Подключение двигателя через конденсатор: Схемы Подключения Однофазных Электродвигателей Через Конденсатор

Как подключить электродвигатель 380В на 220В через конденсатор

Большинство собственников частных гаражей или мастерских сталкиваются с таким вопросом, как подключить электродвигатель 380В на 220В через конденсатор или другими методами. Некоторые виды оборудования, которые могут находиться в частной собственности, например, бетономешалки, точильные или деревообрабатывающие станки, потребляют большую мощность.

Обеспечить ее может асинхронный трехфазный двигатель, только главная его беда – расчет на подключение к силовой сети напряжением 380В, которое в большинстве частных домохозяйств отсутствует или сильно ограничено. Варианты выхода из существующей ситуации 380/220 рассмотрим далее.

Разница между однофазными и трехфазными агрегатами

Прежде чем приступить к непосредственному рассмотрению схем подключения типа 380/220, нужно разобраться в следующем:

• что собой представляют двигатели обоих классов,
• как они работают,
• каковы принципы функционирования однофазной (220) и трехфазной (380) сети.

Поскольку большинство асинхронных электродвигателей являются трехфазными (на 380В), то начнем, пожалуй, с них. Любой подобный агрегат имеет два ключевых элемента: подвижный ротор, соединенный с приводным валом, и неподвижный кольцевидный статор. Каждый из них имеет фазные обмотки, смещенные относительно друг друга на 120º. Принцип действия двигателя на 380В заключается в создании подвижного (вращающегося) магнитного поля. Оно создается в обмотках статора при подаче напряжения на них. За счет разности частот полей ротора и статора, между контактными обмотками возникает ЭДС, которая заставляет вал вращаться. На клеммы такого двигателя должны приходить три фазы (по 220 В) через соединение по схеме звезда или треугольник.

Однофазным принято называть силовой агрегат, рассчитанный на подключение к идентичной, чаще всего бытовой сети 220В. Учитывая, что любой такой кабель имеет две жилы (фаза и ноль), двигателю достаточно иметь всего одну фазную обмотку. По факту, на статоре конструктивно есть две обмотки, но одна используется как рабочая, а вторая – пусковая. Для того, чтобы двигатель на 220В начал работать, то есть, чтобы возникло вращающееся магнитное поле и следом за ним ЭДС, необходимо задействовать обе цепи. При этом, пусковая обмотка подключается через промежуточную емкостную/индуктивную цепь или же замыкается, если мощность агрегата мала.

Как можно заключить, главная разница между этими двумя классами двигателей (220 и 380 В) заключается не столько в количестве фаз/проводов подключения, сколько в организации пуска.

Особенности и способы подключения к однофазной сети

Однофазный ток 220В, подающийся на электродвигатель, точнее на его статор и ротор, формирует два равнозначных магнитных поля, вращающихся в противоположные стороны. Для того, чтобы заставить ротор вращаться, нужно вручную или за счет пусковых устройств организовать сдвиг фаз. Мощность будет ниже номинальной (50…70%), но двигатель будет работать.

Очевидно, что прямым включением одной из фазных обмоток к сети в 220В при неработающих остальных запустить двигатель не удастся. Следовательно, нужно все три фазы соединить через промежуточный контур. Сделать это можно двумя основными способами:

1. Емкостная цепь. Одна из обмоток двигателя подключается через емкость, которая формирует сдвиг фазы тока вперед на 90º. После пуска, эту цепь можно отключить,
2. Индуктивная цепь. Действует примерно так же, как и предыдущая, только сдвиг фазы происходит в обратном направлении.

Иногда бывает достаточно даже механического поворота ротора, чтобы двигатель на 380 заработал от 220.

Общие схемы подключения двигателей с 380В на 220В через конденсатор

Чаще всего при необходимости решения такой задачи используют рабочий и пусковой конденсаторы (батареи конденсаторов). Базовые схемы подключения треугольником и звездой на 380В можно видеть на следующей иллюстрации:

Нефиксированная кнопка «Разгон» используется для активации параллельно подключенного пускового конденсатора. Ее необходимо удерживать до тех пор, пока двигатель не наберет максимальных оборотов. После этого пусковую цепь необходимо обязательно разъединить, чтобы предотвратить перегревание обмоток. Если мощность двигателя мала, пусковым конденсатором можно пренебречь, работая только через рабочий.

Расчет емкости конденсаторов ведется по следующим формулам:

Емкость пускового конденсатора при этом должна быть вдвое выше рабочей. Если не прибегать к расчету по формулам, то можно воспользоваться значением 7 мкФ/кВт.

