Kondenzátorové motory — zařízení, princip činnosti, použití

V tomto článku budeme hovořit o kondenzátorových motorech, což jsou vlastně obyčejné asynchronní motory, lišící se pouze způsobem připojení k síti. Pojďme se dotknout tématu výběru kondenzátoru, analyzovat důvody potřeby přesného výběru kapacity. Všimněme si hlavních vzorců, které pomohou zhruba odhadnout potřebnou kapacitu.

Kondenzátorový motor se nazývá asynchronní motor, v obvodu statoru, ve kterém je zahrnuta přídavná kapacita pro vytvoření fázového posunu proudu ve vinutí statoru. To se často týká jednofázových obvodů, když se používají třífázové nebo dvoufázové indukční motory.

Statorová vinutí indukčního motoru jsou vzájemně fyzicky přesazena a jedno z nich je připojeno přímo k síti, zatímco druhé nebo druhé a třetí jsou připojeny k síti přes kondenzátor.Kapacita kondenzátoru je zvolena tak, aby fázový posun proudů mezi vinutími byl roven nebo alespoň blízký 90 °, pak bude rotoru poskytnut maximální točivý moment.

V tomto případě se moduly magnetické indukce vinutí musí ukázat jako stejné, takže magnetická pole statorových vinutí jsou vzájemně posunuta, takže celkové pole se otáčí v kruhu, a ne v elipsu, tahající s sebou rotor s největší účinností.

Je zřejmé, že proud a jeho fáze v cívce připojené přes kondenzátor souvisí jak s kapacitou kondenzátoru, tak s efektivní impedancí cívky, která zase závisí na rychlosti rotoru.

Při spouštění motoru je impedance vinutí určena pouze jeho indukčností a činným odporem, proto je při rozběhu poměrně malá a zde je pro zajištění optimálního rozběhu potřeba větší kondenzátor.

Jak rotor zrychluje na jmenovité otáčky, magnetické pole rotoru indukuje EMF ve vinutí statoru, které bude namířeno proti napětí napájejícímu vinutí – aktuální efektivní odpor vinutí se zvyšuje a požadovaná kapacita klesá.

Při optimálně zvolené kapacitě v každém režimu (režim spouštění, režim provozu) bude magnetické pole kruhové a zde jsou důležité jak otáčky rotoru, tak napětí, počet vinutí a kapacita připojená k proudu. . Pokud dojde k narušení optimální hodnoty některého parametru, pole se stane eliptickým a charakteristika motoru se odpovídajícím způsobem sníží.

Pro motory s různými účely jsou schémata připojení kondenzátoru různá.Když jsou významné Startovací moment, použijte kondenzátor s větší kapacitou, abyste zajistili optimální proud a fázi při spuštění. Pokud není rozběhový moment zvláště důležitý, věnuje se pozornost pouze vytvoření optimálních podmínek pro provozní režim při jmenovitých otáčkách a kapacita se volí pro jmenovité otáčky.

Poměrně často se pro kvalitní start používá rozběhový kondenzátor, který je při rozběhu zapojen paralelně s běžícím kondenzátorem relativně malé kapacity, takže točivé magnetické pole je při rozběhu kruhové, pak rozběh kondenzátor se vypne a motor dále běží pouze s běžícím kondenzátorem. Ve speciálních případech se používá sada vypínatelných kondenzátorů pro různé zátěže.

Pokud nedojde k náhodnému odpojení spouštěcího kondenzátoru poté, co motor dosáhne jmenovitých otáček, fázový posun ve vinutí se sníží, nebude optimální a magnetické pole statoru se stane eliptickým, což zhorší výkon motoru. Aby motor fungoval efektivně, je nutné zvolit správný startovací a provozní výkon.

Obrázek ukazuje typická schémata spínání kondenzátorových motorů používaná v praxi. Uvažujme například dvoufázový motor s kotvou nakrátko, jehož stator má dvě vinutí pro napájení dvou fází A a B.

Kondenzátor C je zařazen v obvodu přídavné fáze statoru, proto proudy IA a IB tečou ve dvou vinutích statoru ve dvou fázích. Přítomností kapacity je dosaženo fázového posunu proudů IA a IB o 90°.

Vektorový diagram ukazuje, že celkový proud sítě je tvořen geometrickým součtem proudů dvou fází IA a IB. Volbou kapacity C dosáhnou takové kombinace s indukčnostmi vinutí, že fázový posun proudů je přesně 90°.

Proud IA se za přivedeným síťovým napětím UA opožďuje o úhel φA a proud IB za napětím UB přivedeným na svorky druhého vinutí v aktuálním okamžiku o úhel φB. Úhel mezi síťovým napětím a napětím aplikovaným na druhou cívku je 90°. Napětí na kondenzátoru USC svírá s proudem IV úhel 90°.

Diagram ukazuje, že plné kompenzace fázového posunu při φ = 0 je dosaženo, když se jalový výkon odebíraný motorem ze sítě rovná jalovému výkonu kondenzátoru C. Obrázek ukazuje typické obvody pro zahrnutí třífázových motorů s kondenzátory v obvodech vinutí statoru.

Průmysl dnes vyrábí kondenzátorové motory na bázi dvoufázových. Třífázové lze snadno ručně upravit na napájení z jednofázové sítě. Existují i ​​malé třífázové modifikace, již optimalizované s kondenzátorem pro jednofázovou síť.

Tato řešení se často nacházejí v domácích spotřebičích, jako jsou myčky nádobí a pokojové ventilátory. Průmyslová oběhová čerpadla, ventilátory a kouřovody také často využívají při svém provozu kondenzátorové motory. Pokud je nutné zařadit třífázový motor do jednofázové sítě, použije se kondenzátor s fázovým posunem, to znamená, že motor je opět přeměněn na kondenzátor.

Pro přibližný výpočet kapacity kondenzátoru se používají známé vzorce, ve kterých stačí dosadit napájecí napětí a provozní proud motoru a lze snadno vypočítat potřebnou kapacitu pro hvězdicové nebo trojúhelníkové zapojení vinutí.

Pro zjištění provozního proudu motoru stačí přečíst údaje na jeho typovém štítku (výkon, účinnost, kosinus phi) a také je dosadit do vzorce. Jako startovací kondenzátor je obvyklé instalovat kondenzátor dvakrát větší než pracovní kondenzátor.

K výhodám kondenzátorových motorů, vlastně — asynchronních, patří především jedna — možnost připojení třífázového motoru k jednofázové síti. Mezi nevýhody patří nutnost optimální kapacity pro konkrétní zátěž a nepřípustnost napájení z modifikovaných sinusových měničů.

Doufáme, že tento článek byl pro vás užitečný a nyní chápete, co jsou kondenzátory pro asynchronní motory a jak vybrat jejich kapacitu.