Чем отличается пусковой конденсатор от рабочего?
Запуск и поддержание работы цепи в двигателях осуществляется устройствами накопления заряда. Эту задачу выполняют рабочие и пусковые конденсаторы. Любой конденсатор — пассивный элемент, главная задача которого накопление электроэнергии. При этом они имеют отличия: разнятся емкостью, способом подключения, условиями использования, предназначением.
Пусковой конденсатор отвечает за начальный импульс для старта силовой установки. А его рабочий аналог поддерживает стабильную работу электродвижка.
Что такое пусковой конденсатор и для чего он нужен
Когда речь заходит о том, зачем нужен конденсатор пуска, то ответ простой. По сути, это стартер. Пусковой конденсатор — это устройство накопления заряда, осуществляющее запуск двигателя. Этот элемент выполняет кратковременную, но необходимую работу, без которой движок просто не заведется.
Пусковые конденсаторы генерируют короткий высокий заряд для пуска мотора. Они служат для мгновенного использования и не могут быть применены как устройства накопления заряда продолжительной работы.
Как только силовой агрегат набирает нужную рабочую мощность, конденсатор пуска отсоединяется. Дальнейшая работа мотора проходит без него до тех пор, пока электрический двигатель не будет остановлен и не потребуется его повторный пуск.
Пусковой конденсатор присутствует не во всех электродвигателях. Он нужен в схемах, где в пусковой момент происходит нагрузка на вал, не дающая ротору свободно вращаться. В таких системах важность устройства сложно переоценить, так как мощности одного рабочего конденсатора не хватит для запуска и вывода движка на рабочую частоту — ротор силовой установки не будет вращаться.
Пусковое устройство накопления заряда нужно для запуска станков, подъемников, насосов, других электромеханических агрегатов, в которых важно быстро вывести мотор на нужную мощность. Часто этот элемент устанавливается в системах с мощными трехфазными двигателями, когда ресурсов рабочего конденсатора недостаточно для запуска установки. Пусковые конденсаторы работают при нагрузке до 220 вольт. Они более долговечные, чем их рабочие аналоги.
Для чего нужен рабочий конденсатор
Задачи у устройства накопления заряда рабочего вида другие. Этот элемент отличается постоянным подключением к цепи. Рабочий конденсатор отвечает за сдвиг фазы цепи между обмотками мотора, создавая между ними магнитное поле. То есть элемент служит для получения стабильного умеренного заряда и непрерывной работы электродвижка все время его работы.
Рабочий конденсатор так называется из-за непрерывного участия в схеме и постоянного удержания высоких параметров напряжения в обмотке мотора.
Эти элементы менее мощные, но более стабильные, чем их пусковые аналоги, реже выходят из строя.
Чем отличается рабочий конденсатор от пускового
Выше уже упоминалось, что пусковой конденсатор (ПК) выполняет старт электромотора и выводит его на рабочие параметры. Его задача важна, но кратковременна. В свою очередь рабочий конденсатор (РК) обеспечивает дальнейшую работу силового агрегата. Он работает одновременно с мотором, то есть все время, пока силовой агрегат находится в рабочем состоянии. Чтобы было еще понятнее, предлагаем схематично рассмотреть, чем отличаются рабочий и пусковой конденсатор:
- • Где работает: РК задействуется в цепи рабочих обмоток, ПК — в пусковой обмотке.
- • Функции. РК создает поле для работы электродвижка. ПК выполняет старт электромоторной установки.
- • Промежуток работы. РК — все время работы мотора. ПК — при запуске до выхода на стабильный режим работы.
- • Емкость. У ПК более высокая емкость (70-120 мкФ), чем у РК — нижний номинал емкости (7-70 мкФ). Для запуска двигателя требуется больший крутящий момент, чем для поддержания его работы, поэтому емкость — то есть емкость накопления энергии — пускового конденсатора должна быть выше, чем у рабочего конденсатора. Чтобы понять почему, приведем пример карусели на детской площадке — для ее запуска могут потребоваться значительные усилия, но как только она заработает, вам не нужно прилагать столько усилий, чтобы поддерживать ее движение.
- • Принцип работы:
- • ПК генерирует в пусковой обмотке опережающий ток, который, в свою очередь, создает вращающееся магнитное поле, необходимое для пуска с увеличенным крутящим моментом. Как только электродвигатель выходит на свои стабильные показатели работы, ПК и пусковая обмотка отсоединяются от цепи.
- • РК генерирует опережающий ток во вспомогательной обмотке электромотора, нужный для поддержания постоянного магнитного поля и стабильной, ровной работы двигателя.
По сути, РК — та самая «рабочая лошадь», которая выполняет смещение фаз, за счет этого трехфазные моторы работают от однофазной электросети. ПК — дополнительный элемент с эпизодической занятостью.
