Какие конденсаторы для счетчика

Как выбрать конденсатор для электродвигателя: запуск трехфазного двигателя и правильный подбор конденсатора (схемы, 90 фото и видео)

Электродвигатели используются в каждом доме, так как они являются движущей силой любого бытового прибора. Кроме того, они являются главным составляющим и электроинструментов. Именно по этой причине домашним мастерам хочется узнать побольше о работе прибора и его характеристиках.

В большинстве случаев электродвигатели имеют систему трехфазного подключения к сети. И для домашней сети они получаются слишком мощными и не отдают полностью свою рабочую силу.

Для таких случаев используется конденсатор для электродвигателя, фото такого прибора в большом количестве есть в сети.

Именно вопрос подключения конденсатора наиболее популярен при интересу к электродвигателю и именно о нем мы поговорим подробно.

Краткое содержимое статьи:

Разновидности конденсаторов пуска

Маломощные электродвигатели, работающие от 200-400 В не нуждаются в установке дополнительного конденсатора пуска. Дело в том, что в каждом устройстве конденсатор уже заранее установлен.

Для слабых по мощности двигателей его достаточно, а вот для того, чтобы работали устройства с повышенной мощностью потребуется дополнительный внешний пусковой конденсатор.

Конденсаторы для асинхронных электродвигателей необходимо подбирать опытным путем, проверяя каждый.

Такой прибор устанавливается параллельно к уже имеющемуся. На некоторое время при разгоне двигателя его оставляют включенным.

Включение и дальнейшая работа конденсатора возможна только при зажатой кнопке пуска. После разгона обязательно потребуется выключить конденсатор, так как при его постоянной работе двигатель будет крутиться на полную мощность.

А при обыкновенной домашней сети с одной фазой это приведет к перегреву и выходу из строя оборудования.

Видов конденсаторов для электродвигателя в настоящее время существует три:

Полярные. Данный вид способен работать только при постоянной подаче тока. Переменное питание быстро выведет из строя электродвигатель.

• 

Неполярные. Они более популярны за счет разнообразных условий работы. То есть такие конденсаторы можно устанавливать и при постоянном токе и при переменном.

С электролитом. Данный вариант конденсатора электродвигателя имеет обычно небольшую емкость и наиболее подходящим вариантом они послужат в использовании к низкочастотным электродвигателям.

Как подобрать конденсатор для двигателя

При выборе конденсатора на трехфазный двигатель важно помнить о том, что мощность в нем должна иметь десятки и сотни микрофарад.

Но электролитические конденсаторы с такой целью выбирать не рекомендуется.

Для них понадобится однополярное подключение, а это потребует установки дополнительного оборудования.

• 

Кроме того, данный вариант может привести к быстрому выходу двигателя из строя в связи с перегревом.

Так же необходимо уметь отличать рабочий конденсатор от пускового. Первый вариант работает на протяжении всего цикла действий двигателя, а второй только помогает ему запуститься.

Рабочий не стоит выбирать, так как его мощность вдвое меньше чем у пускового.

При правильно сделанном выборе конденсатора его рабочие показатели повысятся.

Кроме того, конденсатор, подходящий к двигателю позволит значительно продлить жизнь мотора.

Как подключать конденсаторы

Подключение любого вида конденсаторов должно производиться по точной схеме. Рабочий конденсатор подключается снизу, а пусковой выше параллельно ем.

• 

Кроме того, важно не забыть подключить кнопку пуска, при этом следите за последовательностью проводов.

При помощи такой схемы можно подключать и конденсаторы на проверку. При суммировании мощностей рабочего и пускового конденсаторов будет получаться, что мощность меняется.

Здесь уже требуется наблюдать за состоянием работы непосредственно самого электродвигателя. Если он работает хорошо, то выбрана нужная мощность.

Также можно подключать последовательно несколько конденсаторов пускового типа и смотреть за двигателем.

