующими типами:

• по типу диэлектрика — вакуумный, газообразный, жидкий, твердый, электролитный, оксидный полупроводник;
• по расчетной функции изменить С — константы, переменные, триммеры;
• по договоренности — общие, специальные.

Пусковые конденсаторы представляют собой специальные двухвыводные конденсаторы.

Простые способы присоединения электромотора

Самый простой способ включения двигателей – подключение к трехфазной сети. Обмотки двигателя соединяются двумя способами:

• звезда;
• треугольник.

Порядок подключения указан на клеммной крышке сзади.

Обратите внимание на следующее! Соединение обмоток «треугольником» быстро выводит двигатель на максимальную мощность, но тогда пусковой ток увеличивается в семь раз. Плавный пуск, при отсутствии пускового реостата, затруднен.

Соединение обмоток «звездой» позволяет двигателю работать стабильно и долго с плавным пуском. Машина выдерживает кратковременные перегрузки и не перегревается. Эффект несколько ниже, чем при альтернативном подключении.

Начало обмоток можно соединить в одну точку уже при производстве. Только три их конца выведены на клеммную колодку. Поэтому выводы просто подключаются к фазам сети. Направление вращения выбирается обратным соединением проводов двух соседних фаз.

Двигатель только с тремя проводами

Специфика схем с конденсаторами

При выборе видов присоединения электрических машин с использованием пуска и работы двухполюсников к сети 220 вольт различают:

• включение в «треугольник»;
• звездная связь».

К вашему сведению. Чем отличаются пусковые и рабочие диполи? «Пусковыми» называются элементы, которые используются только для запуска, а «рабочими» — используются в работе постоянно.

Схемы подсоединения к линии 380 В

Не обязательно использовать емкостные элементы при подключении 3-х фазного двигателя к сети 380 вольт.

Включить двигатель в трехфазную сеть

Схемы включения в однофазную сеть

При установке однофазного двигателя в однофазную сеть его пуск производят с помощью дополнительной обмотки. Такой двигатель имеет три выхода:

• от рабочей катушки;
• от дальнейшего;
• общий вывод для обеих обмоток.

При отсутствии маркировки тестер «прозванивает» катушки, чтобы найти правильное подключение.

Тип сборки «Треугольник»

Для подключения асинхронной трехфазной машины к однофазной линии можно использовать соединение треугольником. Пусковая мощность включается по схеме.

Включите двигатель через соединение треугольником

Тип сборки «Звезда»

Аналогичный принцип сборки пусковой схемы 3-х фазного двигателя, обмотки которого соединены в «звезду». Когда есть возможность самостоятельно выполнить такое соединение обмоток, его выполняют на клеммнике.

Читайте также: Двигатель на 380 подключить на 220 В через конденсаторы и без конденсаторов

Величина емкости: рабочей и пусковой

Удельную мощность этих элементов можно рассчитать с помощью онлайн-калькулятора в Интернете. Расчет производится самостоятельно по формулам.

Для запускающего элемента

Существуют две формулы для определения пропускной способности стартовой двухполюсной сети:

• для схемы «звезда» — Cp = 2800*I/U;
• для схемы «треугольник» — Cp = 4800*I/U.

Номинальный ток рассчитывается по формуле:

I = P/(1,73*U*η*cosϕ.

Здесь:

• Р — мощность двигателя;
• U — напряжение сети;
• н — КПД;
• cosϕ – коэффициент мощности.

Для рабочего элемента

Выбрать рабочий конденсатор можно из расчета:

Сп = 1/2 Сп.

Работающий и стабильный мотор должен использовать исправную емкость для вращения под нагрузкой.

Упрощенный вариант расчета пускового элемента

Можно грубо выбрать С, учитывая, что на каждые 0,1 кВт должно приходиться 7 мкФ (Сп = 70*П). Когда двигатель не заводится мощности мало, при перегреве во время работы много.

Пусковой конденсатор

Если в качестве исходного элемента выбрать один из видов металлизированной бумаги, то можно остановиться на таком, как — мбгч.

Это герметичный и высоковольтный пусковой элемент. Выпускается с постоянным значением емкости до 10 мФ и рассчитан на напряжение 250-1000 В. Такая двухполюсная сеть применяется в сетях любого рода тока.

Для работы с трехфазным электродвигателем

В этом случае деталь выполняет фазовый сдвиг на обмотке асинхронной машины, и емкость должна быть высокой. Создание пускового момента и дальнейшая работа под нагрузкой требует более точного выбора этого свойства элемента.

Включение с однофазным электродвигателем

Здесь используются пусковые конденсаторы для подключения дополнительной обмотки. Он предназначен для запуска двигателя и может включаться как постоянно, через двухжильный кабель, так и кратковременно без него.

Особенности выбора детали

Выбранные пусковые конденсаторы соответствуют приложенному напряжению. Величина их мощности должна не допускать перегрева двигателя в процессе работы и легко запускать его при включении. Особых сложностей с подбором элементов нет.

