Пускові конденсатори

2. Для чого потрібен пусковий конденсатор

Основне призначення пускового конденсатора полягає в отриманні магнітного поля, необхідного для підвищення пускового моменту електродвигуна, а також для з'єднання з обмотками асинхронних електродвигунів, що живляться від однофазної мережі частотою 50-60 Гц, і для переведення трифазних двигунів на живлення від однофазної мережі.

Пусковим конденсатор називають тому, що він застосовується для вирівнювання крутного моменту під час запуску електродвигуна. У момент запуску електродвигуна пусковий струм різко зростає, а крутний момент у цей же час зростає із запізненням. Саме в цей момент на двигун діє найбільше навантаження, і якщо не використовувати пусковий конденсатор, то зростаюча електрична енергія виведе з ладу обмотку двигуна.

Пусковий конденсатор дає змогу реактивній енергії виходити з обмотки двигуна та накопичуватися в цій ємності доти, доки двигун не вийде на робочу частоту та потужність.

Пускові конденсатори застосовуються в компресорах, насосах, пральних машинах, холодильниках, стартерах, кондиціонерах, спліт-системах та іншому обладнанні, де необхідна компенсація реактивних струмів.

3. У чому відмінність пускового та робочого конденсатора

Для запуску та роботи асинхронних двигунів в однофазному колі змінного струму використовують пускові та робочі конденсатори.

Пусковий конденсатор призначений для короткочасної роботи – у момент запуску двигуна. Після виходу двигуна на робочу частоту та потужність пусковий конденсатор відключають, і двигун працює за рахунок зсуву фаз у робочих обмотках. Отже, час роботи пускового конденсатора має бути дуже коротким, близько 3 секунд, оскільки тривала робота пускового конденсатора може призвести до його додаткового перегрівання та перегрівання електродвигуна загалом, що може спричинити вихід з ладу елементів схеми.

Це необхідно для тих двигунів, схема роботи яких передбачає такий режим запуску. Для інших двигунів – лише в тих випадках, коли в момент запуску на валу присутнє навантаження, що перешкоджає вільному обертанню ротора.

Робочий конденсатор розрахований на велику кількість годин роботи та підключений до кола постійно, виконуючи функцію фазозсувного кола для обмоток електродвигуна. Оскільки конденсатор та обмотка електродвигуна створюють коливальний контур, у момент переходу з однієї фази циклу в іншу на конденсаторі виникає підвищена напруга, що перевищує напругу живлення. Це необхідно враховувати під час вибору робочого конденсатора.

	Робочий конденсатор	Пусковий конденсатор
Застосування	У колі робочих обмоток асинхронного двигуна	У пусковому колі
Виконувані функції	Створення обертового електромагнітного поля для роботи електродвигуна	Зсув фаз між пусковою та робочою обмотками, запуск двигуна під навантаженням
Підключення	Послідовно з допоміжною обмоткою електродвигуна	Паралельно робочому конденсатору
Час роботи	Постійно	Під час запуску до виходу частоти обертання двигуна на потрібний режим
Ємність	На кожні 100 Вт потужності електродвигуна потрібно близько 6-7 мкФ	На кожні 100 Вт потужності електродвигуна потрібно близько 12-18 мкФ
Напруга	1,15*Uном	2…3 * Uном
Тип конденсатора	CBB60, CBB61, CBB65, CD60, МБГО, МБГЧ, МБГВ та подібні з напругою в 1,15 раза вищою за напругу живлення	CBB60, CBB61, CBB65, CD60, МБГО, МБГЧ, МБГВ та подібні з напругою в 2-3 рази вищою за напругу живлення

4. Підключення трифазного електродвигуна до однофазної мережі «зіркою» та «трикутником»

Основними схемами підключення трифазного двигуна до однофазної мережі є «зірка» та «трикутник».

Для підключення пускового конденсатора до асинхронного двигуна використовується кнопка, яка підключає пусковий конденсатор на час, необхідний для виходу електродвигуна на необхідну потужність і частоту обертання.

Робочий же конденсатор постійно підключений до електричного кола двигуна і не потребує відключення.

5. Типи конденсаторів, порівняння серій конденсаторів, які бувають

Найпоширеніші серії пускових конденсаторів: CBB60, CBB61, CBB65, CD60, МБГО, МБГЧ, МБГВ.

Відрізняються ці серії за типом діелектрика (поліпропіленовий, металопаперовий), формою та матеріалом корпусу (прямокутний або циліндричний корпус, металевий або пластиковий), номінальним рядом ємностей та напруг.