Введение

Частотные характеристики конденсаторов являются важными параметрами, которые необходимы для разработки схем. Понимание частотных характеристик конденсатора позволит вам определить, например, какие шумы может подавлять конденсатор или какие флуктуации напряжения цепи питания он может контролировать. Эта статья описывает два типа частотных характеристик: |Z| (импеданс или полное сопротивление) и ESR (эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора).

Частотные характеристики конденсаторов

Импеданс Z идеального конденсатора определяется формулой 1, где ω — угловая частота, а C — емкость конденсатора.

Рисунок 1. Идеальный конденсатор

(1)

Из формулы 1 видно, что с увеличением частоты импеданс конденсатора уменьшается. Это показано на рисунке 1. В идеальном конденсаторе нет потерь и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) равно нулю.

Рисунок 2. Частотная характеристика идеального конденсатора

В реальном конденсаторе (рис. 3) существует некоторое сопротивление (ESR), вызванное диэлектрическими потерями, потерями на сопротивлении обкладок конденсатора и потерями связанные с сопротивлением утечки, а также паразитная индуктивность (ESL) выводов и обкладок конденсатора. В результате частотная характеристика импеданса принимает V образную форму (или U образную в зависимости от типа конденсатора), как показано на рисунке 4.Также на рисунке показана частотная характеристика ESR.

Рисунок 3. Реальный конденсатор

Рисунок 4. Пример частотной характеристики реального конденсатора

Причина, по которой графики |Z| и ESR имеют такой вид как на рисунке 4, можно объяснить следующим образом.

Низкочастотная область

|Z| в этой области уменьшается обратно пропорционально частоте, как и в идеальном конденсаторе. Значение ESR определяется диэлектрическими потерями в конденсаторе.

Область резонанса

При повышении частоты ESR, в результате паразитной индуктивности, сопротивления электродов и других факторов, вызывает отклонение |Z| от идеальной характеристики (красная пунктирная линия) и достигает минимального значения. Частота, на которой |Z| достигает минимума, называется собственной резонансной частотой и на этой частоте |Z| = ESR. После превышения собственной частоты резонанса, характеристика элемента меняется с емкостной на индуктивную и |Z| начинает повышаться. Область ниже собственной резонансной частоты называется емкостной областью, а область выше — индуктивной.
В области резонанса к диэлектрическим потерям добавляются потери на электродах.

Высокочастотная область

При дальнейшем увеличении частоты характеристика |Z| определяется паразитной индуктивностью конденсатора. В высокочастотной области |Z| увеличивается пропорционально частоте, согласно формуле 2. Что касается ESR, в этой области начинают проявляться скин-эффект , эффект близости и другие.

(2)

Итак, мы рассмотрели частотную характеристику реального конденсатора. Здесь важно запомнить, что c повышением частоты ESR и ESL уже нельзя игнорировать. Поскольку существуют большое количество приложений, в которых конденсаторы используются на высоких частотах, ESR и ESL становятся важными параметрами, характеризующими конденсатор помимо значения его емкости.

Частотные характеристики конденсаторов различных типов

Паразитные составляющие реальных конденсаторов имеют различное значение в зависимости от их типа. Давайте посмотрим на частотные характеристики разных конденсаторов. На рисунке 5 показаны графики |Z| и ESR для конденсаторов емкостью 10 мкФ. Все конденсаторы, кроме пленочных, планарные (SMD).

Рисунок 5. Частотные характеристики конденсаторов разных типов.

Для всех типов конденсаторов |Z| ведет себя одинаково до частоты 1 кГц. После 1 кГц импеданс увеличивается сильнее в алюминиевых и танталовых электролитических конденсаторах, чем в монолитных керамических и пленочных конденсаторах.
Это происходит из-за того, что алюминиевые и танталовые конденсаторы имеют высокое удельное сопротивление электролита и большое ESR. В пленочных и монолитных керамических конденсаторах используются металлические материалы для электродов и, следовательно, они обладают очень маленьким ESR.
Монолитные керамические конденсаторы и пленочные показывают примерно одинаковые характеристики до точки собственного резонанса, но у монолитных керамических конденсаторов резонансная частота выше, а |Z| в индуктивной области ниже.
Эти результаты показывают, что импеданс монолитных керамических конденсаторов SMD типа в широком диапазоне частот имеет небольшое значение. Это делает их наиболее подходящими для высокочастотных приложений.

