В процессе подбора конденсатора стоит. Определение емкостей фазосдвигающих конденсаторов. Рабочий и пусковой конденсаторы

Асинхронные двигатели получили широкое применение в промышленности. Но электрические агрегаты небольшой мощности с успехом могут быть использованы и в быту. Для его функционирования необходимо вращающееся магнитное поле.

Однако однофазные двигатели не будут вращаться без созданного сдвига фаз, который организуется при помощи дополнительной обмотки и фазосдвигающим элементом. В качестве последнего подойдут конденсаторы MAL2118 .

Конденсатор можно подключить различными методами. Существует три различные схемы:

• пусковая;
• рабочая;
• смешанная.

Стоит отметить, что наиболее распространённой схемой является первая (пусковая). Её отличительная особенность заключается в том, что конденсатор включается в сеть двигателя только на момент его старта.

Затем электрический агрегат самостоятельно поддерживает своё вращение. Подобная схема включения позволяет не только экономить средства на установке комплектации (провода меньшего сечения), но и экономить на электроэнергии.

Не нужно забывать о том, что существует весьма вероятная угроза перегрева, которая в большинстве случаев зависит от местности в которой используется двигатель. В качестве защиты рекомендуется установить термореле.

Означенная схема выгодна в первую очередь тем, что позволяет исправлять искажения магнитного поля, тем самым сокращая потери на вихревые токи и повышая коэффициент полезного действия.

Конденсатор остаётся включённым весь период работы двигателя. Однако и в этом методе есть ложка дёгтя. Включение с рабочим конденсатором значительно ухудшает пусковые характеристики асинхронной машины.

Именно по этой причине инженеры советуют прийти к компромиссу и использовать сразу две схемы, объединённые в одну.

Благодаря использованию сразу двух схем, пусковые характеристики будут средними (вполне приемлемыми с точки зрения использования ресурсов).

Помните! Перед тем, как выполнять включение при помощи конденсатора, необходимо в обязательно порядке при помощи мультиметра оценить работоспособность электрического элемента (даже если он абсолютно новый).

Александр Шенрок наглядно продемонстрирует методы пуска асинхронного двигателя при помощи конденсатора:

Радиолюбители используют алюминиевые, танталовые, керамические конденсаторы и многие другие. От правильного выбора конденсатора зависит его надежность при эксплуатации, так как использовать его надо в таких режимах работы, которые не превышают заданные условия. Для этого нужно определить значения номинальных параметров и допустимые их изменения в процессе работы, возможные режимы и электрические нагрузки, конструкцию, показатели надежности и долговечности, варианты монтажа, размеры и массу.

Практика работы показывает, что разрешенное напряжение, обозначенное на его корпусе, не должно быть меньше, чем на электрической схеме. Можно выбрать больше на 20-30%. Емкость может быть использована в пределах +-10%, но лучше брать ее не меньше, чем на электрической схеме.

Если конденсаторы должны находиться в цепи питания, шунтировать ВЧ (высокие частоты), тогда лучше использовать керамические. Если они должны быть установлены в частотозадающем каскаде, тогда лучше брать их с малым ТКЕ (температурный коэффициент емкости), чтобы не было дрейфа частоты. Во всех случаях конденсаторы следует использовать при меньших нагрузках и облегченных режимах (по сравнению с максимально допустимыми).

Дополнительные сведения по выбору конденсатора

Выполненный монтаж и крепление должны обеспечивать нужную механическую прочность, отличный электрический контакт и отсутствие резонансных явлений. Их приспособления (для крепления) не должны повредить корпус и защитные покрытия, а также ухудшать условия отвода тепла. Никогда не надо применять конденсаторы сомнительного происхождения (например, электролитические, выполненные некачественно могут взрываться). Надо обращать внимание на удобство установки и наличие защиты выводных контактов от случайного замыкания.

