Чем отличается рабочий конденсатор от пускового

Чем пусковой конденсатор отличается от рабочего

Одна из основных проблем при использовании электромоторов в быту заключает в том, что практически все достаточно производительные модели двигателей предназначены для включения в трёхфазную сеть, а в квартирах, жилых домах и гаражных кооперативах протянута однофазная. Но и эту проблему можно решить. Трёхфазные моторы включаются в однофазную сеть через конденсаторы.

Подобное подключение не приводит ни к снижению эксплуатационных качеств электродвигателя, ни к уменьшению его надёжности. Потери, если и наблюдаются, то совсем незначительные. Но, опять же, не стоит подключать к бытовой сети высокомощные электромоторы – то, что это в принципе возможно, не гарантирует устойчивости хотя бы тех же проводов или розеток.

Для подключения трёхфазного электродвигателя к одной фазной сети требуется использовать систему из двух конденсаторов – рабочего и пускового. Разница между ними довольно заметна. И в этой статье мы разберёмся, чем пусковой конденсатор отличается от рабочего.

Отличия между пусковым и рабочим конденсатором

Главное различие между этими элементами сети заключается в их предназначении. Так:

Рабочий конденсатор используется при сдвиге фаз. Он также может называться «первым». Используется он постоянно в течение всего периода эксплуатации двигателя – и поэтому не исключается из цепи. Подключается он, как правило, последовательно со вспомогательной обмоткой. Поскольку он используется при переключении фаз, его ёмкость должна быть сравнительно маленькой. Это поможет избежать перегрева мотора, замедления роста мощности и торможения крутящего момента;

Пусковой конденсатор используется при старте двигателя. После того, как мотор достигает необходимых частоты и мощности, его исключают из цепи. Ёмкость повышает стартовый момент мотора, обеспечивая его более быстрый выход на обычный эксплуатационный режим.

Рассмотрим эти ёмкостные элементы более подробно – с точки зрения эксплуатационных и электротехнических характеристик.

Характеристика

В асинхронных электромоторах

В асинхронных электромоторах

Последовательно со вспомогательной обмоткой

Для создания стартового магнитного поля, которое повышает крутящий момент двигателя при запуске

Для создания вращающегося электромагнитного поля, необходимого для приведения ротора в движение

В процессе всего времени работы двигателя

При старте двигателя

На какие условия рассчитан

На стандартные, для 220 В мотора нужен ёмкостной элемент на 220 В

На «жёсткие» с превышением напряжения. Для 220 В мотора нужен ёмкостной элемент на 500-600 В

Бумажные или маслонаполненные

Вышеуказанная разница в условиях работы обусловлена элементарными физическими процессами, протекающими во время эксплуатации деталей. Рабочий подключается в обмотку электромотора, которая являет собой простейший колебательный контур. Как следствие, в некоторые периоды времени на выводах этой цепи образуется напряжение, которое в 2-2,5 раза превышает таковое на входах. Из-за этого нерассчитанные на такое воздействие детали просто сгорают.

Пусковые детали работают в менее жёстких условиях. Напряжение, которое прикладывается к этим элементам, практически не превышает основное – а если и превышает, то незначительно, примерно в 1,15 раза. Этим можно пренебречь и использовать 220-вольтовые варианты – особенно если учесть их непродолжительный период эксплуатации в процессе включения цикле станка или иного устройства.

Как следствие, в качестве включающихся последовательно с обмоткой конденсаторов необходимо выбирать варианты, выдерживающие продолжительное воздействие повышенных напряжений. Практика показывает, что таковыми являются бумажные или маслонаполненные варианты (марки МБГЧ, МБГО). Причём, если судить по опыту отечественных пользователей, элементы российского производства характеризуются большей долговечностью и надёжностью.

Впрочем, они не лишены и недостатков. В частности, МБГЧ и МБГО отличаются большими размерами. Из-за этого подключить их в компактные устройства не получится. Можно, конечно, использовать более компактные оксидные, но в этом случае потребуется устанавливать диоды по определённой схеме.

Электролитические модели, хотя и могут быть рассчитаны на значительные эксплуатационные напряжения, применяются только в качестве пусковых. Это обусловлено ещё одной особенностью электромоторов. В сетях, куда они включены, при их работе возникает реактивное напряжение. Электролитические ёмкости под его действием очень быстро закипают, что приводит к повреждению самого устройства, а также оборудования, и является источником опасности для обслуживающего персонала.