Практическое применение показывает, что более эффективным является подключение треугольником, так как при этом распределение напряжения в обмотках будет более равномерным, да и мощность снижается меньше. Есть правда одно ограничение, которое касается компоновки клеммного блока двигателя. Если под его крышкой находится лишь три вывода на 380, то имеет место заранее предустановленная схема соединения, которую не изменишь. Если же там располагается шесть выводов, то можно выбирать, какой вариант организовать. Характерное обозначение наносится на металлическую табличку с характеристиками.

Если 380-вольтовый двигатель предполагается использовать на 220В в режиме с частыми пусками и остановками, то базовую схему можно доработать с организацией цепи динамического торможения:

Здесь можно видеть включение двигателя треугольником через емкостную цепь конденсаторов С1 (пускового) и С2 (рабочего). Дополнительно организована цепь на транзисторе и элементе сопротивления, которая подключается трехпозиционным ключом. Когда он находится в положении «3», напряжение сети 220В поступает на обмотки статора и кнопкой К1 можно совершить его запуск. Для остановки двигателя ключ переводится в положение «1», после чего на обмотки подается постоянный ток и осуществляется торможение. Следует отметить, что этот переключатель имеет только два фиксированных положения «2» и «3». Для использования обычного двухпозиционного ключа в эту цепь необходимо будет добавить еще один конденсатор. Выглядит это следующим образом:

Ранее уже упоминался тот факт, что однофазный ток приводит к организации разнонаправленных эквивалентных магнитных полей статора и ротора, которые можно сдвинуть (заставить вращаться) в ту или иную сторону. Следовательно, можно реализовать на практике схему реверсного подключения электродвигателя на 380В:

Схема является в некотором роде комбинацией двух предыдущих, только здесь использованы сдвоенный переключатель и пуск через реле Р1.

Рассмотренные в статье схемы являются базовыми, но в зависимости от конкретного случая их можно модифицировать как угодно, чтобы добиться включения в однофазную сеть 220В трехфазного асинхронного электродвигателя на 380В.

Схема Подключения Однофазного Двигателя — tokzamer.ru

По общепринятым нормам, обеспечит запуск 30 раз в час длительностью 3 секунды каждый. Модели различаются между собой по мощности, частоте вращения, высоте оси вращения, КПД.

Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. Если они будут меняться, то и все параметры будут не постоянными, для стабильности формы линий магнитного поля можно установить несколько конденсаторов с различными емкостями.

Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только. Можно рукой раскрутить вал и подать напряжение сети, тогда двигатель наберёт обороты.
Подключение электродвигателя от старой стиральной машинки через конденсатор.

Ротор имеет короткозамкнутые витки. Реверс направления движения двигателя Не исключено, что после подключения однофазные электродвигатели будут вращаться в направлении, обратном необходимому.

Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок. Конденсаторная обмотка, отличаясь от пусковой, работает непрерывно.

То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Представляет собой асинхронный электромотор , на неподвижной составляющей которого имеется одна рабочая обмотка, подключаемая к источнику однофазного переменного тока. Запускается и работает через конденсатор; RSIR.

Пусковая обмотка наматывается двойным проводом, снижая реактивное сопротивление.

Как подключить двигатель от СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЫ к 220 БЕЗ КОНДЕНСАТОРА

Расчет емкости конденсатора мотора

Мы постараемся разобрать в этой статье основные приемы решения проблемы и представим несколько альтернативных схем с описанием для подключения однофазного электродвигателя с конденсатом на вольт. Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. Автор: Л. Когда ротор находится в неподвижном состоянии, эти поля приводят к появлению равных по модулю, но разнонаправленных моментов.

Их можно определить по трем концам в статоре, выходящим из обмотки.

Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая. Напряжение подается на щетки, а через них — на якорь, который вращает вал в подшипниках.

Мощности однофазных моторов достаточно и для электрификации частных домов, гаражей или дачных участков. Если двигатель будет заметно нагреваться в режиме с рабочим конденсатором, то его емкость необходимо уменьшить.

Во избежание возникновения коротких замыканий между витками рекомендуется применять термореле.

Подбирать конденсаторы нужно с рабочим напряжением не меньше В.

Поэтому обрывается после набора оборотов пускозащитным реле присуще бытовым холодильникам , либо центробежными выключателями. Схема обмотки треугольником проще.
Включаем электродвигатель 220В 1.1кВт 1380об.

См. также: Как правильно подключить двухклавишный выключатель света

Подключение

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой «беличьей клеткой». Сведения о таких агрегатах описаны литературой середины прошлого века.

К недостаткам — низкие значения пускового момента и КПД. Исправить это несложно. Поскольку в трёхфазном электродвигателе момент вращения задан конструктивно при помощи расположения обмоток и смещения фаз трёхфазной сети, то в однофазном моторе для запуска применяют дополнительную пусковую обмотку, благодаря которой создаётся вращательный момент смещения ротора.