Частотные характеристики монолитных керамических конденсаторов

Существует также несколько типов монолитных керамических конденсаторов, изготовленных из различных материалов и имеющих различную форму. Давайте посмотрим, как эти факторы влияют на частотные характеристики.

ESR

ESR в емкостной области зависит от диэлектрических потерь, вызванных материалом диэлектрика. 2-й класс диэлектрических материалов на основе сегнетоэлектриков имеет высокую диэлектрическую постоянную и, как правило, высокое ESR. 1-ый класс материалов — температурно-компенсированные материалы на основе параэлектриков — имеют низкие диэлектрические потери и низкое ESR.
На высоких частотах в области резонанса и индуктивной области, в дополнение к сопротивлению материала электродов, их форме и количеству слоев, ESR зависит от скин-эффекта и эффекта близости. Электроды часто делают из Ni, но для дешевых конденсаторов иногда применяют Cu, который тоже имеет низкое сопротивление.

ESL

ESL монолитных керамических конденсаторов сильно зависит от внутренней структуры электродов. Если размеры внутренних электродов задаются длиной, шириной и толщиной, то индуктивность ESL может быть определена математически. Значение ESL уменьшается, когда электроды конденсатора короче, шире и тоньше.
На рисунке 6 показана связь между номинальной емкостью и резонансной частотой различных типов монолитных керамических конденсаторов. Вы можете видеть, что при уменьшении размеров конденсатора собственная резонансная частота увеличивается, а ESL уменьшается для одинаковых значений емкости. Это означает, что небольшие конденсаторы короткой длины лучше подходят для высокочастотных приложений.

Рисунок 6.

На рисунке 7 показан обратный LW конденсатор с короткой длиной L и большой шириной W. Из частотных характеристик, показанных на рисунке 8, можно увидеть, что LW конденсатор имеет меньший импеданс и лучшие характеристики, чем обычный конденсатор такой же емкости. С помощью LW конденсаторов можно достичь тех же характеристик, как у обычных конденсаторов, но меньшим числом компонентов. Уменьшение числа компонентов, позволяет сократить расходы и уменьшить монтажное пространство.

Рисунок 7. Внешний вид обратного LW конденсатора.

Рисунок 8. |Z| и ESR обратного LW конденсатора и конденсатора общего назначения

Схема Подключения Через Конденсатор

Пример размещения конденсатора на внешней стороне корпуса электродвигателя В зависимости от места установки и других условий эксплуатации конденсаторы могут располагаться на внешней стороне двигателя рядом с коробкой расключения. К сожалению, этого нельзя сказать о мощности, потери которой достигают значительных величин.

В качестве рабочих можно использовать бумажные, металлизированные или пленочные аналоги. Но для этого надо хорошо разбираться в радиотехнике.

Если в процессе эксплуатации мотор перегревается, то, значит, емкость прибора больше требуемой.
Соединение конденсаторов (часть 1)

Так же иногда может выходить еще один конец с половины обмотки.

Если последняя загорается, значит, два проверяемых конца относятся к одной обмотке. Для этого также необходим конденсатор в рабочем состоянии.

Если в процессе эксплуатации мотор перегревается, то, значит, емкость прибора больше требуемой.

Но как это сделать правильно? Так же и от того как вы вставите вилку в розетку.

А возрастание тока приведет к нагреву обмоток.

Подключение однофазного двигателя.

Конструкция и принцип работы

И еще один очень важный момент. Расчет номинала конденсаторов Условные обозначения: Сп — пусковой, Ср — рабочий. Вариантов несколько, но чаще всего электрики устанавливают в схему конденсатор.

