Kondensatormotorer — enhet, driftsprinsipp, applikasjon

I denne artikkelen vil vi snakke om kondensatormotorer, som faktisk er vanlige asynkronmotorer, som bare skiller seg i måten de er koblet til nettverket. La oss berøre temaet kondensatorvalg, analyser årsakene til behovet for et nøyaktig valg av kapasitet. La oss merke oss hovedformlene som vil bidra til å grovt anslå den nødvendige kapasiteten.

Kondensatormotoren kalles asynkron motor, i statorkretsen, der ekstra kapasitans er inkludert for å skape en faseforskyvning av strømmen i statorviklingene. Dette gjelder ofte enfasekretser når trefase eller tofase induksjonsmotorer brukes.

Statorviklingene til induksjonsmotoren er fysisk forskjøvet fra hverandre, og en av dem er koblet direkte til strømnettet, mens den andre eller andre og tredje er koblet til strømnettet via en kondensator.Kapasiteten til kondensatoren er valgt slik at faseforskyvningen av strømmene mellom viklingene er lik eller i det minste nær 90 °, da vil det maksimale dreiemomentet gis til rotoren.

I dette tilfellet må modulene for magnetisk induksjon av viklingene vise seg å være de samme, slik at magnetfeltene til statorviklingene forskyves i forhold til hverandre, slik at det totale feltet roterer i en sirkel, og ikke i en ellipse som drar rotoren med den med størst effektivitet.

Det er klart at strømmen og dens fase i spolen koblet over kondensatoren er relatert til både kapasitansen til kondensatoren og den effektive impedansen til spolen, som igjen avhenger av rotorens hastighet.

Ved start av motoren bestemmes impedansen til viklingen kun av dens induktans og aktive motstand, så den er relativt liten under start, og her trengs en større kondensator for å sikre optimal start.

Når rotoren akselererer til nominell hastighet, vil rotorens magnetfelt indusere en EMF i statorviklingene, som vil bli rettet mot spenningen som forsyner viklingen - den nåværende effektive motstanden til viklingen øker og den nødvendige kapasitansen reduseres.

Med en optimalt valgt kapasitet i hver modus (oppstartsmodus, driftsmodus) vil magnetfeltet være sirkulært, og her er både rotorhastigheten og spenningen, og antall viklinger, og kapasitansen koblet til strømmen relevant. . Hvis den optimale verdien for en parameter brytes, blir feltet elliptisk og motorkarakteristikkene reduseres tilsvarende.

For motorer med forskjellige formål er tilkoblingsskjemaene til kondensatoren forskjellige.Når de er betydelige Startmoment, bruk en kondensator med større kapasitet for å sikre optimal strøm og fase ved oppstart. Hvis startmomentet ikke er spesielt viktig, rettes oppmerksomheten bare mot å skape optimale forhold for driftsmodusen ved nominell hastighet, og kapasiteten velges for nominell hastighet.

Ganske ofte, for en start av høy kvalitet, brukes en startkondensator, som er koblet parallelt med en løpende kondensator med relativt liten kapasitet under oppstart, slik at det roterende magnetiske feltet er sirkulært under oppstart, deretter starter kondensatoren er slått av og motoren fortsetter å gå bare med kondensatoren i gang. I spesielle tilfeller brukes et sett med omskiftbare kondensatorer for forskjellige belastninger.

Hvis startkondensatoren ikke ved et uhell kobles fra etter at motoren når den nominelle hastigheten, vil faseforskyvningen i viklingene reduseres, vil ikke være optimal og statormagnetfeltet vil bli elliptisk, noe som vil forringe ytelsen til motoren. Det er avgjørende at du velger riktig start- og driftskapasitet for at motoren skal gå effektivt.

Figuren viser typiske koblingsskjemaer for kondensatormotorer som brukes i praksis. Tenk for eksempel på en tofaset ekorn-burmotor hvis stator har to viklinger for å forsyne to faser A og B.

Kondensator C er inkludert i kretsen til statorens tilleggsfase, derfor strømmer strømmene IA og IB i de to viklingene til statoren i to faser. Gjennom tilstedeværelsen av kapasitans oppnås en faseforskyvning av strømmene IA og IB på 90 °.

Vektordiagrammet viser at den totale strømmen til nettverket dannes av den geometriske summen av strømmene til de to fasene IA og IB. Ved å velge kapasitansen C oppnår de en slik kombinasjon med induktansene til viklingene at faseforskyvningen til strømmene er nøyaktig 90 °.

Strømmen IA henger etter den påførte linjespenningen UA med en vinkel φA, og strømmen IB henger etter spenningen UB som påføres terminalene til den andre viklingen i gjeldende øyeblikk med en vinkel φB. Vinkelen mellom nettspenningen og spenningen som påføres den andre spolen er 90°. Spenningen på kondensatoren USC danner en vinkel på 90 ° med strømmen IV.

Diagrammet viser at full kompensasjon av faseforskyvningen ved φ = 0 oppnås når den reaktive effekten som forbrukes av motoren fra nettverket er lik den reaktive effekten til kondensatoren C. Figuren viser typiske kretser for å inkludere trefasemotorer med kondensatorer i viklingskretsene til statoren.

Industri produserer i dag kondensatormotorer basert på tofase. Trefaset modifiseres enkelt manuelt for å forsyne fra et enfaset nettverk. Det er også små trefasemodifikasjoner, allerede optimert med en kondensator for et enfaset nettverk.

Disse løsningene finnes ofte i husholdningsapparater som oppvaskmaskiner og romvifter. Industrielle sirkulasjonspumper, vifter og røykkanaler bruker også ofte kondensatormotorer i driften. Hvis det er nødvendig å inkludere en trefasemotor i et enfaset nettverk, brukes en kondensator med faseforskyvning, det vil si at motoren igjen konverteres til en kondensator.

For å tilnærmet beregne kapasiteten til en kondensator, brukes kjente formler, der det er nok å erstatte forsyningsspenningen og driftsstrømmen til motoren, og det er enkelt å beregne nødvendig kapasitet for stjerne- eller deltakobling av viklinger.

For å finne driftsstrømmen til motoren, er det nok å lese dataene på navneskiltet (kraft, effektivitet, cosinus phi) og også erstatte det i formelen. Som startkondensator er det vanlig å installere en kondensator som er dobbelt så stor som arbeidskondensatoren.

Fordelene med kondensatormotorer, faktisk - asynkrone, inkluderer hovedsakelig en - muligheten for å koble en trefasemotor til et enfaset nettverk. Blant ulempene er behovet for optimal kapasitet for en spesifikk belastning og utillateligheten av strømforsyning fra modifiserte sinusbølgeomformere.

Vi håper at denne artikkelen var nyttig for deg, og nå forstår du hva kondensatorer for asynkronmotorer er og hvordan du velger deres kapasitet.