¿Por qué necesita un condensador en un circuito eléctrico? Determinación de capacidades de condensadores desfasadores. Condensadores de funcionamiento y arranque

El debate sobre si se necesita o no un condensador en el audio del automóvil no se calma y probablemente nunca se calmará. Hace 12 años, cuando recién comenzaba a trabajar en el audio del automóvil, se creía que esta era prácticamente la parte más necesaria del sistema de audio, que sin un "drive" la batería se agota muy rápido, y con ella puedes escuchar. con música en la naturaleza durante al menos 2 horas o incluso más, y luego un automóvil arranca sin problemas y puede continuar.

Es decir, se creía que el capacitor es algo así como una batería adicional. Ahora, por supuesto, todos saben que esto es un mito y que la capacidad del capacitor es varios órdenes de magnitud menor que la capacidad de la batería. En la actualidad se cree que el capacitor en general es innecesario, inútil y solo sirve para sacar dinero legalmente a la población, ahora este es el punto de vista más común gracias a las conocidas reseñas de videos en YouTube. Mientras tanto, el condensador incluido en los circuitos de alimentación de los potentes sistemas de audio, como si fuera un simple filtro de suavizado banal, se ha mantenido como tal. La capacitancia conectada en paralelo con la carga, en principio, no puede ser otra cosa.
Si se necesita un condensador en el sistema o no, cada uno decide por sí mismo. Pero para ello es necesario comprender la función que cumple en el sistema, así como los criterios para seleccionar su capacidad.

Funciones del condensador

Entonces, primero sobre la función. Como se mencionó anteriormente, el capacitor actúa como un filtro de suavizado en el circuito de suministro de energía de los amplificadores y, como cualquier filtro de energía, tiene una tarea: mejorar el sonido del sistema. Si hay alguna interferencia en la fuente de alimentación, seguramente aparecerán en la salida del amplificador, no importa cuán maravilloso sea y no importa qué metodos efectivos la anti-interferencia no se aplicó en su esquema. Si quieres un buen sonido, limpia la comida, es un axioma. El uso de un filtro capacitivo es la solución más simple pero más efectiva en la lucha contra las interferencias. La eficiencia del filtro de suavizado depende en gran medida tanto de la capacitancia del capacitor como de la potencia de la carga: cuanto mayor sea la potencia del sistema, más capacitancia se requiere para reducir la ondulación del voltaje de suministro a un nivel aceptable.
En este punto, suele surgir la pregunta: ¿qué tipo de pulsaciones? tenemos en el coche presión constante. Esto no es enteramente verdad. Cuando el generador está funcionando, las pulsaciones están presentes en cualquier caso, esto se debe al principio de funcionamiento del rectificador en el generador. Se instala un filtro de suavizado en el generador en forma de un condensador no gran capacidad, que hace frente de manera efectiva solo a ondas de alta frecuencia y solo con cargas pequeñas. Bajo cargas pesadas, la eficiencia de su trabajo cae mucho y la interferencia del generador puede pasar a través de la fuente de alimentación y estropear en gran medida el sonido. Si el generador no funciona (el motor está apagado), entonces no hay ondas de alta frecuencia, pero todos tenemos caídas de voltaje "favoritas" en el sistema: "reducciones". Aparecen en el momento del ataque del bajo. No importa qué batería haya en el automóvil y no importa a qué cable estén conectados los amplificadores, todavía hay reducciones, grandes o muy pequeñas, que el voltímetro no tiene tiempo de detectar, pero lo son. Si escucha música rítmica, digamos con un ritmo de 4/4: cuatro cuartos (4 bits por segundo), también aparecen reducciones en intervalos de 1/4 de segundo, es decir, aparecen ondas en la fuente de alimentación del sistema con una frecuencia de 4 Hz y una amplitud en algún lugar de 0,5 a 1,5 V, a quién le gusta. Es decir, el propio sistema se convierte en una fuente de interferencias a altos volúmenes y música rítmica. Para extinguir estas ondas bastante fuertes y de baja frecuencia, se usa un condensador grande: "acumulador", "capacitancia de búfer", etc., puede haber muchos nombres. Si escucha los negros más bajos y aterradores, entonces las ondas de potencia ocurren con menos frecuencia o no ocurren en absoluto, porque estos tipos a menudo usan señales casi estacionarias, cuando el tono bajo puede sonar durante varios segundos sin cambiar.