Читать еще:  Чертеж редуктора цилиндрической передачи

Отличия пускового и рабочего конденсатора

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • ok
  • Telegram
  • YouTube
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Фазосдвигающие конденсаторы делятся на рабочие и пусковые. В зависимости от конструкции и назначения агрегата, в составе которого они функционируют, могут участвовать в схеме как по отдельности, так и тандемом.

Рабочий конденсатор – элемент, который функционирует весь цикл вращения. Его ёмкость подбирается по формуле С=k∙I/U , где k – коэффициент, учитывающий схему соединения обмоток: 4,8∙103 для △ и 2,3∙103 для Y. Величину тока I можно рассчитать из формулы P=√3∙U∙I∙cos∙η∙φ. Напряжение элемента должно быть не менее чем в 1,15 раз выше сети, но целесообразнее остановить выбор на полуторакратном запасе. Важно отметить, что привод мощностью более 1 кВт предпочтительнее подключать звездой. Также стоит не забывать о присущих любому электродвигателю пусковых токах и для подключения использовать автоматический выключатель с время-токовой характеристикой «D».

Пусковой конденсатор – элемент, выполняющий свою задачу довольно непродолжительный отрезок времени. По достижении двигателем номинальных параметров, происходит отключение пускового участка цепи. Осуществляется это посредством использования специальных кнопочных постов, центробежного выключателя, реже встречается токовое реле, реле времени. Напряжение пускового конденсатора должно быть в 2-3 раза выше номинального в силу факторов, разобранных выше. При этом нужно иметь в виду, что согласно используемого «ФСК ЕЭС» ГОСТ 29322-2014 Таб. А.1 напряжение в сети может находиться в диапазоне от 198 до 253 В. Ёмкость пускового конденсатора в 2,5 раза должна превышать соответствующий параметр рабочего конденсатора: Cп=2,5∙Ср. Исходя из соображений безопасности, пусковой конденсатор шунтируется разрядным резистором, который снимает остаточный заряд в течении 50 с.

Существуют разные варианты подключений и они вносят свои коррективы в расчёты: если в схеме пусковая обмотка и пусковой конденсатор участвуют кратковременно – на 1 кВт приходится около 70 мкФ. Для рабочего конденсатора с допобмоткой будет достаточно 30 мкФ. Когда схема предусматривает разгон с пусковым, а работу с рабочим конденсатором на каждый кВт потребуется 10 мкФ.

Как видно, конструктивно разницы между пусковым и рабочим конденсаторами нет. Отличаются они параметрами, которые зависят от используемой схемы. Если расчёты показали необходимость использования ёмкости, которой нет в списке стандартных величин производителя, можно набрать схему из нескольких конденсаторов: при параллельном подключении ёмкости суммируются, а при последовательном расчёт выполняется по формуле 1/Собщ= 1/С1+1/С2+…1/Сn. Не стоит завышать ёмкость – это чревато перегревом. В свою очередь заниженный параметр не даст вращающего момента нужной величины, что не позволит ротору стартовать. Важно помнить, что с годами конденсаторы теряют ёмкость и перед использованием «великовозрастной» запчасти стоит проверить её показатели измерителем ёмкости.

В завершении уместным будет осветить нормативную сторону вопроса. В РФ устройство конденсаторов для двигателей переменного тока регламентируется ГОСТ IEC 60252-1-2011 и ГОСТ IEC 60252-2-2011, идентичными международным IEC 60252-1:2001 и IEC 60252-2:2003 соответственно. При этом в НТД от МЭК впоследствии были внесены значительные правки, а вот отечественные стандарты остались без корректив до сих пор. Среди прочих изменений было увеличено количество классов защиты и значительно расширены требования по информации, наносимой на деталь.

Проверка и замена пускового конденсатора

Заказать звонок

Менеджеры компании ответят на все Ваши вопросы, подберут необходимое оборудование и подготовят коммерческое предложение.

Конденсаторы часто становятся причиной поломки кондиционеров, как из проверить, подобрать аналог и заменить читайте в статье.

Для чего нужен пусковой конденсатор?

Пусковой и рабочий конденсаторы служат для запуска и работы элетродвигателей работающих в однофазной сети 220 В.

Поэтому их ещё называют фазосдвигающими.

Место установки – между линией питания и пусковой обмоткой электродвигателя.

Условное обозначение конденсаторов на схемах

Графическое обозначение на схеме показано на рисунке, буквенное обозначение-С и порядковый номер по схеме.

