Der Einphasenmotor arbeitet auf der Basis von Wechselstrom über einen einphasigen Anschluss. Die Spannung in diesem Netz muss der Standardspannung von 220 V entsprechen und die Frequenz muss 50 Hertz betragen. Diese Motoren werden hauptsächlich in Haushaltsgeräten, Pumpen, kleinen Ventilatoren usw. eingesetzt.
Die Leistung von Einphasenmotoren ist auch für die Stromversorgung von Privathäusern, Garagen oder Ferienhäusern ausreichend. Diese Bedingungen beruhen auf einem einphasigen 220-V-Netz, das bestimmte Anforderungen an den Motoranschluss stellt. Hier wird eine spezielle Schaltung verwendet, die eine Anlasserwicklung enthält.
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Anschlussplan für Einphasenmotoren mit Kondensator
Einphasige 220-V-Motoren werden über einen Kondensator an das Netz angeschlossen. Das liegt an der Beschaffenheit des Geräts. So erzeugt beispielsweise eine Wechselstromwicklung im Stator des Motors ein Magnetfeld, dessen Impulse nur dann kompensiert werden, wenn die Polarität bei 50 Hz umgekehrt wird. Trotz der charakteristischen Geräuschentwicklung des Einphasenmotors dreht sich der Rotor nicht. Das Drehmoment wird durch die Verwendung zusätzlicher Anlaufwicklungen erzeugt.
Um zu verstehen, wie man einen Einphasenmotor mit einem Kondensator anschließt, reicht es aus, 3 Arbeitsschemata mit einem Kondensator zu betrachten:
- Anlaufkondensator;
- läuft;
- Betriebs- und Einschaltkondensator (kombiniert).
Jedes der aufgeführten Anschlussdiagramme ist für die Verwendung mit 220-V-Asynchron-Einphasen-Elektromotoren geeignet. Jede Option hat jedoch ihre eigenen Stärken und Schwächen, so dass sie eine genauere Untersuchung verdient.
Die Idee hinter dem Anlaufkondensator ist, ihn nur dann an den Stromkreis anzuschließen, wenn der Motor anläuft. Dies wird durch einen Druckknopf erreicht, der die Kontakte öffnet, wenn der Rotor die eingestellte Drehzahl erreicht. Seine weitere Drehung ist auf die Trägheitskraft zurückzuführen.
Die Aufrechterhaltung der Drehbewegung über einen langen Zeitraum wird durch das Magnetfeld der Hauptwicklung des Einphasenmotors mit Kondensator gewährleistet. Ein speziell für diesen Zweck vorgesehenes Relais kann als Schalter fungieren.
Die Kondensator-/Einphasenmotorschaltung besteht aus einem Druckknopf, der die Kontakte öffnet, wenn sie geöffnet werden. Auf diese Weise kann die Anzahl der verwendeten Drähte reduziert werden (es kann eine dünnere Anlasserwicklung verwendet werden). Die Verwendung eines Thermorelais wird empfohlen, um Kurzschlüsse zwischen den Spulen zu vermeiden.
Bei Erreichen kritisch hoher Temperaturen schaltet dieses Element die Zusatzwicklung ab. Die gleiche Funktion kann ein Fliehkraftschalter übernehmen, der bei Überschreiten der zulässigen Drehzahlwerte die Kontakte öffnet.
Für die automatische Drehzahlregelung und den Motorüberlastungsschutz werden geeignete Schaltungen entwickelt und verschiedene Korrekturkomponenten in die Konstruktion der Geräte eingebaut. Der Fliehkraftschalter kann direkt auf der Rotorwelle oder auf mit ihr verbundenen Bauteilen (durch Direktkupplung oder Zahnkupplung) montiert werden.
Die auf die Last wirkende Zentrifugalkraft spannt die mit der Kontaktplatte verbundene Feder. Erreicht die Drehzahl einen bestimmten Wert, schließen die Kontakte und der Motor wird nicht mehr mit Strom versorgt. Ein Signal kann an einen anderen Kontrollmechanismus übermittelt werden.
Es gibt Schaltungsvarianten, bei denen ein Fliehkraftschalter und ein Thermorelais in einem einzigen Bauteil enthalten sind. Diese Lösung ermöglicht die Abschaltung des Motors durch die thermische Komponente (bei Erreichen kritischer Temperaturen) oder durch das Schiebeelement des Fliehkraftschalters.
Wenn der Motor über einen Kondensator angeschlossen ist, werden die Magnetfeldlinien in der Hilfswicklung oft verzerrt. Dies führt zu einer Erhöhung der Verlustleistung und zu einer allgemeinen Verringerung der Leistung des Geräts. Das gute Startverhalten bleibt jedoch erhalten.
Die Verwendung eines Betriebskondensators in der Anschlussschaltung eines Einphasenmotors mit einer Anlasserwicklung bringt eine Reihe von Besonderheiten mit sich. So wird beispielsweise der Kondensator nach dem Anfahren nicht abgeschaltet, sondern der Rotor wird durch die Impulswirkung der Sekundärwicklung in Drehung versetzt. Dadurch wird die Leistung des Motors erheblich gesteigert und durch die Wahl der Kapazität des Kondensators kann die Form des elektromagnetischen Feldes optimiert werden. Das Anfahren des Motors wird jedoch länger.
Die Auswahl eines Kondensators mit geeigneter Kapazität erfolgt unter Berücksichtigung der Strombelastung, wodurch das elektromagnetische Feld optimiert werden kann. Wenn die Nennwerte geändert werden, schwanken auch alle anderen Parameter. Die Verwendung mehrerer Kondensatoren mit unterschiedlichen kapazitiven Eigenschaften ermöglicht es, die Form der Magnetfeldlinien zu stabilisieren. Dies optimiert die Leistung des Systems, führt aber zu einigen Komplikationen bei der Installation und dem Betrieb.
Ein kombinierter Einphasen-Motoranschluss mit Anlasserwicklung ist für die Verwendung von zwei Kondensatoren, einem Betriebskondensator und einem Anlaufkondensator, ausgelegt. Dies ist die optimale Lösung, um eine durchschnittliche Leistung zu erzielen.
Berechnung der Kapazität eines Motorkondensators
Es gibt eine komplexe Formel zur Berechnung der genauen erforderlichen Kondensatorkapazität. Langjährige Berufserfahrung zeigt jedoch, dass die folgenden Empfehlungen ausreichend sind:
- 1 kW Motorleistung erfordert einen Betriebskondensator von 0,8 μF;
- Für die Startwicklung muss dieser Wert 2 bis 3 Mal höher sein.
Die Betriebsspannung für sie sollte 1,5 mal höher sein als die Netzspannung (in unserem Fall 220 V). Um den Startvorgang zu vereinfachen, ist es besser, einen mit "Starting" oder "Start" gekennzeichneten Kondensator in den Startstromkreis einzubauen. Es ist zwar zulässig, Standardkondensatoren zu verwenden.
Umkehrung der Bewegungsrichtung
Es ist möglich, dass sich Einphasenmotoren nach dem Anschluss in die entgegengesetzte Richtung der gewünschten Drehrichtung drehen. Dies ist nicht schwer zu beheben. Als die Schaltung zusammengebaut war, wurde ein Draht als Masse herausgeführt, ein anderer Draht wurde an den Taster angeschlossen. Um die magnetische Drehrichtung des Elektromotors zu ändern, müssen diese 2 Drähte vertauscht werden.
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