Como escolher capacitores para conectar um motor elétrico monofásico e trifásico a uma rede de 220 V

Muitas vezes acontece, especialmente na vida cotidiana, que um motor elétrico assíncrono deve ser conectado a uma rede CA monofásica padrão com uma tensão operacional de 220 volts. E o motor é trifásico! Essa tarefa é típica quando precisamos instalar uma esmeril ou uma furadeira, por exemplo, em uma garagem.

Para organizar tudo corretamente, eles usam os chamados capacitores de partida e trabalho (mudança de fase). Em geral, os capacitores são de tipos diferentes, capacidades diferentes e, antes de prosseguir com a construção do circuito, é necessário selecionar os capacitores do tipo apropriado, tensão nominal e calcular corretamente a capacitância necessária.

Todo mundo sabe que um capacitor elétrico é formado por duas placas condutoras separadas por um dielétrico e serve para acumular, armazenar e transferir temporariamente carga elétrica, ou seja, energia elétrica.

Existem dois tipos de capacitores, polar e não polar. Não polar pode ser usado em circuitos CA, polar - não. Se o capacitor polar estiver incluído no circuito CA, muito em breve ocorrerá um curto-circuito na camada dielétrica, e o capacitor falhará. Os não polares reagem de maneira igualmente eficaz à voltagem de qualquer polaridade aplicada às suas placas e também à voltagem alternada.

Portanto, ao escolher um capacitor de trabalho para um motor trifásico, é necessário levar em consideração vários parâmetros básicos do circuito CA de trabalho. A fórmula abaixo para calcular a capacitância de um capacitor de trabalho em microfarads, com uma frequência atual de 50 Hz na rede, tem a seguinte aparência:

Aqui, dependendo do esquema de conexão dos enrolamentos do estator do motor ("estrela" ou "triângulo"), o coeficiente no início da fórmula assumirá o valor 4800 - para o "triângulo" ou 2800 - para a "estrela". I é o valor nominal da corrente efetiva do estator do motor conectado.

A corrente nominal I é indicada na placa de identificação (placa de informações) na carcaça do motor ou, se a placa for substituída, é medida pelos grampos de corrente em uma das fases durante a fonte de alimentação trifásica normal do motor. U é a tensão CA efetiva (rms) da rede à qual o motor com um capacitor será conectado, por exemplo, 220 volts.

Também existe uma abordagem mais simples para escolher a capacitância do capacitor em funcionamento - para cada 100 watts de potência do motor na conexão em estrela, são tomadas 7 microfarads de capacitância do capacitor. Se a conexão for um triângulo, a capacidade por 100 watts será de 12 microfarads.

Ao escolher uma capacitância do capacitor, é muito importante não exceder a calculada, caso contrário, a corrente através do enrolamento do estator excederá a classificação, o motor superaquecerá e poderá queimar rapidamente.

Quando o motor é acionado sob carga, e isso geralmente acontece porque a roda de esmeril ou o equipamento de perfuração tem uma massa significativa, a corrente de partida deve ser maior que a corrente nominal.

Para fazer isso, um capacitor de partida adicional é conectado em paralelo ao capacitor de trabalho pela duração da partida. Esse capacitor é necessário apenas por alguns segundos, até que o motor atinja a velocidade nominal. Depois disso, o capacitor de partida é desligado e apenas o capacitor de mudança de fase de trabalho permanece no circuito.

A capacitância do capacitor de partida é selecionada 2,5-3 vezes maior que a capacidade do capacitor de trabalho. E a tensão nominal deste capacitor deve ser o máximo possível pelo menos 1,5 vezes mais que a tensão de alimentação da rede elétrica.Às vezes, até capacitores conectados em série são usados ​​para obter a capacitância inicial necessária e a margem de tensão.

Se o motor não for trifásico, mas monofásico, pode haver um enrolamento de partida, que serve para criar torque em segundos de partida. Também deve haver um capacitor de mudança de fase. Mas os motores monofásicos podem funcionar de vários modos.

Se o capacitor de partida e o enrolamento de partida forem alimentados apenas durante a inicialização, tome 70 microfarads por 1 quilowatt de potência do motor. Se o capacitor de trabalho, juntamente com o enrolamento adicional, for alimentado o tempo todo, tome cerca de 30 microfarads por quilowatt.

Se o capacitor de partida estiver conectado no horário de início e o capacitor de trabalho continuar conectado durante a operação do equipamento, então, como regra, o valor da capacitância total do capacitor de partida e de trabalho será selecionado a partir da razão de 1 microfarad por 100 watts de potência.

As informações neste artigo ajudarão você a calcular a capacitância dos capacitores de trabalho e de partida. É conveniente adaptar o capacitor de partida para que ele seja conectado e desconectado por um botão especialmente ativado sem fixação. No entanto, se após cálculos precisos e conectar o capacitor o motor começar a aquecer significativamente durante a operação, a capacidade do capacitor de trabalho deverá ser reduzida.

Quanto à tensão nominal do capacitor, normalmente capacitores para uma tensão operacional inferior a 450 volts não são utilizados. É melhor se o capacitor estiver classificado em 500 ou 600 volts para corrente alternada.

Como capacitores de partida e trabalho de mudança de fase, os capacitores dielétricos de polipropileno são notavelmente adequados, que são comercializados como “capacitores de partida” no mercado. Se capacitores desse tipo não estiverem disponíveis, o MBGO do tipo "papel" será adequado, se apenas a tensão máxima corresponder.