Подключение рабочего и пускового конденсатора: отличия
Рабочий конденсатор подключается к внешней обмотке, 2-я обмотка подсоединяется к сети, 3-я – остается свободной. Пусковой аналог подсоединяется параллельно рабочему элементу к пусковой обмотке. Для пуска электродвигателя используется кнопка или переключатель электропривода.
Важно правильно выбирать конденсаторы при покупке и установке, так как у них разная ёмкость, другие технические характеристики и задачи.
Как выбрать и где купить конденсаторы?
Если вы хотите купить пусковые и рабочие конденсаторы, но не знаете какую модель подобрать, на какие параметры обращать внимание, как выполнить расчет, обратитесь за консультацией к специалисту компании Detels. Мы предлагаем большой выбор наиболее востребованных и редких деталей для бытовой и профессиональной техники. В ассортименте, как оригинальные запчасти, так и аналоги от проверенных поставщиков. Отправка товара выполняется национальными транспортными компаниями по всей Украине.
Конденсатор пусковой
Конденсаторы пусковые используются для запуска однофазных асинхронных электродвигателей компрессов, кондиционеров, моторов. Рабочие конденсаторы могут быть постоянно подключены к включенной схеме электродвигателя. Пусковые подключаются на время пуска, они требуются на момент пуска для сдвига фазы и имитации трех фаз.
Применение конденсаторов для пуска позволяет использовать асинхронный, без щеточный мотор, что повышает экономичность изделия, время наработки. Правда электродвигатель при таком подключении работает в тяжелом режиме с неполной отдачей. Если стоит задача создать нормальный режим работы от сети 220 вольт мотора на 380 вольт, то надо применять преобразователь частоты. Он позволяет получить близкий к полноценному режим работы двигателя, регулировку оборотов, плавный пуск:
Конденсаторы для пуска двигателей теперь производят в пластмассовом круглом или прямоугольном корпусе с выводами провода или клеммы.
Применяются для работы в цепях переменного тока 50. 60 Гц.
На напряжение работы: 300, 450, 630 вольт.
Емкость пусковых конденсаторов: от 1 до 1500 микрофарад.
Допускаемое отклонение емкости: ± 10 %;
Минимальная наработка не менее 10000 часов.
Как подключить трехфазный мотор в сеть 220 вольт.
Часто возникает острая необходимость подключать трехфазный асинхронный электромотор в однофазную сеть 220 вольт. Для этого Вам придется подключить двигатель «треугольником» подключить пусковой конденсатор и пусковую кнопку, и возможно рабочий конденсатор понадобится и мотор заработает.
Величина емкости требуемого конденсатора, напрямую зависит от мощности двигателя и рассчитывается по формуле или подбирается опытным путем, приблизительно 70-100 микрофарад на 1 киловатт и зависит от типа мотора и нагрузки на валу.
С = 66·Р ном ,
где С — емкость конденсатора, мкФ, Р ном — номинальная мощность электродвигателя, кВт.
То есть можно считать, что на каждые 100 Вт мощности трехфазного электродвигателя требуется около 7 мкФ электрической емкости.
Например, для электродвигателя мощностью 600 Вт нужен конденсатор емкостью 42 мкФ. Конденсатор такой емкости можно собрать из нескольких параллельно соединенных конденсаторов меньшей емкости:
Cобщ = C1 + C1 + … + С n
Итак, суммарная емкость конденсаторов для двигателя мощностью 600 Вт должна быть не менее 42 мкФ. Необходимо помнить, для постоянного включения подойдут конденсаторы (рабочие), рабочее напряжение которых 450 в и больше, а для пуска (пусковые) может хватить и 300 в и более.
Отметим, что частота вращения трехфазного электродвигателя, работающего от однофазной сети, почти не изменяется по сравнению с частотой вращения двигателя в трехфазном режиме.
Большинство трехфазных электродвигателей подключают в однофазную сеть по схеме «треугольник» (рис. 1). Мощность, развиваемая трехфазным электродвигателем, включенным по схеме «треугольник», составляет 35-65% его номинальной мощности и напрямую зависит от типа двигателя.
Для удобства необходимо использовать специальную пусковую кнопку, у которой средний контакт после отпускания кнопки пуск отключается , не у всех кнопок есть эта возможность.цена кнопки 150 р.
Рис 1. Принципиальная (а) и монтажная (б) схемы подсоединения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть по схеме «треугольник»
Магазин находится: Радиорынок №24 в ТЦ Модный Квартал ул. Еременко 89б/7 Ростов на Дону
© 2023 «Магниты и электротехника» Магниты и Электротехника
Все права защищены
Россия
Зачем нужен конденсатор на электромоторчике? И что будет если его удалить
Если вы когда-нибудь разбирали детскую машинку и вынимали из нее небольшие моторчики, то могли заметить, что на каждом из них напаян небольшой конденсатор к выводам питания.
Если его отпаять и проверить работу мотора, то практически ничего не изменится. Так зачем он нужен?