Selección de condensadores

Ahora sobre la selección de capacidad. El método para elegir un condensador de suavizado se puede estudiar en detalle haciendo clic en este enlace: http://www.meanders.ru/sglazg_filters.shtml.
Al elegir la capacidad de un capacitor, se acostumbra usar la regla general: 1F por 1 kW de consumo de energía. De
la técnica a la que me referí anteriormente, sabemos que el filtro de suavizado funciona de manera efectiva si se cumple la desigualdad: 1/(2pi*F*C)"R donde
R es la resistencia de carga del filtro, en nuestro caso alguna impedancia de entrada generalizada de todo nuestro sistema de sonido,
F - la frecuencia de las pulsaciones que deben ser tratadas depende de la naturaleza de la señal musical
C es la capacitancia del condensador de suavizado. el signo """ significa "significativamente menos", el concepto no es del todo específico, significa que un valor debe ser menor que el otro en aproximadamente un orden de magnitud, si no me equivoco.
Por supuesto, la resistencia generalizada R no se puede medir, pero se puede estimar: si el sistema consume 1 kW, entonces la fuente lo "ve" como una carga de 0,15 ohmios. Puede estimar la resistencia si conoce la corriente consumida.
Para no preocuparse por estimar la resistencia y si se conoce la potencia del sistema, puede convertir la expresión a la forma C»P / (2pi*F*U 2) donde

U - voltaje de red a bordo
P es la potencia del sistema. De acuerdo con la última fórmula, puede elegir la capacitancia del capacitor, que en un sistema potente neutralizará el efecto negativo de "reducción" en la calidad del sonido.
Por ejemplo, para un sistema con una potencia de 1 kW (P = 1000 W), con una tensión en la red de a bordo de 12V (U = 12V), si escuchamos música con ritmo de cuatro cuartos (4 tiempos por segundo, F = 4 Hz), luego para eliminar impacto negativo para el sonido de las caídas emergentes, necesitamos un capacitor con una capacidad de C "0.27F. Se cree que una capacidad de 1F es suficiente, pero personalmente creo que 2.5-3F satisface la condición.

conclusiones

Hay algunos aspectos destacados de todo esto:
1. El condensador es necesario para hacer frente a las interferencias resultantes de las "reducciones" de la tensión de alimentación,
generada por el propio sistema durante su funcionamiento. El capacitor de ninguna manera elimina el "drawdown" y no estabiliza el voltaje y no aumenta la capacidad de la batería.
2. Si el sistema reproduce una señal estacionaria, por ejemplo, una sinusoide durante la medición de presión, entonces no hay ondulación de voltaje de suministro, por lo tanto, el capacitor es inútil en tales modos.
3. Si el sistema de sonido está alimentado por una fuente que consta de un generador muy potente y varias baterías AGM conectadas en paralelo, dicha fuente tiene una impedancia de salida muy baja, como resultado de lo cual la "reducción" en el sistema puede ser despreciable. En estos casos, el uso de un condensador tampoco dará un resultado notable.

Muchos propietarios a menudo se encuentran en una situación en la que necesitan conectar un dispositivo como un motor asíncrono trifásico a varios equipos, que puede ser una esmeril o una perforadora. Esto plantea un problema, ya que la fuente está diseñada para tensión monofásica. ¿Qué hacer aquí? De hecho, este problema es bastante fácil de resolver conectando la unidad de acuerdo con los esquemas utilizados para los condensadores. Para realizar este plan, necesitará un dispositivo que funcione y arranque, a menudo denominado desfasador.

Para asegurar el correcto funcionamiento del motor eléctrico, se deben calcular ciertos parámetros.

Para condensador de funcionamiento

Para seleccionar la capacidad efectiva del dispositivo, es necesario realizar cálculos utilizando la fórmula:

I1 es la corriente nominal del estator, para la cual se utilizan pinzas especiales;
Desconexión - tensión de red con una fase, (V).

Después de realizar los cálculos, la capacitancia del capacitor de trabajo se obtendrá en microfaradios.

Puede ser difícil para alguien calcular este parámetro usando la fórmula anterior. Sin embargo, en este caso, puede usar otro esquema para calcular la capacitancia, donde no necesita realizar operaciones tan complejas. Este método le permite determinar de manera bastante simple el parámetro requerido basándose únicamente en la potencia. Motor de inducción.

