Как рассчитать конденсатор пусковой для подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть

Бывает так: есть хороший небольшой станок, сверлильный или токарный, с питанием на 380 Вольт.

В тех случаях, когда необходимо подключить трехфазный электродвигатель, а доступен лишь однофазный источник напряжения, выйти из положения можно, запитав одну из обмоток через фазосдвигающий элемент - конденсатор пусковой. Так можно получить замену третьей, сдвинутой на 120 градусов фазы напряжения.

В идеальном случае для разгона мотора требуется большая величина емкости, а по достижении номинальной угловой скорости – другая, меньшая. Чтобы этого добиться, применяют схему, которая дает возможность отключать избыточную емкость как в ручном, так и в автоматическом режиме, оставляя только ее рабочее значение.

В том случае, если обмотки соединены звездой, рабочая емкость рабочего конденсатора определяется по формуле:

Ср = 2800 (I/U)

В случае соединения треугольником зависимость другая:

Ср = 4800 (I/U)

Однако соединение обмоток двигателя треугольником нежелательно, ведь в этом случае напряжение переменного тока должно составлять 380 вольт на каждой из них, а в бытовой сети - лишь 220.

Для простоты расчета величины емкости конденсатора можно использовать формулу, согласно которой

Ср = Р/10,

Сп = Р/5,

где

Р – мощность, Ватт;

Сп – емкость конденсатора пускового, мФ;

Сп – емкость конденсатора пускового, мФ.

Таким образом, емкость пускового конденсатора должна быть в полтора-два с половиной раза больше рабочей.

Напряжение в стандартной сети переменного тока составляет 220 вольт. Возникает вопрос о том, как определить величину тока, фигурирующую в приведенной формуле.

Это несложно. Номинальная мощность двигателя известна, она указана на табличке, закрепленной на его корпусе и служащей ему своеобразным паспортом.

I = P / (1,73 U cos &phi-),

где

I – величина тока, Ампер;

U – напряжение (220 Вольт);

&phi- – угол сдвига фаз.

Правильно рассчитав и подобрав пусковой конденсатор для электродвигателя, можно подключить к однофазной сети практически все типы трехфазных электромоторов. Некоторые из них будут работать лучше, то есть их характеристики окажутся более близки к паспортным при их штатном включении (например, серии АОЛ, УАД, АПН). Серия МА, отличающаяся тем, что в их конструкции применена схема двойной клетки короткозамкнутого ротора, будет показывать худшие результаты.

Подбирая конденсатор пусковой, следует учитывать тот факт, что в момент старта возникнут величины тока, многократно превышающие номинальное значение. Таким образом, следует помнить о том, что сечение проводников, обеспечивающих питание двигателя, должно быть выбрано с запасом.

Теперь о том, какой конденсатор пусковой можно использовать для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть. Электролитические емкости применять можно, но наличие в схеме выпрямительных диодов усложнит ее и понизит общую надежность всей системы. Еще Генри Форд справедливо утверждал, что чем меньше деталей, тем ниже вероятность поломки.

Проще и надежнее установить бумажный конденсатор пусковой. Напряжение, указанное на его корпусе, должно превышать 220 Вольт.