Silnik elektryczny 1,8kW 3-fazowy na 230V – dobór kondensatora pracy, nagrzewanie, 45µF czy za mało?

Pytanie

Silnik elektryczny 1,8kw 3 fazowy ale podpięty na 220v, ma kondensator pracy 45uf i silnik po 15-20min się nagrzewa, czy kondensator za mały czy za duży?

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Kondensator 45 µF jest zdecydowanie za mały.
• Dla silnika 3-fazowego 1,8 kW zasilanego z jednofazowej sieci 230 V potrzeba ok. 100-120 µF kondensatora pracy (MKP ≥ 450 V AC).
• Zbyt mała pojemność powoduje asymetrię prądów, spadek momentu oraz szybkie nagrzewanie się uzwojeń – dokładnie to, co obserwujesz po 15-20 minutach.

Szczegółowa analiza problemu

1. Teoretyczne podstawy
   • Wymuszone przez kondensator przesunięcie fazy powinno zbliżać się do 90°; przy zasilaniu 1-fazowym i połączeniu uzwojeń w Δ dąży się do wyrównania skutecznych wartości prądów.
   • Przybliżone równanie (50 Hz):
   \[
   C[\mu\text{F}] \approx \frac{P[\text{kW}]\;1000}{2\pi f U^{2}} \times 10^{6}
   \]
   Dla 1,8 kW i 230 V otrzymujemy ≈ 118 µF.

2. Empiryczne reguły doboru
   • 60-70 µF / kW (literatura europejska) → 108-126 µF
   • 50-70 µF / kW (praktyka warsztatowa) → 90-126 µF

3. Skutki pojemności odbiegającej od optimum
   Za mały C: niski moment rozruchowy, wysokie prądy w uzwojeniach zasilanych bezpośrednio, silne grzanie.
   Za duży C: wzrost prądu i napięcia w gałęzi z kondensatorem, możliwość rezonansu, także przegrzewanie – lecz w innym uzwojeniu.

4. Derating mocy
   Przy pracy z kondensatorem silnik odda ok. 60-70 % mocy znamionowej (≈ 1,1-1,3 kW). Jeśli obciążysz go pełnymi 1,8 kW – przegrzeje się niezależnie od kondensatora.

5. Wymagania montażowe
   • Uzwojenia muszą być połączone w Δ (tabliczka: 230/400 V Δ/Y).
   • Kondensator pracy – typ MKP, AC-470 … 525 V, przystosowany do pracy ciągłej (NOT “start”).

Aktualne informacje i trendy

• Coraz powszechniej zastępuje się układy kondensatorowe falownikami 1-230 V → 3-230 V. Taki przemiennik zapewnia pełną moc, miękki rozruch i regulację obrotów, a cena jednostek ≤ 2,2 kW spadła obecnie (2024 r.) do 350-600 zł brutto.
• W segmencie DIY pojawiają się gotowe „micro-VFD” z filtrami EMI na pokładzie, które mieszczą się w puszce przyłączeniowej silnika.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Pomiar prądów cęgami True-RMS: I_L, I_N, I_C. Pojemność dobieraj tak, aby I_C zbliżało się do I_L (± 10 %).
• Jeżeli silnik rozruchowo jest “ciężki”, można dodać kondensator rozruchowy ≈ 2,5 × C_pracy, załączany przekaźnikiem tylko na kilka sekund.

Aspekty etyczne i prawne

• PN-EN 60034-1: dopuszczalny wzrost temperatury klasy izolacji B = 80 K; przekroczenie grozi degradacją lakieru uzwojeń i pożarem.
• Wymiana kondensatora i pomiary pod napięciem wymagają kwalifikacji SEP.
• Kondensatory MKP gromadzą ładunek – obowiązkowe rozładowanie rezystorem > 2 kΩ/2 W.

Praktyczne wskazówki

1. Sprawdź połączenie Δ, stan wentylatora i czystość żeber.
2. Podłącz równolegle do obecnych 45 µF dodatkowe 56-68 µF (lub cały nowy 110-120 µF).
3. Uruchom silnik z nominalnym obciążeniem, zmierz temperaturę korpusu po 30 min – nie powinna przekraczać 80 °C.
4. Jeżeli obciążenie jest większe niż ~1,2 kW – rozważ falownik.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Żaden kondensator nie zapewni idealnego trójfazowego zasilania; wciąż występuje 30-40 % spadek mocy i sprawności.
• Bardzo duża pojemność (> 150 µF) może wzbudzić rezonans z indukcyjnością uzwojeń i uszkodzić izolację.

Sugestie dalszych badań

• Termowizja podczas różnych obciążeń – szybka diagnostyka hot-spotów.
• Analiza FFT prądu (przemiennik vs kondensator) – wpływ na łożyska przez wyższe harmoniczne.
• Testy porównawcze kosztu energii: kondensator vs VFD przy typowym profilu pracy.

Krótkie podsumowanie

Silnik grzeje się, bo 45 µF nie wystarcza do wytworzenia prawidłowego pola wirującego. Dobierz kondensator pracy w przedziale 100-120 µF (≥ 450 V AC) oraz upewnij się, że uzwojenia są w trójkąt i silnik nie jest przeciążony. Najlepszym, choć droższym, rozwiązaniem długoterminowym jest zastosowanie falownika jednofazowego z wyjściem trójfazowym.