Радиолюбители выбирают конденсаторы по их емкостям и рабочим напряжениям. Но есть и другие характеристики, на которые нужно обращать внимание. Конденсаторы еще не имеют идеальных параметров, поэтому они обладают такими свойствами, как ESR (Effective Series Resistance) - эквивалентное последовательное сопротивление и ESI (Effective Series Inductance) - эквивалентная последовательная индуктивность. На их емкость влияет температура, напряжение, механические воздействия. При неправильном выборе конденсатора может появиться повышенное потребление тока и увеличенный уровень шумов, нестабильная работа всей конструкции.

1. Для того чтоб не было просадки напряжения
2. Для устранения помех и пульсаций

Рассмотрим вариант (1):
Из школьного курса физики
1ампер X 1сек = 1 кулон,
1ампер X 1вольт = 1 ватт,
1ампер X 1ом = 1 вольт,
1фарада X 1вольт = 1 кулон.
Таким образом в конденсаторе запасается
1фарад Х 12 вольт = 12 кулон
Существует слух то что для киловаттника хватает 1 фарада (как обычно с потолка)
1000 ватт усилитель это 12 вольт Х 83 Ампер = то есть за 1 секунду 83 кулона
12 \ 83 = за 0,15 секунды разрядится конденсатор (до ноля), если к нему подсоединить усилитель напрямую без аккумулятора.
Но это в идеальном теоретическом расчете на самом деле,
после разряда конденсатора до 9 вольт он уже бесполезен (разряд электролитического конденсатора идет не равномерно, напряжение падает вначале быстро, а затем медленно, очень похоже на АКБ)
и даже если учесть что напряжение может быть 14 вольт все равно теоретически через 0,1 секунды конденсатор перестанет тянуть нагрузку, напряжение упадет ниже 9 вольт (если без АКБ)
НО! У нас происходит постоянная подпитка от аккумулятора (и м.б. генератора)
И конденсатор берет на себя только часть мощности
Какую? Ну если говорить о том что он нужен в любой системе значит 10% точно наверно берет, а если меньше тады *** он нужен?
Ладно 10% это 8 кулон… ну с натяжкой 0,5 секунды он будет реально помогать, а потом, что он есть, что его нет - разницы не будет! (пока громкость не убавишь)
а вдруг на конденсатор еще меньше нагрузка приходится?
Ну пусть 1% (хотя дешевле кабель потолще пробросить чем тратить на конденсатор деньги)
1% это 1 кулон вауу целых 6 секунд будет выполнять функции по энерго подпитке а потом (через 6 секунд громкой музыки) напряжение на усилителе будет таким же как если бы не было конденсатора.

Дык че же тогда получается зачем он этот загадочный конденсатор?

Рассмотрим вариант (2):
А зачем же тогда прожженные аудиофилы ставят конденсаторы?
Ответ прост: хороший конденсатор это оооочень хороший подавитель ВЧ помех (и НЧ конечно) и всякого рода пульсации тока, скачки напряжения при включении вентиляторов, сетевой шум, вот от этого он очень даже спасет.
и когда ваша супер-аудифильская система безукаризненно воспроизводит божественную музыку, вы же нехотите услышать в динамиках, что включился вентилятор двигателя (типа щелчёк), вот для этого и ставят

Аргументы за установку конденсатора выглядят примерно так:
! - у меня фары моргали в такт с музыкой, а теперь после установки конденсатора перестали…
Да так бывает, проблема моргания упирается в плохой аккумулятор и возможно слабый генератор, после установки конденсатора фары моргать не будут они плавно притухнут и так и будут притухшими пока громкость не убавить. Конденсатор в таком режиме долго не проживет, аккумулятор тоже, да и на генератор нагрузка большая.
В таком случае лучше заменить АКБ ведь стоимость конденсатора практически сравнима со стоимостью АКБ.

