Kondensormotorer — enhet, funktionsprincip, tillämpning

I den här artikeln kommer vi att prata om kondensatormotorer, som faktiskt är vanliga asynkronmotorer, som bara skiljer sig åt i hur de är anslutna till nätverket. Låt oss beröra ämnet kondensatorval, analysera orsakerna till behovet av ett exakt val av kapacitet. Låt oss notera huvudformlerna som hjälper till att grovt uppskatta den nödvändiga kapaciteten.

Kondensatormotorn kallas asynkron motor, i statorkretsen, i vilken ytterligare kapacitans ingår för att skapa en fasförskjutning av strömmen i statorlindningarna. Detta gäller ofta enfaskretsar när trefas- eller tvåfas induktionsmotorer används.

Induktionsmotorns statorlindningar är fysiskt förskjutna från varandra och en av dem är ansluten direkt till elnätet, medan den andra eller andra och tredje är anslutna till elnätet via en kondensator.Kapaciteten hos kondensatorn är vald så att fasförskjutningen av strömmarna mellan lindningarna är lika med eller åtminstone nära 90 °, då kommer det maximala vridmomentet att ges till rotorn.

I detta fall måste modulerna för den magnetiska induktionen av lindningarna visa sig vara desamma, så att statorlindningarnas magnetiska fält förskjuts i förhållande till varandra, så att det totala fältet roterar i en cirkel, och inte i en ellips som drar rotorn med den med största effektivitet.

Uppenbarligen är strömmen och dess fas i spolen kopplad över kondensatorn relaterad till både kondensatorns kapacitans och spolens effektiva impedans, vilket i sin tur beror på rotorns hastighet.

Vid start av motorn bestäms lindningens impedans endast av dess induktans och aktiva motstånd, så den är relativt liten under start, och här behövs en större kondensator för att säkerställa optimal start.

När rotorn accelererar till nominell hastighet, kommer rotorns magnetfält att inducera en EMF i statorlindningarna, som kommer att riktas mot spänningen som försörjer lindningen - lindningens nuvarande effektiva motstånd ökar och den erforderliga kapacitansen minskar.

Med en optimalt vald kapacitet i varje läge (startläge, driftläge) kommer magnetfältet att vara cirkulärt, och här är både rotorhastigheten och spänningen, och antalet lindningar, och kapacitansen kopplad till strömmen relevanta . Om det optimala värdet för någon parameter kränks, blir fältet elliptiskt och motoregenskaperna minskar i enlighet därmed.

För motorer med olika syften är kondensatorns anslutningsscheman olika.När de är betydelsefulla Startmoment, använd en kondensator med större kapacitet för att säkerställa optimal ström och fas vid uppstart. Om startmomentet inte är särskilt viktigt, ägnas uppmärksamhet endast åt att skapa optimala förhållanden för driftläget vid den nominella hastigheten, och kapaciteten väljs för den nominella hastigheten.

Ganska ofta, för en högkvalitativ start, används en startkondensator, som är parallellkopplad med en löpande kondensator med relativt liten kapacitet under uppstart, så att det roterande magnetfältet är cirkulärt under uppstart, sedan start kondensatorn stängs av och motorn fortsätter att gå endast när kondensatorn är igång. I speciella fall används en uppsättning omkopplingsbara kondensatorer för olika belastningar.

Om startkondensatorn inte av misstag kopplas bort efter att motorn når den nominella hastigheten, kommer fasförskjutningen i lindningarna att minska, kommer inte att vara optimal och statorns magnetfält blir elliptiskt, vilket kommer att försämra motorns prestanda. Det är absolut nödvändigt att du väljer rätt start- och driftskapacitet för att motorn ska fungera effektivt.

Figuren visar typiska kopplingsscheman för kondensatormotorer som används i praktiken. Tänk till exempel på en tvåfasig ekorrburmotor vars stator har två lindningar för att försörja två faser A och B.

Kondensator C ingår i kretsen för statorns extra fas, därför flyter strömmar IA och IB i statorns två lindningar i två faser. Genom närvaron av kapacitans uppnås en fasförskjutning av strömmarna IA och IB på 90 °.

Vektordiagrammet visar att den totala strömmen i nätverket bildas av den geometriska summan av strömmarna i de två faserna IA och IB. Genom att välja kapacitansen C uppnår de en sådan kombination med lindningarnas induktanser att fasförskjutningen av strömmarna är exakt 90 °.

Strömmen IA släpar efter den pålagda linjespänningen UA med en vinkel φA, och strömmen IB släpar efter spänningen UB som appliceras på terminalerna på den andra lindningen i det aktuella ögonblicket med en vinkel φB. Vinkeln mellan nätspänningen och spänningen på den andra spolen är 90°. Spänningen på kondensatorn USC bildar en vinkel på 90 ° med strömmen IV.

Diagrammet visar att full kompensation av fasförskjutningen vid φ = 0 uppnås när den reaktiva effekten som förbrukas av motorn från nätverket är lika med den reaktiva effekten hos kondensatorn C. Figuren visar typiska kretsar för att inkludera trefasmotorer med kondensatorer i statorns lindningskretsar.

Industrin tillverkar idag kondensatormotorer baserade på tvåfas. Trefas kan enkelt modifieras manuellt för att försörjas från ett enfasnät. Det finns också små trefasmodifieringar, redan optimerade med en kondensator för ett enfasnätverk.

Dessa lösningar finns ofta i hushållsapparater som diskmaskiner och rumsfläktar. Industriella cirkulationspumpar, fläktar och rökkanaler använder också ofta kondensatormotorer i sin drift. Om det är nödvändigt att inkludera en trefasmotor i ett enfasnätverk, används en kondensator med en fasförskjutning, det vill säga motorn omvandlas igen till en kondensator.

För att ungefärligen beräkna kapaciteten hos en kondensator används kända formler, där det räcker att ersätta matningsspänningen och motorns driftström, och det är lätt att beräkna den erforderliga kapaciteten för stjärn- eller deltakoppling av lindningar.

För att hitta motorns driftsström räcker det att läsa data på dess namnskylt (effekt, effektivitet, cosinus phi) och även ersätta den i formeln. Som startkondensator är det vanligt att installera en kondensator som är dubbelt så stor som arbetskondensatorn.

Fördelarna med kondensatormotorer, faktiskt - asynkrona, inkluderar huvudsakligen en - möjligheten att ansluta en trefasmotor till ett enfasnätverk. Bland nackdelarna är behovet av optimal kapacitet för en specifik belastning och otillåtligheten av strömförsörjning från modifierade sinusvågsomriktare.

Vi hoppas att den här artikeln var användbar för dig, och nu förstår du vad kondensatorer för asynkronmotorer är och hur man väljer deras kapacitet.