Тепловое реле отключает обе фазы обмотки, если они нагреваются выше допустимого. Внутри концы катушек соединены, образуя звезду.

Рабочее напряжение для них должно быть в 1,5 раза выше, чем в электросети в нашем случае В. Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки.

Главный минус однофазного тока — невозможность генерирования им магнитного поля, выполняющего вращение. Касаемо двух других выводов, сопротивление попарное будет наибольшим равняется обеим обмоткам, включенным последовательно. Обе фазы таких устройств являются рабочими и включены все время. Более длительное время нахождения под нагрузкой, может привести к перегреву, возгоранию изоляции и поломке механизма.

Конструкция и принцип работы

Вал со шпоночными канавками спереди и под вентилятор сзади; Герметичные крышки с подшипниками; Клеммная коробка. Например, если ток равен 1.

Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Его дальнейшее вращение происходит под воздействием инерционной силы. Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор. Именно в этом причина популярности двигателя среди населения.

Даже если нельзя увидеть снаружи скрыт кожухом , заметим непременные графитовые щетки, прижатые пружинками. Ниже перечислены дефекты, которые сигнализируют о возможных проблемах с двигателем, их причиной могла стать неправильная эксплуатация или перегрузка: Сломанная опора или монтажные щели. Схема подключения коллекторного электродвигателя в В Схема подключения однофазного асинхронного двигателя схема звезда Как это работает Пуск двигателя с двумя расположенными подобным образом обмотками приведет к созданию токов на короткозамкнутом роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. Схемы подключения Варианты подключения двигателя через конденсатор: схема подключения однофазного двигателя с использованием пускового конденсатора; подключение электродвигателя с использованием конденсатора в рабочем режиме; подключение однофазного электродвигателя с пусковым и рабочим конденсаторами.
Подключение однофазного двигателя// как определить рабочую и пусковую обмотки

Принцип действия и схема запуска

Причина, ограничивающая нахождение пусковой обмотки под напряжением.

Сопротивление ниже — нашли основную обмотку, подключаемую к сети вольт без конденсатора.

Причина, ограничивающая нахождение пусковой обмотки под напряжением.

Вывод другой щётки нужно подсоединить к одному выводу статора при помощи перемычки. Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. Проверка работоспособности Как проверить работоспособность двигателя путем визуального осмотра?

Читайте также: Обследование энергообъектов

Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. Пуск двигателя осуществляют удержанием пусковой кнопки на несколько секунд, вследствие чего происходит разгон ротора. Дальнейшим действием будет мешать, снижая КПД двигателя. Это происходит автоматически — без вмешательства пользователя.

Подключение электродвигателя вольт с пусковой обмоткой Внимание! К сильным сторонам двигателя данного типа можно отнести простоту конструкции, представляющую собой ротор с короткозамкнутой обмоткой.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

Она подключается к основной электрической сети через ёмкость или индуктивность. Разновидности перечислим: Трехфазные асинхронные двигатели снабжены числом выводов три-шесть рабочих обмоток за вычетом различных предохранителей, внутренних реле, разнообразных датчиков. Электрическая схема коммутации для цепи переменного тока.

На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Конденсатор подбирается по потребляемому двигателем току. Изоляция стандартно не ниже 20 МОм.
Как подключить однофазный асинхронный двигатель без пускового конденсатора.

Подключение двигателя через конденсатор — Всё о электрике

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 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».

Как подключить однофазный асинхронный двигатель через конденсатор?

На промышленных объектах особых проблем, как подключить электродвигатель, не испытывают, там подводится трехфазная сеть. Работают асинхронные электродвигатели с тремя подключенными обмотками, расположенными по периметру цилиндрического статора. На каждую обмотку подсоединяемого двигателя производятся включения отдельной фазы, схема подключения электродвигателя обеспечивает сдвиг фаз переменного тока, создает крутящий момент, и моторы успешно вращаются.

В случае с бытовыми условиями на жилых объектах в частных домах и квартирах трехфазных электрических линий нет, прокладываются однофазные сети, где напряжение 220 вольт. Поэтому однофазный асинхронный двигатель подключается по другой схеме, требуется устройство с пусковой обмоткой.

Конструкция и принцип работы

Подключают электродвигатель через конденсатор по причине, что одна обмотка на статоре электродвигателя на 220 В с переменным током создает магнитное поле, которое компенсирует свои импульсы за счет смены полярности с частотой 50 Гц. В этом случае движок гудит, ротор остается на месте. Для создания крутящего момента делают дополнительные подсоединения пусковых обмоток, где электрический сдвиг по фазе будет 90° по отношению к рабочей обмотке.

