Как подключить однофазный электродвигатель через конденсатор — особенности разных схем

Содержание

Дата: 04.04.2015

image

В технике нередко используются двигатели асинхронного типа. Такие агрегаты отличаются простотой, хорошими характеристиками, малым уровнем шума, легкостью эксплуатации. Для того, чтобы асинхронный двигатель вращался, необходимо наличие вращающегося магнитного поля.

Такое поле легко создается при наличии трехфазной сети. В этом случае в статоре двигателя достаточно расположить три обмотки, размещенные под углом 120 градусов друг от друга и подключить к ним соответствующее напряжение. И круговое вращающееся поле начнет вращать статор.

Однако бытовые приборы обычно используются в домах, в которых чаще всего имеется только однофазная электрическая сеть. В этом случае обычно применяются однофазные двигатели асинхронного типа.

Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?

Если на статоре двигателя поместить одну обмотку, то при протекании переменного синусоидального тока в ней образуется пульсирующее магнитное поле. Но это поле не сможет заставить ротор вращаться. Чтобы запустить двигатель надо:

  • на статоре разместить дополнительную обмотку под углом около 90° относительно рабочей обмотки;
  • последовательно с дополнительной обмоткой включить фазосдвигающий элемент, например, конденсатор.

Взаимодействие токов и поля статора приведет к вращению ротора. Стоит напомнить, что для регулировки пусковых токов — контроль и ограничение их величины — используют частотный преобразователь для асинхронных двигателей.

Варианты схем включения — какой метод выбрать?

imageВ зависимости от способа подключения конденсатора к двигателю различают такие схемы с:

  • пусковым,
  • рабочим,
  • пусковым и рабочим конденсаторами.

Наиболее распространенной методом является схема с пусковым конденсатором.

В этом случае конденсатор и пусковая обмотка включаются только на момент старта двигателя. Это связано со свойством продолжения агрегатом своего вращения даже после отключения дополнительной обмотки. Для такого включения чаще всего используется кнопка или реле.

Поскольку пуск однофазного двигателя с конденсатором происходит довольно быстро, то дополнительная обмотка работает небольшое время. Это позволяет для экономии выполнять ее из провода с меньшим сечением, нежели основная обмотка. Для предупреждения перегрева дополнительной обмотки в схему часто добавляют центробежный выключатель или термореле. Эти устройства отключают её при наборе двигателем определенной скорости или при сильном нагреве.

Это связано с принципом работы асинхронного двигателя, когда вращающееся поле является не круговым, а эллиптическим. В результате этого искажения поля возрастают потери и падает КПД. Есть несколько вариантов подключения асинхронных двигателей под рабочее напряжение. Соединение звездой и треугольником (а также комбинированный способ) имеют свои преимущества и недостатки. Выбранный метод включения влияет на пусковые характеристики агрегата и его рабочую мощность.

Принцип действия магнитного пускателя основан на возникновении магнитного поля при прохождении электричества через втягивающую катушку. Подробнее об управлении двигателем с реверсированием и без читайте в отдельной статье.

Более хорошие рабочие характеристики можно получить при использовании схемы с рабочим конденсатором.

В этой схеме конденсатор после запуска двигателя не отключается. Правильным подбором конденсатора для однофазного двигателя можно компенсировать искажение поля и повысить КПД агрегата. Но для такой схемы ухудшаются пусковые характеристики. При изменении тока относительно расчетного значения поле будет переходить от круговой к эллиптической форме и характеристики агрегата ухудшатся. В принципе, для обеспечения хороших характеристик необходимо при изменении нагрузки двигателя менять величину емкости конденсатора. Но это может слишком усложнить схему включения. Компромиссным решением является выбор схемы с пусковым и рабочим конденсаторами. Для такой схемы рабочие и пусковые характеристики будут средними по сравнению с рассмотренными ранее схемами.

В общем, если при подключении однофазного двигателя через конденсатор требуется большой пусковой момент, то выбирается схема с пусковым элементом, а при отсутствии такой необходимости – с рабочим.

Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей

Перед подключением к двигателю можно проверить конденсатор мультиметром на работоспособность.

При выборе схемы у пользователя всегда есть возможность выбрать именно ту схему, которая ему подходит. Обычно все выводы обмоток и выводы конденсаторов выведены в клеммную коробку двигателя.

Чтобы установить скрытую проводку в деревянном доме, необходимо кроме обладания определенными знаниями оценить все плюсы и минусы данного вида энергоснабжения помещений.

Наличие трехжильной проводки в частном доме предполагает использование системы заземления, которую можно сделать своими руками. Как заменить электропроводку в квартире по типовым схемам, можно узнать здесь.