Тип		Характеристика	Корпус	Ємність, мкФ	Робоча напруга, В	Відхилення ємності	Тангенс кута втрат, макс	Опір ізоляції між виводами, МОм·мкФ
	CBB60	металополіпропіленовий герметизований	циліндричний пластиковий	1 - 150 мкФ	450, 630 В	±5%	0,002	3000
	CBB61	металополіпропіленовий герметизований	прямокутний пластиковий	1 - 50 мкФ	450, 630 В	±5%	0,002	3000
	CBB65	металополіпропіленовий герметизований	циліндричний металевий	4 - 150 мкФ	450, 630 В	±5%	0,002	3000
	CD60	електролітичний герметизований	циліндричний металевий	50 - 1500 мкФ	220 - 450 В	±5% ±10% ±20%	0,15	3000
	МБГО	металопаперовий герметизований одношаровий	прямокутний металевий	0,25 - 30 мкФ	160 - 630 В	±10% ±20%	0,025	240; 60
	МБГП* (КМБГ)*	металопаперовий герметизований одношаровий	прямокутний металевий	0,1 - 30 мкФ	160 - 1500 В	±10% ±20%	0,025	240; 60
	МБГТ**	те саме, термостійкий	прямокутний металевий	0,1 - 20 мкФ	160 - 1000 В	±10% ±20%	0,025	240; 60
	МБГЧ	те саме, для підвищених частот	прямокутний металевий	0,25 - 10 мкФ	250 - 1000 В	±10% ±20%	0,025	240; 60
	МБГВ	те саме, високоємнісний	прямокутний металевий	60 - 200 мкФ	500, 1000 В	±5% ±10%	0,025	240; 60

* - не виробляються

Загалом, металопаперові конденсатори мають лише одну перевагу – вони краще переносять короткочасні струмові перевантаження. Але на 100% можна стверджувати, що поліпропіленові конденсатори також надійно виконують своє завдання і з кожним днем стають дедалі популярнішими. Ця технологія дає змогу накопичувати заряд у меншому об'ємі та за значно менші кошти. У зв'язку з цим поліпропіленові пускові конденсатори частіше застосовуються в обладнанні як альтернатива металопаперовим завдяки належній якості, кращим характеристикам та нижчій ціні.

6. Як підібрати ємність конденсатора для електродвигуна (+калькулятор)

Пускові та робочі конденсатори для електродвигунів підбирають виходячи з необхідної ємності та номінальної напруги. За допомогою онлайн-калькулятора можна виконати розрахунок ємності пускового та робочого конденсатора для трифазних електродвигунів при з'єднанні обмоток двигуна за схемою «зірка» або «трикутник» та його підключенні до однофазної мережі.

Підключення живлення та електрична схема підключення конденсаторів Зіркою або Трикутником

Під час підбору ємності робочого конденсатора рекомендується використовувати не один робочий конденсатор великої ємності, а кілька конденсаторів меншої ємності, з'єднаних паралельно. Підбір ємності здійснюється шляхом паралельного підключення або відключення додаткових конденсаторів (загальна ємність при цьому дорівнює сумі ємностей підключених конденсаторів).

Номінальну напругу пускового конденсатора потрібно вибирати так, щоб у процесі роботи робоча напруга не перевищувала параметри конденсатора більш ніж на 10%.

Як показує практика, на кожні 100 Вт потужності електродвигуна потрібно близько 6-7 мкФ. При правильно підібраному конденсаторі потужність трифазного двигуна, підключеного до однофазної мережі, не повинна зменшуватися більш ніж на 30%.

Напругу робочого конденсатора для підключення до асинхронного електродвигуна необхідно вибирати з урахуванням коефіцієнта 1,15, тобто для мережі 220 В робоча напруга конденсатора має становити 220*1,15= 250 В.

Для підключення пускового конденсатора до асинхронного електродвигуна в розрахунках напруги беруть коефіцієнт від 2 до 3. Для мережі 220 В напруга пускового конденсатора має становити 400-500 В. Це забезпечить необхідний запас за напругою в процесі роботи.

7. Рекомендації щодо підключення

Перед підключенням конденсаторів слід переконатися у відсутності накопиченого заряду. Оскільки конденсатор зберігає накопичений заряд протягом тривалого часу, після кожного відключення необхідно виконувати його розряджання. У деяких конденсаторах конструктивно передбачена наявність вбудованого розрядного резистора. Опір розрядного резистора підбирається так, щоб після закінчення 50 секунд повністю зняти залишкову напругу з конденсатора.

Для запобігання випадковому дотику до струмопровідних частин, що перебувають під напругою, їх слід ізолювати за допомогою кожуха або огородження. Корпус конденсаторів необхідно надійно закріпити – під час експлуатації під впливом вібрацій та струсів можливе зміщення конденсаторів і їх потрапляння в робочі пристрої.

Напруга 220 В є небезпечною для життя. З метою дотримання правил безпечної експлуатації електроустановок споживачів, збереження життя та здоров'я осіб, які експлуатують пристрої, монтаж схем підключення має виконувати спеціаліст.