Клеммы двойные или четверные для удобства подключения.
Как работает конденсаторный двигатель и для чего он используется
В современных машинах используется несколько различных типов конденсаторных двигателей. Имея различные конструкции, характеристики и принципы работы, эти двигатели индивидуально подбираются для конкретного применения.
… и их технические характеристики. Однако в оборудовании и приборах часто требуется однофазный электродвигатель. Одним из подходящих вариантов является конденсаторный двигатель, конструкцию и принцип работы которого мы рассмотрим в этой статье.
Конструкция и принцип работы
Говоря об асинхронных конденсаторных двигателях, мы в первую очередь будем иметь в виду электродвигатели, изначально предназначенные для подключения к однофазной сети. Это несколько напоминает двухфазные или трехфазные двигатели, подходящие для подключения к обычной однофазной сети 220 В. Однако главное отличие этих двигателей заключается в том, что конденсатор является необходимым условием в электрической цепи, и трехфазный двигатель 380 В не может быть подключен к трехфазной сети 380 В.
Структура и принцип работы конденсаторного двигателя основаны на физических характеристиках асинхронного двигателя, но пусковой конденсатор включен в цепь обмотки для создания движущей силы и вращения магнитного поля.
Конструктивно он не отличается от обычного асинхронного двигателя и имеет:
- Неподвижный статор в массивном корпусе с рабочей и пусковой обмотками.
- Установленный на валу ротор, приводимый в движение электромагнитным полем, создаваемым обмотками статора.
Обе части электродвигателя соединяются между собой с помощью подшипников качения или скольжения (втулок), закрепленных в крышках корпуса статора.
Конденсаторный двигатель, как уже упоминалось выше, по принципу действия является асинхронным – движение создается электромагнитным полем обмоток статора, смещенных на 90 градусов. Единственным отличием от трехфазных асинхронных двигателей является конденсатор, содержащийся в цепи, через которую подключена вторая обмотка двигателя.
Обычный асинхронный двигатель при включении запускается с пусковой обмоткой. Когда ротор набирает скорость, пусковая обмотка отключается, и работает только рабочая обмотка. Недостатком электродвигателя с пусковой обмоткой является начальная точка, при которой ротор начинает вращаться. Для двигателя важно, чтобы в этот момент нагрузка была незначительной или вообще отсутствовала. Пусковой момент ниже, чем у аналогичных трехфазных двигателей.
Назначение и преимущества
Конденсаторы этого типа используются в схеме подключения асинхронного двигателя. В этом случае он работает только при запуске, до достижения рабочей скорости.
Наличие такого элемента в цепи определяет следующее:
- Пусковая емкость Позволяет электрическому полю приблизиться к круговому электрическому полю.
- A Значительное увеличение магнитного потока.
- Пусковой момент Пусковой момент значительно повышает КПД двигателя.
Без этого элемента в системе срок службы двигателя значительно сокращается. Это связано с тем, что жесткий пуск вызывает некоторые трудности.
В качестве источника питания для данного типа конденсатора может выступать сеть переменного тока. Почти все используемые версии являются неполярными и имеют относительно более высокое рабочее напряжение для оксидных конденсаторов.
Преимущества сети, оснащенной таким элементом, заключаются в следующем:
- Более легкий запуск двигателя.
- Значительно больший срок службы Значительно больший срок службы двигателя.
Пусковой конденсатор работает в течение нескольких секунд после запуска двигателя.
Схемы подключения
Схема подключения двигателя с пусковым конденсатором
Схема подключения с пусковым конденсатором в сети является наиболее распространенной.
С этой схемой связаны некоторые нюансы:
- пусковая обмоткаи конденсатор включаются при запуске двигателя.
- Вспомогательная обмотка работает в течение короткого времени.
- Термостат включен в цепь для защиты вспомогательной обмотки от перегрева.
Если при запуске требуется высокий крутящий момент, в цепь вместе с рабочим конденсатором включается пусковой конденсатор. Стоит отметить, что довольно часто его емкость определяется экспериментально для достижения наибольшего пускового момента. Согласно проведенным измерениям, значение емкости должно быть в 2-3 раза выше.
Основные моменты схемы питания электродвигателя следующие:
- От источника тока1 ветвь идет к рабочему конденсатору. Он работает постоянно, поэтому и получил такое название.
- Перед ним находится ответвлениекоторая ведет к автоматическому выключателю. Кроме автоматического выключателя, для осуществления пуска двигателя может использоваться еще один компонент.