При необходимости модернизировать схему или самостоятельно сделать расчет конденсатора для однофазного двигателя можно, исходя из того, что на каждый киловатт мощности агрегата требуется емкость в 0,7 — 0,8 мкФ для рабочего типа и в два с половиной раза большая емкость для пускового. Это связано с тем, что при пуске и остановке двигателя в электрической цепи из-за наличия ЭДС самоиндукции возникает всплеск напряжения, достигающий 300-600 В.

Выводы:

  1. Однофазный асинхронный двигатель широко используется в бытовых приборах.
  2. Для запуска такого агрегата необходима дополнительная (пусковая) обмотка и фазосдвигающий элемент — конденсатор.
  3. Существуют различные схемы подключения однофазного электродвигателя через конденсатор.
  4. Если надо иметь больший пусковой момент, то используется схема с пусковым конденсатором, при необходимости получения хороших рабочих характеристик двигателя используется схема с рабочим конденсатором.

Подробное видео о том, как подключить однофазный двигатель через конденсатор

Поделиться:

Подключение трёхфазного двигателя к однофазной цепи может потребоваться просто потому, что другого нет под рукой, или нужно сэкономить, или просто захотелось смастерить что-то своими руками из старых запасов. Тем более асинхронники (это практически все 3-фазные электромоторы, могущие встретиться на жизненном пути Самоделкина) имеют одно очень важное конструкционное преимущество: у них нет электрических щёток — лишней расходной детали.

Содержание

Подключение двигателя 380 на 220

380в — это напряжение между фазами в трёхфазной цепи (линейное), а 220в — напряжение между фазой и нулём (фазное) в той же самой цепи. В обычной однофазной цепи: дома, на даче или в гараже есть только два провода — ноль и фаза; сейчас в новых постройках появился защитный ноль (заземление) — провод жёлто-зелёного цвета, он подходит к «рогам» розетки, его в расчёт не принимаем, о заземлении разговор совсем другой.

Возникает вопрос о том, где взять недостающие фазы. Применение фазорасщепителя или инвертора (устройство, преобразующее однофазный электрический ток в трёхфазный) рассматривать не будем, не стоит принимать во внимание и индукционный с помощью катушек индуктивности способ сдвига фаз. Пойдём другим путём, ёмкостным — подключение электродвигателя 380 В на 220 В через конденсатор. Этот метод является самым простым и оптимальным, легким в реализации.

То, что имеется сам трёхфазный электродвигатель, ясно по умолчанию, нужно только определить схему подключения его обмоток и как подключить двигатель 380 на 220. Для этого надо вскрыть клеммную коробку электродвигателя и если в ней только три клеммы, стало быть, обмотки статора соединены звездой и для переделки на треугольник, а когда на шильдике движка указано рабочее напряжение 380 В, то это нужно, придётся открывать заднюю крышку мотора, искать выводы обмоток, переключать их. Тут рекомендуется позвать опытного электрика.

В коробке шесть клемм, расположенных двумя рядами — по три штуки в каждом. Рассмотрим возможные варианты

  1. Три клеммы ОДНОГО ряда соединены между собой — звезда.
  2. МЕЖДУРЯДНОЕ соединение клемм попарно — треугольник.

Какую схему соединения обмоток выбрать

Читаем информацию о рабочем напряжении на табличке:

  • 380В — только треугольник.
  • 380В/220В — треугольник или звезда.
  • 220/127 — только звезда. Очень редкий вариант.

Нужно иметь в виду, что при соединении треугольником на обмотку попадает напряжение в 1,7 раза больше, чем при соединении звездой, а значит и реализуемая мощность будет выше, но звезда обеспечивает плавный пуск.

Подбираем конденсатор

В цепи переменного тока — а это как раз наш случай — не стоит пользоваться полярными, имеющими плюсовой и минусовой контакты (анод и катод) конденсаторами. Но при необходимости эту проблему обойти можно путём использования диодного моста или двух полярных конденсаторов, объединённых в один соединением одноимённых контактов, но тут опять лучше позвать опытного электрика.

Существует формула потребной ёмкости рабочего конденсатора, но рассчитав по ней, равно потребуется проверять работу устройства на практике. Если есть какие-то конденсаторы лучше сразу перейти к методу вдумчивого подбора, но именно вдумчивого, а не совсем бездумного. Конденсаторы должны быть неполярными, обладать одинаковым рабочим напряжением никак не менее 300 В, но лучше 400 В и выше.

  • Рабочее напряжение конденсаторов должно быть ОДИНАКОВЫМ, иначе тот, где оно меньше, выйдет из строя.