Basta recordar aquí que 100 vatios de potencia de una unidad trifásica deben corresponder a unos 7 microfaradios de la capacidad del condensador de trabajo.

Al calcular, debe controlar la corriente que fluye hacia el devanado de fase del estator en el modo seleccionado. Se considera inaceptable si la corriente es mayor que el valor nominal.

para condensador de arranque

Hay situaciones en las que el motor eléctrico debe encenderse en condiciones carga pesada en el eje Entonces, un capacitor de trabajo no será suficiente, por lo que deberá agregarle un capacitor de arranque. Una característica de su trabajo es que funcionará solo durante el período de inicio del dispositivo durante no más de 3 segundos, que utiliza la tecla SA. Cuando el rotor alcanza el nivel de la velocidad nominal, el dispositivo se apaga.

Si, por un descuido, el propietario dejó encendidos los dispositivos de arranque, esto conducirá a la formación de un desequilibrio importante en las corrientes de las fases. En tales situaciones, la probabilidad de sobrecalentamiento del motor es alta. Al determinar la capacitancia, se debe partir del hecho de que el valor de este parámetro debe ser 2,5-3 veces mayor que la capacitancia del capacitor de trabajo. Al hacerlo, uno puede lograr Par de arranque el motor alcanza el valor nominal, por lo que no hay complicaciones durante su arranque.

Para crear la capacitancia requerida, los capacitores se pueden conectar en paralelo y en serie. Debe tenerse en cuenta que se permite el funcionamiento de unidades trifásicas con una potencia de no más de 1 kW si están conectadas a una red monofásica con un dispositivo en funcionamiento. Y aquí puedes prescindir de un condensador de arranque.

Tipo de

Después de los cálculos, debe determinar qué tipo de condensador se puede usar para el circuito seleccionado.

La mejor opción es cuando se utiliza el mismo tipo para ambos condensadores. Normalmente trabajo motor trifasico proporcione condensadores de arranque de papel, revestidos en una caja sellada de acero como MPGO, MBGP, KBP o MBGO.

La mayoría de estos dispositivos están hechos en forma de rectángulo. Si nos fijamos en el caso, entonces están sus características:

Capacitancia (uF);
Voltaje de funcionamiento (V).

Aplicación de dispositivos electrolíticos.

Cuando use condensadores de arranque de papel, debe recordar el siguiente punto negativo: son bastante grandes y proporcionan una pequeña capacitancia. Por esta razón, para el funcionamiento eficiente de un motor trifásico de pequeña potencia, es necesario utilizar un número suficientemente grande de condensadores. Si lo desea, el papel se puede reemplazar por electrolíticos. En este caso, deben estar conectados de una manera ligeramente diferente, donde deben estar presentes elementos adicionales representada por diodos y resistencias.

Sin embargo, los expertos no recomiendan el uso de condensadores de arranque electrolíticos. Esto se debe a la presencia de un grave inconveniente en ellos, que se manifiesta de la siguiente manera: si el diodo no cumple con su tarea, se venderá corriente alterna al dispositivo, y esto ya está plagado de calentamiento y posterior explosión. .

Otra razón es que actualmente existen en el mercado lanzadores mejorados de polipropileno revestido de metal. corriente alterna tipo SVV.

En la mayoría de los casos, están diseñados para funcionar con un voltaje de 400-450 V. Se les debe dar preferencia, dado que se han mostrado repetidamente en el lado bueno.

Voltaje

Considerando diferentes tipos rectificadores de arranque de un motor trifásico conectado a una red monofásica, también se debe tener en cuenta un parámetro como el voltaje de funcionamiento.

Sería un error usar un rectificador cuyo voltaje nominal exceda el requerido por un orden de magnitud. Además del alto coste que supone adquirirlo, tendrás que destinarle más espacio debido a sus grandes dimensiones.

Al mismo tiempo, no debe considerar modelos en los que el voltaje tenga un indicador más bajo que el voltaje de la red. Los dispositivos con tales características no podrán realizar sus funciones de manera efectiva y fallarán muy pronto.

