Condensormotoren — apparaat, werkingsprincipe, toepassing

In dit artikel zullen we het hebben over condensatormotoren, die eigenlijk gewone asynchrone motoren zijn, die alleen verschillen in de manier waarop ze op het netwerk zijn aangesloten. Laten we het hebben over het onderwerp condensatorselectie, analyseer de redenen voor de behoefte aan een nauwkeurige selectie van capaciteit. Laten we eens kijken naar de belangrijkste formules die zullen helpen om de vereiste capaciteit ruwweg te schatten.

De condensatormotor wordt genoemd asynchrone motor, in het statorcircuit, waarin extra capaciteit is opgenomen om een ​​faseverschuiving van de stroom in de statorwikkelingen te creëren. Dit is vaak van toepassing op enkelfasige circuits wanneer driefasige of tweefasige inductiemotoren worden gebruikt.

De statorwikkelingen van de inductiemotor zijn fysiek verschoven ten opzichte van elkaar en een ervan is rechtstreeks op het net aangesloten, terwijl de tweede of tweede en derde via een condensator op het net zijn aangesloten.De capaciteit van de condensator is zo gekozen dat de faseverschuiving van de stromen tussen de wikkelingen gelijk is aan of in ieder geval dicht bij 90 ° ligt, waarna het maximale koppel aan de rotor wordt geleverd.

In dit geval moeten de modules van de magnetische inductie van de wikkelingen hetzelfde blijken te zijn, zodat de magnetische velden van de statorwikkelingen ten opzichte van elkaar worden verplaatst, zodat het totale veld in een cirkel draait, en niet in een ellips, die de rotor met de grootste efficiëntie meesleept.

Het is duidelijk dat de stroom en zijn fase in de spoel die over de condensator is aangesloten, verband houden met zowel de capaciteit van de condensator als de effectieve impedantie van de spoel, die op zijn beurt afhangt van de snelheid van de rotor.

Bij het starten van de motor wordt de impedantie van de wikkeling alleen bepaald door de inductantie en actieve weerstand, dus deze is relatief klein tijdens het starten, en hier is een grotere condensator nodig om een ​​optimale start te garanderen.

Naarmate de rotor versnelt tot de nominale snelheid, zal het magnetische veld van de rotor een EMF in de statorwikkelingen induceren, die gericht zal zijn tegen de spanning die de wikkeling levert - de huidige effectieve weerstand van de wikkeling neemt toe en de vereiste capaciteit neemt af.

Met een optimaal geselecteerde capaciteit in elke modus (opstartmodus, bedrijfsmodus), zal het magnetische veld cirkelvormig zijn, en hier zijn zowel de rotorsnelheid als de spanning, en het aantal wikkelingen en de capaciteit verbonden met de stroom relevant . Als de optimale waarde van een parameter wordt geschonden, wordt het veld elliptisch en nemen de motorkarakteristieken dienovereenkomstig af.

Voor motoren met verschillende doeleinden zijn de verbindingsschema's van de condensator verschillend.Wanneer ze significant zijn Startkoppel, gebruik een condensator met een grotere capaciteit om een ​​optimale stroom en fase bij het opstarten te garanderen. Als het startkoppel niet bijzonder belangrijk is, wordt alleen aandacht besteed aan het creëren van optimale omstandigheden voor de bedrijfsmodus bij het nominale toerental en wordt de capaciteit geselecteerd voor het nominale toerental.

Heel vaak wordt voor een hoogwaardige start een startcondensator gebruikt, die tijdens het opstarten parallel wordt geschakeld met een bedrijfscondensator met een relatief kleine capaciteit, zodat het roterende magnetische veld tijdens het opstarten circulair is, en dan de start condensator wordt uitgeschakeld en de motor blijft alleen draaien als de condensator draait. In speciale gevallen wordt een set schakelbare condensatoren gebruikt voor verschillende belastingen.