Начните со значения 30 микрофарад (μF) на 1 киловатт паспортной мощности мотора при соединении обмоток статора звездой, при треугольнике можно пробовать с 50−70 μF. Электродвигатель на холостом ходу (без нагрузки) должен запуститься и набрать обороты не особо нагреваясь, продолжительная работа на холостом ходу нежелательна, двигатель может сгореть. Если холостой запуск происходит нормально, без перегрева и запаха гари, то рабочий конденсатор подобран, на нём и будет работать, подключайте нагрузку и продолжайте испытания уже в рабочем состоянии.

А если подключение электродвигателя 380 В на 220 В через конденсатор происходит сразу под серьёзной нагрузкой? Тут потребуется стартовый конденсатор, его ёмкость нужно начинать подбирать со значений в полтора раза больше, чем рабочий. Пример: рабочий 60 μF, тогда стартовый первоначально ставим на 90 μFи, если нормального запуска нет, то добавляем ёмкость пусковой цепи конденсаторов (примерная ёмкость пусковой цепи составляет до трёх рабочей, в нашем примере до 180 μF). После выхода на рабочие обороты пусковые конденсаторы выключаются, остаётся только рабочий. Цепи рабочего и пускового конденсаторов параллельны, в каждую можно поставить отдельный выключатель.

В бытовой сети не нужно использовать устройства мощностью более 3 квт — сработает защита или сгорит проводка.

Подсчет итоговой ёмкости

При параллельном соединении конденсаторов их ёмкости складываются, а вот при последовательном — наоборот, суммарная ёмкость будет меньше, тут равна сумма обратных значений. Когда два одинаковых конденсатора соединяются параллельно суммарная ёмкость удваивается, а если последовательно, то уменьшается в два раза. То есть сумма ёмкости двух конденсаторов по 100 микрофарад может быть и 200 μF, и 50 μF. Всё зависит от типа их соединения между собой.

Другой пример: суммарная ёмкость конденсаторов 60 μF и 90 μF при параллельном соединении будет 150 μF, при последовательном — 36 μF. Это можно творчески использовать при подборе из того, что есть, или при покупке подешевле.

Реверс

Для изменения направления вращения ротора нужно переключить ёмкостную цепь на другой провод или клемму коробки электродвигателя. На одну клемму подаётся фаза, на другую ноль, включение конденсаторной группы производим к третьей. Теперь при подключении второго провода конденсатора к фазе мотор крутится в одну сторону, к нулю — в другую.

Этого достаточно, чтобы разобраться в том как подключить трёхфазный двигатель на 220, но если всё получилось и вроде работает правильно крутит, не греется, не горит окончательно убедиться в правильности собранной схемы поможет нехитрая и в этом случае необязательная проверка. Во время работы с постоянной, одинаковой нагрузкой с помощью токоизмерительных клещей померьте токи в фазном, нулевом и конденсаторном проводах. В идеале они должны быть равны между собою, если и есть небольшие различия (процентов 30), то это не идеал, но всё-таки хорошо.

А исправляется различие токов просто — путём изменения ёмкости рабочего конденсатора. Нужно не делать резких движений и не сжечь обмотку, установив слишком большую ёмкость рабочего конденсатора.

ГлавнаяИСТОРИИ

<!DOCTYPE html PUBLIC «-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN» «http://www.w3.org/TR/REC-html40/loose.dtd»><?xml encoding=»UTF-8″>

Иногда наши читатели освещают довольно нестандартные подходы к той или иной работе. Сегодня вашему вниманию предлагается один из таких обзоров. Эту статью прислал наш постоянный читатель Перминов Андрей Алексеевич из города Бирск, который находится в республике Башкортостан.

Здравствуйте. Недавно озаботился вопросом установки в гараже заточного станка. Лишние деньги тратить не хотелось. Посему, начал разбирать то, что было в наличии. Двигатель был найден очень быстро, причём практически новый и не один. Дело в том, что гараж приобретался вместе с участком, и от прежнего владельца осталось много нужных вещей. Проблема заключалась только в том, что электродвигатель оказался трёхфазным. К участку же подведено лишь напряжение 220 В. Собрав в сети и различных учебниках по электротехнике необходимую информацию, я понял, что подключение возможно и принялся за дело.

По причине того, что изначально я не был уверен в положительном результате, поэтапные фото не делались. Позже я отдельно собрал подобную схему специально, чтобы объяснить суть.

Именно на примере этой работы я и расскажу, как всё происходило

Что необходимо для подключения трёхфазного двигателя на 220 В

Интересно, что при наличии множества различных магнитных пускателей, найденных мною в гараже, обнаружилась неожиданная проблема. Она заключалась в отсутствии нормальных пусковых кнопок – под рукой оказались лишь довольно старые образцы. Но, обо всём по порядку.