В некоторых конструкциях ставят центробежный выключатель, который при достижении определенной скорости вращения размыкает контакты.

Далее, зная рабочее напряжение и требуемую емкость подбираем конденсаторы по параметрам: типы и нужное количество. Кроме того, сдвиг фаз может быть получен путем использования пусковой фазы с большим значением сопротивления и меньшей индуктивностью.

Начнем с того, что существует две стандартные схемы подключения электродвигателя к трехфазной сети: звезда и треугольник. Для этого могут использоваться активные резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы.

И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность.

Определение пар проводов относящихся к одной обмотке Вторая задача определение начала и конца обмоток несколько сложнее и требует наличия батарейки и стрелочного вольтметра. Однако, в данном случае произойдет снижение частоты вращения.

На одну клемму подаётся фаза, на другую ноль, включение конденсаторной группы производим к третьей. У них даже на бирках указаны, что можно проводить подключение и на трехфазную сеть, и на однофазную.
Подключение конденсатора. Как подключить конденсатор к электродвигателю. Схема.

Схема подключения пускового и рабочего конденсатора

Комбинированная схема с двумя конденсаторами Оптимальным вариантом для усреднения рабочих характеристик является схема с двумя конденсаторами — пусковым и рабочим. В любой схеме очень важно правильно подключить именно конденсатор.

Когда ротор находится в неподвижном состоянии, эти поля приводят к появлению равных по модулю, но разнонаправленных моментов. Во-вторых, и самое главное — автор на практике убедился, что даже предельно точный расчет не является гарантией корректной работы движка.

Последняя имеет меньший размер и является пусковой.

Положение контактов в распределительной коробке трехфазного двигателя Подключение трехфазного двигателя по схеме звезда Распределительная коробка трехфазного двигателя с положением перемычек для подключения по схеме звезда При подключении трехфазного двигателя к трехфазной сети по его обмоткам в разный момент времени по очереди начинает идти ток, создающий вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с ротором, заставляя его вращаться. Ставить один или целую сборку из нескольких образцов с разными номиналами — кому как удобнее.

В идеале они должны быть равны между собою, если и есть небольшие различия процентов 30 , то это не идеал, но всё-таки хорошо. По возможности лучше применить ее, так как двигатель будет терять мощность в меньшем количестве, а напряжение по обмоткам всюду будет равно В.

Схемы подключения

В этом случае для подключения двигателя по схеме «треугольник» необходимо вывести в коробку недостающие концы обмоток С4, С5, С6. Поэтому теряется мощность почти в два раза, но использовать такой двигатель можно во многих маломощных устройствах. Это же касается и организации реверсирования двигателя.

Так будет надежней. Редактировал А. Если подключается трехфазный электродвигатель в однофазную сеть, то вот этот вращающийся момент не создается.

Пусковая ветвь будет использоваться до момента разворота ЭД, рабочая — напротяжении всей работы двигателя. Схема однофазного электродвигателя представлена на рисунке 1. А оставшиеся 2 конца присоединить к электропитанию Вольт. Для достижения максимального значения пускового момента, требуется круговое магнитное поле, которое выполняет вращение.
Как подключить двигатель от старой стиральной машины через конденсатор или без него

Схемы подключения

Это необходимый запас для компенсации потерь мощности при старте — создании вращающегося момента магнитного поля.

Для того, чтобы фазу сдвинуть, необходимо омическое сопротивление, которое и обеспечивают конденсаторы индуктивности. Таким же образом проверяется и обмотка А — с батарейкой, подсоединенной к обмотке C или B.

Давайте разбираться в ней. Но выпирающая часть, на которой сидит вентилятор и есть ротор. Вторая же обмотка включена все время.

Они играют роль шунтов, однако действую не мгновенно. Чтобы создать первоначальный вращающий момент, в пазы статора укладывается вторичная обмотка, которая носит название пусковой.

Как подключить электродвигатель 380 на 220?