Para no equivocarse al elegir la tensión de funcionamiento, se debe seguir el siguiente esquema de cálculo: el parámetro final debe corresponder al producto de la tensión de red real y un factor de 1,15, mientras que el valor calculado debe ser de al menos 300 V. .

En el caso de que se seleccionen rectificadores de papel para funcionamiento en red voltaje de corriente alterna, entonces su voltaje de operación debe dividirse por 1.5-2. Por lo tanto, la tensión de funcionamiento de un condensador de papel, para el que el fabricante indicó una tensión de 180 V, en condiciones de funcionamiento en una red de corriente alterna, será de 90-120 V.

Para entender cómo se implementa en la práctica la idea de conexión motor electrico trifasico a una red monofásica, realizaremos un experimento utilizando un equipo AOL 22-4 con una potencia de 400 (W). La tarea principal a resolver es arrancar el motor desde una red monofásica con un voltaje de 220 V.

El motor utilizado tiene las siguientes características:

Teniendo en cuenta que el motor eléctrico utilizado tiene una potencia pequeña, al conectarlo a una red monofásica, solo puede comprar un condensador que funcione.

Cálculo de la capacidad del rectificador de trabajo:

Usando las fórmulas anteriores, tomamos 25 uF como el valor promedio de la capacitancia del rectificador de trabajo. Aquí se eligió una capacitancia ligeramente mayor de 10 uF. Por lo tanto, intentaremos averiguar cómo afecta dicho cambio al lanzamiento del dispositivo.

Ahora falta comprar rectificadores, estos últimos se utilizarán condensadores tipo MBGO. Además, sobre la base de los rectificadores preparados, se ensambla la capacitancia requerida.

En el proceso de trabajo, debe recordarse que cada uno de estos rectificadores tiene una capacidad de 10 microfaradios.

Si toma dos condensadores y los conecta entre sí en un circuito paralelo, la capacitancia total será de 20 microfaradios. En este caso, el indicador de voltaje de funcionamiento será igual a 160V. Para lograr el nivel requerido de 320 V, es necesario tomar estos dos rectificadores y conectarlos al mismo par de capacitores conectados en paralelo, pero ya utilizando un circuito en serie. Como resultado, la capacitancia total será de 10 microfaradios. Cuando la batería de condensadores de trabajo está lista, la conectamos al motor. Entonces solo queda ejecutarlo en una red monofásica.

En el proceso del experimento de conectar el motor a una red monofásica, el trabajo requirió menos tiempo y esfuerzo. Usando una unidad similar con una batería seleccionada de rectificadores, se debe tener en cuenta que su potencia útil estará en el nivel de hasta 70-80% de la potencia nominal, mientras que la velocidad del rotor corresponderá al valor nominal.

Importante: si el motor utilizado está diseñado para una red de 380/220 V, cuando se conecte a la red, use el circuito "triángulo".

Preste atención al contenido de la etiqueta: sucede que hay una imagen de una estrella con un voltaje de 380 V. En este caso, se puede garantizar el correcto funcionamiento del motor en la red cumpliendo las siguientes condiciones. Primero, tendrá que "destripar" una estrella común y luego conectar 6 extremos al bloque de terminales. Búsqueda punto común debe estar en la parte frontal del motor.

Video: conectar un motor monofásico a una red monofásica

La decisión de utilizar un capacitor de arranque debe tomarse en función de condiciones específicas; la mayoría de las veces, uno que funcione es suficiente. Sin embargo, si el motor que se está utilizando está sujeto a una carga mayor, se recomienda detener la operación. En este caso, es necesario determinar correctamente la capacidad requerida del dispositivo para garantizar el funcionamiento eficiente de la unidad.

O un torno, alimentado por 380 voltios. Se puede instalar en un taller casero o en el campo. Sí, ese es el problema, en estas habitaciones solo hay enchufes comunes.

En los casos en que es necesario conectar un motor eléctrico trifásico y solo hay disponible una fuente de voltaje monofásico, puede salir de la situación alimentando uno de los devanados a través de un elemento de cambio de fase: un condensador de arranque. Entonces puede obtener un reemplazo para la tercera fase del voltaje desplazado 120 grados.

En el caso ideal, para acelerar el motor se requiere una gran capacitancia, y al alcanzar la velocidad angular nominal se requiere otra menor. Para lograr esto, se utiliza un esquema que permite apagar el exceso de capacidad tanto de forma manual como automática, dejando solo su valor de trabajo.