Основные параметры конденсаторов

Ёмкость конденсатора-характеризует энергию,которую способен накопить конденсатор,а также ток который он способен пропустить через себя. Измеряется в Фарадах с множительной приставкой (нано, микро и т.д.).

Читать еще:  Что может делать реноватор

Самые используемые номиналы для рабочих и пусковых конденсаторов от 1 мкФ (μF) до 100 мкФ (μF).

Номинальное напряжение конденсатора- напряжение, при котором конденсатор способен надёжно и долговременно работать, сохраняя свои параметры.

Известные производители конденсаторов указывают на его корпусе напряжение и соответствующую ему гарантированную наработку в часах,например:

  • 400 В – 10000 часов
  • 450 В – 5000 часов
  • 500 В – 1000 часов

Проверка пускового и рабочего конденсаторов

Проверить конденсатор можно с помощью измерителя ёмкости конденсаторов, такие приборы выпускаются как отдельно, так и в составе мультиметра- универсального прибора, который может измерять много параметров. Рассмотрим проверку мультиметром.

  • обесточиваем кондиционер
  • разряжаем конденсатор, закоротив еговыводы
  • снимаем одну из клемм (любую)
  • выставляем прибор на измерение ёмкости конденсаторов
  • прислоняем щупы к выводам конденсатора
  • считываем с экрана значение ёмкости

У всех приборов разное обозначение режима измерения конденсаторов, основные типы ниже на картинках.

В этом мультиметре режим выбирается переключателем, его необходимо поставить в режим Fcх.Щупы включить в гнёзда с обозначением Сх.

Переключение предела измерения ёмкости ручное. Максимальное значение 100 мкФ.

У этого измерительного прибора автоматический режим, необходимо только его выбрать, как показано на картинке.

Измерительный пинцет от Mastech также автоматически измеряет ёмкость, необходимо только выбрать режим кнопкой FUNC, нажимая её, пока не появится индикация F.

Для проверки ёмкости, считываем на корпусе конденсатора её значение и ставим заведомо больший предел измерения на приборе. (Если он не автоматический)

К примеру, номинал 2,5 мкФ (μF), на приборе ставим 20 мкФ (μF).

После подсоединения щупов к выводам конденсатора ждём показаний на экране, к примеру время измерения ёмкости 40 мкФ первым прибором – менее одной секунды, вторым – более одной минуты, так что следует ждать.

Если номинал не соответствует указанному на корпусе конденсатора, то его необходимо заменить и если нужно подобрать аналог.

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

Если имеется оригинальный конденсатор, то понятно, что просто-напросто необходимо поставить его на место старого и всё. Полярность не имеет значения, то есть выводы конденсатора не имеют обозначений плюс “+” и минус “-” и их можно подключить как угодно.

Категорически нельзя применять электролитические конденсаторы (узнать их можно по меньшим размерам, при той же ёмкости, и обозначению плюс и минус на корпусе). Как следствие применения – термическое разрушение. Для этих целей производители специально выпускают неполярные конденсаторы для работы в цепи переменного тока, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы, для быстрой установки.

Если нужного номинала нет, то его можно получить параллельным соединением конденсаторов. Общая ёмкость будет равна сумме двух конденсаторов:

То есть, если соединить два конденсатора по 35 мкФ, получим общую ёмкость 70 мкФ, напряжение при котором они смогут работать будет соответствовать их номинальному напряжению.

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Если во время замены перепутались провода, то правильное подключение можно посмотреть по схеме на корпусе или здесь: Схема подключения конденсатора к компрессору

Типы конденсаторов

Для запуска мощных двигателей компрессоров применяют маслонаполненные неполярные конденсаторы.

Корпус внутри заполнен маслом для хорошей передачи тепла на поверхность корпуса. Корпус обычно металлический, аллюминиевый.

Самые доступные конденсаторы такого типа CBB65.

Для запуска менее мощной нагрузки, например двигателей вентиляторов, используют сухие конденсаторы, корпус которых, обычно, пластмассовый.

Наиболее распространённые конденсаторы этого типа CBB60, CBB61.

Клеммы для удобства соединения сдвоенные или счетверённые.

Менеджеры компании ответят на все Ваши вопросы, подберут необходимое оборудование и подготовят коммерческое предложение.

Менеджеры компании ответят на все Ваши вопросы, подберут необходимое оборудование и подготовят коммерческое предложение.

