Использование конденсатора в запуске электродвигателя

Асинхронные электромоторы чрезвычайно активно используются в настоящее время. Частое вращение такого электромотора обусловлено обязательным присутствием вращающегося магнитного поля. Основные качества данных моторов:

• простота конструкции;
• низкий уровень шума;
• отличные рабочие характеристики;
• несложность в эксплуатации.

Без 3-фазной сети вращающееся магнитное поле не создается. Чтобы круговое вращающееся поле могло вращать ротор, в статоре электромотора размещаются 3 обмотки под углом 120° относительно друг друга, и к ним подключается соответствующее напряжение.

Наш быт обслуживает 1-фазная электросеть с напряжением 220 вольт, и под нее выпускаются соответственно 1-фазные асинхронные электромоторы. Когда приходится подключать к 1-фазной сети 3-фазный электромотор, не избежать использования конденсатора в запуске электродвигателя, а также дополнительной обмотки на статоре под углом 90° относительно рабочих обмоток. В таких случаях конденсатор является фазосдвигающим элементом. Все это обусловлено тем, что при помещении обмотки в статор электромотора магнитное поле в ней образуется, только когда через нее протекает конкретно переменный синусоидальный ток. Однако это поле не в силах заставить ротор вращаться.

Пусковые и рабочие типы подключения схем

Типы схем различаются по способам подключения конденсаторов к электромотору. Для этих схем характерно применение пускового конденсатора, рабочего конденсатора или одновременно пускового и рабочего конденсаторов. Чаще всего использование конденсатора в запуске электродвигателя характеризуется подключением с пусковым конденсатором.

Употребление пускового конденсатора

При запуске электромотора включаются конденсатор и пусковая обмотка, размещенная на статоре под углом 90° к рабочим обмоткам, поскольку мотор продолжает вращаться даже при отключении дополнительной обмотки. Дополнительная обмотка работает очень недолго, поэтому для нее можно использовать провод с сечением, меньшим, чем у провода основных обмоток. Чтобы дополнительная обмотка не перегревалась, в схему всегда вводится тепловое реле или центробежный выключатель. Эти устройства обеспечивают регулирующее отклонение, когда мотор набирает определенную скорость или когда достигается сильный нагрев. Схема с использованием пускового конденсатора обеспечивает неплохие пусковые характеристики электромотора, но немного ухудшает его рабочие характеристики.

Достоинства схемы с рабочим конденсатором

Использование конденсатора в запуске электродвигателя обеспечит улучшенные рабочие показатели, если ввести в схему рабочий конденсатор, который не отключается после запуска электромотора. Правильно подобранный конденсатор позволит компенсировать искажения поля и повысить КПД. Но пусковые характеристики при этом станут хуже.

Чтобы обеспечить высокие положительные характеристики при изменении нагрузки электромотора, достаточно изменить величину емкости конденсатора, а ее выбирают на основании определенного тока нагрузки. При изменении тока относительно расчетной величины поле меняет круговую форму на эллиптическую, что влечет за собой ухудшение характеристик мотора.

Эту задачу проще всего решить за счет схемы с пусковым и рабочим конденсаторами одновременно. Пусковые и рабочие характеристики в такой схеме усредняются относительно вышеописанных схем. Если при подключении 3-фазного электромотора к однофазной линии требуется высокий пусковой момент, лучше выбрать схему конкретно с пусковым элементом. Если такой необходимости нет, соответственно используют рабочий конденсатор.

Некоторые рекомендации по эксплуатации

Всегда можно выбрать схему, которая оптимально подходит конкретному пользователю. Как правило, все выводы обмоток и конденсатора для электромотора находятся в клеммной коробке. При желании видоизменить схему или самостоятельно произвести нужный расчет конденсатора для определенного электромотора следует исходить из того, что каждый киловатт мощности данного двигателя требует гарантированно определенной емкости порядка 0,7-0,8 мкФ относительно рабочего конденсатора или емкость, в два с половиной раза превосходящую емкость пускового конденсатора.

В ходе проверки технического состояния электромотора зачастую может обнаружиться возникновение постороннего шума и излишней вибрации после довольно продолжительной эксплуатации двигателя. Ротор же поддается проверке с трудом. Эти неприятности могут быть вызваны плохим состоянием подшипника. Если беговые дорожки сильно заржавели, и на них имеются царапины и вмятины, если повреждены некоторые шарики и сепаратор, бывает необходимо подробно исследовать все наличные неисправности и дефекты.