En el caso de que los devanados estén conectados por una estrella, la capacitancia de trabajo del capacitor de trabajo está determinada por la fórmula:

Cp = 2800 (E/U)

En el caso de una conexión triangular, la dependencia es diferente:

Cp = 4800 (E/U)

Sin embargo, la conexión de los devanados del motor con un triángulo no es deseable, porque en este caso el voltaje debe ser de 380 voltios en cada uno de ellos, y en red domestica- solo 220.

Para simplificar el cálculo del valor de la capacitancia de un capacitor, puede usar la fórmula según la cual

P - potencia, vatios;

Cn es la capacitancia del capacitor de arranque, mF;

Cn es la capacitancia del capacitor de arranque, mF.

Por lo tanto, la capacidad del condensador de arranque debe ser de una vez y media a dos veces y media la de trabajo.

El voltaje de CA estándar es de 220 voltios. Surge la pregunta de cómo determinar la magnitud de la corriente que aparece en la fórmula anterior.

Esto no es difícil. se conoce el motor, se indica en una placa fijada en su cuerpo y que sirve como una especie de pasaporte para el mismo.

Yo \u003d P / (1.73 U cos φ),

I - valor actual, Amperio;

U - voltaje (220 voltios);

φ - ángulo de cambio de fase.

Habiendo calculado y seleccionado correctamente un condensador de arranque para un motor eléctrico, casi todos los tipos de motores eléctricos trifásicos se pueden conectar a una red monofásica. Algunos de ellos funcionarán mejor, es decir, sus características serán más cercanas a las de un pasaporte cuando estén normalmente encendidos (por ejemplo, la serie AOL, UAD, APN). Serie MA, caracterizada porque su diseño utiliza un esquema de doble jaula rotor de jaula de ardilla, mostrará los peores resultados.

Al elegir un condensador de arranque, se debe tener en cuenta el hecho de que en el momento del arranque, los valores actuales son muchas veces mayores que valor nominal. Por lo tanto, debe recordarse que la sección transversal de los conductores que proporcionan energía al motor debe elegirse con un margen.

Ahora, sobre qué capacitor de arranque se puede usar para conectar Se pueden usar capacitancias electrolíticas, pero la presencia de diodos rectificadores en el circuito lo complicará y reducirá la confiabilidad general de todo el sistema. Incluso Henry Ford argumentó con razón que cuantas menos piezas, menor es la probabilidad de avería.

Es más fácil y más confiable instalar un capacitor de papel inicial. El voltaje indicado en su caja debe exceder los 220 voltios.

31 de junio de 2014

¿Por qué se necesita un condensador?

El único propósito de usar capacitores en los sistemas de audio para automóviles es combatir las caídas de voltaje, es decir, estabilización de voltaje

¿Las caídas de voltaje mataron el sonido? ¡Cargue el condensador!

Arroz. 1. Condensadores - proyectiles con electricidad.

¿Qué hay de malo con las caídas de voltaje?

mejor calidad sonido y poder maximo los amplificadores de sonido demuestran un voltaje estable de 13.5 - 14 V. Pero en la práctica, sin el uso de capacitores, el voltaje en el sistema de energía está lejos de ser ideal y, lo que es más importante, es completamente inestable y se hunde casi al ritmo del música. Al mismo tiempo, cualquier amplificador de sonido reduce significativamente la eficiencia, la calidad del sonido y la potencia.

Eficiencia en el trabajo, es decir el nivel de potencia y la distorsión del sonido de cualquier amplificador de sonido depende directamente del voltaje en los terminales de suministro.

¿Por qué se producen las caídas de tensión?

primero, regular Batería de coche incapaz de entregar grandes corrientes lo suficientemente rápido debido a su gran resistencia interna(desde 30mOhm). Como resultado, en lugar de 13,5 - 14 V, incluso con el motor en marcha, especialmente en momentos de máxima potencia, como tambores u otros impulsos graves, el voltaje puede descender varios voltios. Tal caída de voltaje conduce inequívocamente a una disminución significativa en la potencia y la aparición de distorsiones de sonido que son perceptibles de oído incluso para un oyente inexperto.