Для работы потребуется:

  1. Непосредственно сам электромотор.
  2. Два конденсатора (пусковой и рабочий).
  3. Магнитный пускатель соответствующего номинала.
  4. Второй пускатель для подачи питания на один из конденсаторов (при наличии кнопочного поста более нового образца с двумя постоянно разомкнутыми контактами он был бы не нужен).
  5. Провода соответствующего сечения.
  6. Кнопочный пост на 2 точки управления.
  7. Плоскогубцы, отвёртки, ключи.

Подготовив всё необходимое, приступаем к работе.

Двигатель, особенности размещения перемычек катушек, первые шаги подключения

Первое, на что нужно обратить внимание – это шильдик двигателя. На нём прописана возможность однофазного подключения, мощность агрегата и другая необходимая для работы информация.

Шильдик электродвигателя – на нём указаны все параметры

Было решено начинать сборку схемы подключения с контактной группы двигателя. На ней находится 6 контактов – по паре на обмотку. Изначально, перемычки на них были установлены в ряд по одной стороне, соединяя в одной точке все 3 обмотки – в «звезду». Подобная коммутация подходит лишь для трёхфазного подключения, поэтому они были переустановлены для подключения в «треугольник», который нам необходим для напряжения 220 В. Это расположение можно увидеть на фото.

Перемычки установлены в контактной группе для подключения «треугольником»

Несколько слов о магнитном пускателе

Это устройство, выдерживающее высокие пусковые токи, позволяет подавать питание на электродвигатели и прочее оборудование. К примеру, обычный выключатель, хотя и способен работать в подобной цепи, однако не сможет выдержать именно момент включения. Внешне пускатели могут быть довольно разнообразны, иметь различный номинал рабочей мощности. В нашем случае были выбраны два совершенно разных по виду и по мощности устройства.

Электромагнитный пускатель ПМЕ-211 – выбран в качестве рабочего
Электромагнитный пускатель ПМЕ-111 – для подачи напряжения на пусковой конденсатор

Подключение электродвигателя: с чего следует начать

Этот этап не составит никаких сложностей. К клеммам «С1» и «С2» при помощи провода (в моём случае использовались жилы, сечением 4 мм²) подключаются первые два контакта электромотора. Однако, если первый контакт двигателя затягивается сразу плотно, то вторую гайку пока накручивать не следует.

Начало подключения – первые два провода на месте

Из-за того, что для работы данного электродвигателя требуется напряжение 380 В, нам нужно обеспечить сдвиг фаз. Это достигается путём подключения рабочего конденсатора. В моём случае, его ёмкость составляет 20 мкФ, чего вполне достаточно. Он подключается на второй и третий контакт электродвигателя. Таким образом, напряжение на третью обмотку будет проходить через конденсатор, который и создаст необходимый сдвиг фаз. Также, к третьему контакту (фаза С) подключается один из проводов пускового конденсатора.

Контакты обмоток двигателя фаз В и С. Больше здесь подключений производиться не будет

Второй провод от пускового конденсатора, ёмкость которого составляет 50 мкФ, пока не подключаем – его коммутация будет производиться через другой магнитный пускатель меньшей мощности.

Меры предосторожности при работе с конденсаторами

При выполнении подобных работ следует быть внимательным. Дело в том, что конденсаторы могут быть заряжены. Это приведёт к пусть неопасному, но весьма неприятному удару током. В нашем случае используются элементы с напряжением 400 В – именно такой кратковременный разряд можно получить. Во избежание подобных неприятностей нужно соединить между собой контакты конденсаторов. Если в них осталось напряжение, проскочит искра, раздастся щелчок, после чего с элементом можно работать, не опасаясь удара тока.

Дальнейшая коммутация: работаем с рабочим магнитным пускателем

Здесь же производим подключение питающих проводов – они идут от вводного автомата. При этом фазный провод подключается на контакт «L1» рабочего пускателя, а нулевой (нейтраль) на «L2». «L3» задействоваться не будет по причине отсутствия трёхфазной системы.

Подключение питающих проводов к магнитному пускателю

Сразу подключим одну из сторон катушки электромагнита, без которой невозможна работа пускателя. При выборе оборудования, следует обратить особое внимание на её рабочее напряжение. Оно может составлять 220 или 380 В. В последнем случае пускатель срабатывать не будет. Здесь подключение производится путём установки перемычки с контакта нулевого провода на клемму катушки.

