V jednofázovej sieti pre domácnosť je potrebné používať trojfázový motor a okamžite vyvstávajú otázky:

>

  • aké motory možno použiť na tieto účely;
  • ktorý z nich si vyberie schému pripojenia;
  • aké prvky môžu byť potrebné;
  • Musím vypočítať počiatočný kondenzátor.

Tieto a niektoré ďalšie otázky budeme diskutovať v tomto článku.

Indukčné motory

V modernom priemysle av každodennom živote sa najčastejšie používajú elektrické motory na striedavý prúd. Dôvodom je niekoľko výhod:

  • jednoduchosť dizajnu;
  • spoľahlivosť;
  • trvanlivosť;
  • vysoká účinnosť;
  • dobré celkové rozmery.

To všetko viedlo k tomu, že to nie sú len najbežnejšie, ale aj cenovo najdostupnejšie elektromotory, pokiaľ ide o cenu a možnosť ich nákupu pre bežných ľudí.

Pred priamym prechodom na tému spúšťania kondenzátorov je potrebné porozumieť zásadám fungovania týchto strojov. Existujú tri hlavné typy.

  1. Asynchrónny rotor v klietke.
  2. Asynchrónne s fázovým rotorom.
  3. Synchrónne.

S najväčšou pravdepodobnosťou sa stretnete s potrebou pripojenia prvého typu motorov, takže o nich budeme hovoriť v budúcnosti.

Konštrukčne sa elektromotor skladá z pevného prvku - statora a rotačného rotora. Na stator sa navíja medené drôty, ktorých konce a začiatky sú zobrazené v svorkovnici. Rotorové vinutie je hliníková tyč, plnená do špeciálnych drážok v kovovom jadre rotora a na okrajoch uzavretá krúžkami z rovnakého materiálu (preto sa tieto stroje nazývajú skratované). Rotácia rotora nastáva ako výsledok vzájomného ovplyvnenia magnetických polí statora a rotora na seba. Vo veľkej väčšine prípadov sú tieto stroje trojfázové.

Princíp činnosti elektromotora

Keď je elektrický motor pripojený k trojfázovej sieti, v statore sa indukuje rotujúce magnetické pole, rotor sa začne otáčať. Ak je taký motor pripojený k domácej jednofázovej sieti, magnetické pole stroja bude pulzovať a motor sa nebude otáčať.

Tento stav motora možno vysvetliť nasledujúcim spôsobom. Predstavte si číselník, kde dvanásť hodín je bod, v ktorom sa motor začne otáčať. Pulzujúce magnetické pole tlačí rotor rovnakou silou, potom doprava, potom doľava. Stáva sa to s veľkou frekvenciou a vzhľadom na zotrvačnosť rotora nemá čas zrýchľovať buď doľava alebo doprava, zatiaľ čo motor bzučí. Je to nebezpečný stav, pri ktorom sa bez použitia ochranných prostriedkov rýchlo prehrieva a zlyhá. Ak v tejto chvíli otočte hriadeľ rotora ručne v ľubovoľnom smere, motor sa začne otáčať.

Štartovanie elektromotora týmto spôsobom je nepohodlné, nie vždy možné a nebezpečné. Preto pri pripájaní trojfázových motorov k jednofázovej sieti sa používa štartovací kondenzátor, ktorý vám umožní posunúť magnetické pole jedného z vinutí a vytvoriť tak počiatočný moment, pod ktorým sa začne rotovať rotor.

Pripojenie trojfázového elektrického motora k jednofázovej sieti

Pred výpočtom kapacity sa musíte presvedčiť, či je možné motor použiť pre sieť 220 V. Najprv sa pozrite na typový štítok (kovový štítok s charakteristikami) elektromotora. Ak je uvedené, že je možné pracovať pri napätí 380/220 voltov alebo 220/127 voltov, potom je taký motor vhodný pre nás. Majte na pamäti, že pri pripájaní elektromotora s hviezdou je použité väčšie napätie a pri pripojení pomocou trojuholníka menšie.

Na stator sa navinú tri rovnaké vinutia, keď hviezda spojí začiatok všetkých vinutí, pripojí sa k jednému bodu a napájacie napätie sa pripojí ku koncom. Keď je pripojený pomocou trojuholníka, koniec prvého vinutia je pripojený na začiatok druhého, koniec druhého na začiatok tretieho, koniec tretieho na začiatok prvého a napájacie napätie je pripojené k bodom spojenia dvoch vinutí.

