Як працює конденсаторний електродвигун і для чого він потрібен

У сучасному обладнанні використовується дещо різні види електродвигунів. Різні по конструкції, характеристиками і принципом роботи всі ці двигуни підбираються для кожного конкретного випадку за своїми параметрами. Разом з тим, досить часто в приладах і обладнанні необхідні електродвигуни з можливістю підключення до однофазної мережі. Одним з відповідних варіантів виступає конденсаторний електродвигун, пристрій і принцип роботи якого ми розглянемо в межах даної статті.

Пристрій і принцип роботи

Говорячи про конденсаторні асинхронні двигуни, мова в першу чергу буде йти про електромоторах, спочатку розрахованих для підключення до однофазної мережі. Це дещо перегукується з двофазним або трифазними двигунами, переробленими для підключення в звичайну однофазну мережу на 220 Вольт. Але суттєвою відмінністю цих електродвигунів виступає те, що тут конденсатор виступає як обов'язкова умова електричної схеми та включення в трифазну мережу 380 Вольт такого асинхронного двигуна просто неможливо.

Пристрій і принцип роботи конденсаторного двигуна засновані на фізичних властивостях асинхронного двигуна, але для створення рушійної сили і обертання магнітного поля в ланцюг обмоток включений пусковий конденсатор.

За своєю будовою він не відрізняється від звичайного асінхроннікі і в складі має:

  1. Нерухомий статор в масивному корпусі з робочою і пусковий обмотками.
  2. Закріплений на валу ротор, що приводиться в рух силою електромагнітного поля, створюваного обмотками статора.

Обидві частини електродвигуна з'єднані між собою на підшипниках кочення або ковзання (втулки), закріплених в кришках корпусу статора.

За принципом роботи конденсаторний електродвигун, як зазначалося вище, відноситься до асинхронним - рух здійснюється за рахунок створення електромагнітного поля обмотками статора, зсунутими відносно один одного на 90 градусів. Єдина відмінність від трифазних асинхронних електродвигунів полягає у включеному в ланцюг конденсаторі, через який включаються друга обмотка електродвигуна.

Звичайний асинхронний двигун при включенні в мережу починає роботу з пусковою обмоткою. Після того як ротор набрав обертів, пускова обмотка відключається і роботу продовжує тільки робоча обмотка. Мінусом такого електромотора з пусковою обмоткою виступає момент пуску, коли ротор починає набір оборотів. Для електродвигуна важливо щоб в цей момент не було навантаження, або навантаження була невеликою. Пусковий момент виходить нижче, ніж у аналогічних за потужністю трифазних моторів.

У схемі підключення конденсаторного асинхронного двигуна є фазосдвігающій конденсатор. При підключенні до мережі через конденсатор у другій обмотці виникає зрушення фаз, що дорівнює 90 градусам (на практиці трохи менше). Це сприяє тому, що в роботу ротор включається з максимально можливим крутним моментом.

Такий запуск забезпечує включення двигуна як на холостому ходу, так і під навантаженням. Це дуже важливо для підключення двигуна під навантаженням. На практиці за такою схемою підключається мотор від пральної машини старих моделей. У момент пуску двигун повинен почати обертати воду в баку, а це істотне навантаження на електродвигун. При відсутності пускового конденсатора двигун не буде запускатися, він буде гудіти, грітися, але працювати не буде.

Види конденсаторних двигунів

Схема підключення, при якій конденсаторний асинхронний двигун запускається тільки від пускового конденсатора, має один істотний мінус. Під час роботи магнітне поле не залишається круговим або еліптичним, показники роботи падають, а електродвигун гріється. У такому випадку для оптимального режиму в ланцюг включається робочий конденсатор, що забезпечує постійний зсув фаз, а не тільки в момент пуску.

Відзначимо, що можна виділити дві групи конденсаторних двигунів:

  1. Конденсатор потрібен тільки для пуску, тоді його називають пусковим. Зазвичай це малопотужні прилади.
  2. Конденсатор потрібен для постійної роботи, в цьому випадку його називають робочим. В машинах великої потужності (кілька кВт) для пуску під навантаженням може не вистачати моменту, і тоді підключають додатково ще один пусковий конденсатор. Найчастіше це роблять за допомогою кнопки ПНВС.

Детальніше зі схемою підключення і тим як відрізнити ці типи однофазних двигунів ви можете ознайомитися в наступному відео ролику:

У міжнародній класифікації застосовуються позначення для типів конденсаторних асинхронних двигунів:

  • двигун з пуском через конденсатор / робота через обмотку (індуктивність) (CSIR);
  • двигун з пуском через конденсатор / робота через конденсатор (CSCR);
  • двигун з постійним поділом ємності (PSC).

Як працює така схема уявити нескладно: пусковий конденсатор великої ємності забезпечує пуск двигуна, а після набору потужності робочий меншої ємності забезпечує максимально відповідний режим роботи і швидкості обертання ротора.

Для особливих випадків, коли необхідно підтримувати необхідну швидкість обертання ротора при різних навантаженнях для робочих конденсаторів, підбирають різні ємності з можливістю їх перемикання.

Щоб змінити напрямок обертання, інакше кажучи, включити реверс, потрібно поміняти місцями кінці однієї з обмоток. Для цього зручно використовувати 6 контактний тумблер.

Як підібрати ємність для пускового конденсатора

Відразу варто сказати, що на табличці двигуна зазвичай вказується ємність пускового і робочого конденсатора (або тільки робочого, якщо пусковий не потрібний). При цьому вказуються точні дані характерні для конкретно цього електродвигуна з його особливостями будови і роботи.

Якщо шильдик затертий або відсутній, то розрахувати ємність робочого і пускового конденсатора для однофазного можна скоріше не за формулою, а по мнемонічному правилом:

Сума робочого і пускового конденсатора повинна складати 100 мкФ на 1 кВт потужності (70% пусковий і 30% робочий). Якщо двигун 1 кВт, то робочий конденсатор потрібен на 30 мкФ, а пусковий - на 70. А самі конденсатори повинні бути розраховані на напругу більше ніж в мережі живлення. Зазвичай вибирають близько 400 Вольт.

Сфера практичного застосування

Конденсаторні асинхронні електродвигуни використовуються в побутових електровентилятором, холодильниках, деяких сучасних пральних машинах, практично у всіх пральних машинах виробництва СРСР. Але в витяжках частіше застосовуються двигуни з розщепленими полюсами без конденсатора, тим не менш, можна зустріти моделі і з даним типом електродвигуна.

Крім побутової техніки їх сфера застосування поширюється і на насоси потужністю до 2-3 кВт, компресори та різні верстати з однофазним живленням, в загальному, на все, що повинно обертатися і працювати від 220 Вольт.

Ось ми і розглянули, що таке конденсаторний двигун, як він влаштований і для чого потрібен. Сподіваємося, надана інформація допомогла вам розібратися в питанні!

Матеріали по темі:

Додати коментар


Захисний код
Оновити