Не путайте геометрические понятия угла расположения с электрическим сдвигом фаз. В геометрическом измерении обмотки в статоре размещаются друг напротив друга.

Чтобы осуществить это технически, конструкция электромотора предусматривает большое количество механических деталей и составляющих электрической схемы:

• статор с основной и дополнительной обмоткой пуска;
• короткозамкнутый ротор;
• борно с группой контактов на панели;
• конденсаторы;
• центробежный выключатель и многие другие элементы, показанные выше на рисунке.

Рассмотрим, как подключить однофазный двигатель. С целью смещения фаз последовательно в пусковую обмотку включается конденсатор, при подключении однофазного асинхронного электродвигателя круговое магнитное поле наводит в роторе токи. Совокупность силы полей и токов создают вращающий импульс, прилагаемый к ротору, он начинает вращаться.

Схемы подключения

Варианты подключения двигателя через конденсатор:

• схема подключения однофазного двигателя с использованием пускового конденсатора;
• подключение электродвигателя с использованием конденсатора в рабочем режиме;
• подключение однофазного электродвигателя с пусковым и рабочим конденсаторами.

Все эти схемы успешно применяются при эксплуатации асинхронных однофазных двигателей. В каждом случае есть свои достоинства и недостатки, рассмотрим каждый вариант более подробно.

Схема с пусковым конденсатором

Идея заключается в том, что конденсатор включается в цепь только при пуске, используется пусковая кнопка, которая размыкает контакты после раскрутки ротора, по инерции он начинает вращаться. Магнитное поле основной обмотки поддерживает вращение длительное время. В качестве кратковременного переключателя ставят кнопки с группой контактов или реле.

Поскольку схема кратковременного подключения однофазного двигателя через конденсатор предусматривает кнопку на пружине, которая при отпускании размыкает контакты, это дает возможность экономить, провода пусковой обмотки делают тоньше. Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. В некоторых конструкциях ставят центробежный выключатель, который при достижении определенной скорости вращения размыкает контакты.

Схемы и конструкции регулировки скорости вращения и предотвращения перегрузок электродвигателя на автомате могут быть различны. Иногда центробежный выключатель устанавливается на валу ротора или на других элементах, вращающихся от него с прямым соединением, или через редуктор.

Под действием центробежных сил груз оттягивает пружины с контактной пластиной, при достижении установленной скорости вращения замыкает контакты, переключатель реле обесточивает двигатель или подает сигнал на другой механизм управления.

Бывают варианты, когда тепловое реле и центробежный выключатель устанавливаются в одной конструкции. В этом случае тепловое реле отключает двигатель при воздействии критической температуры или усилиями раздвигающегося груза центробежного выключателя.

В связи с особенностями характеристик асинхронного двигателя конденсатор в цепи дополнительной катушки искажает линии магнитного поля, от круглой формы до эллиптической, в результате этого потери мощности увеличиваются, снижается КПД. Пусковые характеристики остаются хорошие.

Схема с рабочим конденсатором

Отличие этой схемы в том, что конденсатор после пуска не отключается, и вторичная обмотка на протяжении всей работы импульсами своего магнитного поля раскручивает ротор. Мощность электродвигателя в этом случае значительно увеличивается, форму электромагнитного поля можно попытаться приблизить от эллиптической формы к круглой подбором емкости конденсатора. Но в этом случае момент пуска более продолжительный по времени, и пусковые токи больше. Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок. Если они будут меняться, то и все параметры будут не постоянными, для стабильности формы линий магнитного поля можно установить несколько конденсаторов с различными емкостями. Если при изменении нагрузки включать соответствующую емкость, это улучшит рабочие характеристики, но существенно усложняет схему и процесс эксплуатации.

Комбинированная схема с двумя конденсаторами

Оптимальным вариантом для усреднения рабочих характеристик является схема с двумя конденсаторами — пусковым и рабочим.

Установка и подбор компонентов

Конденсаторы имеют немалые габариты, поэтому не всегда помещаются во внутреннюю часть борно (распределительная коробка на корпусе электродвигателя).

В зависимости от места установки и других условий эксплуатации конденсаторы могут располагаться на внешней стороне двигателя рядом с коробкой расключения. В некоторых случаях конденсаторы выносят в отдельный корпус, расположенный недалеко от электродвигателя.

