Kondensator für einen Drehstrommotor: ein Gerät zum Anschließen an einen einphasigen 220-V-Stromkreis

In der Arbeit von Elektrikern besteht eine häufige Aufgabe darin, einen Drehstrommotor an ein Einphasennetz anzuschließen. Dies zu bewerkstelligen ist auf den ersten Blick eine schwierige Aufgabe ohne die Hilfe zusätzlicher Geräte. Geräte, die den Betrieb eines Drehstrommotors in einem 220-V-Netz ermöglichen, sind verschiedene phasenschiebende Elemente. Von ihrer Vielfalt wird für diese Zwecke am häufigsten ein Behälter gewählt. Anhand von Diagrammen und einfachen Formeln können Sie den richtigen Kondensator für einen Drehstrommotor auswählen.

Merkmale eines Drehstrommotors

Asynchrone Elektromotoren mit drei Statorwicklungen sind in verschiedenen Bereichen der Landwirtschaft verbreitet. Sie dienen zum Antrieb von Lüftungsgeräten, Entmistung, Futteraufbereitung, Wasserversorgung. Die Popularität solcher Motoren ist auf eine Reihe von Vorteilen zurückzuführen:

• Einfachheit der Struktur;
• Zuverlässigkeit bei der Arbeit;
• im normalen Modus werden keine teuren und knappen Geräte verwendet;
• die Zahl der technischen Dienste ist gering.

Sie können versuchen, einen Drehstrommotor an 220 anzuschließen, wenn Sie die Unterschiede in den Wicklungsanschlussschemata kennen. Die Anzahl der Phasen, für die der Motor ausgelegt ist, kann durch die Anzahl der Klemmen in seinem Klemmenkasten bestimmt werden: ein dreiphasiger hat 6 Klemmen und ein einphasiger hat zwei oder vier.

Die dreiphasigen Motorwicklungen sind nach einem etablierten Muster verbunden, das als "Stern" oder "Dreieck" bezeichnet wird. Jeder von ihnen hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Beim Anschluss an einen Stern sind die Enden der Wicklungen verbunden. Im Klemmenkasten wird dieser Anschlussplan durch zwei Brücken zwischen den mit „C6“, „C4“, „C5“ gekennzeichneten Klemmen angezeigt. Wenn die Motorwicklungen in einem Dreieck verbunden sind, wird an jedem Ende ein Anfang angebracht. Im Klemmenkasten werden drei Brücken verwendet, die die Klemmen „C1“ und „C6“, „C2“ und „C4“, „C3“ und „C5“ verbinden.

Der Bedarf an phasenschiebenden Elementen

Beim Anschluss eines Drehstrom-Elektromotors an ein 220-V-Netz tritt das Anlaufmoment nicht auf. Daher wird es notwendig, Startvorrichtungen anzuschließen. Sie erzeugen eine Phasenverschiebung, die es dem Motor ermöglicht, lange unter Last zu starten und zu laufen.

Als phasenschiebende Elemente kann verwendet werden:

• Widerstand;
• Induktivität;
• Kapazität.

Durch den Anschluss eines Drehstrommotors über einen Kondensator beginnt sich die Welle beim Anlegen von Spannung zu drehen. Das Anschließen des Tanks garantiert, dass der Motor nicht nur startet, sondern auch die Last lange hält.

Kondensatorschaltungen

Der Anschluss eines dreiphasigen Elektromotors an ein 220-V-Netz ist erst nach Studium des Wicklungsschaltplans und des Zwecks des Geräts möglich, das er betreiben soll.

Der Anschluss des Kondensators an die Motorwicklungen muss unter Beachtung einiger Regeln erfolgen. Ein Drehstrommotor wird über eine von zwei Standardschaltungen an ein Einphasennetz angeschlossen: "Stern" oder "Dreieck".

Bei Motoren mittlerer und hoher Leistung sind zwei Kapazitäten erforderlich - Arbeiten und Starten. Der Arbeitskondensator Cp ist für das Auftreten eines Kreisfeldes bei Nennbetriebsart erforderlich. Der Anlaufkondensator Cn wird benötigt, um beim Anlauf mit Nennlast auf der Welle ein Kreisfeld zu erzeugen.

Anschlussverfahren für "Stern":

• Verbinden Sie die Enden der Wicklungen sternförmig im Klemmenkasten (Brücken zwischen die Klemmen C6, C4, C5 legen).
• Verbinden Sie den Behälter mit dem Anfang von zwei beliebigen Spulen (C1, C2 oder C2, C3 oder C3, C1).
• Am Anfang der freien Wicklung und der an den Kondensator angeschlossenen Wicklung muss die Spannung von 220 V angelegt werden. Da es beim Wechselstrom keine Polarität gibt, an welche bestimmte Motorspule Spannung angelegt werden soll, gibt es keinen Unterschied.

Anschlussverfahren für die „Dreieck“-Schaltung:

• Schließen Sie die Klemmen der Motorspulen im Klemmenkasten an, indem Sie drei Brücken zwischen den Klemmen C1 und C6, C2 und C4, C3 und C5 installieren.
• Schließen Sie Kondensatoren am Anfang und Ende einer Phase (C1, C4 oder C2, C5 oder C3, C6) an.
• Bringen Sie Null an die kondensatorfreie Jumperklemme und die Phase an jede andere Klemme.