Установка перемычки с клеммы подачи на катушку

Приступаем к коммутации второго магнитного пускателя

Здесь стоит объяснить, для чего он нужен. Дело в том, что более мощный конденсатор ёмкостью 50 мкФ необходим только в момент запуска электродвигателя, после чего он должен отключиться. Если же оба конденсатора будут работать постоянно, это приведёт к неизбежному нагреву двигателя и его быстрому выходу из строя. Однако он нужен лишь при условии, что сам электромотор достаточно мощный – более 1 кВт. Именно такой и был установлен у меня в гараже (1,5 кВт). Здесь же мощность 0,25 кВт. Подобный двигатель можно запустить без второго конденсатора. Однако, моей целью было показать подключение электромотора большой мощности, а значит, схему коммутации пускового конденсатора показать необходимо.

Пусковой конденсатор ёмкостью 50 мкФ был найден в гараже совершенно новым, как и рабочий – на 20 мкФ

Этапы подключения пускателя для второго конденсатора

Для начала были произвольно выбраны 2 контакта, которые были соединены между собой перемычкой. Здесь клеммы можно протягивать сразу – больше никаких дополнительных проводов к ним коммутироваться не будет.

Устанавливаем перемычку между контактами второго пускателя

Здесь дело вот в чём. Конечно, монтаж второго магнитного пускателя – это дополнительные проблемы, однако, в моём случае, была поставлена цель вообще ничего не приобретать в магазине. Как уже говорилось, кнопочные посты, оказавшиеся в наличии, были старого образца – на пусковой кнопке присутствовал лишь один постоянно разомкнутый контакт. Если же их два, то необходимость в монтаже второго пускателя сразу отпадает, что значительно облегчает работу. В описываемом мною варианте работы больше, зато она учитывает все возможные нюансы, которые могут возникнуть в процессе коммутации.

От перемкнутых контактов второго пускателя отводим провод – он нужен для подачи питания и присоединяется к клемме подачи фазы на первое устройство, а именно на «L1».

Подключение провода для подачи питания на второй пускатель

Катушка второго магнитного пускателя

Понятно, что второй магнитный пускатель не сможет обойтись без стабильной подачи напряжения на катушку. Для обеспечения стабильности, соединяем контакт «L2» первого устройства с её клеммой при помощи отдельного провода. В моём случае, для наглядности, выбрана тёмно-коричневая жила.

Подключение коричневого провода на контакт «L2» рабочего пускателя
Коммутация другого конца жилы с одной из клемм катушки второго пускателя

У некоторых может возникнуть вопрос, почему вся коммутация производится на клеммах магнитного пускателя? Ведь, если большую её часть перенести на вводной автомат, обслуживание и ремонт впоследствии будет проводить значительно проще. Изначально и я так подумал, однако столкнулся с проблемой малого размера контактора – несколько проводов в него просто не помещались. Что же касается клеммы пускателя, то она значительно больше, что упрощает сам процесс коммутации. После её окончания, для удобства, можно объединить несколько жил, подходящих к одной клемме, при помощи небольшого хомутика или просто смотать их изолентой.

Подключаем пусковой конденсатор: второй провод

Здесь всё достаточно просто. Оставшийся свободным провод от конденсатора (50 мкФ) нужно подключить к любому из нижних контактов второго пускателя, который окажется под напряжением в момент включения. Из фото ниже легко понять, как это сделать.

Подключение свободного провода пускового конденсатора

Продвигаемся к кнопочному посту

На кнопочном посту, в моём случае, две кнопки – «СТОП» (её контакты постоянно замкнуты) и «ПУСК» (контакт постоянно разомкнут, и замыкается только в момент нажатия). Первое, что необходимо сделать – это соединить перемычкой фазную клемму рабочего пускателя и контакт кнопки «СТОП», подав на неё питание.

Присоединяем один конец перемычки к фазной клемме («L1») и протягиваем контакт
Второй конец идёт на клемму кнопки «СТОП»

Также следует отметить, что если кнопочный пост уже был ранее где-либо установлен, то перемычка  между контактами «ПУСК» и «СТОП» может отсутствовать. В этом случае её нужно установить. Сделать это очень просто – из фото ниже чётко видно, как выполнить подобную работу.

Перемычка между пусковой и стоповой кнопкой необходима

Продолжаем подключение кнопочного поста

Далее необходимо собрать схему таким образом, чтобы пусковая кнопка взаимодействовала с катушками обоих пускателей. Для этого монтируется перемычка между ней и одним из постоянно разомкнутых контактов катушки рабочего магнитного пускателя. В нашем случае, я выбрал зелёный провод. Один его конец фиксируем на контакте кнопки «ПУСК», к которому подходит перемычка от стоповой.

Соединение на пусковой кнопке — работа с постом практически завершена

Второй конец соединяем с катушкой рабочего пускателя и тоже сразу затягиваем – здесь больше соединений не будет.