Величину емкости конденсаторов в идеальном случае с постоянной токовой нагрузкой можно рассчитать, но в большинстве случаев нагрузка нестабильна, и методика расчетов сложная. Поэтому опытные электрики руководствуются статистикой и практическим опытом:

• для конденсаторов рабочей схемы емкость выбирается 0,75 мкФ на 1 кВт мощности;
• для пусковых конденсаторов 1,8–2 мкФ на кВт мощности, при этом надо учитывать скачки напряжения в период пуска и остановки — они колеблются в пределах 300–600 В. Поэтому по напряжению конденсатор должен быть как минимум 400 В.

Вообще при выборе схемы и конденсаторов на однофазный двигатель надо руководствоваться назначением двигателя и условиями эксплуатации. Когда нужно быстро раскрутить двигатель, используется схема с пусковым конденсатором. При необходимости иметь в процессе эксплуатации большую мощность и КПД применяют схему с рабочим конденсатором — обычно в однофазном конденсаторном двигателе для бытовых нужд небольшой мощности, в пределах 1 кВт.

Схема подключения электродвигателя на 220В через конденсатор

Подключение электродвигателя к однофазной сети – это ситуация, которая встречается достаточно часто. Особенно такое подключение требуется на загородных участках, когда трехфазные электродвигатели используются под какие-то приспособления. К примеру, для изготовления наждака или самодельного сверлильного аппарата. Кстати, мотор стиральной машины через конденсатор производится. Но как это сделать правильно? Необходима схема подключения электродвигателя на 220В через конденсатор. Давайте разбираться в ней.

Начнем с того, что существует две стандартные схемы подключения электродвигателя к трехфазной сети: звезда и треугольник. Оба вида подключения создают условия, при которых в обмотках статора двигателя попеременно проходит ток. Он создает внутри вращающееся магнитное поле, которое действует на ротор, заставляя его вращаться. Если подключается трехфазный электродвигатель в однофазную сеть, то вот этот вращающийся момент не создается. Что делать? Вариантов несколько, но чаще всего электрики устанавливают в схему конденсатор.

Что при этом получается?

• Скорость вращения не изменяется.
• Мощность сильно падает. Конечно, говорить о конкретных цифрах здесь не приходиться, потому что падение мощности будет зависеть от разных факторов. К примеру, от условий эксплуатации самого двигателя, от схемы подключения, от конденсаторов, а, точнее, от их емкости. Но в любом случае потери будут составлять от 30 до 50 процентов.

Необходимо отметить, что не все электродвигатели могут работать от однофазной сети. Лучше всего работают асинхронные виды. У них даже на бирках указаны, что можно проводить подключение и на трехфазную сеть, и на однофазную. При этом обязательно указывается величина напряжения – 127/220 или 220/380В. Меньший показатель предназначен для схемы треугольник, больший для звезды. На картинке ниже показано обозначение.

Внимание! Конденсаторный двигатель в однофазную сеть лучше подключать через схему треугольник. Это обусловлено тем, что при таком виде подключения уменьшаются потери мощности агрегата.

Обратите внимание в рисунке на нижнюю бирку (Б). Она говорит о том, что двигатель можно подключить только через звезду. С этим придется смириться и получить аппарат с низкой мощностью. Если есть желание изменить ситуацию, то придется разобрать двигатель и вывести еще три конца обмоток, после чего провести подключение по треугольнику.

И еще один очень важный момент. Если вы устанавливаете в однофазную сеть электродвигатель с напряжением 127/220 вольт, то понятно, что к сети напряжением 220В можно подключиться через звезду. Потери мощности гарантированы. Но сделать в данном случае ничего нельзя. Если будет произведено подключение этого прибора через треугольник – мотор просто сгорит.

Схемы подключения

Давайте рассмотрим обе схемы подключения. Начнем с треугольника. В любой схеме очень важно правильно подключить именно конденсатор. В данном случае провода распределяются таким образом:

• Два контакта подсоединяются к сети.
• Один через конденсатор к обмотке.

Но тут есть один момент, если электродвигатель не нагружать, то его ротор без проблем начнем вращаться. Если пуск будет производиться под определенной нагрузкой, то вал или не будет вращаться вообще, или с очень низкой скоростью. Чтобы решить эту проблему, в схему необходимо установить еще один конденсатор – пусковой. На нем лежит всего лишь одна задача – запустить мотор, отключиться и разрядиться. По сути, пусковой работает всего 2-3 секунды.

В схеме звезда подключение конденсатора производится на выходные концы обмоток. Две из них соединяются с сетью 220В, а свободный конец и один из подключенных к сети замыкают конденсатор.

Как рассчитать емкость

Емкость конденсатора, который устанавливается в схему подключения трехфазного электродвигателя, подсоединяемого к сети напряжением в 220В, зависит от самой схемы. Для этого существуют специальные формулы.

