Функціонування однофазного електродвигуна засноване на використанні змінного електричного струму через підключення до мереж з однією фазою. Напруга в такій мережі має відповідати стандартному значенню 220 Вольт, частота – 50 Герц. Переважне застосування мотори цього типу знаходять у побутових пристроях, помпах, невеликих вентиляторах і т.п.
Потужності однофазних двигунів достатньо і для електрифікації приватних будинків, гаражів або дачних ділянок. У цих умовах використовується однофазна електрична мережа з напругою 220 В, що висуває деякі вимоги до процесу підключення двигуна. Тут використовується спеціальна схема, що передбачає використання пристрою з пусковою обмоткою.
Схема підключення однофазного двигуна через конденсатор
Щоб зрозуміти, як підключити однофазний електродвигун через конденсатор, достатньо розглянути 3 робочі схеми із застосуванням конденсатора:
- пускового;
- працюючого;
- працюючого та пускового (комбінована).
Кожна з наведених схем підключення підходить для використання при експлуатації асинхронних однофазних електродвигунів 220в. Однак кожен варіант має свої сильні і слабкі сторони, тому вони заслуговують на більш детальне ознайомлення.
Ідея застосування пускового конденсатора полягає у його включенні в ланцюг лише в момент запуску двигуна. Для цього схемою передбачається наявність спеціальної кнопки, що призначена для розмикання контактів після виходу ротора на заданий рівень швидкості. Його подальше обертання відбувається під впливом інерційної сили.
Підтримка обертальних рухів протягом тривалого часу забезпечується магнітним полем основної обмотки однофазного двигуна з конденсатором. Функції перемикача може виконувати спеціально передбачене реле.
Схема підключення однофазного електродвигуна через конденсатор передбачає наявність пружинної натискної кнопки, що розриває контакти в момент розмикання. Такий підхід забезпечує можливість знизити кількість проводів, що використовуються (допускається застосування більш тонкої пускової обмотки). Щоб уникнути коротких замикань між витками рекомендується застосовувати термореле.
При досягненні критично високих температур, цей елемент деактивує додаткову обмотку. Аналогічну функцію може виконувати відцентровий вимикач, що встановлюється для розмикання контактів у разі перевищення допустимих значень швидкості обертання.
Для автоматичного контролю швидкості обертання і захисту від перевантажень мотора розробляються відповідні схеми, а в конструкції агрегатів вносяться різні коригувальні компоненти. Установку відцентрового вимикача можна зробити безпосередньо на роторному валу або на пов'язаних з ним (прямим або редукторним з'єднанням) елементах.
Існують варіанти схем, при яких в одному елементі конструкції передбачається наявність відцентрового вимикача та теплового реле. Подібне рішення дозволяє деактивувати двигун за допомогою теплового компонента (у разі досягнення критичних температур) або під впливом елемента, що розсувається, відцентрового вимикача.
У разі підключення двигуна через конденсатор часто відбувається спотворення ліній магнітного поля додаткової обмотці. Це спричиняє збільшення потужних втрат, загальне зниження продуктивності агрегату. Однак зберігаються добрі показники пуску.
Застосування робочого конденсатора у схемі підключення однофазного двигуна з пусковою обмоткою передбачає ряд відмінних рис. Так, після запуску відключення конденсатора не відбувається, обертання ротора здійснюється за рахунок імпульсного впливу з боку вторинної обмотки. Це значно збільшує потужність двигуна, а грамотний побір ємності конденсатора дозволяє оптимізувати форму електромагнітного поля. Однак пуск двигуна стає більш тривалим.
Підбір конденсатора потрібної потужності проводиться з урахуванням струмових навантажень, що дозволяє оптимізувати електромагнітне поле. У разі зміни номінальних значень відбуватиметься коливання за іншими параметрами. Стабілізувати форму ліній магнітних полів дозволяє використання кількох конденсаторів із різними ємнісними характеристиками. Такий підхід дозволяє оптимізувати робочі характеристики системи, проте передбачає виникнення деяких складнощів у процесах монтажу та експлуатації.
Комбінована схема підключення однофазного двигуна з пусковою обмоткою розрахована на використання двох конденсаторів – робочого та пускового. Це оптимальне рішення задля досягнення середніх робочих характеристик.
Розрахунок ємності конденсатора двигуна
Існує складна формула, за допомогою якої обчислюють необхідну точну ємність конденсатора. Однак багаторічний досвід професіоналів показує, що достатньо дотримуватись наступних рекомендацій:
- на 1 кВт потужності двигуна необхідно 0,8 мкФ робочого конденсатора;
- пускова обмотка вимагає, щоб це значення було в 2 або 3 рази вищим.
Робоча напруга для них має бути в 1,5 рази вищою, ніж в електромережі (у нашому випадку 220 В). Для спрощення процесу запуску в пусковий ланцюг краще встановлювати конденсатор з маркуванням Starting або Start. Хоча допускається використання стандартних конденсаторів.
Реверс напряму руху двигуна
Не виключено, що після підключення однофазні електродвигуни будуть обертатися в напрямку, що обернений необхідному. Виправити це нескладно. Під час складання схеми один провід був виведений, як загальний, ще один провідник було подано на кнопку. Для того щоб змінити магнітний напрямок електромотора, що обертається, ці 2 проводи необхідно поміняти місцями.
СХОЖІ СТАТТІ:
- Як підключити 3 фазний електродвигун до мережі 220 вольт через конденсатор
- Особливості та схема підключення частотного перетворювача до різних типів електродвигунів
- Що таке синхронний двигун і де він використовується