Kondensatorstart-Induktionsmotor
Kondensatorstartmotoren sind eine Art von Einphasen-Induktionsmotoren. Sie nutzen einen Kondensator im Hilfswicklungsschaltkreis, um eine signifikante Phasenverschiebung zwischen dem Strom in der Hauptwicklung und dem in der Hilfswicklung zu erzeugen. Wie der Name „Kondensatorstart“ deutlich macht, verlassen sich diese Motoren auf einen Kondensator speziell für den Startvorgang. Das folgende Diagramm zeigt die Verbindungsschaltung eines Kondensatorstartmotors.
Der Kondensatorstartmotor verfügt über einen Käfigläufer und enthält zwei Wicklungen auf seinem Stator, nämlich die Hauptwicklung und die Hilfs- (oder Start-) wicklung. Diese beiden Wicklungen sind um 90 Grad voneinander versetzt angeordnet. Ein Kondensator, bezeichnet als CS, ist in Serie mit der Startwicklung angeschlossen. Darüber hinaus ist ein zentrifugaler Schalter, gekennzeichnet als SC, in den Schaltkreis integriert.
Das Phasorendiagramm des Kondensatorstartmotors wird wie folgt dargestellt:
Wie im obigen Phasorendiagramm dargestellt, liegt der Strom in der Hauptwicklung, bezeichnet als IM, 90 Grad hinter dem Hilfsstrom IA zurück. Dies teilt effektiv den Einphasen-Strom in zwei Phasen. Die beiden Wicklungen sind elektrisch um 90 Grad verschoben, und ihre magnetischen Feldkräfte (MMF) sind gleich groß, aber um 90 Grad phasenverschoben im Zeitbereich.
Daher funktioniert der Motor als ausgewogener Zweiphasenmotor. Wenn der Motor seine Nennleistung annähert, trennt der zentrifugale Schalter, der am Motorwellenansatz montiert ist, automatisch die Hilfswicklung und den Startkondensator ab.
Eigenschaften des Kondensatorstartmotors
Der Kondensatorstartmotor kann ein sehr hohes Anfangsdrehmoment erzeugen, etwa 3 bis 4,5 Mal das Vollastdrehmoment. Um ein so hohes Anfangsdrehmoment zu erreichen, müssen zwei wichtige Bedingungen erfüllt sein:
Der Wert des Startkondensators sollte relativ groß sein.
Der Widerstand der Startwicklung sollte gering sein.
Aufgrund der hohen reaktiven Leistung (Var), die der Kondensator benötigt, werden in der Regel Elektrolytkondensatoren mit einer Kapazität von etwa 250 µF eingesetzt.
Die Drehmoment-Geschwindigkeits-Kennlinie des Motors wird unten dargestellt:
Die Kennlinie zeigt klar, dass der Kondensatorstartmotor ein hohes Anfangsdrehmoment hat. Im Vergleich zum Phasensplittermotor ist jedoch sein Preis höher, hauptsächlich aufgrund der zusätzlichen Kosten für den Kondensator. Um die Richtung eines Kondensatorstartmotors umzukehren, muss der Motor zunächst vollständig gestoppt werden, danach können die Verbindungen einer der Wicklungen umgekehrt werden.
Anwendungen des Kondensatorstartmotors
Der Kondensatorstartmotor findet in einer Vielzahl von Anwendungen breite Verwendung:
Hochinertiales und häufig startende Szenarien: Ideal für Lasten mit hoher Trägheit, die häufig gestartet werden müssen, da sein starkes Anfangsdrehmoment die anfängliche Widerstandskraft effektiv überwinden kann.
Pumpen und Kompressoren: Häufig in Pumpen und Kompressoren eingesetzt, wo zuverlässige und leistungsstarke Startfähigkeiten für einen effizienten Betrieb unerlässlich sind.
Kühl- und Klimasysteme: Weit verbreitet in den Kompressoren von Kühlschränken und Klimaanlagen, um einen reibungslosen Start und eine stabile Leistung zur Erhaltung der gewünschten Kühlwirkung sicherzustellen.
Förderbänder und Werkzeuge: Auch in Förderbändern und Werkzeugmaschinen eingesetzt, um das notwendige Drehmoment bereitzustellen, um die Bewegung von Materialien und Bauteilen zu initiieren und aufrechtzuerhalten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Kondensatorstartmotor mit seinen einzigartigen Eigenschaften und weitreichenden Anwendungen eine bedeutende Rolle in zahlreichen elektrischen und mechanischen Systemen spielt.