Cр = 2800•I/U, где Ср – это емкость, I – сила тока, U – напряжение. Если производится подсоединение треугольником, то используется та же формула, только коэффициент 2800 меняется на 4800.

Хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что сила тока (I) на бирке мотора не указывается, поэтому ее надо будет рассчитать по вот этой формуле:

I = P/(1.73•U•n•cosф), где Р- это мощность электрического двигателя, n – КПД агрегата, cosф – коэффициент мощности, 1,73 – это поправочный коэффициент, он характеризует соотношение между двумя видами токов: фазным и линейным.

Так как чаще всего подключение трехфазного двигателя к однофазной сети 220В производится по треугольнику, то емкость конденсатора (рабочего) можно подсчитать по более простой формуле:

C = 70•Pн, здесь Рн – это номинальная мощность агрегата, измеряемая в киловаттах и обозначаемая на бирке прибора. Если разобраться в этой формуле, то можно понять, что существует достаточно простое соотношение: 7 мкФ на 100 Вт. К примеру, если устанавливается мотор мощностью 1 кВт, то для него необходим конденсатор на 70 мкФ.

Как определить, точно ли подобран конденсатор? Это можно проверить только в рабочем режиме.

• Если в процессе эксплуатации мотор перегревается, то, значит, емкость прибора больше требуемой.
• Низкая мощность двигателя, значит, емкость занижена.

Даже расчет может привести к неправильному выбору, ведь условия эксплуатации мотора будут влиять на его работу. Поэтому рекомендуется начинать подбор с низких величин, и при необходимости наращивать показатели до необходимых (номинальных).

Что касается пусковой емкости, то здесь в первую очередь учитывается, какой пусковой момент необходим для запуска электродвигателя. Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что пусковая емкость и емкость пускового конденсатора – это не одно и то же. Первая величина – это сумма емкостей рабочего и пускового конденсаторов.

Внимание! Емкость пускового конденсатора должна быть раза в три больше емкости рабочего. При этом специалисты советуют вместо одного большого прибора использовать несколько с малой емкостью. К тому же пусковые работают непродолжительное время, поэтому на их место можно устанавливать дешевые модели.

В качестве рабочих можно использовать бумажные, металлизированные или пленочные аналоги. При этом необходимо учитывать тот факт, что допустимое напряжение должно быть в полтора раза быть больше номинального. Как видите, подобрать точно конденсатор под электродвигатель достаточно непростым. Даже расчет является процессом неточным.