!: - у меня до установки конденсатора на басах было попёрдывание, а после установки перестало…
Значит усилитель имел поганый блок питания и стоил меньше конденсатора и скорей всего либо проводка либо АКБ не соответствуют нагрузке
Либо то и другое и третье

!: - Я заменил АКБ, поставил 4 конденсатора, а у меня генератор воет как тамбовский волк и фары моргают …
Возможно мощность у системы запредельная, примерно после 1500 Ватт уже можно задумываться о дополнительном специальном генераторе

Возможно будет критика, но все же…

ВЫВОДЫ
1. Учитывая что стоимость хорошего конденсатора сравнима со стоимостью хорошей АКБ, а ток разрядки даже простой АКБ около 300Ампер (3600 Ватт\час),
лучше поставить более емкую и мощную АКБ например оптиму (OPTIMA Batteries) ценою ~6000р. (ток 700-900А) или современный гелевый аккумулятор (как оптима почти) типа "Титан Gel", цена около 4000 (ток 500-600А).
2. Ставить конденсатор обязательно рядом с усилителем, в системе где проложены силовые провода соответствующие мощности, это полный бред, если кондер будет стоять рядом с АКБ или где-нибудь еще (между АКБ и усилителем, да даже если еще где) он будет так же качественно выполнять свою роль.
3. Если кабель питания не соответствует мощности системы, то даже поставив конденсатор рядом с усилителем, на него упадет слишком большая нагрузка, это все равно не решит проблему, это экономически не целесообразно.
4. 1фарад на 1 киловатт тоже соотношение совершенно непонятное, я не могу понять чем будет хуже 0,5 фарад на 1 киловатт или 2 Ф на 1Кв, нет разница конечно будет, но настолько незначительная, что о ней и говорить не надо
(конденсаторы Prology, Mystery, Fusion и т.п. вообще в расчет не берутся т.к. Г-полное

Споры о том, нужен конденсатор в автозвуке или нет, не утихают и не утихнут наверное никогда. 12 лет назад, когда я только начинал заниматься автозвуком, считалось, что это практически самая необходимая часть аудиосистемы, что без "накопителя" аккумулятор садится очень быстро, а с ним музыку на природе можно слушать минимум часа 2 и даже дольше, а потом машина без проблем заводится и можно ехать.

То есть считалось, что конденсатор - это что-то типа дополнительного аккумулятора. Сейчас, конечно всем известно, что это миф и емкость конденсатора на несколько порядков меньше емкости аккумулятора. В нынешнее время считается, что конденсатор вообще вещь не нужная, бесполезная и служит только для законного отъёма денег у населения, сейчас это самая распространенная точка зрения благодаря известным видеообзорам на ютубе. Между тем конденсатор включенный в цепи питания мощных аудиосистем как был простым банальным сглаживающим фильтром, так им и остался. Емкость, включенная параллельно нагрузке в принципе ничем другим быть и не может.
Нужен конденсатор в системе или не нужен, каждый решает для себя сам. Но чтобы это сделать необходимо понимать ту функцию, которую он выполняет в системе, а так же критерии подбора его емкости.

Функции конеденсатора

Итак, сначала о функции. Как уже говорилось выше, конденсатор выполняет роль сглаживающего фильтра в цепи питания усилителей, и как у любого фильтра питания у него одна задача - улучшить звучание системы. Если в питании есть какие-то помехи, они обязательно появятся на выходе усилителя, какой-бы он не был замечательный и какие бы эффективные методы борьбы с помехами не применялись в его схеме. Хочешь хороший звук - чисть питание, это аксиома. Применение емкостного фильтра - это самое простое, но эффективное решение в борьбе с помехами. Эффективность работы сглаживающего фильтра очень сильно зависит как и от емкости конденсатора, так и от мощности нагрузки - чем больше мощность системы, тем больше потребуется емкость, чтобы уменьшить пульсации напряжения питания до приемлемого уровня.
В этот момент обычно встает вопрос: какие пульсации? у нас в машине постоянное напряжение. Это не совсем так. Когда работает генератор, пульсации присутствуют в любом случае, это связано с принципом работы выпрямителя в генераторе. В генераторе установлен сглаживающий фильтр в виде конденсатора небольшой емкости, который эффективно справляется только с высокочастотными пульсациями и только на небольших нагрузках. При больших нагрузках, эффективность его работы очень сильно падает и помехи от генератора могут пройти по питанию и сильно подпортить звук. Если генератор не работает (двигатель выключен), то высокочастотных пульсаций нет, но появляются всеми нами "любимые" падения напряжение в системе - "просады". Появляются они в момент басовой атаки. Какой бы аккумулятор не стоял в машине и каким бы кабелем не подключались бы усилители, просады все равно есть - большие или совсем маленькие, которые вольтметр не успевает отловить, но они есть. Если вы слушаете ритмичную музыку, скажем с ритмом 4/4 - четыре четверти(4 бита в секунду), то просады так же появляются с интервалом 1/4 секунды, то есть в питании системы появляются пульсации с частотой 4 Гц и амплитудой где-то 0.5 - 1.5 В, у кого как. То есть система при больших громкостях и ритмичной музыке сама становится источником помех. Для того чтобы погасить эти довольно сильные и низкочастотные пульсации и применяют конденсатор большой емкости - "накопитель", "буферная емкость" и т.д., названий может быть очень моного. Если вы слушаете негров самых низких и страшных, то пульсации в питании возникают реже или вообще не возникают, потому, что эти ребята очень часто используют почти стационарные сигналы, когда басовый тон может звучать по несколько секунд не меняясь.