После достижения машиной нормальной скорости, она отключается, и работа продолжается с одной обмоткой. Функция центробежного выключателя состоит в отключении пусковой фазы, когда ротор набирает номинальную скорость. У нее будет меньше сопротивление, чем у целой.

Когда ротор находится в неподвижном состоянии, эти поля приводят к появлению равных по модулю, но разнонаправленных моментов. Схема обмотки треугольником проще. Если при старте не отключить вовремя пусковые конденсаторы, когда мотор наберет стандартные для него обороты, они приведут к большому перекосу по току во всех обмотках, что попросту заканчивается перегревом электромотора. Но это намного усложняет схему, поэтому приводить какие-либо чертежи автор не считает целесообразным.

Расчёт ёмкости и напряжения рабочего конденсатора

Схемы подключения однофазных асинхронных электродвигателей Если в однофазных электродвигателях была бы только одна обмотка в статоре, тогда внутри него электромагнитное поле было бы пульсирующим, а не вращающимся. Пусковая обмотка может подключаться через конденсатор, или в очень редких случаях через сопротивление. Вычислить, какие провода к какой обмотке относятся, можно путем измерения сопротивления. Это еще раз доказывает, что целесообразнее конденсаторы подбирать практически.

В этом случае скорость вала при подключении уменьшается, а риск деформации изоляции при старте — увеличивается; направление вращения можно изменить, для этого следует поменять местами окончания подключения в статоре или якоре. Такие устройства имеют коэффициент мощности больший, чем у выше описанных короткозамкнутых приборов, развивают по сравнению с ними больший вращающий момент. Нажал и держи пока не развернулся двигатель, а потом отпускай и цепочка разорвана. У рабочей обмотки его значение всегда меньше около 12 Ом , чем у пусковой обычно около 30 Ом.
Пусковые конденсаторы. Как подобрать и подключить.

Автоматические выключатели для счётчиков электроэнергии

Для обеспечения безопасной работы домашней электросети используются автоматические выключатели – устройства, устанавливаемые после счётчика и размыкающие контакт в случае превышения номинальных характеристик. Рассмотрим разновидности выпускаемых автоматов и порядок их замены.

Особенности конструкции и назначения

Наименование «автоматический» не означает, что данное устройство управляет работой электросети. Автоматы отключают подачу тока в одностороннем порядке, размыкая цепь. Последующее включение производится вручную после устранения неисправности.

Корпус классического варианта автомата, выполненный из токоизолирующего негорючего материала, укомплектован следующими элементами:

• индикатором состояния силовых контактов;
• механизмом свободного расцепления;
• тепловым расцепителем;
• юстировочным винтом;
• контактным зажимом;
• силовыми контактами;
• электромагнитным расцепителем;
• дугогасительной камерой;
• защёлкой для установки на ДИН-рейку.

Процесс расцепления производится следующими способами:

• вручную, воздействием на рычаг;
• от воздействия электротоков короткого замыкания;
• избыточной нагрузкой – при превышении номинальных характеристик.

Посредством дугогасительной камеры производится охлаждение и разбивка электрической дуги.

Правила выбора автомата

Автоматы подбираются, с учётом нагрузочных параметров и характеристик провода. Основные показатели автоматического выключателя отображены на лицевой части корпуса в виде маркировки.

В зависимости от величины напряжения и количества полюсов, выпускаются следующие виды изделий:

• однополюсные – на 220 В (для одного фазного провода);
• двухполюсные – при аналогичной величине напряжения (на 2 провода –фазный и нулевой);
• трехполюсные – на 380 В (для трёх фазных проводов);
• четырехполюсные – такое же напряжение (с тремя фазными и одним нулевым проводом).

Выбирая автомат, необходимо учитывать характеристику сети и количество задействованных проводов. Если установленные аппараты постоянно срабатывают при отсутствии видимых причин, имеет смысл подобрать изделия большей мощности и установить их взамен эксплуатируемых.