{SOURCE}

90000 Motor starting capacitor »Capacitor Guide 90001 90002 Motor capacitors 90003 90004 AC induction motors, also known as asynchronous motors, use a rotating magnetic field to produce torque. Three-phase motors are widely used because they are reliable and economical. The rotating magnetic field is easily achieved in three-phase asynchronous motors because the phase angle offset between the individual phases is 120 degrees. However, single-phase AC motors require external circuitry which creates the phase angle offset in order to produce a rotating magnetic field.This circuitry can be realized using advanced power electronics, or more simply using a motor capacitor. 90005 90004 The video below shows an easy to understand explanation of the working principle of the AC induction motor. 90005 90004 90009 90010 90005 90002 AC single-phase induction motors 90003 90014 Single-coil AC induction motors 90015 90004 AC induction motors usually use two or more coils to generate a rotating magnetic field, which produces torque on the rotor. When a single coil is used, it will generate a pulsating magnetic field, which is enough to sustain rotation, but not sufficient to start the motor from a standstill.Motors with a single coil have to be started by using an external force, and can rotate in either direction. The direction of the rotation depends on the external force. If the motor was started in a clockwise direction, it will continue to rotate and build up speed in the clockwise direction, until it reaches a maximum speed which is defined by the power source frequency. Similarly, it will continue rotating counter-clockwise if the initial rotation was counter-clockwise. These motors are not practical due to their inability to reliably start rotation on their own.90005 90014 Start capacitor AC induction motors 90015 90004 One way to improve on the single coil design is by using an auxiliary coil in series with a motor starting capacitor. The auxiliary coil, also called starting coil, is used to create an initial rotating magnetic field. In order to create a rotating magnetic field, the current flowing through the main winding must be out of phase in respect to the current flowing through the auxiliary winding. The role of the starting capacitor is to lag the current in the auxiliary winding, bringing these two currents out of phase.When the rotor reaches sufficient speed, the auxiliary coil is disconnected from the circuit by means of a centrifugal switch, and the motor remains powered by a single coil creating a pulsating magnetic field. In this sense, the auxiliary coil in this design can be regarded as a starting coil, since it is only used during motor startup. 90005 90014 Start / run capacitor AC induction motors 90015 90004 Another way to further improve on the single-coil single-phase induction motor design is to introduce an auxiliary coil, which remains powered not only during the motor startup phase, but also during normal operation.As opposed to an AC motor using only a motor start capacitor, which creates a pulsating magnetic field during normal operation, AC motors using a motor start capacitor and a motor run capacitor create a rotating magnetic field during normal operation. The function of the motor start capacitor remains the same as in the previous case — it gets disconnected from the circuit after the rotor reaches a predetermined speed by means of a centrifugal switch. After that point, the auxiliary winding remains powered through a motor run capacitor.The figure below describes this type of design. 90005 90004 90005 90002 Motor start and motor run capacitors 90003 90014 Start capacitors 90015 90004 90033 Motor start capacitors are used during the motor startup phase and are disconnected from the circuit once the rotor reaches a predetermined speed, which is usually about 75% of the maximum speed for that motor type. These capacitors usually have capacitance values ​​of over 70 μF. They come in various voltage ratings, depending on the application they were intended for.90005 90014 Run capacitors 90015 90004 Some single phase AC motor designs use motor run capacitors, which are left connected to the auxiliary coil even after the start capacitor is disconnected by the centrifugal switch. These designs operate by creating a rotating magnetic field. Motor run capacitors are designed for continuous duty, and remain powered whenever the motor is powered, which is why electrolytic capacitors are avoided, and low-loss polymer capacitors are used instead. The capacitance value of run capacitors is usually lower than the capacitance of start capacitors, and is often in the range of 1.5 μF to 100 μF. Choosing a wrong capacitance value for a motor can result in an uneven magnetic field, which can be observed as uneven motor rotation speed, especially under load. This can cause additional noise from the motor, performance drops and increased energy consumption, as well as additional heating, which can cause the motor to overheat. 90005 90002 Applications 90003 90004 Motor start and run capacitors are used in single-phase AC induction motors. Such motors are used whenever a single-phase power supply is more practical than a three-phase power supply, such as in domestic appliances.They are not as efficient as three-phase AC induction motors, however. In fact, single-phase AC motors are 2 to 4 times less efficient than three-phase AC motors, which is why they are used only for less powerful motors. Typical applications which utilize start and run motor capacitors include power tools, washing machines, tumble dryers, dishwashers, vacuum cleaners, air conditioners and compressors. 90005 .90000 What is a Capacitor Start Capacitor Run Motor? — its Phasor Diagram & Characteristics 90001 90002 The 90003 Capacitor Start Capacitor Run Motor 90004 has a cage rotor, and its stator has two windings known as Main and Auxiliary Windings. The two windings are displaced 90 degrees in space. There are two capacitors in this method one is used at the time of the starting and is known as starting capacitor. The other one is used for continuous running of the motor and is known as RUN capacitor.90005 90002 So this motor is named as Capacitor Start Capacitor Run Motor. This motor is also known as Two Value Capacitor Motor. Connection diagram of the 90003 Two valve Capacitor Motor 90004 is shown below 90005 90002 90011 There are two capacitors in this motor represented by C 90012 S 90013 and C 90012 R 90013. At the starting, the two capacitors are connected in parallel. The Capacitor Cs is the Starting capacitor is short time rated. It is almost electrolytic. A large amount of current id required to obtain the starting torque.Therefore, the value of the capacitive reactance X should be low in the starting winding. Since, X 90012 A 90013 = 1 / 2πfC 90012 A 90013, the value of the starting capacitor should be large. 