Il motore monofase funziona sulla base della corrente alternata attraverso un collegamento monofase. La tensione in questa rete deve essere quella standard di 220 V e la frequenza deve essere di 50 Hertz. Questi motori sono utilizzati principalmente in elettrodomestici, pompe, piccoli ventilatori, ecc.
La potenza dei motori monofase è sufficiente anche per elettrificare case private, garage o case di vacanza. Queste condizioni si basano su un'alimentazione di rete monofase a 220 V, che impone alcuni requisiti alla procedura di collegamento del motore. Qui viene utilizzato un circuito speciale che incorpora un avvolgimento di avviamento.
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Schema di collegamento per motori monofase con condensatore
I motori monofase 220V sono collegati alla rete con un condensatore. Questo è dovuto alla natura dell'unità. Per esempio, un avvolgimento di corrente alternata nello statore del motore produce un campo magnetico i cui impulsi sono compensati solo se la polarità è invertita a 50 Hz. Nonostante il rumore caratteristico emesso dal motore monofase, il rotore non ruota. La coppia viene creata utilizzando avvolgimenti di avviamento supplementari.
Per capire come collegare un motore monofase con un condensatore, è sufficiente considerare 3 schemi di funzionamento con un condensatore:
- condensatore di avviamento;
- in esecuzione;
- condensatore di marcia e di spunto (combinato).
Ognuno degli schemi di collegamento elencati è adatto all'uso con motori elettrici monofase asincroni 220v. Tuttavia, ogni opzione ha i suoi punti di forza e le sue debolezze, quindi meritano di essere esaminate più in dettaglio.
L'idea del condensatore di avviamento è di collegarlo al circuito solo quando il motore si avvia. Questo si ottiene utilizzando un pulsante che apre i contatti quando il rotore raggiunge il livello di velocità impostato. La sua ulteriore rotazione è dovuta alla forza inerziale.
Il movimento rotatorio è mantenuto per un lungo periodo di tempo dal campo magnetico dell'avvolgimento principale del motore monofase con condensatore. Un relè appositamente previsto per questo scopo può funzionare come un interruttore.
Il circuito del condensatore/motore monofase consiste in un pulsante che apre i contatti quando vengono aperti. Questo approccio permette di ridurre il numero di fili utilizzati (è possibile utilizzare un avvolgimento di avviamento più sottile). Si raccomanda l'uso di un relè termico per evitare cortocircuiti tra le bobine.
Quando si raggiungono le alte temperature critiche, questo elemento disattiva l'avvolgimento supplementare. La stessa funzione può essere svolta da un interruttore centrifugo che viene installato per aprire i contatti quando si superano i valori di velocità ammessi.
I circuiti appropriati sono sviluppati per il controllo automatico della velocità e la protezione dal sovraccarico del motore, e vari componenti di correzione sono incorporati nel design delle unità. L'interruttore centrifugo può essere montato direttamente sull'albero del rotore o su componenti collegati ad esso (mediante accoppiamento diretto o ad ingranaggi).
La forza centrifuga che agisce sul carico agisce per mettere in tensione la molla collegata alla piastra di contatto. Se la velocità raggiunge un valore definito, i contatti si chiudono e il motore non viene più alimentato di corrente. Un segnale può essere trasmesso a un altro meccanismo di controllo.
Ci sono varianti di circuito in cui un interruttore centrifugo e un relè termico sono inclusi in un unico componente. Tale soluzione permette di disattivare il motore tramite il componente termico (nel caso in cui si raggiungano temperature critiche) o tramite l'elemento estensibile dell'interruttore centrifugo.
Se il motore è collegato tramite un condensatore, le linee del campo magnetico nell'avvolgimento ausiliario sono spesso distorte. Questo comporta un aumento delle perdite di potenza, una riduzione generale delle prestazioni dell'unità. Tuttavia, le buone prestazioni di partenza sono mantenute.
L'uso di un condensatore di marcia nel circuito di collegamento di un motore monofase con avvolgimento di avviamento implica una serie di caratteristiche distintive. Per esempio, il condensatore non viene spento dopo l'avvio e il rotore viene fatto ruotare dall'azione impulsiva dell'avvolgimento secondario. Questo aumenta considerevolmente la potenza del motore e selezionando la capacità del condensatore, la forma del campo elettromagnetico può essere ottimizzata. Tuttavia, l'avvio del motore diventa più lungo.
La selezione di un condensatore di capacità adeguata si basa sul carico di corrente, che permette di ottimizzare il campo elettromagnetico. Se i valori nominali vengono cambiati, tutti gli altri parametri fluttueranno. L'uso di diversi condensatori con diverse caratteristiche capacitive permette di stabilizzare la forma delle linee di campo magnetico. Questo ottimizza le prestazioni del sistema, ma introduce alcune complicazioni durante l'installazione e il funzionamento.
Un collegamento combinato di motore monofase con avvolgimento di avviamento si basa sull'uso di due condensatori, un condensatore di marcia e un condensatore di avviamento. Questa è la soluzione ottimale per ottenere prestazioni medie.
Calcolo della capacità di un condensatore del motore
Esiste una formula complessa per calcolare l'esatta capacità del condensatore necessaria. Tuttavia, molti anni di esperienza professionale dimostrano che le seguenti raccomandazioni sono sufficienti:
- 1 kW di potenza del motore richiede 0,8 μF di condensatore di funzionamento;
- L'avvolgimento di partenza richiede che questo valore sia 2 o 3 volte superiore.
La tensione di funzionamento per loro dovrebbe essere 1,5 volte superiore alla tensione di rete (nel nostro caso 220 V). Per semplificare il processo di avviamento, è meglio installare un condensatore marcato "Starting" o "Start" nel circuito di avviamento. Anche se è lecito utilizzare condensatori standard.
Inversione della direzione del motore
È possibile che una volta collegati, i motori monofase ruotino nella direzione opposta a quella desiderata. Questo non è difficile da correggere. Quando il circuito è stato assemblato, un filo è stato portato fuori come comune, un altro filo è stato alimentato al pulsante. Per cambiare la direzione magnetica di rotazione del motore elettrico, questi 2 fili devono essere scambiati.
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