- После автоматического выключателя Пусковой конденсатор устанавливается после автоматического выключателя. Он включается на несколько секунд, пока ротор не наберет соответствующую скорость.
- Оба конденсатора подключаются к двигателю.
Однофазный электродвигатель может быть подключен аналогичным образом.
Стоит отметить, что пусковой конденсатор присутствует в цепи практически постоянно. Поэтому стоит помнить, что они должны быть подключены параллельно.
Условия эксплуатации
Для каждого конденсатора они свои. Поскольку первый конденсатор постоянно подключен к обмотке двигателя, эта цепь образует элементарный колебательный контур. В результате в определенные моменты времени на его клеммах возникает напряжение, в два с половиной – три раза превышающее напряжение, приложенное к его выводам. Этот факт необходимо учитывать при выборе деталей с номинальным напряжением 500-600 В.
Пусковые конденсаторы для двигателей 220 В работают в других, менее жестких условиях, чем рабочие конденсаторы. Напряжение, приложенное к этому емкостному компоненту, примерно в 1,15 раза выше основного напряжения. Его периодически подключают к цепям, что также положительно влияет на условия его работы и значительно продлевает срок службы.
Наиболее часто используются самодельные бумажные или масляные конденсаторы МБГО или МБГЧ. Их преимуществом является устойчивость к высоким переменным напряжениям. Недостатком, однако, является их большой размер. Альтернативным решением могут быть оксидные конденсаторы. В соответствии с некоторыми схемами они подключаются не напрямую, а через диоды.
Обычные электролитические конденсаторы, которые используются в различных устройствахЭти конденсаторы рассчитаны на высокое рабочее напряжение и подходят для асинхронных двигателей только в качестве пусковых конденсаторов. Это связано с высокой реактивной мощностью, которую они несут из-за низкого сопротивления обмоток. Подключение емкостных элементов с нарушениями или отклонениями от схемы приведет к повреждению или закипанию электролита, что может привести к повреждению двигателя и персонала.
Проверка пусковых и рабочих конденсаторов
Проверить конденсатор можно с помощью измерителя емкости конденсатора, который продается отдельно или в составе мультиметра – универсального прибора, способного измерять множество параметров. Давайте проверим его с помощью мультиметра.
- отключите электропитание кондиционера
- разрядите конденсатор путем короткого замыкания его выводов
- Снимите одну из клемм (любую)
- Настройте прибор на измерение емкости конденсатора
- Поместите щупы на контакты конденсатора
- Считайте значение емкости с экрана
Все приборы имеют различные режимы измерения емкости конденсатора, основные типы показаны на рисунках ниже.
В данном мультиметре режим измерения выбирается переключателем и устанавливается на Fcx.
Переключение предела измерения емкости осуществляется вручную. Максимальное значение составляет 100 мкФ.
Этот измеритель имеет автоматический режим, просто выберите его, как показано на рисунке.
Пинцет Mastech также измеряет емкость автоматически, просто выберите режим с помощью кнопки FUNC, нажимая ее до появления индикации F.
Замена и выбор пускового/рабочего конденсатора
Если имеется оригинальный конденсатор, очевидно, что его следует просто заменить и все. Полярность не имеет значения, т.е. Клеммы конденсатора не обозначены плюсом "+" и минусом "-" и могут быть подключены любым способом.
Никогда не следует использовать электролитические конденсаторы (их можно узнать по меньшему размеру, одинаковой емкости и знакам плюс и минус на корпусе). Следствием их использования является термическое разрушение. Для этих целей производители специально выпускают неполярные конденсаторы для работы на переменном токе, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы для быстрой установки.
Если нужный номинал отсутствует, его можно приобрести Параллельное подключение конденсаторов. Общая емкость будет равна сумме двух конденсаторов:
Это означает, что если два конденсатора по 35 мкФ соединить вместе, то получится общая емкость 70 мкФ, напряжение, при котором они могут работать, будет соответствовать их номиналу.
Такой обмен абсолютно эквивалентен одному конденсатору большей емкости.
Если при замене перепутали проводку, правильность подключения можно проверить по схеме на корпусе или здесь: Схема подключения конденсатора к компрессору.
Типы конденсаторов
Неполярные масляные конденсаторы используются для запуска больших компрессорных двигателей.
Корпус внутри заполнен маслом для обеспечения хорошей теплопередачи к поверхности корпуса. Корпуса обычно изготавливаются из металла, в том числе алюминия.
Наиболее распространенными конденсаторами этого типа являются CBB65.
Для небольших нагрузок, таких как двигатели вентиляторов, используются сухие конденсаторы, обычно с пластиковым корпусом.