Подбор емкости конденсатора

Теперь о подборе емкости. Методику выбора сглаживающего конденсатора подробно можно изучить перейдя по этой ссылке - http://www.meanders.ru/sglazg_filters.shtml.
При выборе емкости конденсатора принято пользоваться эмпирическим правилом - 1Ф на 1 кВт потребляемой мощности. Из
методики, на которую я сослался ранее мы знаем, что сглаживающий фильтр работает эффективно, если выполняется неравенство: 1/(2pi*F*C)«R где
R - сопротивление нагрузки фильтра, в нашем случае некоторое обобщенное входное сопротивление всей нашей звуковой системы,
F - частота пульсаций, с которыми надо бороться, зависит от характера музыкального сигнала
C - емкость сглаживающего конденсатора. знак "«" означает "значительно меньше", понятие не совсем конкретное, означает что одна величина должна быть меньше другой примерно на порядок, если не ошибаюсь.
Обобщенное сопротивление R измерить конечно нельзя, но его можно оценить: если система потребляет 1 кВт, то источник "видит" её как нагрузку 0.15 Ом. Можно оценить сопротивление, если вам известен потребляемый ток.
Чтобы не парится с оценкой сопротивления и если известна мощность системы, можно преобразовать выражение к виду C»P/(2pi*F*U 2) где

U - напряжение бортовой сети
P - мощность системы. По последней формуле можно подобрать емкость конденсатора, который в мощной системе будет нивелировать негативное влияние "просадов" на качество звучания.
Например для системы мощностью 1 кВт (P=1000 Вт), при напряжении в бортовой сети 12В(U=12В), если мы слушаем музыку с ритмом четыре четверти (4 бита в секунду, F=4Гц), то для устранения негативного влияния на звук возникающих просадов нам нужен конденсатор с ёмкостью C»0,27Ф. Считается, что достаточно емкости 1Ф, но лично я считаю, что условию удовлетворяет 2.5-3Ф.

Выводы

Из всего можно выделить несколько моментов:
1. Конденсатор нужен для того, чтобы бороться с помехами, возникающими в результате "просадов" напряжения питания,
которые генерирует сама система в процессе работы. Конденсатор ни в коем случае не устраняет "просады" и не стабилизирует напряжение и не увеличивает емкость аккумулятора.
2. Если система воспроизводит стационарный сигнал, например синусоиду во время замера давления, то пульсаций напряжения питания не возникает, следовательно конденсатор в таких режимах бесполезен.
3. Если звуковую систему питает источник состоящий из очень мощного генератора и нескольких параллельно соединённых AGM-аккумуляторов, то такой источник имеет очень низкое выходное сопротивление, в следствии чего "просады" в системе могут быть ничтожно малы. В этих случаях применение конденсатора также не даст заметного результата.