Конденсатор двигателя [1] [2] — это электрический конденсатор , который изменяет ток в одной или нескольких обмотках однофазного асинхронного двигателя переменного тока для создания вращающегося магнитного поля. [ необходима ссылка ] Существует два распространенных типа конденсаторов двигателя: пусковой конденсатор и рабочий конденсатор (включая двойной рабочий конденсатор ). [2]
Конденсаторы двигателя используются с однофазными электродвигателями [3] : 11 , которые в свою очередь используются для привода кондиционеров , насосов для гидромассажных ванн / джакузи , приводных ворот, больших вентиляторов или печей с принудительной подачей воздуха, например. [1] «Двойной рабочий конденсатор» используется в некоторых компрессорных блоках кондиционеров для усиления как двигателей вентилятора, так и двигателей компрессора. [1] Двигатели с постоянным разделением конденсаторов (PSC) используют конденсатор двигателя, который не отсоединяется от двигателя. [4]
Пусковые конденсаторы отстают от напряжения на обмотках ротора, создавая сдвиг фаз между обмотками возбуждения и обмотками ротора. Без пускового конденсатора северное и южное магнитные поля выстроятся в линию, и двигатель загудит и начнет вращаться только при физическом повороте, создавая сдвиг фаз. Пусковой конденсатор остается в цепи достаточно долго, чтобы быстро разогнать двигатель до заданной скорости, которая обычно составляет около 75% от полной скорости, а затем выключается из цепи, часто с помощью центробежного переключателя , который отключается на этой скорости. После этого двигатель работает более эффективно с рабочим конденсатором, который приближает коэффициент мощности к единице. [1] [5]
Пусковые конденсаторы обычно имеют номинальную емкость более 70 мкФ и четыре основных класса напряжения: 125 В, 165 В, 250 В и 330 В. [1]
Пусковые конденсаторы емкостью более 20 мкФ всегда представляют собой неполяризованные алюминиевые электролитические конденсаторы [6] с нетвердым электролитом и поэтому применимы только для кратковременного запуска двигателя.
Двигатель не будет работать должным образом, если центробежный выключатель сломан. Если выключатель всегда открыт, пусковой конденсатор не является частью цепи, поэтому двигатель не запустится. Если выключатель всегда закрыт, пусковой конденсатор всегда находится в цепи, поэтому обмотки двигателя, скорее всего, сгорят. Если двигатель не запускается, проблема скорее всего в конденсаторе, чем в выключателе. [ необходима цитата ]
Некоторым однофазным электродвигателям переменного тока требуется «рабочий конденсатор» для питания обмотки второй фазы (вспомогательной катушки) с целью создания вращающегося магнитного поля во время работы двигателя. [5]
Рабочие конденсаторы предназначены для непрерывной работы при включенном двигателе, поэтому электролитические конденсаторы избегаются, а используются полимерные конденсаторы с низкими потерями. Рабочие конденсаторы в основном представляют собой полипропиленовые пленочные конденсаторы (исторически: металлизированные бумажные конденсаторы) и находятся под напряжением все время работы двигателя. [1] Рабочие конденсаторы имеют номинальную емкость от 1,5 до 100 мкФ и классификацию по напряжению 250, 370 и 440 В. [1]
Если установлено неправильное значение емкости, это приведет к неравномерному магнитному полю вокруг ротора. Это заставляет ротор колебаться в неровных местах, что приводит к неравномерному вращению, особенно под нагрузкой. Это колебание может привести к тому, что двигатель станет шумным, увеличится потребление энергии, снизится производительность и двигатель перегреется. [5]
Двойной рабочий конденсатор поддерживает два электродвигателя, как с двигателем вентилятора, так и с двигателем компрессора. Он экономит место, объединяя два физических конденсатора в одном корпусе. Двойной конденсатор имеет три клеммы, обозначенные C для общего, FAN и HERM для герметичного компрессора .
Двойные конденсаторы бывают разных размеров, в зависимости от емкости (измеряется в микрофарадах, мкФ), например, 40 плюс 5 мкФ, а также от напряжения. 440-вольтовый конденсатор можно использовать вместо 370-вольтового, но не 370-вольтовый вместо 440-вольтового. [2] Емкость должна оставаться в пределах 5% от ее первоначального значения. [2] Круглые цилиндрические двухтактные конденсаторы обычно используются для кондиционирования воздуха , чтобы помочь в запуске компрессора и двигателя вентилятора конденсатора. [2] Овальный двухтактный конденсатор можно использовать вместо круглого конденсатора; в любом случае монтажная планка должна соответствовать используемой форме. [2]
Единицы измерения емкости обозначены в микрофарадах (мкФ). Старые конденсаторы могут быть обозначены устаревшими терминами «мфд» или «МФД», которые могут быть двусмысленными, но, особенно в этом контексте, используются также и для микрофарад (миллифарад равен 1000 микрофарад и обычно не встречается на двигателях).
Неисправный рабочий конденсатор часто становится раздутым, его стороны или концы изогнуты или выпирают больше обычного; тогда можно ясно увидеть, что конденсатор вышел из строя, потому что он разбух или даже раздулся, что привело к утечке электролита конденсатора . Некоторые конденсаторы имеют конструкцию «чувствительного к давлению прерывателя», которая заставляет их выходить из строя до того, как внутреннее давление может вызвать серьезную травму. Одна из таких конструкций приводит к расширению верхней части конденсатора и разрыву внутренней проводки. [7]
За много лет использования емкость конденсатора падает; это называется «слабый конденсатор». В результате двигатель может не запуститься или работать на полную мощность.
Если во время удара молнии в электросеть работает двигатель, рабочий конденсатор может быть поврежден или ослаблен скачком напряжения, что потребует его замены.
Стандарт IEC /EN 60252-1 2011 определяет следующие уровни защиты конденсаторов двигателя:
Конденсатор двигателя, являющийся компонентом циркуляционного насоса джакузи , может перегреться, если он неисправен. [9] Это создает опасность возгорания, и Комиссия по безопасности потребительских товаров США (CPSC) получила более 100 сообщений о случаях перегрева конденсатора двигателя, в результате чего некоторые из них стали причиной пожаров. [9]
Конденсаторы для двигателей, произведенные до 1978 года, вероятно, содержат полихлорированные бифенилы (ПХБ). Это чрезвычайно токсичные и стойкие химикаты с множеством долгосрочных негативных последствий для здоровья человека и диких животных. В США конденсаторы должны были маркироваться надписью «Без ПХБ» или аналогичным текстом. Конденсаторы без этих маркировок вызывают подозрение.
Конденсаторы, содержащие ПХБ, должны быть заменены и утилизированы, проконсультировавшись с местными органами охраны окружающей среды. Если эти конденсаторы протекут или выйдут из строя, ПХБ могут попасть в окружающую среду и, скорее всего, приведут к чрезвычайно дорогостоящей очистке окружающей среды и, возможно, судебным искам. В исследовательском сообществе имеются обширные токсикологические отчеты о ПХБ. Агентство по охране окружающей среды США располагает большим объемом информации о правильном способе тестирования и управления этими токсичными химикатами в старых конденсаторах. [10]
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)