90005 90002 The rated line current is smaller than the starting current at the normal operating condition of the motor. Hence, the value of the capacitive reactance should be large. Since, X 90012 R 90013 = 1 / 2πfC 90012 R, 90013 the value of the run capacitor should be small 90005 90002 As the motor reaches the synchronous speed, the starting capacitor Cs is disconnected from the circuit by a centrifugal switch Sc.The capacitor C 90012 R 90013 is connected permanently in the circuit and thus it is known as RUN Capacitor. The run capacitor is long time rated and is made of oil filled paper. 90005 90002 The figure below shows the 90003 Phasor Diagram 90004 of the Capacitor Start Capacitor Run Motor. 90005 90002 90036 90005 90002 Fig (a) shows the phasor diagram when at the starting both the capacitor are in the circuit and φ> 90⁰. Fig (b) shows the phasor when the starting capacitor is disconnected, and φ becomes equal to 90⁰.90005 90002 The 90003 Torque Speed ​​Characteristic 90004 of a Two Value Capacitor Motor is shown below. 90005 90002 90045 90005 90002 This type of motor is quiet and smooth running. They have higher efficiency than the motors that run on the main windings only. They are used for loads of higher inertia requiring frequent starts where the maximum pull-out torque and efficiency required are higher. The Two Value Capacitor Motors are used in pumping equipment, refrigeration, air compressors, etc.90005 .90000 Permanent Split Capacitor Motor — its Advantages Applications & Limitations 90001 90002 The 90003 Permanent Split Capacitor 90004 motor also has a cage rotor and the two windings named as main and auxiliary windings similar to that of a Capacitor Start and Capacitor Start Capacitor Run Motor. It has only one capacitor connected in series with the starting winding. The capacitor C is permanently connected in the circuit both at the starting and the running conditions.90005 90002 The connection diagram of a Permanent Split Capacitor Motor is shown below. 90005 90002 90009 90005 90002 It is also called as a 90003 Single Value Capacitor Motor 90004. As the capacitor is always in the circuit and thus this type of motor does not contain any starting switch. The auxiliary winding is always there in the circuit. Therefore, the motor operates as the balanced two-phase motor. The motor produces a uniform torque and has noise free operation. 90005 90015 Advantages of Permanent Split Capacitor Motor 90016 90002 The Single Value Capacitor Motor has following advantages.90005 90019 90020 No centrifugal switch is required. 90021 90020 Efficiency is high. 90021 90020 As the capacitor is connected permanently in the circuit, the power factor is high. 90021 90020 It has a higher pullout torque. 90021 90028 90015 Limitations of Permanent Split Capacitor Motor 90016 90002 The limitations of the motor are as follows: — 90005 90019 90020 The paper capacitor is used in the motor as an Electrolytic capacitor can not be used for continuous running. The cost of the paper capacitor is higher, and size is also large as compared to the electrolytic capacitor of the same ratings.90021 90020 It has low starting torque, less than full load torque. 90021 90028 90015 Applications of Permanent Split Capacitor Motor 90016 90002 The various applications of the split motor are as follows: — 90005 90019 90020 Used in fans and blowers in heaters and air conditioners. 90021 90020 Used in refrigerator compressors. 90021 90020 Used in office machinery. 90021 90028 .90000 Capacitor Start Induction Motor — its Phasor Diagram Characteristic & Applications 90001 90002 A 90003 Capacitor Start Motors 90004 are a single phase Induction Motor that employs a capacitor in the auxiliary winding circuit to produce a greater phase difference between the current in the main and the auxiliary windings. The name capacitor starts itself shows that the motor uses a capacitor for the purpose of the starting. The figure below shows the connection diagram of a Capacitor Start Motor.90005 90002 90007 90005 90002 90003 Contents: 90004 90005 90002 The capacitor start motor has a cage rotor and has two windings on the stator. They are known as the main winding and the auxiliary or the starting winding. The two windings are placed 90 degrees apart. A capacitor C 90014 S 90015 is connected in series with the starting winding. A centrifugal switch S 90014 C 90015 is also connected in the circuit. 90005 90002 90020 The 90003 Phasor Diagram 90004 of the Capacitor Start motor is shown below.90005 90002 90025 90005 90002 I 90014 M 90015 is the current in the main winding which is lagging the auxiliary current I 90014 A 90015 by 90 degrees as shown in the phasor diagram above. Thus, a single phase supply current is split into two phases. The two windings are displaced apart by 90 degrees electrical, and their MMF’s are equal in magnitude but 90 degrees apart in time phase. 90005 90002 The motor acts as a balanced two-phase motor. As the motor approaches its rated speed, the auxiliary winding and the starting capacitor is disconnected automatically by the centrifugal switch provided on the shaft of the motor.90020 90005 90036 Characteristics of the Capacitor Start Motor 90037 90002 The capacitor starts motor develops a much higher starting torque of about 3 to 4.5 times of the full load torque. To obtain a high starting torque, the two conditions are essential. They are as follows: — 90005 90040 90041 The Starting capacitor value must be large. 90042 90041 The valve of the starting winding resistance must be low. 90042 90045 90002 The electrolytic capacitors of the order of the 250 μF are used because of the high Var rating of the capacitor requirement.90005 90002 The 90003 Torque Speed ​​Characteristic 90004 of the motor is shown below. 90005 90002 90053 90005 90002 The characteristic shows that the starting torque is high. The cost of this motor is more as compared to the split phase motor because of the additional cost of the capacitor. The Capacitor start motor can be reversed by first bringing the motor to rest condition and then reversing the connections of one of the windings. 90020 90005 90036 Applications of the Capacitor Start Motor 90037 90002 The various applications of the motor are as follows: — 90005 90040 90041 These motors are used for the loads of higher inertia where frequent starting is required.90042 90041 Used in pumps and compressors 90042 90041 Used in the refrigerator and air conditioner compressors. 90042 90041 They are also used for conveyors and machine tools. 90042 90045 .