Пусковите кондензатори са предназначени за стартиране на променливотокови асинхронни двигатели. Пусковите кондензатори имат две съществени роли: 1. Намаляват искренето между контактите. 2. Осигуряват бързо нарастване на магнитното поле (т.н. сгъстяване на магнитното поле ) Пусковите кондензатори, както и всички останали кондензатори имат следните основни параметри, които ги характеризират и по които могат да бъдат избирани: Капацитет на кондензатора. Дава се във Фаради (най-често микрофаради) и зависи от материала на диелектрика, технологията на производство, околната температура и др. Номинално напрежение – дава се във волтове и се възприема като нормално работно напрежение на кондензатора, при идеални условия на околната среда. Толеранс на кондензатора – обикновено е +/-5% или +/-10% . Изписва се от производителя, заедно с капацитета и номиналното напрежение на корпуса на кондензатора. Тангенс от ъгъла на загубите. Стойността му показва количествата загуби в диелектрика и е величина, зависеща изключително от материала на непроводимата част на кондензатора – това е частта между двата полюса. Материал на корпуса. Има изключително много видове кондензатори в зависимост от материала, от който е изграден техния корпус. Най-разпространени са кондензаторите с корпус от алуминий, с пластмасов корпус, залетите с различни видове смоли и битуми, както и пластмасовите корпуси. Видове изводи. Кондензаторите могат да бъдат с различни изводи. При някои, от корпуса им излизат гъвкави проводници, други са с твърди пинове и др. Основен параметър също така е степента на защита. IP00 означава липса на защита IP64 означава влагозащитени и т.н. Повече за кондензаторите можете да прочетете в статията „Кондезатори„. За да изясним работата на един пусков кондензатор ще вземем за пример кондензатор с метал-хартиена конструкция. Той се състои от плочи от метализирана хартия, които са отделени една от друга с два листа изолиращ материал (например восъчна хартия) Тези плочи, заедно с изолационния материал (диелектрика) са навити на руло и поставени в метален корпус. Едната плоча е съединена със заземеният метален корпус, а другата е изведена към контактен прекъсвач. Когато на изводите има напрежение, токът може да тече вътре, но не и през кондензатора. Напрежението зарежда кондензатора до стойност съизмерима със стойността на това напрежение. Когато кондензаторът се зареди – токът спира. Ако сега отстраните проводниците, чрез утечки напрежението на двата полюса постепенно ще започне бавно да намалява. Ако зареденият кондензатор се включи към мрежата, ще протече разряд с направление обратно на посоката, в която е протичал зарядния ток. За да разберем принципа на работа на кондензатора, нека разгледаме система на пуск на двигател с отстранен кондензатор. Когато контактите са отворени, силовите линии пресичат както първичната, така и вторичната намотка и по такъв начин електродвижещата сила се натрупва в първичната намотка. Това води създаване на толкова силно електромагнитно поле, че то може да пробие въздушната междина между контактите. Създава се електрическа дъга, която поддържа протичането на ток с много висок ампераж, което води до силно обгаряне на контактните тела. Това много напомня работата на проста хидравлична система изобразена на фиг.1
фиг.1
Водата протичаща през тръбата с голяма скорост води до бързо покачване на налягането ако кранът бързо се затвори. Това налягане, обаче постепенно намалява при наличие на място, където водата да отиде при затворен кран (камбановидното разширение). Наличието на въздушен калпак в системата позволява на водата да отиде в него, когато кранът внезапно се затвори, като след известно време въздушното налягане ще избута водата обратно по тръбата. Кондензаторът изпълнява работата на буфер, подобно на въздушния калпак в хидравлическата система. Когато контактите започнат да се отварят, кондензатора поглъща токът на самоиндукция, затова когато е напълно зареден, контактите могат да се отворят без риск от поява на искри. След това кондензатора се разрежда в посока обратна на посоката на първоначално протеклият ток.
