Jednofázový motor pracuje na bázi střídavého proudu prostřednictvím jednofázového připojení. Napětí v této síti musí být standardní 220 V a frekvence 50 Hz. Tyto motory se používají především v domácích spotřebičích, čerpadlech, malých ventilátorech atd.
Výkon jednofázových motorů je dostatečný i pro elektrifikaci soukromých domů, garáží nebo rekreačních chat. Tyto podmínky jsou založeny na jednofázovém napájení 220 V, které klade určité požadavky na postup připojení motoru. Zde se používá speciální obvod, který obsahuje startovací vinutí.
Obsah
Schéma zapojení pro jednofázové motory s kondenzátorem
Jednofázové motory 220 V se připojují k síti pomocí kondenzátoru. To je dáno povahou jednotky. Například vinutí střídavého proudu ve statoru motoru vytváří magnetické pole, jehož impulzy se kompenzují pouze tehdy, je-li polarita při 50 Hz obrácená. Navzdory charakteristickému hluku vydávanému jednofázovým motorem se rotor netočí. Krouticí moment se vytváří pomocí přídavných rozběhových vinutí.
Abychom pochopili, jak zapojit jednofázový motor pomocí kondenzátoru, stačí si uvědomit 3 pracovní schémata s použitím kondenzátoru:
- startovací kondenzátor;
- běh;
- běžící a rozběhový kondenzátor (dohromady).
Každé z uvedených schémat připojení je vhodné pro použití s asynchronními jednofázovými elektromotory 220 V. Každá z možností má však své silné a slabé stránky, a proto si zaslouží podrobnější zkoumání.
Myšlenka rozběhového kondenzátoru spočívá v jeho zapojení do obvodu pouze při spouštění motoru. Obvod je vybaven tlačítkem, které rozepne kontakty, když rotor dosáhne předem stanovené úrovně otáček. Jeho další rotace je způsobena setrvačnou silou.
Udržení otáčivého pohybu po dlouhou dobu zajišťuje magnetické pole hlavního vinutí jednofázového motoru s kondenzátorem. Jako spínač může fungovat relé, které je k tomuto účelu speciálně určeno.
Obvod kondenzátoru/jednofázového motoru se skládá z tlačítka, které při rozepnutí kontaktů rozepne. Tento přístup umožňuje snížit počet použitých vodičů (lze použít tenčí startovací vinutí). Aby se zabránilo zkratům mezi cívkami, doporučuje se použít tepelné relé.
Při dosažení kritických vysokých teplot tento prvek deaktivuje přídavné vinutí. Stejnou funkci může plnit odstředivý spínač, který je instalován tak, aby rozepnul kontakty při překročení přípustných hodnot otáček.
Jsou vyvinuty vhodné obvody pro automatickou regulaci otáček a ochranu motoru proti přetížení a do konstrukce jednotek jsou začleněny různé korekční prvky. Odstředivý spínač může být namontován přímo na hřídeli rotoru nebo na součásti, které jsou s ním spojeny (přímou spojkou nebo převodovou spojkou).
Odstředivá síla působící na břemeno napíná pružinu spojenou s kontaktní deskou. Pokud otáčky dosáhnou určité hodnoty, kontakty sepnou a motor již není napájen proudem. Signál může být přenesen do jiného řídicího mechanismu.
Existují varianty zapojení, ve kterých je odstředivý spínač a tepelné relé součástí jedné součástky. Takové řešení umožňuje deaktivaci motoru tepelným prvkem (v případě dosažení kritických teplot) nebo výsuvným prvkem odstředivého spínače.
Pokud je motor připojen přes kondenzátor, dochází často ke zkreslení magnetických siločar v pomocném vinutí. To s sebou nese zvýšení ztrát výkonu a celkové snížení výkonu jednotky. Dobrý startovací výkon je však zachován.
Použití provozního kondenzátoru v zapojení jednofázového motoru s rozběhovým vinutím má řadu charakteristických rysů. Například kondenzátor se po spuštění nevypíná a rotor se otáčí impulsním působením sekundárního vinutí. Tím se výrazně zvyšuje výkon motoru a volbou kapacity kondenzátoru lze optimalizovat tvar elektromagnetického pole. Rozběh motoru se však prodlužuje.
Výběr kondenzátoru s vhodnou kapacitou vychází z proudového zatížení, což umožňuje optimalizovat elektromagnetické pole. Pokud se změní jmenovité hodnoty, budou všechny ostatní parametry kolísat. Použití několika kondenzátorů s různými kapacitními vlastnostmi umožňuje stabilizovat tvar magnetických siločar. To optimalizuje výkon systému, ale přináší určité komplikace při instalaci a provozu.
Kombinované zapojení jednofázového motoru s rozběhovým vinutím je založeno na použití dvou kondenzátorů, rozběhového a spouštěcího. Jedná se o optimální řešení pro dosažení průměrného výkonu.
Výpočet kapacity kondenzátoru motoru
Pro výpočet přesné kapacity kondenzátoru existuje složitý vzorec. Dlouholeté odborné zkušenosti však ukazují, že následující doporučení jsou dostačující:
- 1 kW výkonu motoru vyžaduje 0,8 μF provozního kondenzátoru;
- U startovacího vinutí je třeba, aby tato hodnota byla 2krát až 3krát vyšší.
Jejich provozní napětí by mělo být 1,5krát vyšší než síťové napětí (v našem případě 220 V). Pro zjednodušení procesu spouštění je lepší instalovat do spouštěcího obvodu kondenzátor s označením "Starting" nebo "Start". Přestože je přípustné použít standardní kondenzátory.
Obrácení směru motoru
Je možné, že po připojení se jednofázové motory budou otáčet v opačném než požadovaném směru. To není těžké napravit. Když byl obvod sestaven, jeden vodič byl vyveden jako společný, druhý vodič byl přiveden k tlačítku. Aby se změnil směr otáčení elektromotoru, je třeba tyto dva vodiče prohodit.
Související články:
