Denník N

Prečo jednofázové indukčné elektromotory potrebujú kondenzátory

indukcne elektromotory

Jednofázový asynchrónny motor je populárny pracovný motor, ktorého výhodou je, že je lacný, spoľahlivý a dá sa pripojiť priamo na jednofázové napájanie, vďaka čomu sa používa najmä v domácich a malých komerčných spotrebičoch.

Na rozdiel od trojfázových elektromotorov však nie sú samospúšťacie a na zrýchlenie z pokoja vyžadujú prídavné vinutie poháňané kondenzátorom.

Rotujúce magnetické polia

Aby sa indukčný elektromotor rozbehol, musí sa v statore vytvoriť točivé magnetické pole (RMF), ktoré indukuje otáčanie a krútiaci moment v rotore. Keďže stator sa fyzicky nepohybuje, otáčanie magnetického poľa vzniká interakciou medzi elektromagnetickými silami vznikajúcimi vo vinutí statora. V trojfázovom motore, ktorého každé vinutie je napájané napätím, ktoré je o 120 stupňov mimo fázy s ostatnými vinutiami, je súčtom vytvorených síl vektor, ktorý sa neustále otáča. To znamená, že trojfázové napájanie môže v rotore vyvolať krútiaci moment v pokoji a trojfázové elektromotory sa môžu samočinne spustiť bez ďalších komponentov.

Súvisiace produkty: electric motor, medium voltage motors, slip ring motors IC511, variable frequency drives, variable frequency drives, high voltage motors IC511, elektromotory Bánska Bystrica

Jednofázový indukčný motor je však napájaný jednofázovým zdrojom, ktorý prechádza cez jedno statorové vinutie. Jedno statorové vinutie samo o sebe nemôže vytvoriť RMF – vytvára len pulzujúce magnetické pole, ktoré sa skladá z dvoch protiľahlých polí vzdialených od seba 180 stupňov.

To spôsobuje dva problémy:

  • Po prvé, motor nie je samospúšťací, pretože magnetické pole vytvárané statorom sa neotáča.
  • Po druhé, hoci jedno vinutie môže poháňať elektromotor, keď sa dostane do otáčok, nevytvára v rotore počas celej otáčky stály krútiaci moment, čo vedie k strate účinnosti a výkonu. Maximálny krútiaci moment sa v rotore prejavuje približne pri 10 % sklze (rozdiel otáčok medzi rotorom a statorovým vinutím). Preto rotor strávi veľkú časť každej otáčky veľmi nízkym krútiacim momentom.

Pomocné vinutie

Jednofázové indukčné elektromotory používajú na prekonanie týchto problémov druhé statorové vinutie, ktoré sa nazýva „pomocné vinutie“ alebo „rozbehové vinutie“. Toto vinutie je otočené o 90 stupňov od hlavného vinutia a pomocou kondenzátora, ktorý mení fázu napájacieho napätia, je napájané napätím, ktoré nie je vo fáze s napätím dodávaným do hlavného vinutia. To znamená, že interakcia medzi týmito dvoma vinutiami vytvára točivé magnetické pole a motor sa môže samočinne spustiť.

Existujú dva kondenzátory s rôznymi charakteristikami, ktoré jednofázové indukčné elektromotory používajú na rôzne časti svojej prevádzky.

Rozbehové kondenzátory

Rozbehový kondenzátor je kondenzátor, ktorý sa používa na zabezpečenie rozbehového momentu motora. Sú to elektrolytické kondenzátory s hodnotou kapacity od 50 uf až do 1500 uf. Majú pomerne vysoké straty a nízku účinnosť a nie sú určené na nepretržitú prevádzku; je potrebné ich odpojiť, keď sa motor dostane do otáčok, pomocou odstredivého spínača alebo nejakého relé.

Kondenzátory chodu

Bežecký kondenzátor sa používa na vyrovnávanie krútiaceho momentu motora počas každej otáčky, čím sa zvyšuje účinnosť a výkon. Zvyčajne je oveľa menší ako rozbehový kondenzátor, často menší ako 60 uf, a je typu plneného olejom, aby sa znížili energetické straty.

Obmedzenia

Aj s prídavným pomocným vinutím trpí jednofázový indukčný elektromotor v porovnaní s trojfázovým motorom niekoľkými obmedzeniami. Fázový posun, ktorý zabezpečuje rozbehový kondenzátor, sa mení s otáčkami motora, čo znamená, že účinnosť nie je pri zmene otáčok motora konzistentná. Účinnosť je ovplyvnená aj RMF, ktorú vytvárajú dve statorové vinutia. Nie je tak blízko k dokonalej kružnici ako trojfázový RMF, čo znamená, že krútiaci moment sa počas každej otáčky stále výrazne mení, čo znižuje výkon a zvyšuje vibrácie. Komponenty potrebné na to, aby sa jednofázové indukčné elektromotory samočinne spúšťali, vrátane kondenzátorov a odstredivého spínača, poskytujú príležitosť na tepelné a mechanické opotrebovanie, ktoré spôsobuje problémy s údržbou.

Súvisiace produkty: variable frequency drives, high voltage motors, variable frequency drives, electric motor, medium, high voltage slip ring motors, low voltage motors, frekvenčné meniče Bánska Bystrica

Pre väčšie priemyselné aplikácie vyžadujúce vysokú účinnosť, ktoré pracujú v oblastiach, kde je k dispozícii trojfázové napájanie, môže byť vhodnejší trojfázový elektromotor.

Zhrnutie

Jednofázové indukčné motory sa bežne vyskytujú všade tam, kde sa používa jednofázové napájanie. Ak sú vybavené rozbehovým kondenzátorom, môžu vyvinúť dostatočný rozbehový moment na samočinný rozbeh a rozbehový kondenzátor zlepšuje ich účinnosť a výkon počas prevádzky.

Zdroj: emotorsdirect.ca, vyboelectric.com, elements.envato.com

 

Teraz najčítanejšie