Схеми на еднофазни асинхронни двигатели с пускови кондензатори
За работата на всеки асинхронен двигател е необходимо наличие на въртящо се електромагнитно поле. При включването асинхронен двигател в трифазната мрежа е лесно да се изпълни това условия: имаме три фази отместени една от друга на 120°, създаващи поле, което в пространството между ротора и статора се изменя именно циклично. Проблемът произтича от необходимостта да се използва асинхронен двигател в битови условия, където напрежението е еднофазно и е 220 VAC. Да се създаде въртящо се магнитно поле в такава мрежа, не е съвсем просто, затова еднофазните асинхронни двигатели не са така разпространени, както трифазните им аналози. Въпреки това, се използват в битовите вентилатори, помпте и други устройства. Трябва разбира се да се има предвид, че мощността на еднофазната верига не е много голяма, а електрическите характеристики на еднофазните двигатели, като цяло съществено отстъпват от характеристиките на трифазните асинхронни двигатели, а като мощност, рядко превишават един киловат. Роторът на еднофазните АД се изпълнява като накъсосъединен, тъй като заради ниската си мощност тези машини нямат нужда от регулиране в роторната верига. Схемата на статора представлява две намотки, включени паралелно във веригата. Една от тях е работна и осигурява работата на двигателя на 220 волта, а втората се счита за спомагателна или пускова. Към втората намотка се свързва елемент, който осигурява дефазирането на тока в намотките, което е необходимо за създаването на въртящо се електромагнитно поле. В 99% от случаите този елемент е пусков кондензатор, но все пак съществуват електродвигатели имащи включени със същата цел резистори или индуктивности. В зависимост от схемите на свързване кондензаторните електродвигатели се делят на такива с пусков кондензатор, с пусков и работен и само с работен. Най-разпространен е случаят на еднофазен асинхронен двигател с допълнителна намотка и кондензатор включен във веригата само за времето на пуска, като след това се изключва, както това беше пояснено във статията за кондензаторите в този блог. Във вариантът с работен кондензатор, той е постоянно включен във веригата. Електрическите машини, чиито схеми са реализирани с пускови кондензатори, имат добър пусков въртящ момент в началото на работния цикъл, но по време на работния процес параметрите на тези двигатели се влошават, защото полето създавано от едната работна намотка се явява елептично, а не кръгово. От своя страна двигателите с работен кондензатор имат добри работни характеристики, които се поддържат през целия работен процес, за сметка на влошени пускови. Очевидно е, че е неизбежно създаването на компромисна схема с пусков и работен кондензатор, при която двигателя има сравнително добри пускови и нелоши работни характеристики. Схемите с пусков кондензатор са задължителни при тежки пускови режими, а схемите с работен кондензатор – там, където нуждата от висок пусков момент не е така важна. Практически, коя от схемите ще изберете решавате вие, защото всички изводи, както на двигателя, така и на кондензаторите са изведени в клемната кутия и там, чрез проста промяна на местата на проводниците, можете да реализирате един или друг схемен вариант. Ако се наложи да избирате кондензатори, може да се ръководите от следните стойности: работният кондензатор трябва да е около 0.7 -0.8uF на киловат, а пусковия – 2.5 пъти с по-голям капацитет. Ако се чудите как да разберете, кои изводи са на пусковата, кои на работната намотка (ако те не се означени, разбира се), можете да се ориентирате по тяхното сечение: пусковата е значително с по-голямо сечение. Има и случаи, които не са много редки, при които пусковата и работната намотка са свързани вътре в корпуса на двигателя и са изведени с един общ извод. В този случай не може да се осъществява реверс, защото не трябва да се сменят местата на пусковата намотка. На практика в този случай ще имаме три силови извода в клемната кутия. Кой извод е на пусковата, кой на работната намотка, а кой общ, може да се определи единствено чрез прозвъняване. Най-голямо съпротивление ще се получи между изводите на пусковата и работната намотки, а съпротивлението между общия извод и пусковия е по-голямо, от това – между общия и работния край.
Включване на трифазен асинхронен двигател към еднофазна мрежа, чрез кондензатор.
В практиката често възниква необходимост от използване на трифазен двигател в еднофазната битова мрежа. Може да се използва следната схема, която осигурява 75% от мощността на трифазната машина. Как да изчислим кондензатора? Ако двигателят е изчислен с фазно напрежение 127 VAC (127х3=380VAC) то: С=2800.I/U=12,72.I uF, където U и I са номиналните ток и напрежение в еднофазната мрежа. Ако двигателят е изчислен на фазно напрежение 220 VAC, то: C=4800I/U=21,82.I uF Като при изчислението винаги трябва да се предвижда известен резерв.
Коментари от Google+
