Книг про конденсаторные двигатели очень много, информацию для этой статьи я брал по чуть-чуть из каждой прочтенной мной книги, но больше всего я бы порекомендовал прочитать Вольдека.
Перечислять всю литературу тут я не буду, скажу лишь, что все прочтенные книги были до 1994 года выпуска (труды советских инженеров).
Итак, асинхронный электродвигатель, работающий от сети однофазного переменного тока, с конденсатором в его цепи называется КОНДЕНСАТОРНЫМ. Вот такая красивая картинка есть в книги Вольдека:
Конденсаторный двигатель (далее КД) имеет на статоре две обмотки, которые обе являются рабочими, и в одну из этих обмоток включается емкость Ср, значение которой рассчитывается так, что при номинальной нагрузке существует только вращающееся поле прямой последовательности.
Обе обмотки при этом сдвинуты относительно друг друга в пространстве на 90 эл. градусов. Сразу нужно отметить, что мощности обеих обмоток при Рн одинаковы, но их числа витков, токи и напряжения различны.
По теории и расчету конденсаторного двигателя опубликовано значительное число работ как в отечественной, так и в иностранной литературе. Один из видных советских ученых, академик В.С. Кулебакич, еще в 1934 году указывал на широкие возможности применения конденсаторного двигателя в народном хозяйстве, а также в электрической тяге.
Но в рамках этой статьи мы будем рассматривать только подбор емкостей рабочего и пускового конденсаторов.
Итак, допустим у нас есть КД мощностью 60 Ватт и напряжением 220 Вольт 50 Герц. Как рассчитать емкость рабочего конденсатора?
Вольдек в одной из своих книг пишет:
"При круговом поле реактивная мощность конденсатора должна быть равна полной мощности двигателя."
Блин, но на бытовых КД обычно полную мощность никто не пишет, да и не заморачиваются они с указанием косинуса Фи или КПД. Поэтому для упрощения расчетов делают так:
"Для получения кругового магнитного поля, реактивная мощность конденсатора должна быть равна активной мощности двигателя."
А конденсатор, если точной емкости нет, выбирают ближайший в большую сторону.
Значит, мы получаем такую формулу для емкости в микроФарадах:
Ср = P * 10^6 / ( 2 * п (Пи) * f * U^2 ).
Десять в шестой степени, напряжение в квадрате.
Рассчитаем Ср для нашего КД (60 Ватт, 220 Вольт, 50 Герц):
Cр = 60 000 000 / (2 * 3,14 * 50 * 220 * 220 ) = 3,948 мкФ.
Ближайший по номиналу конденсатор в большую сторону будет 4мкФ - выбираем его.
Далее нужно понимать, что емкость Ср, подобранная по рабочему режиму, недостаточна для получения высокого пускового момента. Поэтому чаще всего параллельно с Ср на время пуска включается пусковая емкость Сп, величина которой обычно подбирается из расчета:
Сп = (3-4) * Ср.
То есть в три-четыре раза больше емкости Ср.
Хотя в некоторых книгах я встречал значение Сп = (2,5-3,5) * Ср. Но первое чаще.
А теперь фото одного из КД мощностью 60 Ватт для примера:
Как видим, на шильдике рекомендуемая Ср = 4мкФ.
Кстати, много в сети можно найти мнений, что, мол, на каждые 100 Ватт берите 7мкФ. Проверим так ли это простым расчетом:
Ср = 100000000 / 15 197 600 = 6,58 мкФ.
Ближайший номинал в большую сторону - 7 мкФ. То есть, в принципе такое мнение вполне себе рабочее, но лучше рассчитать как мне кажется.
На этом у меня все, по традиции, в конце каждой статьи будут полезные ссылки:
Наш телеграм-чат электромехаников:
Царь-ссылка на весь медиа-контент канала ШАРАПОВ МЕХАНИК:
*****
BRGDS,
Alisher K. Eshimbetov.
Electro-Technical Officer (ETO).