Устройство подбирается, исходя из сечения провода, характеристик тока и мощности, указанных в таблице:

Работа электросети организуется таким образом, чтобы в роли слабого звена выступал автоматический выключатель, отключающийся при значении показателей меньше критических. Аппараты формируются по группам, в зависимости от категорий потребителей по мощностным характеристикам, с соответствующим подбором мощности устройств.

Одна из характеристик автомата – временно-токовая, суть которой определяется формулой:

К = I/In

• К – значение кратности;
• In – номинальный ток;
• I – значение тока в сети.

Различают следующие категории кратности, в зависимости от значения К:

• В – от 3 до 5;
• С – от 5 до 10;
• D – от 10 до 20.

С увеличением кратности возрастает скорость срабатывания устройства.

Кроме кратности, скорость срабатывания изменяется, в зависимости от температуры окружающей среды. При её возрастании потребуется меньшее значение тока для выключения автомата.

Существует 3 класса токоограничения, указывающих время действия аппарата:

• третий – до 3 мс;
• второй – 5 – 6 мс;
• первый – около 10 мс.

С возрастанием класса увеличивается стоимость, лучше качество аппарата. Большинство бытовых изделий производятся третьего класса.

Каждый элемент выполнен в виде отдельного модуля, монтируемого на ДИН-рейку. Ширина одного модуля – 17,5 мм.

Порядок замены автомата в щитке

Перед демонтажем старого и установкой нового автоматического выключателя потребуется подготовка следующего инструмента:

• плоскогубцев;
• отвёртки – минусовой и крестовой;
• кусачек для отрезания кабеля;
• индикаторной отвёртки;
• стриппера, чтобы очищать кабель от изоляции;
• кримпера – если используется многожильный кабель.

Предварительно щиток обесточивается, на подключении устанавливается предупреждающая табличка с надписью о запрете включения. Отсутствие напряжения проверяется с помощью индикаторной отвёртки.

Работы выполняются в такой последовательности:

• отключается и демонтируется старый автомат, новый устанавливается на ДИН-рейку, фиксируется винтами;
• протягиваются провода, концы зачищаются на длину до 1 см;
• провода вставляются в соответствующие разъёмы и затягиваются зажимы;
• подаётся напряжение и проверяется работоспособность устройства.

При установке нескольких автоматических выключателей, устройства маркируются, с обозначением принадлежности.

В процессе последующей эксплуатации, спустя некоторое время после установки (через полгода), необходимо проверить плотность зажима клемм, подтянуть контакты.

Схема подключения автоматического выключателя обозначена на корпусе, по ней можно проверить правильность подвода проводом.

Подключение автоматов при начальной стадии:

Действия при отключении автомата

Неопытные пользователи при отключении сети автоматом спешат восстановить подачу напряжения включением устройства. Но не рекомендуется включать аппарат, не установив причину отключения.

Автомат может срабатывать по следующим причинам:

• перегрев розеток и выключателей в результате неплотного контакта;
• избыточная нагрузка в связи с включением одновременно нескольких мощных потребителей;
• плохой контакт в соединениях проводки.

Чтобы установить неисправность, необходимо осмотреть домашнюю сеть, убедиться в отсутствии нагрева, запаха горелой пластмассы. Если место нагрева установлено, выполняется необходимый ремонт.

При срабатывании от избыточной нагрузки, требуется ограничить количество включённых потребляющих приборов. Устройство включается после полной проверки сети и устранения причины отключения.

Возможно срабатывание устройства по причине его выхода из строя, что определяется путём визуального осмотра выключателя. Если присутствует нагрев контактов, следы тепловой деформации, обугливание клемм, автомат подлежит замене.

Если аппарат сработал несколько раз на предельную нагрузку, дальнейшая его эксплуатация нецелесообразна по причине вероятного износа. В этом случае необходимо заменить устройство.

Исправные и правильно подобранные автоматические выключатели обеспечат штатную работу домашней электросети, исключив опасность повреждения бытовой техники. Но если у владельца отсутствуют навыки электрика, стоит обратиться к квалифицированному электромонтёру для установки или замены автоматов.