Kondensatorowy silnik indukcyjny
Silniki z rozruchem kondensatorowym to rodzaj jednofazowych silników indukcyjnych. Wykorzystują one kondensator w obwodzie uzwojenia pomocniczego, aby stworzyć znaczącą różnicę fazową między prądem płynącym przez uzwojenie główne i prądem w uzwojeniu pomocniczym. Jak sama nazwa "rozruch kondensatorowy" wskazuje, te silniki polegają na kondensatorze specjalnie do procesu uruchomienia. Poniższy diagram ilustruje schemat połączeń silnika z rozruchem kondensatorowym.
Silnik z rozruchem kondensatorowym ma klatkę biegunową i zawiera dwa uzwojenia na swobodniku, mianowicie uzwojenie główne i uzwojenie pomocnicze (lub startowe). Te dwa uzwojenia są ustawione pod kątem 90 stopni względem siebie. Kondensator, oznaczony jako CS, jest podłączony szeregowo do uzwojenia startowego. Dodatkowo, przełącznik odśrodkowy, oznaczony jako SC, jest zintegrowany z obwodem.
Diagram fazowy silnika z rozruchem kondensatorowym przedstawiony jest poniżej:
Jak pokazano na powyższym diagramie fazowym, prąd w uzwojeniu głównym, oznaczony jako IM, opóźnia prąd pomocniczy IA o 90 stopni. To efektywnie dzieli prąd zasilania jednofazowego na dwie fazy. Dwa uzwojenia są elektrycznie przesunięte o 90 stopni, a ich siły magnetyczne (MMF) mają taką samą wartość, ale są przesunięte o 90 stopni w dziedzinie czasowej.
W konsekwencji, silnik działa jak zbilansowany silnik dwufazowy. Gdy silnik zbliża się do nominalnej prędkości, zamontowany na wałku silnika przełącznik odśrodkowy automatycznie odłącza uzwojenie pomocnicze i kondensator startowy.
Cechy silnika z rozruchem kondensatorowym
Silnik z rozruchem kondensatorowym jest w stanie generować znacznie wysoki moment rozruchowy, około 3 do 4,5 razy większy niż moment pełnego obciążenia. Aby osiągnąć taki wysoki moment rozruchowy, muszą być spełnione dwa kluczowe warunki:
Wartość kondensatora startowego powinna być stosunkowo duża.
Opor uzwojenia startowego powinien być niski.
Zwykle wykorzystuje się kondensatory elektrolitowe o pojemności około 250 µF ze względu na duże wymagania reaktywne (Var) kondensatora.
Charakterystyka momentu-obrotów silnika przedstawiona jest poniżej:
Krzywa charakterystyczna jasno pokazuje, że silnik z rozruchem kondensatorowym ma wysoki moment rozruchowy. Jednak w porównaniu do silnika rozruchu rozdzielonego, jego koszt jest wyższy, głównie ze względu na dodatkowe koszty kondensatora. Aby odwrócić kierunek obrotów silnika z rozruchem kondensatorowym, silnik musi najpierw całkowicie zatrzymać się, po czym można odwrócić połączenia jednego z uzwojeń.
Zastosowania silnika z rozruchem kondensatorowym
Silnik z rozruchem kondensatorowym znajduje szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach:
Scenariusze z dużą bezwładnością i częstymi startami: Idealny dla obciążeń o dużej bezwładności, które wymagają częstych startów, ponieważ jego silny moment rozruchowy może skutecznie pokonać początkowe opory.
Pompy i kompresory: Często stosowany w pompach i kompresorach, gdzie niezawodne i potężne możliwości startu są niezbędne dla sprawnego działania.
Systemy wentylacji i klimatyzacji: Szeroko stosowany w kompresorach lodówek i klimatyzatorów, zapewniając gładki start i stabilne działanie, aby utrzymać żądany efekt chłodzący.
Taśmy transportowe i narzędzia maszynowe: Również wykorzystywany w taśmie transportowej i narzędziach maszynowych, dostarczając niezbędny moment, aby rozpocząć i utrzymać ruch materiałów i elementów.
Podsumowując, silnik z rozruchem kondensatorowym, dzięki swoim unikalnym cechom i szerokiemu zakresowi zastosowań, odgrywa istotną rolę w wielu systemach elektrycznych i mechanicznych.
