19 Однофазные конденсаторные двигатели, конструкция, особенности работы и пуска

Двигатели конденсаторные - Разновидность асинхронных двигателей, в цепь одной или нескольких обмоток статора включены конденсаторы для создания сдвига фазы тока в этих обмотках.

Чаще всего применяются для использования в однофазных цепях и имеют две обмотки, обычно с разным количеством витков. Оси обмоток в пространстве сдвинуты на 90°. Одна из обмоток подключена непосредственно к питающей цепи, а вторая подключена к ней же через конденсатор. Для обеспечения максимального вращающего момента величина емкости конденсатора выбирается такой, чтобы сдвиг фазы тока между обмотками был близок к 90° , и модули магнитной индукции обмоток были примерно одинаковыми. В этом случае магнитные поля, создаваемые обмотками, сдвинуты по фазе, а суммарное поле вращается по кругу, увлекая за собой ротор.

Следует, однако, заметить, что сила и фаза тока в обмотке, подключенной через конденсатор, зависят не только от емкости конденсатора, но и от эффективного импеданса обмотки. Последний, в свою очередь, зависит от скорости вращения ротора. В момент пуска двигателя импеданс обмотки определяется только сопротивлением и индуктивностью обмотки и относительно мал. Поэтому для создания оптимальных условий для пуска двигателя требуется конденсатор достаточно большой емкости. После того, как ротор двигателя раскрутится, магнитное поле ротора создает в обмотках статора электродвижущую силу, направленную против напряжения, прикладываемого к обмоткам снаружи. Это приводит к увеличению эффективного сопротивления обмоток, и существенному снижению оптимального значения емкости конденсатора. Таким образом, круговое поле в двигателе имеет место лишь при определенном значении емкости конденсатора, скорости вращения, напряжения и чисел витков обмоток. При изменении какой-либо из этих величин (например, скорости вращения) поле становится эллиптическим, а характеристики двигателя ухудшаются.

В зависимости от назначения двигателя применяются разные схемы включения емкостей в цепь обмотки статора. Если необходимо обеспечить большой стартовый момент вращения ротора, то выбирают конденсатор большой емкости, обеспечивающий оптимальный по величине и фазе ток в момент пуска двигателя. Если пусковой момент не критичен и может быть достаточно малым, но необходимо обеспечить оптимальные условия при номинальной скорости вращения, то емкость рассчитывается из условия номинальной скорости вращения. Часто на время пуска параллельно с рабочим конденсатором относительно малой емкости включается пусковой конденсатор, емкость которого значительно больше, в результате чего поле при пуске приближается к круговому. После пуска эта емкость отключается, и двигатель работает лишь с рабочим конденсатором (см. схему). Иногда используется и большее число переключаемых конденсаторов.

Если после окончания пуска не отключить пусковую емкость, то сдвиг фаз токов в обмотках из-за повышения импедансов обмоток после раскрутки двигателя сильно уменьшится, магнитное поле станет эллиптическим, и рабочие характеристики двигателя значительно ухудшаются.