Lauhdutinmoottorit — laite, toimintaperiaate, sovellus

Tässä artikkelissa puhumme kondensaattorimoottoreista, jotka ovat itse asiassa tavallisia asynkronisia moottoreita, jotka eroavat vain tavasta, jolla ne on kytketty verkkoon. Käsittelemme kondensaattorin valinnan aihetta, analysoimme syitä kapasiteetin tarkan valinnan tarpeeseen. Huomioikaa tärkeimmät kaavat, jotka auttavat karkeasti arvioimaan tarvittavan kapasiteetin.

Kondensaattorimoottoria kutsutaan asynkroninen moottori, staattoripiirissä, johon on lisätty kapasitanssia staattorin käämien virran vaihesiirron luomiseksi. Tämä koskee usein yksivaiheisia piirejä, kun käytetään kolmi- tai kaksivaiheisia oikosulkumoottoreita.

Induktiomoottorin staattorikäämit ovat fyysisesti irrallaan toisistaan ​​ja yksi niistä on kytketty suoraan verkkoon, kun taas toinen tai toinen ja kolmas on kytketty verkkoon kondensaattorin kautta.Kondensaattorin kapasiteetti valitaan siten, että käämien välisten virtojen vaihesiirto on yhtä suuri tai vähintään lähellä 90 °, jolloin roottori saa maksimivääntömomentin.

Tässä tapauksessa käämien magneettisen induktion moduulien tulee olla samoja, jotta staattorikäämien magneettikentät siirtyvät toisiinsa nähden siten, että kokonaiskenttä pyörii ympyrässä, ei ellipsi, joka vetää roottoria mukanaan suurimmalla tehokkuudella.

On selvää, että virta ja sen vaihe kondensaattorin yli kytketyssä kelassa liittyvät sekä kondensaattorin kapasitanssiin että kelan teholliseen impedanssiin, mikä puolestaan ​​riippuu roottorin nopeudesta.

Moottoria käynnistettäessä käämin impedanssi määräytyy vain sen induktanssin ja aktiiviresistanssin perusteella, joten se on käynnistyksen aikana suhteellisen pieni ja tässä tarvitaan suurempi kondensaattori optimaalisen käynnistyksen varmistamiseksi.

Kun roottori kiihtyy nimellisnopeuteen, roottorin magneettikenttä indusoi staattorin käämeissä EMF:n, joka suuntautuu käämiä syöttävää jännitettä vastaan ​​– käämin tehollinen virranvastus kasvaa ja vaadittu kapasitanssi pienenee.

Optimaalisesti valitulla kapasiteetilla kussakin tilassa (käynnistystila, toimintatila) magneettikenttä on pyöreä, ja tässä ovat merkityksellisiä sekä roottorin nopeus ja jännite, että käämien lukumäärä ja virtaan kytketty kapasitanssi . Jos jonkin parametrin optimiarvoa rikotaan, kenttä muuttuu elliptiseksi ja moottorin ominaisuudet heikkenevät vastaavasti.

Moottoreille, joilla on eri käyttötarkoituksia, kondensaattorin kytkentäkaaviot ovat erilaisia.Kun ne ovat merkittäviä Käynnistysmomentti, käytä suuremman kapasiteetin kondensaattoria varmistaaksesi optimaalisen virran ja vaiheen käynnistyksen yhteydessä. Jos käynnistysmomentti ei ole erityisen tärkeä, huomio kiinnitetään vain optimaalisten olosuhteiden luomiseen käyttötilalle nimellisnopeudella, ja kapasiteetti valitaan nimellisnopeudelle.

Melko usein laadukkaaseen käynnistykseen käytetään käynnistyskondensaattoria, joka kytketään käynnistyksen aikana rinnan suhteellisen pienen kapasiteetin käyntikondensaattorin kanssa niin, että pyörivä magneettikenttä on käynnistyksen aikana pyöreä, sitten käynnistys. kondensaattori sammuu ja moottori jatkaa käyntiä vain kondensaattorin ollessa käynnissä. Erikoistapauksissa käytetään sarjaa kytkettäviä kondensaattoreita eri kuormille.