En segundo lugar, la lejanía significativa de la batería de los amplificadores requiere el uso de bastante largo cables de poder. Cualquier cable, aunque sea de cobre y de la sección más adecuada, tiene su propia, aunque pequeña, resistencia. Cuanto más largo es el cable, mayor es su resistencia, más evita la transmisión instantánea de grandes corrientes.

En tercer lugar, en circuito eléctrico hay muchos elementos de conexión: portafusibles, divisores de potencia, terminales, etc. Cada uno de estos elementos conecta diferentes metales, creando la llamada resistencia de contacto. Por supuesto, los conectores de latón de calidad tienen poco efecto en las caídas de voltaje generales. Sin embargo, como regla general, en la búsqueda del precio, muchos usan elementos de conexión hechos de aleaciones a base de zinc de baja calidad. Esto conduce a pérdidas de energía en estas secciones del circuito.

¿Cómo resuelve un condensador este problema?

Un condensador o almacenamiento es una fuente de energía que tiene una tasa instantánea de retorno de electricidad. Cuando una batería normal y los cables “no tienen tiempo para proporcionar” la siguiente porción de energía, el amplificador la recibe instantáneamente del capacitor. Habiendo renunciado parcial o completamente a su carga, el capacitor también se carga instantáneamente. Por lo tanto, el capacitor estabiliza el voltaje en el sistema de potencia.

Hagamos una analogía. imaginemos que electricidad- Esto es agua. Los amplificadores de sonido necesitan mucha energía para funcionar de la manera más eficiente posible, es decir, agua. Entonces, una batería normal es una botella grande con un cuello angosto. Una gran cantidad de agua no puede fluir a través del cuello a la vez, lo que requieren los amplificadores de audio para procesar una potente señal de banda ancha o un impulso de graves. En este caso, el condensador es un cubo. Una cubeta puede recoger y verter rápidamente una gran cantidad de agua. Por lo tanto, el capacitor se rinde instantáneamente y recibe su carga nuevamente, estabilizando el voltaje en los cables de alimentación del amplificador.

Arroz. 2. Capacitores y una batería normal como un balde y una botella.

Condensador a condensador - discordia!

La gran mayoría de los sistemas de audio para automóviles simplemente no pueden alcanzar su potencial debido a la falta de condensadores en el sistema de alimentación. Sin embargo, ¿por qué existen tantas disputas y mitos sobre la necesidad de su uso? Desafortunadamente, un número significativo de empresas produce condensadores de baja calidad que no tienen las capacidades declaradas y aún menos resistencia. Dichos capacitores no reducen las caídas de voltaje, pero tienen un paquete hermoso y un precio bajo. Los bienes asequibles siempre se vuelven masivos. De ahí el ejército de insatisfechos, que creen que los condensadores no sirven para nada. Lea más sobre los "maniquíes" que eclipsaron el mercado de caraudio en el artículo.

Motores asíncronos recibidos aplicación amplia en la industria. Pero las unidades eléctricas de pequeña potencia se pueden utilizar con éxito en la vida cotidiana. Necesita un campo magnético giratorio para funcionar.

Sin embargo motores monofasicos no girará sin que se cree un cambio de fase, que se organiza mediante un devanado adicional y un elemento de cambio de fase. Como estos últimos, los condensadores MAL2118 son adecuados.

Se puede conectar condensador varios métodos. Hay tres esquemas diferentes:

lanzacohetes;
laboral;
mezclado.

Vale la pena señalar que el esquema más común es el primero (lanzador). Su característica distintiva es que el condensador está conectado a la red del motor solo en el momento de su arranque.

Entonces la unidad eléctrica mantiene independientemente su rotación. Tal esquema de conmutación permite no solo ahorrar dinero en la instalación de un conjunto completo (cables de sección transversal más pequeña), sino también ahorrar electricidad.

No hay que olvidar que existe un riesgo muy probable de sobrecalentamiento, que en la mayoría de los casos depende del terreno en el que se utilice el motor. Como protección, se recomienda instalar un relé térmico.

El esquema indicado es beneficioso principalmente porque le permite corregir distorsiones. campo magnético, reduciendo así las pérdidas por corrientes de Foucault y aumentando la eficiencia.

El condensador permanece encendido durante todo el período de funcionamiento del motor. Sin embargo, en este método hay una mosca en el ungüento. El encendido con un capacitor en funcionamiento degrada significativamente las características de arranque de una máquina asíncrona.