Um die Drehrichtung der Welle zu ändern, müssen entweder Spannung oder Kondensatoren an eine andere Phase des Motors angeschlossen werden.

Berechnung der benötigten Kapazität

Bei der Auswahl eines Kondensators muss verhindert werden, dass der Phasenstrom seinen Nennwert überschreitet. Daher müssen die Berechnungen sehr sorgfältig angegangen werden - falsche Ergebnisse können nicht nur zum Ausfall des Kondensators, sondern auch zum Durchbrennen der Motorwicklungen führen.

In der Praxis wird zum Starten von Motoren mit geringer Leistung eine vereinfachte Auswahl verwendet, die auf der Überlegung basiert, dass pro 100 W Motorleistung eine Kapazität von 7 μF bei Anschluss in einem Dreieck benötigt wird. Wenn die Wicklung zu einem Stern verbunden ist, wird dieser Wert halbiert. Wenn ein Drehstrommotor mit einer Leistung von 1 kW an ein Einphasennetz angeschlossen ist, ist ein Kondensator mit einer Ladung von 70-72 μF erforderlich, wenn die Wicklungen mit einem Dreieck verbunden sind, und 36 μF bei eine Sternverbindung.

Die Berechnung des erforderlichen Kapazitätswerts für die Arbeit erfolgt nach den Formeln.

Bei Sternschaltung:

Mi = 2800 I / U

Wenn die Wicklungen ein Dreieck bilden:

Mi = 4800 I / U

I ist der Nennstrom des Motors. Wenn sein Wert aus irgendeinem Grund unbekannt ist, muss für die Berechnung die Formel verwendet werden:

I = P / (3 U)

In diesem Fall U = 220 V bei Verbindung mit einem Stern, U = 380 V - mit einem Dreieck.

P ist die in Watt gemessene Leistung.

Beim Starten des Motors mit einer erheblichen Belastung der Welle parallel zur Arbeitskapazität muss der Starter eingeschaltet werden.

Sein Wert wird nach der Formel berechnet:

Cn = (2,5 ÷ 3,0) Cp

Die Startkapazität sollte die Arbeitskapazität um das 2,5- bis 3-fache übersteigen.

Die richtige Wahl des Spannungswertes für den Kondensator ist sehr wichtig. Dieser Parameter beeinflusst wie die Kapazität den Preis und die Abmessungen des Geräts. Ist die Netzspannung höher als der Nennwert des Kondensators, fällt der Anlasser aus.

Es lohnt sich aber auch nicht, Geräte mit Überspannung zu verwenden. Dies führt schließlich zu einer ineffektiven Vergrößerung der Kondensatorbank.

Das Optimum ist der Wert der Kondensatorspannung 1,15 mal höher als der Wert der Netzspannung: Uk = 1,15 U s.

Sehr oft werden beim Einschalten eines Motors mit drei Wicklungen in einem Einphasennetz Kondensatoren des Typs KGB-MN oder BGT (hitzebeständig) verwendet. Sie sind aus Papier. Das Metallgehäuse ist komplett versiegelt. Hat ein rechteckiges Aussehen. Es ist zu beachten, dass die auf dem Gerät angegebenen zulässigen Spannungs- und Kapazitätswerte für Gleichstrom angegeben sind. Daher ist es beim Betrieb mit Wechselstrom erforderlich, die Kondensatorspannungsanzeigen um das Zweifache zu reduzieren.

Auswahl eines Schaltplans

Die Wicklungen desselben Motors können entweder im Stern oder im Dreieck angeschlossen werden. Sie müssen ein Verbindungsschema entsprechend der Last auswählen. Wenn ein Drehstrommotor in einem Einphasennetz einen Mechanismus mit geringer Leistung antreibt, können Sie ein "Stern" -Anschlussschema wählen. In diesem Fall ist der Betriebsstrom gering, aber die Abmessungen und der Preis der Kondensatorbank werden erheblich reduziert.

Bei starker Belastung während des Betriebs oder beim Start müssen die Motorwicklungen nach dem "Dreieck"-Schema angeschlossen werden. Dadurch wird ausreichend Strom für den Dauerbetrieb bereitgestellt. Zu den Nachteilen zählen der erhebliche Preis und die Größe der Kondensatoren.

Einschaltfehler

Wenn nach dem Anschließen der Kondensatoren und Anlegen der Spannung der Motor brummt, aber nicht anläuft, die Gründe können vielfältig sein:

• unzureichende Kapazität des Kondensators (das Amperemeter zeichnet einen Strom auf, der den zulässigen Wert überschreitet);
• Beschädigung der Brücke oder des Versorgungskabels;
• falsche Verbindung;
• Erregung der falschen Wicklung.

Lautes unangenehmes Geräusch beim Einschalten des Motors und drehender Welle weist auf eine überschrittene Kondensatorkapazität hin.

Es wird schön sein, einen Drehstrommotor in einem Einphasennetz zu arbeiten. Der einzige Nachteil wird die Leistung sein, die es entwickelt - nicht 100 %, sondern 60-80 % der Nennleistung. Wenn die Leistung nur zum Starten verwendet wird, darf die Nettoleistung des Motors 60 % seiner Nennleistung nicht überschreiten.