Использование электролитических конденсаторов

Пусковой конденсатор для запуска работы трехфазного двигателя от 220в должен иметь большую емкость. Для перемещения вала двигателя мощностью 3 киловатта потребуется емкость 2100 мкФ. Чтобы выбрать такое значение С, нужна целая батарея с неполярными компонентами. Электролитические двухполюсники (электролиты) имеют большую емкость при меньших размерах. Но включение их в цепь переменного тока на длительное время недопустимо.

Осторожно. При длительном подключении емкости электролит закипает и элемент взрывается.

Рабочее напряжение

Для конденсаторов для электродвигателей напряжение Uном должно быть выше Uпит. При напряжении питания 220 В элемент берется с Un=250-400 В.

Подключение электромотора своими руками

Как подобрать конденсатор для однофазного двигателя уже понятно. Рассмотрен выбор конденсаторов для трехфазного двигателя. Как практически собрать схему для запуска двигателя, что для этого нужно?

Схема состоит из следующих компонентов:

• двигатель (до 3 кВт);
• конденсаторы: пусковые и рабочие, различающиеся емкостью;
• кнопка запуска пНВС на 220 В.

Зачем нужна кнопка запуска? Для кратковременного подключения электролитической двухполюсной сети и запуска вращения мотора. Схема собрана по схеме на картинке ниже. Все соединения выполняются под болтовые хомуты. Обязательной изоляции подлежат только части проводов.

Практичная схема подключения

Использование пусковых и ходовых конденсаторов позволяет запускать двигатели в любой схеме. Емкости двухполюсников должно быть достаточно для начала вращения и стабильной работы под нагрузкой. Желательно использовать новые детали.

Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя?

Конденсатор применяют неполярный, на напряжение не менее 400 В. Либо современный, специально предназначенный для этого (рис. 3), либо советского типа МБГЧ, МБГО и т.п. (рис. 4).

Итак, для расчета емкостей пускового и рабочего конденсаторов асинхронного электродвигателя введите данные в форму ниже, эти данные вы найдете на шильдике электродвигателя, если данные неизвестны, то можно использовать среднее данные подставляются в стандартную форму для расчета конденсатора, а вот мощность двигателя нужно уточнять.

Онлайн калькулятор расчета емкости конденсатора

Расчет емкости конденсатора22:

DeltaStar Соединение обмоток двигателя, Y/Δ Мощность двигателя, Вт Напряжение сети, В Коэффициент мощности, cosφ КПД двигателя, (в среднем 75-95%)

Расчёт необходимой ёмкости

При выборе конденсатора необходимо не допустить ситуации, когда фазный ток будет превышать его номинальное значение. Поэтому к расчетам нужно подходить очень внимательно — неверные результаты могут привести не только к пробою конденсатора, но и к перегоранию обмоток двигателя.

На практике для пуска маломощных двигателей применяют упрощенный подбор, исходя из соображений, что на каждые 100 Вт мощности двигателя необходимо 7 мкФ емкости при соединении треугольником. При соединении обмотки в звезду это значение уменьшается вдвое.

Если трехфазный двигатель мощностью 1 кВт подключен к однофазной сети, то потребуется конденсатор с зарядом 70-72 мкФ при соединении обмоток треугольником, и 36 мкФ в случае однофазного соединения звездная связь.

Выкл.=2800 вводов/выводов

Если обмотки образуют треугольник:

Среднее значение = 4800 операций ввода/вывода

I — номинальный ток двигателя. Если значение по каким-либо причинам неизвестно, необходимо использовать формулу для расчета:

I = Р/(3 У).

При этом U=220В при соединении в звезду, U=380в — в треугольник.

P — мощность, измеряемая в ваттах.

При запуске двигателя со значительной нагрузкой на ось необходимо включать стартер параллельно с рабочим баком.

Значение рассчитывается по формуле:

Q=(2,5÷3,0) ср

Пусковая мощность должна превышать значение рабочей в 2,5 — 3 раза.

Материал по теме: все о конденсаторе переменной емкости.

Очень важно выбрать правильное значение напряжения для конденсатора. Этот параметр, как и емкость, влияет на цену и габариты устройства. Если напряжение сети больше номинального значения конденсатора, пускатель выйдет из строя.

Но и использовать оборудование с высоким напряжением тоже не стоит. Ведь это приведет к неэффективному увеличению габаритов конденсаторной батареи. Оптимальное значение напряжения конденсатора в 1,15 раза превышает значение напряжения сети: Uк ​​= 1,15 U

Очень часто при подключении двигателя с тремя обмотками к однофазной сети применяют конденсаторы типа КГБ-МН или БГТ (термостойкие). Они сделаны из бумаги. Металлический корпус полностью герметичен. Он имеет прямоугольную форму.

Обратите внимание, что допустимые значения напряжения и емкости, указанные на приборе, относятся к постоянному току. Поэтому при работе на переменном токе необходимо уменьшить показатели напряжения конденсатора в 2 раза.