5. Jak se počítá kondenzátor ve Steinmetzově obvodu?
Vzorec pro pracovní kondenzátor ve Steinmetzově obvodu
Pro Steinmetzův obvod musí být motorový obvod, zapojení do hvězdy nebo trojúhelníku, proveden tak, aby odpovídal stávajícímu síťovému napětí, které je v Evropě obvykle 230 V. Jako provozní kondenzátor je přípustný kovový papírový kondenzátor podle DIN EN 60252-1 (VDE 0560-8:2011-10), který se připojí ke třetímu volnému spoji motoru a v závislosti na požadovaném směru otáčení k fázovému nebo nulovému vodiči. Je-li kondenzátor připojen k fázovému vodiči, motor se otáčí doprava; je-li kondenzátor připojen k nulovému vodiči, otáčí se doleva. V různých technických knihách a na různých fórech se s odkazem na normu DIN 48501, která byla před lety stažena, doporučuje pro provozní napětí 230 V orientační hodnota přibližně 70 µF na 1 kW výkonu motoru. Obecný vzorec pro výpočet provozního kondenzátoru s kapacitou C a výkonem P elektromotoru při jmenovitém napětí U je následující:
s úhlovou frekvencí
Ve Steinmetzově zapojení může motor pracovat buď v uspořádání delta, nebo hvězda, v závislosti na napětí cívky. Přednost má zapojení do trojúhelníku.
Zapojení delta
Připojení delta - změna směru
Zapojení do hvězdy
Poloviční zapojení do hvězdy
Pomocná fáze je generována kondenzátorem. Místo 120° má však pouze fázový posun menší než 90°. To znamená, že je generováno pouze eliptické točivé pole, které však stačí k tomu, aby motor získal směr otáčení a mohl se samostatně rozběhnout. Tím však motor získává eliptické provozní vlastnosti. Se Steinmetzovým obvodem může motor pracovat buď v trojúhelníku, nebo ve hvězdě, v závislosti na napětí cívky. Přednost se dává zapojení delta. Kondenzátor a cívka motoru společně tvoří sériový rezonanční obvod. Během provozu vzniká na kondenzátoru při síťovém napětí 230 V špičkové napětí až 330 V. Aby nedošlo k jeho zničení, musí být dimenzován na nejvyšší vyskytující se napětí. Vzhledem k tomu, že použité kondenzátory z kovového papíru v průběhu let stárnou, přidává se bezpečnostní rezerva 70 V až 80 V. Při síťovém napětí 230 V se proto používá kondenzátor s dielektrickou pevností nejméně 400 V. Kvůli kondenzátoru se proudy v jednotlivých řetězcích liší. Rozběhový proud motoru závisí na požadovaném točivém momentu a je násobkem jmenovitého proudu. Protože provoz větších motorů vede ke zvýšenému jednofázovému zatížení, je provoz motorů se Steinmetzovým spínáním omezen na 1,5 kW až maximálně 2 kW v závislosti na dodavateli.