Конденсаторы емкостью 0,1-0,01 мкФ обычно припаиваются параллельно выводам коллекторных электродвигателей.
Проверим на опыте
Давайте возьмем двигатель и отпаяем конденсатор. Возьмем вольтметр и подключим параллельно выводам мотора. Для питания будем использовать две пальчиковые батарейки включенные последовательно, общим напряжением 3 В.
При включении и отключении мотора от питания появляются импульсы высокого напряжение до 1000 В
Это нормально, ЭДС самоиндукции еще никто не отменял. Причем с конденсатором таких скачков не наблюдалось.
Такие импульсы называю еще обратным током, они обычно губительный для любой цепи где есть электроника. Это первое для чего устанавливают этот конденсатор.
Изменения в работе
Теперь давайте подключим каждый двигатель по отдельности и послушаем на слух их работу.
Изменения конечно не очевидные, но мотор без конденсатора работает с дребезгами и более не устойчиво. Это второе зачем ставят конденсатор: искрогашение, благодаря чему увеличивается ресурс щеток и двигателя в целом.
И наконец третье, для чего используют конденсатор, это помехозащищенность. Если во время работы моторчика без конденсатора включить любой радиоприемник, то в нем будут отчетливо слышны помехи издаваемые коллектором двигателя.
Итог: зачем нужен электродвигателю нужен конденсатор?
- Первое — это искрогашение на щетках коллектора.
- Второе — помехозащита.
- Третье — защита питающей цепи от обратного тока.
3-фазный двигатель в однофазной сети
Трехфазные асинхронные электродвигатели не требуют дополнительных устройств для запуска и работы. Нужны лишь контакторы или иные устройства подачи трехфазного напряжения. Однако при включении двигателя в однофазную сеть используются другие способы запуска.
Фазосдвигающий конденсатор
Существует простой способ, позволяющий запитать трехфазный двигатель от бытовой однофазной сети с напряжением 220 В. Трехфазное напряжение получают путем сдвига фаз с помощью фазосдвигающего конденсатора. Делается это так.
В однофазной сети имеются два провода (фаза и ноль), между которыми существует сдвиг фаз 180 градусов. Для включения трехфазного двигателя нужны три проводника, напряжения на которых должны иметь сдвиг фаз 120 градусов. Поэтому, если подключить один из выводов двигателя к фазному проводнику напрямую, а другой – через фазосдвигающий конденсатор, то в совокупности с нулевым проводником и обмотками такая система будет трехфазной. Другими словами, будет обеспечен нужный режим питания.
Для расчета номинала фазосдвигающего конденсатора можно воспользоваться приближенной формулой:
где k – коэффициент, равный 4800 для схемы подключения «треугольник», 2800 – для «звезды», I – номинальный ток двигателя (указывается на шильдике), U – фазное напряжение (в нашем случае – 220 В).
Рабочее напряжение конденсатора следует выбирать не менее 400 В, при этом желательно использовать специальные конденсаторы для электродвигателей, на частоту 50 – 60 Гц.
Пусковой конденсатор
Приведенная выше формула справедлива для номинального тока. Но двигатель работает не только на номинале. При пуске его ток может превышать номинальное значение в 5-7 раз, а при работе – быть ниже в 2-3 раза (холостой ход). В результате момент на валу при включении будет мал, и двигатель будет разгоняться очень долго либо вообще не сможет запуститься. Поэтому для запуска используют дополнительный пусковой конденсатор, который подключают к рабочему (фазосдвигающему) на время разгона (3-5 секунд). Обычно емкость пускового конденсатора выбирают в 2-5 раз больше, в зависимости от требуемого момента при пуске и времени разгона.
Для подключения пускового конденсатора используют специальные ручные пускатели, в которых время пуска равно времени нажатия на двухпозиционную кнопку «Пуск». Пока оператор держит «Пуск» в позиции без фиксации, подключаются рабочий и пусковой конденсаторы. Как только оператор отпускает кнопку, она переходит в фиксированную позицию, и в схеме остается лишь рабочий конденсатор. Остановка двигателя производится кнопкой «Стоп». Кроме ручных пускателей могут использоваться релейные и электронные схемы.
Данный способ не применяется на практике для двигателей более 2,2 кВт из-за низкого КПД и большой емкости конденсаторов.
Двигатель с пусковой обмоткой
Конденсатор также используется в случае, когда двигатель имеет две обмотки – рабочую и пусковую. Рабочая обмотка подключается к питающему однофазному напряжению (220 В) напрямую. Пусковая обмотка имеет меньший ток и подключается через фазосдвигающей конденсатор. Совместно обе обмотки имеют такую конфигурацию, что формируют внутри статора вращающееся магнитное поле.
Емкость фазосдвигающего конденсатора обычно указывается на шильдике двигателя. На время пуска и разгона может применяться дополнительный конденсатор. Такой двигатель называют конденсаторным, и он предназначен для работы только в однофазной сети.