Как подобрать конденсаторы для электродвигателя.

 Для того, чтоб подключить трёхфазный двигатель к однофазной сети, необходимо установить рабочие конденсаторы. Ёмкость этих конденсаторов , обычно подбирается из расчёта 6,6микрофарад на 100 Ватт мощности двигателя. Недостаток данного способа в том, что мощность двигателя, при подключении в однофазную сеть, катушки которого соединены в треугольник, меньше указанной на шильдике, а соединённого в звезду, ещё меньше. А также, табличка на двигателе может быть затёрта или вовсе отсутствовать.

Как же поступить в данном случае, как подобрать нужную ёмкость? Ведь чем точнее будет ёмкость, тем большую мощность мы получим от двигателя.

Соединив концы двигателя звездой или треугольником, получаем три провода на выходе. На два из них подаём 220В, а к третьему проводу подключаем один конец конденсатора. Второй конец конденсатора соединяем с одним из проводов, идущих к сети.

 При подборе рабочего конденсатора, наиболее точный результат, на мой взгляд, можно получить подключив двигатель через амперметр и отслеживая потребляемый ток при разных ёмкостях, найти при которой показания амперметра будут минимальны. Такая ёмкость и будет оптимальна.

Амперметр можно устанавливать на любой из питающих проводов.

 

Ещё один способ, дающий похожий результат это измерение напряжения между контактом двигателя к которому подключен конденсатор и двумя контактами, на которые подаётся питание.

Подбираем такую ёмкость конденсатора, чтоб показания вольтметра были одинаковы и в одном и другом положении.

Для подтверждения данных выводов я произвёл эксперимент. Во время которого я отслеживал показания приборов установленных на неизвестный двигатель. Данные я заносил в таблицу.

	ЗВЕЗДА				ТРЕУГОЛЬНИК
микрофарад	А	V1 сеть	V2	V3	А	V1 сеть	V2	V3
0	1	238	218	195	3,8	218	205	185
6	0,6	222	222	210
10	0,3	225	232	220
16	0,15	225	245	245
20	0,25	218	245	253
25	0,7	218	253	?	2,5	218	222	205
30					2,2	218	225	210
36					1,8	215	230	215
40					1,7	215	233	220
46					1,6	220	242	235
50					1,5	220	242	238
55					1,4	220	242	242
60					1,2	215	242	242
65					1,25	210	240	240
70					1,4	212	242	250

При подключении двигателя звездой  показания амперметра были минимальны при ёмкости 16микрофарад. И показания вольтметров были одинаковы (V2 и V3). А при подключении треугольником оптимальной оказалась ёмкость 60микрофарад.

ВНИМАНИЕ!!!

  

Подбирать ёмкость лучше не на холостом ходу двигателя, а при нагрузке на валу, хотя бы небольшой. Нагрузка должна быть одинакова на протяжении всего подбора.

Двигатель с конденсаторами не «любит» работать вхолостую.  Необходима нагрузка на валу.

Пользователь Евгений 77 добавил комментарий на ютубе:

всё несколько проще. В любом вменяемом учебнике, с названием “Электрические машины”, в конце раздела, посвящённого теории асинхронного двигателя, рассматривается вопрос работы асинхронника в однофазном режиме, с различными схемами подключения обмоток. Там же приводятся формулы расчёта ёмкости рабочих и пусковых конденсаторов. Точный расчёт, довольно сложен – нужно знать специфические параметры двигателя. Упрощённая методика расчёта имеет следующий вид: Звезда Сраб = 2800 • (Iном / Uсет); Спуск = Сраб • 2÷3 (при тяжёлых условиях запуска, кратность 5); Треугольник Сраб = 4800 • (Iном / Uсет); Спуск = Сраб • 2÷3 (при тяжёлых условиях запуска, кратность 5); где, Сраб –  ёмкость рабочего конденсатора, мкФ; Спуск –  ёмкость пускового конденсатора, мкФ; Iном – номинальный фазный ток двигателя при номинальной нагрузке, А; Uсет – напряжение сети, к которой будет подключён двигатель, В. Пример расчета. Исходные данные: имеем асинхронный электродвигатель – 4 кВт; схема соединения обмоток –Δ / Y напряжение U – 220 / 380 В; ток I – 8 / 13,9 А. По токам мотора: 8 А – это фазный ток (т.е. ток каждой из трёх обмоток) двигателя на треугольнике и звезде, и он же линейный ток на звезде; 13,9 А – это линейный ток двигателя на треугольнике (в расчётах нам не понадобится). Ну, и, собственно, сам расчёт: Звезда Сраб = 2800 • (Iном / Uсет) = 2800 • (8 / 220) = 101,8 мкФ Спуск = Сраб • 2÷3 = 101,8 • 2÷3 = 203,6÷305,4 мкФ  (при тяжёлых условиях запуска – 509 мкФ) Треугольник Сраб = 4800 • (Iном / Uсет) = 4800 • (8 / 220) = 174,5 мкФ Спуск = Сраб • 2÷3 = 174,5 • 2÷3 = 349÷523,5 мкФ  (при тяжёлых условиях запуска – 872,5 мкФ) Тип рабочего конденсатора – полипропиленовый (импортный СВВ-60 или отечественный аналог – ДПС). Напряжение кондёра не меньше 400 В по переменке (пример маркировки: АС ~ 450 В), для советских бумажных МБГО рабочая напруга должна быть не меньше 500 В, если меньше – соединять последовательно, но это потеря ёмкости, естественно – так много кондёров набирать придётся). Для пусковых конденсаторов лучше, конечно, тоже использовать полипропиленовые или бумажные, но это будет дорого и громоздко. Для удешевления, можно взять полярные электролитические (это те, у которых на корпусе есть « + » и/или « – »), предварительно сделав из двух полярных электролитов, один неполярный, соединив два конденсатора минусами вместе (можно соединять и плюсами, но у некоторых конденсаторов минус соединён с корпусом этих кондёров и если соединять их плюсами, то придётся эти кондёры изолировать не только от окружающего “железа”, но и друг от друга, а иначе КЗ), а оставшиеся два плюса оставить для подключения к обмоткам мотора (не забываем, что при последовательном соединении двух одинаковых конденсаторов их суммарная ёмкость уменьшается в два раза, а рабочее напряжение в два раза увеличивается – например, соединив последовательно (минус к минусу) два конденсатора 400 В 470 мкФ, получим один неполярный кондёр с рабочим напряжением 800 В и ёмкостью 235 мкФ). Рабочее напряжение каждого из двух последовательно соединённых электролитов, должно быть не меньше 400 В. Нужную пусковую ёмкость набираем (при необходимости) параллельным соединением таких сдвоенных (т.е. уже неполярных) электролитов – при параллельном соединении конденсаторов, рабочее напряжение остаётся неизменным, а ёмкости суммируются (так же, как и при параллельном соединении аккумуляторов). Можно и не изобретать этот “колхоз” со сдвоенными электролитами – есть готовые пусковые неполярные электролиты – например, тип CD-60. Но, в любом случае, с электролитами (и неполярными, и уж тем более с полярными) есть одно НО – такие конденсаторы в сеть 220 В можно включать (полярные лучше вообще не включать) только на время запуска двигателя – использовать электролиты как рабочие конденсаторы нельзя – взорвутся (полярные почти сразу, неполярные чуть позже). С рабочим конденсатором на треугольнике двигатель теряет 25-30 % свой трёхфазной мощности, на звезде 45-50 %. Без рабочего  конденсатора, в зависимости от схемы соединения обмоток,  потеря мощности составит более 60 %. И ещё один момент по кондёрам: в youtube немало видео, где народ подбирает рабочие конденсаторы по звуку мотора на холостом ходу (без нагрузки) и пугаясь повышенного гудения двигателя, уменьшает ёмкость рабочих конденсаторов до тех пор, пока это гул не снизится до более-менее приемлемого. Это неправильный подбор рабочего кондёра – так занижается мощность двигателя под нагрузкой. Да, повышенное гудение мотора это не очень хорошо, но не слишком опасно для обмоток, если ёмкость рабочего конденсатора не завышена. Дело в том, что в идеале, ёмкость рабочего конденсатора должна плавно меняться, в зависимости от нагрузки двигателя – чем больше нагрузка, тем больше должна быть ёмкость. Но сделать такую плавную регулировку ёмкости довольно сложно, это и дорого, и громоздко. Поэтому подбирают такую ёмкость, которая будет соответствовать какой-то конкретной нагрузке мотора – как правило, номинальной. При соответствии ёмкости рабочего конденсатора расчётной нагрузке двигателя, магнитное поле статора круговое и гудение минимально. Но когда ёмкость рабочего конденсатора превышает нагрузку мотора, магнитное поле статора становится эллиптическим, пульсирующим, неравномерным, и вот это пульсирующее магнитное поле и вызывает гудение, из-за неравномерного вращения ротора – ротор, вращаясь в одном направлении, попутно дёргается то вперёд, то назад, и при повышенных токах в обмотках, двигатель развивает меньшую мощность. Поэтому если мотор гудит на средних нагрузках и на холостом ходу, то это не так страшно, а вот если гудение наблюдается при полной нагрузке, то это говорит о явно завышенной ёмкости рабочего кондёра. В этом случае, уменьшение ёмкости позволит снизить токи в обмотках двигателя и его нагрев, выровнять (“скруглить”) магнитное поле статора (т.е. уменьшить гудение) и повысить развиваемую мотором мощность. Но оставлять мотор в работе на холостом ходу длительное время с рабочим кондёром, рассчитанным на полную мощность двигателя, всё же не стоит – в этом случае на рабочем конденсаторе будет повышенное напряжение (до 350 В), а по обмотке, подключенной последовательно с рабочим конденсатором, будет протекать повышенный ток (на 30 % больше номинального – на треугольнике, и на 15 % - на звезде). При увеличении нагрузки на мотор, напряжение на рабочем кондёре и ток в последовательно соединённой с рабочим кондёром обмотке двигателя будут снижаться.

Если на двигателе нет шильды, его параметры можно определить по установочно-присоединительным и габаритным размерам. Единственно, у не специалистов могут возникнуть сложности с определением типа (марки) двигателя. В большинстве случаев попадаются два типа: серия 4А (как в данном видео) и серия АО2. Зная серию и сняв размеры мотора, по справочникам (их можно скачать в интернете) несложно определить его мощность и обороты, Например, определили, что движок серии 4А. Снимаем основные размеры: высота оси вращения ротора, длина и ширина по крепёжным отверстиям в лапах, диаметр вала и масса. Открываем справочник, находим там раздел “Установочно-присоединительные и габаритные размеры” – находим по ним наш мотор. Всё просто.