Teraz otvorte svorkovnicu a pozrite sa na pripojenie vinutia. Začiatky a konce vinutí majú nasledujúce označenie (nové označenie je uvedené v zátvorkách):

  • prvý C1 (Ul) - C4 (U2);
  • druhý C2 (V1) - C5 (V2);
  • tretí C3 (W1) je C6 (W2).

Typ pripojenia môžete určiť pomocou popisku umiestneného na vnútornej strane svorkovnice.

Pri akejkoľvek schéme pripojenia pôjdu z motora tri vodiče. V prípade jednofázového obvodu sú dva z nich napájané napájacím napätím a tretí vodič je pripojený k sieti prostredníctvom kapacitancie, čo je kondenzátor na spustenie motora a jeho prevádzku. Pre normálnu prevádzku je potrebné, aby bol tento kondenzátor neustále pripojený, a preto sa nazýva funkčný. Kondenzátor, ktorý sa pripája na vytvorenie vysokého počiatočného krútiaceho momentu, sa nazýva počiatočný krútiaci moment.

Pracovný kondenzátor

Výber kapacít pre trojfázový elektromotor nie je taká jednoduchá úloha, ako by sa mohlo zdať. Na stabilnú prevádzku v jednofázovej sieti musí byť neustále prítomný posun magnetického poľa v treťom vinutí, preto je pracovný kondenzátor pripojený k sieti po celú dobu, keď je motor v prevádzke. Preto kondenzátor na spustenie motora musí byť vhodný na nepretržitú prevádzku v sieťach striedavého prúdu.

V prvom rade ide o kondenzátory špeciálne vyrobené na tieto účely so zodpovedajúcim prevádzkovým napätím. V prípade takýchto prvkov sa okrem menovitej kapacity zobrazí ikona striedavého napätia a je uvedená jej hodnota. V našej sieti je napätie 220 voltov, čo znamená, že menovité napätie kondenzátora musí byť vyššie alebo rovnaké ako táto hodnota.

V sovietskych časoch boli rozšírené kondenzátory z metalizovaného papiera ako MBGO a podobné. Vzhľadom na to, že majú dobré ukazovatele kapacity a prevádzkového napätia, ako aj kvôli svojej spoľahlivosti, ich domáci majstri stále vo veľkej miere používajú, a to aj ako pracovné kondenzátory na prerábanie motorov. V prípade takýchto kondenzátorov je uvedené konštantné prevádzkové napätie, takže je nevyhnutné, aby aspoň jeden a pol násobne prevyšoval sieťové napätie. Pre naše účely sú vhodné tie, ktoré majú prevádzkové napätie nad 400 voltov.

Výpočet trojfázového kondenzátora

Na presné určenie hodnoty kapacity kondenzátora je potrebné vykonať jednoduchý výpočet. Ak chcete, nájdete v sieti online kalkulačku určenú na tieto účely alebo tabuľky, ktoré ukazujú rôzne výkony motora a zodpovedajúce hodnoty kapacity. Ak je potrebné počítať nezávisle, vzorce majú tento tvar:

Cp = (2800 I) / Uc

Cp = (4800 I) / Uc

kde:

  • Ср - hodnota kapacity, mikrofarad;
  • 2800 koeficient pre obvody zapojené do hviezdy;
  • Koeficient 4800 pre obvody zapojené do trojuholníka;
  • I je prúd v obvode A;
  • Uc je sieťové napätie, V.

Prúd sa dá vypočítať podľa vzorca:

I = P / (1, 73 · Uc · cosφ · η)

kde:

  • P - výkon, W;
  • cosφ je účinník;
  • η je účinnosť.

Všetky údaje potrebné na výpočet nájdete na výrobnom štítku stroja. Ak nie sú k dispozícii, nezabudnite, že pre tento typ stroja je účinník približne 0, 9 a účinnosť približne 0, 75.

Napríklad vypočítame kapacitu kondenzátora pre motor s výkonom 2 kW, keď je zapnutý trojuholníkom do siete so striedavým prúdom 220 V. Vypočítame prúd v okruhu (prevádzame energiu z kilowattov na watty):

I = P / (1, 73 · Uc · cosφ · η) = 2000 / (1, 73 · 220 · 0, 9, 75) = 7, 78 A

Potom kapacita:

Cp = (4800, I) / Uc = (4800, 7, 78) / 220 = 169, 7 μF

Výsledkom bolo, že potrebujeme kapacitu 170 mikrofarád. V predaji nenájdete kondenzátor takejto kapacity na napätie 220 V, ale môže byť zostavený z niekoľkých, podľa nasledujúcich vzorcov na výpočet celkovej kapacity:

  • s paralelným pripojením, C = C1 + C2;
  • so sériovým pripojením C = (C1 · C2) / (C1 + C2).

Hodnota kapacity zmontovanej batérie sa môže mierne líšiť od vypočítanej, ale treba pamätať na to, že zvýšenie kapacity povedie k zvýšeniu prúdu vinutia motora a v dôsledku toho k jej zvýšenému zahrievaniu, takže je lepšie zvoliť kapacitu batérie menšiu ako vypočítaná.

Hodnota výkonu závisí aj od zaťaženia hriadeľa. Pretože je ťažké zohľadniť túto hodnotu vo výpočte a tiež z toho dôvodu, že menovité kapacity kondenzátorov sa môžu líšiť od tých, ktoré sú na nich uvedené, je veľmi vhodné skontrolovať prúdy vo vinutí po spustení a výstupe z elektrického motora pri prevádzkových otáčkach, a ak sú vyššie ako nominálne, je potrebné znížte celkovú kapacitu batérie.

Výber štartovacieho kondenzátora pre elektromotor

Na stabilné naštartovanie a prevádzku motorov s relatívne nízkym výkonom postačuje pracovný kondenzátor, ale pre výkonné stroje je potrebné použitie štartovacieho kondenzátora. V okruhu je paralelne spojená s pracovníkom pomocou spínača. Na rozdiel od pracovníka sa spúšťacie napätie pripája iba v čase spúšťania a po akcelerácii elektrického motora sa vypne. Jeho hodnota je vybraná z výpočtu dvoch alebo troch hodnôt kapacity pracovného kondenzátora.

Kondenzátory na spustenie elektromotora sa pripájajú iba na pár sekúnd, preto je možné ako štartovacie kondenzátory pre použitie v domácnosti použiť elektrolytické (polárne) kondenzátory. Ich výhodou je, že majú oveľa väčšiu kapacitu ako nepolárne, s rovnakými rozmermi a oveľa lacnejšie. V starých elektrónkach je veľa takýchto kondenzátorov, takže ich nájdenie nie je ťažké. Požiadavky na napätie sú rovnaké ako pri pracovných kondenzátoroch.

Jednofázové striedavé motory

Veľká potreba domácich striedavých motorov viedla k príchodu jednofázových strojov. Ich rozdiel oproti predchádzajúcemu je ten, že na ich statore nie sú tri, ale dve vinutia: naštartovanie a prevádzka. Pokiaľ ide o trojfázové stroje, je na ich činnosť pri štartovacom vinutí potrebný prvok fázového posunu, preto schéma zapojenia jednofázového motora obsahuje kondenzátor.

Na záver by som chcel poznamenať, že s kondenzátorovým obvodom na pripojenie trojfázových motorov k domácej sieti sa ich vlastnosti zhoršujú.

  1. Výkon sa zníži asi o 30%, čo v niektorých prípadoch znemožňuje prevádzku elektrického zariadenia. Tento problém možno vyriešiť výmenou elektrického motora za výkonnejší.
  2. Malý počiatočný moment. Toto je ďalšia významná nevýhoda takejto schémy zapojenia, preto je vhodné naštartovať takéto motory bez zaťaženia.
  3. Nízka účinnosť a účinník.

Pokiaľ ide o rýchlosť, zostáva nezmenená a zodpovedá menovitej hodnote.

Pri inštalácii a uvedení do prevádzky okruhu je potrebné bezpodmienečne dodržiavať bezpečnostné predpisy. Nezabudnite, že v obvode sú kondenzátory, takže po vypnutí napájania musíte dať čas na vybitie skôr, ako sa dotknete vodivých častí obvodu.

Kategórie:

Technológie