Коммутация с постоянно разомкнутым контактом катушки рабочего пускателя

Осталось завершить подключение кнопочного поста. Монтируем перемычку со свободного контакта пусковой кнопки на питание катушки дополнительного пускателя. Таким образом, получится, что при нажатии на кнопку «ПУСК» питание будет подаваться на конденсатор 50 мкФ, но только в то время, пока она удерживается. Если кнопку отпустить (двигатель запущен), цепь разрывается, подача питания на катушку прекращается, и контакты дополнительного пускателя размыкаются.

Присоединяем один конец перемычки к свободному контакту кнопки «ПУСК»
Второй конец этого провода коммутируется с клеммой катушки дополнительного пускателя

Окончательные этапы сборки схемы подключения электродвигателя

Теперь остаётся дело за малым. Стоит снова вернуться к рабочему электромагнитному пускателю. Сбоку, в его нижней части, есть блокировочные контакты. При помощи перемычки соединяем их между собой. Это делается для того, чтобы после того, как кнопка «ПУСК» отпущена и цепь разомкнулась, питание на катушку продолжало подаваться. В противном случае двигатель будет работать только при нажатой кнопке.

Перемычка блокировочного контакта позволяет цепи оставаться замкнутой после того, как отпущена кнопка «ПУСК»

Теперь остаётся лишь соединить отдельной перемычкой оставшийся свободным основной контакт дополнительного пускателя и блокировочный контакт рабочего. Выглядит это так.

Один конец перемычки подключается к основному контакту второстепенного пускателя
Второй – к блокировочному контакту рабочего электромагнитного пускателя

Остаётся тщательно протянуть все клеммы, для удобства и аккуратности скомпоновать и объединить в жгуты провода, после чего можно подать питание и проверить работоспособность собранной схемы.

Почему всё так сложно

Этот вопрос и мне изначально не давал покоя, однако всё сложно лишь на первый взгляд. Если выполнять всю работу пошагово, в соответствии с инструкциями, он отпадёт сам собой. Как уже упоминалось, основные сложности были созданы, можно сказать, намеренно. Ведь стоило лишь приобрести в любом магазине электротехники более совершенный кнопочный пост, и большая часть работы просто потеряла свою актуальность. Но в том, что я пошёл столь проблематичным путём есть и свои плюсы – были рассмотрены все варианты при нулевых затратах. Всё, что мне было необходимо, нашлось в гараже. Зато сейчас я имею возможность пользоваться низкобюджетным заточным станком. Из затрат – лишь покупка наждачного заточного круга и оплата счетов за электроэнергию, которые нельзя назвать крупными.

Подведём итог проделанной работе

При наличии необходимых составляющих для сборки подобной схемы, такой вариант подключения достоин внимания. Это касается даже тех, кто будет использовать станок лишь для заточки или правки ножей 2-3 раза в год. Ведь затрат он не требует, а иногда может оказаться просто необходим. Я очень надеюсь, что рассказанное мною сегодня, пригодится кому-либо из читателей этого ресурса.

А сейчас хочу обратиться к читателям. Если вы в чём-то не согласны в моей работе, напишите об этом в комментариях. Быть может, я приму Ваше мнение на вооружение, а возможно и смогу доказать свою правоту. В любом случае, мне будет очень интересен Ваш отзыв. Спасибо за внимание.

Редакция Homius приглашает домашних мастеров и умельцев стать соавторами рубрики «Истории». Полезные истории от первого лица будут опубликованы на страницах нашего онлайн-журнала.

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО: ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

Пусковой конденсатор позволяет организовать начальный момент вращения вала ротора электромотора. Подключение электрических двигателей в сеть напряжением 220 вольт требует кратковременного присоединения пусковой обмотки через подобную электрическую ёмкость.

image Пусковые элементы CD-60

Устройство и предназначение конденсаторов

Этот элемент электрической схемы состоит из двух пластин (обкладок). Обкладки расположены по отношению друг к другу так, что между ними оставлен зазор. При включении конденсатора в цепь электрического тока на обкладках накапливаются заряды. Из-за физического зазора между пластинами устройство обладает маленькой проводимостью.

Внимание! Этот зазор бывает воздушным или заполнен диэлектриком. В качестве диэлектрика применяются: бумага, электролит, оксидные плёнки.

Главная особенность такого двухполюсника – способность накапливать энергию электрического поля и мгновенно отдавать её на нагрузку (заряд и разряд).

image Устройство детали

Первым прототипом ёмкости стала Лейденская банка, созданная в 1745 году в городе Лейдене немцем фон Клейстом. Банку изнутри и снаружи выстилали медной фольгой. Так появилась идея создания обкладок.

image Лейденские банки, соединённые параллельно

Графическое обозначение двухполюсника на схемах и чертежах – две вертикально расположенные черты (как обкладки) с зазором между ними.

image Обозначение на схемах

Функциональные возможности

Принцип работы электродвигателя

В цепях постоянного тока элемент некоторое время накапливает заряд на обкладках и не пропускает электроны через диэлектрик. Это значит, что в начальный момент постоянный ток проходит через деталь до окончания заряда. Такое же происходит и при разряде.