Отличия пусковых конденсаторов на 220В от рабочих

Асинхронный трехфазный двигатель можно подключить без особого ущерба к обычной однофазной электрической сети через конденсаторы. С их помощью обеспечивается запуск и достижение нужных режимов функционирования при такой системе питания. Различают рабочий и пусковой конденсаторы.

  • Отличия между ними
  • Способы присоединения
  • Условия работы
Читать еще:  Что такое силуминовый сплав

Отличия между ними

Они заключаются в их предназначении, ёмкости, способе присоединения, а также в условиях работы. Первое различие заключается в том, что рабочий (первый) конденсатор служит для сдвига фаз. В результате между обмотками появляется вращающееся магнитное поле, необходимое для приведения в движение мотора, находящегося без механической нагрузки. Такой электродвигатель стоит, например, в точильном станке.

Пусковой (второй) обеспечивает повышение стартового момента мотора, находящегося под механической нагрузкой, благодаря чему он более легко выходит на нужный режим. Ресурсов одного рабочего может не хватить, из-за чего ротор двигателя просто не начнёт вращаться. Применение оправдано вместе со станками, подъёмными механизмами, насосами и подобными тяжёлыми приспособлениями. А также можно использовать с более мощным трехфазным мотором, если рабочего не хватает для его надёжного запуска.

Ёмкость обоих конденсаторов также будет отличаться. Она прямо пропорциональна мощности электродвигателя и обратно — напряжению сети. В зависимости от схемы соединения обмоток вводится поправочный коэффициент. Ёмкость пускового может быть в два раза больше, чем у рабочего.

Способы присоединения

Первый конденсатор в самом распространённом случае подключается в разрыв одной из обмоток асинхронного электродвигателя, которая также часто называется «вспомогательной». Другая присоединяется напрямую к электрической сети, а третья остаётся незадействованной. Тип этой схемы носит название «звезда». Есть также подключение в «треугольник». Оно различается и по способу соединения, и по сложности.

Второй ёмкостный элемент, в отличие от рабочего, присоединяется параллельно последнему через кнопку или центробежный выключатель. В первом случае управление осуществляется человеком, а во втором — самим приводом. Оба этих коммутатора кратковременно замыкают эту цепь на момент запуска электрического мотора, а после того, как он выйдет на рабочий режим — размыкают.

Условия работы

Они различаются для каждого из конденсаторов. Поскольку первый из них постоянно присоединён к обмотке мотора, эта цепь образует собой элементарный колебательный контур. Из-за этого в определённые моменты на её выводах образуется напряжение, превышающее входящее в два с половиной — три раза. Это обстоятельство стоит учитывать при подборе, необходимо ориентироваться на детали, рассчитанные на 500—600 вольт.

Пусковые конденсаторы для электродвигателей — 220 В работают в других, менее жёстких условиях, в отличие от рабочих. Прикладываемое к этому ёмкостному элементу напряжение превышает основное примерно в 1,15 раза. Он присоединяется к цепям время от времени, что также положительно сказывается на условиях его работы, и значительно продлевает срок службы.

Наиболее часто применяются отечественные бумажные или маслонаполненные конденсаторы марок МБГО или МБГЧ. Их преимущество — это стойкость к высоким напряжениям переменного тока. Но есть и недостаток — большой размер. В качестве альтернативного решения допускается использование оксидных конденсаторов. Они подключаются не напрямую, а через диоды, по определённым схемам.

Обычные электролитические конденсаторы, применяемые в различных приборах, и рассчитанные на немалые рабочие напряжения, подойдут для асинхронных двигателей только в роли пусковых. Связано это с тем, что через них проходит большая реактивная мощность ввиду малого сопротивления обмоток. Подключение ёмкостных элементов с нарушениями или отклонениями от схемы приведёт к повреждению или закипанию электролита, способному причинить вред мотору и персоналу.

Таким образом, можно вывести из этого несколько советов, как отличить пусковой конденсатор от рабочего:

  • Первый из них играет вспомогательную роль. Он подключается параллельно рабочему на время запуска мотора — в течение нескольких секунд, чтобы облегчить старт.
  • Второй из них присоединён постоянно, обеспечивая необходимый сдвиг фаз, в результате которого трехфазный двигатель может работать от однофазной сети.

Если перепутать конденсаторы, то возникнут серьёзные проблемы. Ёмкость рабочего также не должна быть слишком большой, иначе мотор будет греться, а рост мощности и крутящего момента от этого повысится незначительно.

Ссылка на основную публикацию