Kondensatormotorer — enhed, funktionsprincip, anvendelse

I denne artikel vil vi tale om kondensatormotorer, som faktisk er almindelige asynkrone motorer, der kun adskiller sig i den måde, de er forbundet til netværket. Lad os berøre emnet kondensatorvalg, analysere årsagerne til behovet for et nøjagtigt valg af kapacitet. Lad os bemærke hovedformlerne, der vil hjælpe til groft at estimere den nødvendige kapacitet.

Kondensatormotoren kaldes asynkron motor, i statorkredsløbet, hvori yderligere kapacitans er inkluderet for at skabe en faseforskydning af strømmen i statorviklingerne. Dette gælder ofte for enfasede kredsløb, når der anvendes trefasede eller tofasede induktionsmotorer.

Induktionsmotorens statorviklinger er fysisk forskudt fra hinanden, og en af ​​dem er forbundet direkte til lysnettet, mens den anden eller anden og tredje er forbundet til lysnettet via en kondensator.Kapaciteten af ​​kondensatoren er valgt således, at faseforskydningen af ​​strømmene mellem viklingerne er lig med eller i det mindste tæt på 90 °, så vil det maksimale drejningsmoment blive leveret til rotoren.

I dette tilfælde skal modulerne for den magnetiske induktion af viklingerne vise sig at være de samme, så statorviklingernes magnetfelter forskydes i forhold til hinanden, så det samlede felt roterer i en cirkel, og ikke i en ellipse, der trækker rotoren med sig med den største effektivitet.

Det er klart, at strømmen og dens fase i spolen forbundet over kondensatoren er relateret til både kondensatorens kapacitans og spolens effektive impedans, som igen afhænger af rotorens hastighed.

Ved start af motoren bestemmes viklingens impedans kun af dens induktans og aktive modstand, så den er relativt lille under start, og her skal der en større kondensator til for at sikre optimal start.

Når rotoren accelererer til nominel hastighed, vil rotorens magnetfelt inducere en EMF i statorviklingerne, som vil blive rettet mod spændingen, der forsyner viklingen - den aktuelle effektive modstand af viklingen stiger, og den nødvendige kapacitans falder.

Med en optimalt valgt kapacitet i hver tilstand (opstartstilstand, driftstilstand) vil magnetfeltet være cirkulært, og her er både rotorhastigheden og spændingen, samt antallet af viklinger og kapacitansen forbundet med strømmen relevant. . Hvis den optimale værdi af en parameter krænkes, bliver feltet elliptisk, og de motoriske egenskaber falder tilsvarende.

For motorer med forskellige formål er kondensatorens forbindelsesordninger forskellige.Når de er vigtige Startmoment, brug en kondensator med større kapacitet for at sikre optimal strøm og fase ved opstart. Hvis startmomentet ikke er særlig vigtigt, er der kun opmærksomhed på at skabe optimale betingelser for driftstilstanden ved den nominelle hastighed, og kapaciteten vælges til den nominelle hastighed.

Til en start af høj kvalitet bruges der ret ofte en startkondensator, som er forbundet parallelt med en kørekondensator med relativt lille kapacitet under opstart, således at det roterende magnetfelt er cirkulært under opstart, derefter starter kondensatoren er slukket, og motoren fortsætter kun med at køre, når kondensatoren kører. I særlige tilfælde bruges et sæt omskiftelige kondensatorer til forskellige belastninger.

Hvis startkondensatoren ikke ved et uheld afbrydes, efter at motoren når den nominelle hastighed, vil faseforskydningen i viklingerne falde, vil ikke være optimal, og statormagnetfeltet bliver elliptisk, hvilket vil forringe motorens ydeevne. Det er bydende nødvendigt, at du vælger den korrekte start- og driftskapacitet, for at motoren kan køre effektivt.

Figuren viser typiske kondensatormotorkoblingsskemaer, der anvendes i praksis. Overvej for eksempel en tofaset egern-burmotor, hvis stator har to viklinger til at forsyne to faser A og B.

Kondensator C er inkluderet i kredsløbet af statorens ekstra fase, derfor strømmer strømmene IA og IB i de to viklinger af statoren i to faser. Gennem tilstedeværelsen af ​​kapacitans opnås en faseforskydning af strømmene IA og IB på 90 °.

Vektordiagrammet viser, at netværkets samlede strøm er dannet af den geometriske sum af strømmene i de to faser IA og IB. Ved at vælge kapacitansen C opnår de en sådan kombination med viklingernes induktanser, at strømmenes faseforskydning er nøjagtigt 90 °.

Strømmen IA halter efter den påførte linjespænding UA med en vinkel φA, og strømmen IB halter bagud efter spændingen UB påført terminalerne af den anden vikling i det aktuelle øjeblik med en vinkel φB. Vinklen mellem netspændingen og spændingen på den anden spole er 90°. Spændingen på kondensatoren USC danner en vinkel på 90 ° med strømmen IV.

Diagrammet viser, at fuld kompensation af faseforskydningen ved φ = 0 opnås, når den reaktive effekt, der forbruges af motoren fra netværket, er lig med den reaktive effekt af kondensatoren C. Figuren viser typiske kredsløb for at inkludere trefasede motorer med kondensatorer i statorens viklingskredsløb.

Industri producerer i dag kondensatormotorer baseret på tofasede. Trefaset modificeres nemt manuelt for at forsyne fra et enkeltfaset netværk. Der er også små trefasede modifikationer, der allerede er optimeret med en kondensator til et enkeltfaset netværk.

Disse løsninger findes ofte i husholdningsapparater såsom opvaskemaskiner og værelsesventilatorer. Industrielle cirkulationspumper, ventilatorer og aftrækskanaler bruger også ofte kondensatormotorer i deres drift. Hvis det er nødvendigt at inkludere en trefaset motor i et enkeltfaset netværk, bruges en kondensator med en faseforskydning, det vil sige, at motoren igen omdannes til en kondensator.

For tilnærmelsesvis at beregne kapaciteten af ​​en kondensator anvendes kendte formler, hvor det er nok at erstatte forsyningsspændingen og motorens driftsstrøm, og det er nemt at beregne den nødvendige kapacitet for stjerne- eller trekantforbindelse af viklinger.

For at finde motorens driftsstrøm er det nok at læse dataene på dens typeskilt (effekt, effektivitet, cosinus phi) og også erstatte det i formlen. Som startkondensator er det sædvanligt at installere en kondensator dobbelt så stor som arbejdskondensatoren.

Fordelene ved kondensatormotorer, faktisk - asynkrone, inkluderer hovedsageligt en - muligheden for at forbinde en trefaset motor til et enkeltfaset netværk. Blandt ulemperne er behovet for optimal kapacitet til en specifik belastning og utilladeligheden af ​​strømforsyning fra modificerede sinusbølgeinvertere.

Vi håber, at denne artikel var nyttig for dig, og nu forstår du, hvad kondensatorer til asynkronmotorer er, og hvordan man vælger deres kapacitet.