Важно! Ток, который периодически изменяется, элемент пропускает через себя. Такое возможно, потому что двухполюсник циклически перезаряжается при смене полярности электричества.

Характеристики

Напряжение, создаваемое на обкладках двухполюсника, равно разности потенциалов:

Высоковольтные конденсаторы

U = ϕ1 – ϕ2.

Зная напряжение и заряд, можно вычислить ёмкость (С). Это одна из основных характеристик двухполюсника:

С = q/U,

где:

  • C – ёмкость, Ф (фарад);
  • q – заряд, накопленный двухполюсником, Кл (кулон);
  • U – напряжение, В.

Электроёмкость является физической величиной, которую определяют, разделив заряд пластины на разность потенциалов между пластинами. Единица измерений C – фарада (Ф).

К сведению. Ёмкость, равная 1 Ф, – большая величина, поэтому на практике её измеряют: в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пФ), нанофарадах (нФ).

image Таблица измерения ёмкости

К остальным параметрам двухполюсника относятся:

  • плотность энергии;
  • номинальное напряжение;
  • полярность.

Когда масса корпуса детали значительно меньше, чем общая масса электролита и пластин, тогда достигается максимально высокая плотность энергии.

Номинальным называется такое напряжение, при котором элемент может работать длительное время, без нарушения (отклонения) рабочих характеристик.

Емкостные двухполюсники бывают:

  • неполярными;
  • полярными (электролитическими).

Неполярные детали при подключении не ориентированы на полярность выводов заряда источника питания. Особенность электролитических элементов связана с химической реакцией между диэлектриком и электролитом. У таких моделей есть анод (положительный вывод) и катод (отрицательный вывод).

Разновидности емкостных элементов

Танталовые конденсаторы

Емкостные двухполюсники различают по следующим видам:

  • по типу диэлектрика – вакуумный, газообразный, жидкий, твёрдый, электролит, оксидно-полупроводниковый;
  • по конструктивной особенности изменять C –  постоянные, переменные, подстроечные;
  • по назначению –  общие, специальные.

Пусковые конденсаторы относятся к двухполюсникам специального назначения.

Простые способы присоединения электромотора

Простейшее включение моторов – присоединение к трёхфазной сети. Электрообмотки мотора соединяются двумя способами:

  • звездой;
  • треугольником.

Порядок соединения указаны на крышке клеммника с обратной стороны.

image Схема включения

Внимание! Соединение обмоток «треугольником» быстро выводит двигатель на максимальную мощность, но тогда величина пускового тока возрастает семикратно. Плавный пуск, при отсутствии пускового реостата, затруднён.

Соединение обмоток «звездой» позволяет устойчиво и длительно работать мотору при плавном запуске. Машина выдерживает кратковременные перегрузки и не перегревается. Мощность её несколько ниже, чем при альтернативном подключении.

Соединить в одну точку начала обмоток могут уже при изготовлении. На клеммник выводят только три их конца. Поэтому выводы просто подключают к фазам сети. Направление вращения выбирают, изменяя местами подключение выводов к двум соседним фазам.

image Мотор, у которого выведены только три провода

Специфика схем с конденсаторами

Когда подбирают типы включения электромашин при помощи пусковых и рабочих двухполюсников к сети 220 вольт, то выделяют следующие:

  • включение в «треугольник»;
  • подсоединение в «звезду».

К сведению. Какие отличия между пусковыми и рабочими двухполюсниками? «Пусковыми» называются элементы, применяемые только для запуска, а «рабочими» – используемые в работе постоянно.

Схемы подсоединения к линии 380 В

В применении емкостных элементов, при подключении 3-х фазного мотора к сети 380 вольт, нет необходимости.

image Включение мотора в трёхфазную сеть

Схемы включения в однофазную сеть

При монтаже однофазного мотора в однофазную линию его запуск осуществляют, используя дополнительную обмотку. Такой двигатель имеет три вывода:

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

Когда отсутствует маркировка, катушки «прозваниваются» тестером для определения правильности подсоединения.

Схема для запуска однофазного двигателя

Тип сборки «Треугольник»

Для присоединения асинхронной трёхфазной машины в однофазную линию возможно применение соединения «треугольник». Пусковая емкость включается согласно схеме.