Jos käynnistyskondensaattoria ei vahingossa irroteta, kun moottori on saavuttanut nimellisnopeuden, käämien vaihesiirto pienenee, ei ole optimaalinen ja staattorin magneettikenttä muuttuu elliptiseksi, mikä heikentää moottorin suorituskykyä. On ehdottoman tärkeää valita oikea käynnistys- ja käyttökapasiteetti, jotta moottori toimii tehokkaasti.

Kuvassa on esitetty tyypilliset käytännössä käytetyt kondensaattorimoottorin kytkentäkaaviot. Harkitse esimerkiksi kaksivaiheista oravahäkkimoottoria, jonka staattorissa on kaksi käämiä kahden vaiheen A ja B syöttämiseksi.

Kondensaattori C sisältyy staattorin lisävaiheen piiriin, joten virrat IA ja IB kulkevat staattorin kahdessa käämissä kahdessa vaiheessa. Kapasitanssin läsnäolon ansiosta virtojen IA ja IB vaihesiirto saavutetaan 90 °.

Vektorikaavio osoittaa, että verkon kokonaisvirta muodostuu kahden vaiheen IA ja IB virtojen geometrisesta summasta. Valitsemalla kapasitanssin C, he saavuttavat sellaisen yhdistelmän käämien induktanssien kanssa, että virtojen vaihesiirto on täsmälleen 90 °.

Virta IA on kulman φA jäljessä syötetystä verkkojännitteestä UA ja virta IB jäljessä toisen käämin liittimiin kulloinkin kulman φB syötetystä jännitteestä UB. Verkkojännitteen ja toiseen kelaan syötetyn jännitteen välinen kulma on 90°. Kondensaattorin USC jännite muodostaa 90° kulman virran IV kanssa.

Kaavio osoittaa, että vaihesiirron täysi kompensointi kohdassa φ = 0 saavutetaan, kun moottorin verkosta kuluttama loisteho on yhtä suuri kuin kondensaattorin C loisteho. Kuvassa on tyypillisiä piirejä kolmivaiheisten moottoreiden sisällyttämiseen staattorin käämipiireissä olevat kondensaattorit.

Teollisuus valmistaa nykyään kaksivaiheisia kondensaattorimoottoreita. Kolmivaiheiset ovat helposti muunneltavissa manuaalisesti syöttäviksi yksivaiheisesta verkosta. On myös pieniä kolmivaiheisia modifikaatioita, jotka on jo optimoitu kondensaattorilla yksivaiheiseen verkkoon.

Näitä ratkaisuja löytyy usein kodinkoneista, kuten astianpesukoneista ja huonetuulettimista. Teollisuuden kiertovesipumput, puhaltimet ja hormit käyttävät usein myös kondensaattorimoottoreita toiminnassaan. Jos on tarpeen sisällyttää kolmivaiheinen moottori yksivaiheiseen verkkoon, käytetään kondensaattoria, jossa on vaihesiirto, eli moottori muunnetaan jälleen kondensaattoriksi.

Kondensaattorin kapasiteetin likimääräiseen laskemiseen käytetään tunnettuja kaavoja, joissa riittää korvaamaan moottorin syöttöjännite ja käyttövirta, ja on helppo laskea tarvittava kapasiteetti. käämien tähti- tai kolmioliitäntä.

Moottorin käyttövirran selvittämiseksi riittää, että luet sen tyyppikilvestä tiedot (teho, hyötysuhde, kosini phi) ja myös korvaat ne kaavassa. Käynnistyskondensaattorina on tapana asentaa kondensaattori, joka on kaksi kertaa suurempi kuin työkondensaattori.

Kondensaattorimoottoreiden, itse asiassa asynkronisten, etuihin kuuluu pääasiassa yksi - mahdollisuus liittää kolmivaihemoottori yksivaiheiseen verkkoon. Haittoja ovat optimaalisen kapasiteetin tarve tietylle kuormitukselle ja tehonsyötön sallimattomuus muunnetuista siniaaltoinverttereistä.

Toivomme, että tämä artikkeli oli hyödyllinen sinulle, ja nyt ymmärrät, mitä asynkronisten moottoreiden kondensaattorit ovat ja kuinka valita niiden kapasiteetti.