Als de startcondensator niet per ongeluk wordt losgekoppeld nadat de motor de nominale snelheid heeft bereikt, zal de faseverschuiving in de wikkelingen afnemen, niet optimaal zijn en zal het magnetische veld van de stator elliptisch worden, wat de prestaties van de motor zal verslechteren. Het is absoluut noodzakelijk dat u het juiste start- en bedrijfsvermogen selecteert om de motor efficiënt te laten werken.

De afbeelding toont typische schakelschema's voor condensatormotoren die in de praktijk worden gebruikt. Overweeg bijvoorbeeld een tweefasige kooiankermotor waarvan de stator twee wikkelingen heeft om twee fasen A en B te leveren.

Condensator C is opgenomen in het circuit van de extra fase van de stator, daarom stromen IA en IB in twee fasen in de twee wikkelingen van de stator. Door de aanwezigheid van capaciteit wordt een faseverschuiving van stromen IA en IB van 90° bereikt.

Het vectordiagram laat zien dat de totale stroom van het netwerk wordt gevormd door de geometrische som van de stromen van de twee fasen IA en IB. Door de capaciteit C te kiezen, bereiken ze een zodanige combinatie met de inductanties van de wikkelingen dat de faseverschuiving van de stromen precies 90 ° is.

De stroom IA loopt achter op de aangelegde lijnspanning UA met een hoek φA, en de stroom IB blijft achter op de spanning UB die op het huidige moment op de klemmen van de tweede wikkeling wordt aangelegd met een hoek φB. De hoek tussen de netspanning en de spanning op de tweede spoel is 90°. De spanning op de condensator USC vormt een hoek van 90° met de stroom IV.

Het diagram laat zien dat volledige compensatie van de faseverschuiving bij φ = 0 wordt bereikt wanneer het blindvermogen dat door de motor van het netwerk wordt verbruikt gelijk is aan het blindvermogen van de condensator C. De afbeelding toont typische circuits voor het opnemen van driefasige motoren met condensatoren in de wikkelcircuits van de stator.

De industrie produceert tegenwoordig condensatormotoren op basis van tweefasig. Driefasen kunnen eenvoudig handmatig worden aangepast om te worden gevoed vanuit een enkelfasig netwerk. Er zijn ook kleine driefasige aanpassingen, al geoptimaliseerd met een condensator voor een enkelfasig netwerk.

Deze oplossingen zijn vaak te vinden in huishoudelijke apparaten zoals vaatwassers en kamerventilatoren. Ook industriële circulatiepompen, ventilatoren en rookkanalen maken vaak gebruik van condensatormotoren. Als het nodig is om een ​​driefasige motor in een enkelfasig netwerk op te nemen, wordt een condensator met een faseverschuiving gebruikt, dat wil zeggen dat de motor opnieuw wordt omgezet in een condensator.

Om de capaciteit van een condensator bij benadering te berekenen, worden bekende formules gebruikt, waarbij het voldoende is om de voedingsspanning en de bedrijfsstroom van de motor te vervangen, en het is eenvoudig om de benodigde capaciteit voor ster- of driehoekschakeling van wikkelingen.

Om de bedrijfsstroom van de motor te vinden, volstaat het om de gegevens op het typeplaatje (vermogen, efficiëntie, cosinus phi) te lezen en deze ook in de formule te vervangen. Als startcondensator is het gebruikelijk om een ​​condensator te installeren die twee keer zo groot is als de werkende condensator.

De voordelen van condensatormotoren, in feite - asynchroon, omvatten voornamelijk één - de mogelijkheid om een ​​​​driefasige motor aan te sluiten op een enkelfasig netwerk. Nadelen zijn onder meer de behoefte aan optimale capaciteit voor een specifieke belasting en de ontoelaatbaarheid van voeding van gemodificeerde sinusomvormers.

We hopen dat dit artikel nuttig voor u was en dat u nu begrijpt wat condensatoren voor asynchrone motoren zijn en hoe u hun capaciteit kunt kiezen.