Включение мотора по соединению «треугольник»

Тип сборки «Звезда»

Аналогичный принцип сборки цепи запуска 3-х фазного двигателя, обмотки которого соединены «звездой». Когда есть возможность самостоятельно выполнить такое соединение обмоток, то его осуществляют на клеммнике.

Подключение «звездой»

Величина емкости: рабочей и пусковой

Удельную ёмкость этих элементов можно высчитать, используя онлайн-калькулятор в сети интернет. Расчёт делают, самостоятельно пользуясь формулами.

Для запускающего элемента

Известны две формулы для определения ёмкости пускового двухполюсника:

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

Номинальный ток рассчитывают, пользуясь выражением:

I = P/(1,73*U*η*cosϕ.

Здесь:

  • P – мощность мотора;
  • U – напряжение сети;
  • η – КПД;
  • cosϕ – коэффициент мощности.

Для рабочего элемента

Подобрать рабочий конденсатор можно из расчёта:

Cp = 1/2 Cп.

Запущенный и устойчиво работающий двигатель нуждается в применении рабочей ёмкости для вращения под нагрузкой.

Упрощенный вариант расчета пускового элемента

Грубо подобрать C можно, учитывая, что на каждые 0,1 кВт должно приходиться 7 мкФ (Сп = 70*P). Когда двигатель не запускается, ёмкости мало, когда при работе перегревается – много.

Пусковой конденсатор

Если выбирать в качестве пускового элемента один из металлобумажных типов, то можно остановиться на таком, как – мбгч.

Это герметизированный и высоковольтный запускающий элемент. Его выпускают с величиной постоянной ёмкости до 10 мФ и рассчитанным на напряжение 250-1000 В. Применяют такой двухполюсник в сетях любого рода тока.

Двухполюсник МБГЧ

Какой тип использовать

Требования к конденсаторам для запуска электродвигателей простые:

  • величина ёмкости достаточная для запуска мотора;
  • номинальное напряжение подбирают на 10-15% выше, чем подключаемое;
  • двухполюсник обязан работать с приложенным видом тока.

Есть небольшие нюансы для электрических машин, различающихся по принципу работы.

Для работы с трехфазным электродвигателем

В этом случае деталь осуществляет сдвиг фазы у обмотки асинхронной машины, и ее ёмкость должна быть высокой. Создание пускового момента и дальнейшая работа под нагрузкой требуют более точного подбора этой характеристики элемента.

Включение с однофазным электродвигателем

Пусковые конденсаторы здесь применяются для присоединения дополнительной обмотки. Она предназначена для запуска мотора и может быть включена как постоянно, через двухполюсник, так и кратковременно без него.

Особенности выбора детали

Выбранные конденсаторы пусковые соответствуют подаваемому напряжению. Величина их ёмкости не должна позволять двигателю перегреваться во время работы и легко запускать его в момент включения. Особых сложностей с подбором элементов не возникает.

Использование электролитических конденсаторов

Пусковой конденсатор для начала работы трёхфазного двигателя от 220в обязан иметь большую ёмкость. Чтобы сдвинуть с места вал движка мощностью 3 киловатта, необходимо 2100 мкФ ёмкости. Для подбора такой величины С понадобится целая батарея неполярных компонентов. Электролитические двухполюсники (электролиты) обладают большей ёмкостью при меньших размерах. Но включение их в цепь переменного тока надолго недопустимо.

Осторожно. При длительном присоединении емкости электролит закипает, и элемент взрывается.

Схема подключения электролитического элемента для запуска двигателя

Рабочее напряжение

У конденсаторов для электродвигателей напряжение Uном должно быть выше Uпит. Если питающее напряжение 220 В, то элемент берут с Uн = 250-400 В.

Подключение электромотора своими руками

Как подобрать конденсатор для однофазного двигателя, уже понятно. Отбор конденсаторов для трехфазного мотора рассмотрен. Как же практически смонтировать схему для пуска двигателя, что для этого необходимо?

Схема состоит из следующих компонентов:

  • двигатель (до 3 квт);
  • конденсаторы: пусковой и рабочий, которые отличаются по ёмкости;
  • пусковая кнопка ПНВС на 220 В.

Зачем нужна пусковая кнопка? Для кратковременного подключения электролитического двухполюсника и начала вращения двигателя. Собирается цепь согласно схеме на картинке ниже. Все соединения производятся под болтовые зажимы. Оголённые участки проводов подлежат обязательной изоляции.

Практическая схема соединения

Применение запускающих и рабочих конденсаторов позволяет осуществить запуск двигателей в любой цепи. Емкости двухполюсников должно быть достаточно для начала вращения и устойчивой работы под нагрузкой. Детали предпочтительно использовать новые.

Видео

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий