V jednofázové domácí síti je třeba použít třífázový motor a okamžitě vyvstávají otázky:

>

  • jaké motory lze pro tyto účely použít;
  • který z nich si vybere schéma připojení;
  • jaké prvky mohou být potřebné;
  • Musím vypočítat počáteční kondenzátor.

Budeme diskutovat o těchto a některých dalších otázkách v tomto článku.

Indukční motory

V moderním průmyslu a v každodenním životě se nejčastěji používají střídavé elektrické motory. Důvodem je několik výhod:

  • jednoduchost designu;
  • spolehlivost;
  • trvanlivost
  • vysoká účinnost;
  • dobré celkové rozměry.

To vše vedlo k tomu, že nejde jen o nejběžnější, ale také o nejdostupnější elektromotory, pokud jde o cenu a možnost jejich nákupu pro obyčejné lidi.

Předtím, než přistoupíme přímo k tématu spouštěcích kondenzátorů, je nutné porozumět principům fungování těchto strojů. Existují tři hlavní typy.

  1. Asynchronní veverkový klecový rotor.
  2. Asynchronní s fázovým rotorem.
  3. Synchronní.

S největší pravděpodobností se setkáte s potřebou připojit první typ motorů, takže o nich budeme mluvit v budoucnu.

Konstrukčně se elektromotor skládá z pevného prvku - statoru a rotujícího rotoru. Na stator je navinuto vinutí měděných drátů, jejichž konce a začátky jsou zobrazeny ve svorkovnici. Rotorové vinutí je hliníková tyč, vyplněná do zvláštních drážek v kovovém jádru rotoru a uzavřená na okrajích kroužky ze stejného materiálu (proto se tyto stroje nazývají zkratované). Rotace rotoru nastává v důsledku vzájemného ovlivňování magnetických polí statoru a rotoru na sebe. Ve velké většině případů jsou tyto stroje třífázové.

Princip činnosti elektromotoru

Když je elektrický motor připojen k třífázové síti, bude ve statoru indukováno rotující magnetické pole, rotor se začne otáčet. Pokud je takový motor připojen k domácí jednofázové síti, bude magnetické pole stroje pulzovat a motor se nebude otáčet.

Tento stav motoru lze vysvětlit následovně. Představte si číselník, kde dvanáct hodin je bod, ve kterém se motor začne otáčet. Pulzující magnetické pole tlačí rotor stejnou silou, pak doprava, poté doleva. To se děje s velkou frekvencí a vzhledem k setrvačnosti rotoru nemá čas na zrychlení doleva nebo doprava, zatímco motor bzučí odpovídajícím způsobem. Jedná se o nebezpečný stav, při kterém se bez použití ochranných prostředků rychle přehřeje a selže. Pokud v tuto chvíli otáčejte hřídelí rotoru ručně jakýmkoli směrem, motor se začne otáčet.

Spuštění elektrického motoru tímto způsobem je nepohodlné, ne vždy možné a nebezpečné. Proto při připojení třífázových motorů k jednofázové síti se používá startovací kondenzátor, který vám umožní posunout magnetické pole jednoho z vinutí a vytvořit tak počáteční moment, pod kterým se začne rotovat rotor.

Připojení třífázového elektrického motoru k jednofázové síti

Před výpočtem kapacity se musíte ujistit, že motor lze použít pro síť 220 V. Nejprve se podívejte na typový štítek (kovová deska s charakteristikami) elektromotoru. Pokud je zde uvedeno, že je možné pracovat při napětí 380/220 V nebo 220/127 V, pak je takový motor pro nás vhodný. Mějte na paměti, že při připojení elektrického motoru s hvězdou je přivedeno větší napětí, a při připojení pomocí trojúhelníku méně.

Na stator jsou navinuta tři stejná vinutí, když hvězda spojuje začátek všech vinutí, jsou připojena k jednomu bodu a napájecí napětí je připojeno ke koncům. Když je připojen trojúhelník, konec prvního vinutí je spojen se začátkem druhého, konec druhého se začátkem třetího, konec třetího se začátkem prvního a napájecí napětí je připojeno ke spojovacím bodům obou vinutí.

Nyní otevřete svorkovnici a podívejte se, jak jsou vinutí připojena. Počátky a konce vinutí mají následující označení (nové označení je uvedeno v závorce):

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

Typ připojení můžete určit pomocí popisku umístěného na vnitřní straně svorkovnice.

Při jakémkoli schématu připojení půjdou z motoru tři vodiče. V případě jednofázového obvodu jsou dva napájeny napájecím napětím a třetí vodič je připojen k síti prostřednictvím kapacitance, což je kondenzátor pro spouštění motoru a jeho provoz. Pro normální provoz je nutné, aby byl tento kondenzátor připojen nepřetržitě, a proto se nazývá funkční. Kondenzátor, který se připojuje k vytvoření vysokého spouštěcího momentu, se nazývá spouštěcí moment.

Pracovní kondenzátor

Výběr kapacit pro třífázový elektromotor není tak jednoduchý úkol, jak by se mohlo zdát. Pro stabilní provoz v jednofázové síti musí být neustále přítomen posun magnetického pole ve třetím vinutí, proto je pracovní kondenzátor připojen k síti po celou dobu, kdy je motor v chodu. Kondenzátor pro spouštění motoru proto musí být vhodný pro nepřetržitý provoz v sítích střídavého proudu.

Nejprve se jedná o kondenzátory speciálně vyrobené pro tyto účely s odpovídajícím provozním napětím. V případě takových prvků se kromě jmenovité kapacity zobrazí ikona střídavého napětí a je uvedena její hodnota. V naší síti je napětí 220 voltů, což znamená, že jmenovité napětí kondenzátoru musí být větší nebo rovno této hodnotě.

V sovětských časech byly metalizované papírové kondenzátory jako MBGO a podobné kondenzátory rozšířeny. Vzhledem k tomu, že mají dobré ukazatele kapacity a provozního napětí, a také kvůli své spolehlivosti, jsou stále široce používány domácími mastery, včetně jako pracovní kondenzátory pro předělávání motorů. U takových kondenzátorů je uvedeno konstantní provozní napětí, takže je nutné, aby alespoň jednou a půlkrát překročil síťové napětí. Pro naše účely jsou vhodné ty, které mají provozní napětí nad 400 voltů.

Výpočet třífázového kondenzátoru

Pro přesné určení hodnoty kapacity kondenzátoru je třeba provést jednoduchý výpočet. Pokud si přejete, najdete v síti online kalkulačku navrženou pro tyto účely nebo tabulky, které ukazují různé výkony motoru a odpovídající hodnoty kapacity. Pokud je třeba počítat samostatně, mají vzorce následující tvar:

Cp = (2800 I) / Uc

Cp = (4800 I) / Uc

Kde:

  • Ср - kapacitní hodnota, microfarad;
  • 2800 koeficient pro obvody zapojené do hvězdy;
  • Koeficient 4800 pro obvody zapojené do trojúhelníku;
  • I je proud v obvodu, A;
  • Uc je síťové napětí, V.

Proud lze vypočítat podle vzorce:

I = P / (1, 73 · Uc · cosφ · η)

Kde:

  • P - síla, W;
  • cosφ je účiník;
  • η je účinnost.

Všechny údaje potřebné pro výpočet jsou uvedeny na výrobním štítku stroje. Pokud chybí, nezapomeňte, že pro tento typ stroje je účiník přibližně 0, 9 a účinnost je přibližně 0, 75.

Například vypočítáme kapacitu kondenzátoru pro motor o výkonu 2 kW, když je zapnut trojúhelníkem do sítě se střídavým proudem 220 V. Vypočítáme proud v obvodu (převést energii z kilowattů na watty):

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

Pak kapacita:

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

V důsledku toho jsme obdrželi potřebu kapacity 170 mikrofarád. V prodeji nenajdete kondenzátor takové kapacity pro napětí 220 V, ale lze jej sestavit z několika, podle následujících vzorců pro výpočet celkové kapacity:

  • s paralelním připojením, C = C1 + C2;
  • se sériovým připojením C = (C1 · C2) / (C1 + C2).

Hodnota kapacity sestavené baterie se může mírně lišit od vypočtené, ale je třeba si uvědomit, že zvýšení kapacity povede ke zvýšení proudu vinutí motoru a v důsledku toho k jeho zvýšenému zahřívání, takže je lepší zvolit kapacitu baterie menší než vypočtená.

Hodnota výkonu závisí také na zatížení na hřídeli. Protože je obtížné tuto hodnotu zohlednit při výpočtu a také proto, že jmenovité kapacity kondenzátorů se mohou lišit od těch, které jsou na nich uvedeny, je velmi vhodné zkontrolovat proudy ve vinutích po nastartování a opuštění elektrického motoru při provozních otáčkách, a pokud jsou vyšší než jmenovité, je nutné snížit celkovou kapacitu baterie.

Výběr spouštěcího kondenzátoru pro elektromotor

Pro stabilní spuštění a provoz motorů s relativně nízkým výkonem postačuje pracovní kondenzátor, ale u výkonných strojů je nutné použít startovací kondenzátor. V obvodu je propojen paralelně s pracovníkem pomocí spínače. Na rozdíl od pracovníka je spouštěcí napětí přivedeno až v okamžiku spuštění a po zrychlení elektrického motoru se vypne. Jeho hodnota je vybrána z výpočtu dvou nebo tří hodnot kapacity pracovního kondenzátoru.

Kondenzátory pro spouštění elektromotoru jsou připojeny jen na několik sekund, proto pro domácí potřeby mohou být jako startovací použity elektrolytické (polární) kondenzátory. Jejich výhodou je, že mají mnohem větší kapacitu než nepolární, se stejnými rozměry a mnohem levnější. Ve starých zkumavkách je mnoho takových kondenzátorů, takže jejich nalezení není obtížné. Požadavky na napětí jsou stejné jako u pracovních kondenzátorů.

Jednofázové střídavé motory

Velká potřeba domácích střídavých motorů vedla k příchodu jednofázových strojů. Jejich rozdíl oproti předchozímu uvažování spočívá v tom, že na jejich statoru nejsou tři, ale dvě vinutí: spouštění a práce. Stejně jako u třífázových strojů je pro jejich činnost ve spouštěcím vinutí vyžadován prvek fázového posunu, proto schéma zapojení jednofázového motoru obsahuje kondenzátor.

Na závěr bych rád poznamenal, že s kondenzátorovým obvodem pro připojení třífázových motorů k domácí síti se jejich vlastnosti zhoršují.

  1. Výkon je snížen asi o 30%, což v některých případech znemožňuje provoz elektrického zařízení. Tento problém lze vyřešit výměnou elektromotoru za výkonnější.
  2. Malý počáteční okamžik. To je další významná nevýhoda takového schématu připojení, takže je vhodné tyto motory nastartovat bez zatížení.
  3. Nízká účinnost a účiník.

Pokud jde o rychlost, zůstává nezměněna a odpovídá jmenovité hodnotě.

Při instalaci a uvádění do provozu je nutné bezpodmínečně dodržovat bezpečnostní předpisy. Nezapomeňte, že v obvodu jsou přítomny kondenzátory, takže po vypnutí napájení jim musíte dát čas na vybití, než se dotknete vodivých částí obvodu.

Kategorie:

Technologie