Конденсатор - електронний компонент, призначений для накопичення електричної енергії. За характером роботи він ставиться до пасивних елементів. Залежно від режиму роботи, в якій працює елемент, розрізняють конденсатори постійної ємності і змінної (як варіант - підлаштування). По виду робочої напруги: полярні - для роботи при певній полярності підключення, неполярні - можуть використовуватися як в ланцюзі змінного, так і постійного струму. При паралельному з'єднанні результуюча ємність підсумовується. Це важливо знати при підборі необхідної ємності для електричного кола.
Для запуску і роботи асинхронних двигунів в однофазної ланцюга змінного струму використовують конденсатори:
Пусковий конденсатор призначений для короткочасної роботи - запуск двигуна. Після виходу двигуна на робочу частоту і потужність пусковий конденсатор відключають. Далі робота відбувається без участі даного елемента. Це необхідно для певних двигунів, схема роботи якого передбачає режим запуску, а так само для звичайних двигунів, у яких в момент запуску присутній навантаження на валу, що перешкоджає вільному обертанню ротора.
Схема підключення пускового конденсатора до асинхронного двигуна
Для запуску двигуна використовують кнопку Кн1. яка комутує пусковий конденсатор С1 на час, необхідний для виходу електродвигуна на необхідну потужність і обороти. Після цього конденсатор С1 відключають і мотор працює за рахунок зсуву фаз в робочих обмотках. Робоча напруга такого конденсатора необхідно вибирати з урахуванням Коофициент 1,15, тобто для мережі 220 В робоча напруга конденсатора має бути 220 * 1,15 = 250 В. Ємність пускового конденсатора можна розрахувати по вихідних параметрів електродвигуна.
Робочий конденсатор підключений до ланцюга весь час і виконує функцію фазосдвигающей ланцюга для обмоток електродвигуна. Для впевненої роботи такого двигуна необхідно розрахувати параметри робочого конденсатора. У зв'язку з тим, що конденсатор і обмотка електродвигуна створюють коливальний контур, в момент переходу з однієї фази циклу в іншу на конденсаторі виникає підвищена напруга, що перевищує напруга живлення.
Під дією цієї напруги конденсатор знаходиться постійно і при виборі його номіналу необхідно врахувати цей фактор. У розрахунках напруги робочого конденсатора беруть Коофициент 2,5-3. Для мережі 220 В напруга робочого конденсатора повинно бути 550-600 В. Це забезпечить необхідний запас по напрузі в процесі роботи.
При визначенні ємності цього елемента в розрахунок беруть потужність двигуна і схему з'єднання обмоток.
Розрізняють два види з'єднання обмоток трифазного двигуна:
Для кожного з цих способів з'єднання свій розрахунок.
Приклад: для двигуна потужністю 1 кВт - струм становить приблизно 5А, напруга 220 В. Ср = 4800 * 5/220. Ємність робочого конденсатора складе 109 мФ. Округлити до найближчого цілого - 110 мФ.
Приклад: двигун 1000 Вт - струм становить приблизно 5 А, напруга 220 В. Ср = 2800 * 5/220. Ємність робочого конденсатора складе 63,6 мФ. Округлити до найближчого цілого - 65 мФ.
З розрахунків видно, що спосіб з'єднання обмоток дуже сильно впливає на величину робочого конденсатора.
Порівняння робочого і пускового конденсатора
МБГО, МБГЧ і подібні потрібного номіналу і напруги 1,15 вище живильного
МБГО, МБГЧ і подібні потрібного номіналу і на робочу напругу в 2-3 рази перевищує напруга живлення
У зв'язку з тим, що зазначені типи конденсаторів мають відносно великі габарити і вартість, в якості робочого і пускового конденсатора можна використовувати полярні (оксидні) конденсатори.
Вони мають такий гідністю: при малих габаритах вони мають набагато більшу ємність, ніж паперові.
Поряд з цим існує вагомий недолік: включати в мережу змінного струму безпосередньо їх не можна. Для використання спільно з двигуном, потрібно застосувати напівпровідникові діоди. Схема включення нескладна, але в ній є недолік: діоди повинні бути підібрані відповідно до струмами навантаження. При великих токах діоди необхідно встановлювати на радіатори. Якщо розрахунок буде невірним, або тепловідвід меншої площі, ніж потрібно, діод може вийти з ладу і пропустить в ланцюг змінну напругу. Полярні конденсатори розраховані на постійну напругу і при попаданні на них напруги змінного вони перегріваються, електроліт всередині них закипає і вони виходять з ладу, що може принести шкоду не тільки електромотора, а й людині, обслуговуючому даний пристрій.
Напруга 220 В - є напругою небезпечним для життя. З метою дотримання правил безпечної експлуатації електроустановок споживачів, збереження життя і здоров'я осіб, які експлуатують дані пристрої, застосування даних схем включення повинен проводити фахівець.