コンデンサーモーター — デバイス、動作原理、用途

この記事では、コンデンサ モータについて説明します。これは実際には通常の非同期モータであり、ネットワークへの接続方法が異なるだけです。コンデンサの選択のトピックに触れて、容量の正確な選択が必要な理由を分析しましょう。必要な容量を大まかに見積もるのに役立つ主な式に注目してみましょう。

コンデンサーモーターと呼ばれます 非同期エンジン、固定子回路内に、固定子巻線の電流の位相シフトを作成するために追加の静電容量が含まれています。これは、三相または二相誘導モーターが使用される場合の単相回路によく当てはまります。

誘導電動機の固定子巻線は物理的に互いにオフセットされており、そのうちの 1 つは主電源に直接接続され、2 番目または 2 番目と 3 番目の巻線はコンデンサを介して主電源に接続されます。コンデンサの容量は、巻線間の電流の位相シフトが90°以上になるように選択され、最大トルクがローターに提供されます。

この場合、巻線の磁気誘導のモジュールは同じであることが判明する必要があり、その結果、固定子巻線の磁界が相互に変位し、全体の磁界が回転するのではなく、円を描くように回転します。楕円を描き、ローターを最大限の効率で引きずります。

明らかに、コンデンサの両端に接続されているコイルの電流とその位相は、コンデンサの静電容量とコイルの実効インピーダンスの両方に関係しており、これはローターの速度に依存します。

モーターの始動時、巻線のインピーダンスはそのインダクタンスとアクティブ抵抗によってのみ決定されるため、始動中は比較的小さくなり、最適な始動を確保するにはより大きなコンデンサーが必要になります。

ロータが定格速度まで加速すると、ロータの磁場によってステータ巻線に EMF が誘導され、巻線に供給される電圧に逆らうようになります。巻線の電流実効抵抗が増加し、必要な静電容量が減少します。

各モード (起動モード、動作モード) で最適に選択された容量により、磁場は円形になります。ここでは、ローターの速度と電圧、巻線の数、および電流に接続された静電容量の両方が関係します。 。いずれかのパラメータの最適値が違反されると、磁場は楕円形になり、それに応じてモーター特性が低下します。

エンジンの目的が異なると、コンデンサの接続方式も異なります。それらが重要なとき 始動トルク、起動時に最適な電流と位相を確保するために、より大きな容量のコンデンサを使用します。始動トルクが特に重要でない場合は、定格速度での動作モードに最適な条件を作り出すことだけに注意が払われ、定格速度に応じた容量が選択されます。

多くの場合、高品質の始動のために、始動コンデンサが使用されます。始動コンデンサは、始動時に比較的小さな容量のランニング・コンデンサと並列に接続され、始動中に回転磁界が円形になり、その後始動します。コンデンサはオフになり、モータはコンデンサが動作している状態でのみ動作し続けます。特殊な場合には、一連の切り替え可能なコンデンサがさまざまな負荷に使用されます。

モーターが定格速度に達した後に始動コンデンサーが誤って切断されなかった場合、巻線の位相シフトが減少し、最適ではなくなり、ステーターの磁界が楕円になり、モーターの性能が低下します。エンジンを効率的に動作させるには、正しい始動能力と動作能力を選択することが不可欠です。

この図は、実際に使用される典型的なコンデンサ モータのスイッチング方式を示しています。たとえば、ステータに 2 つの巻線があり、2 つの相 A と B に電力を供給する 2 相かご型モーターについて考えてみましょう。

コンデンサ C はステータの追加相の回路に含まれているため、電流 IA と IB がステータの 2 つの巻線に 2 相で流れます。静電容量の存在により、電流 IA と IB の 90°の位相シフトが実現されます。

ベクトル図は、ネットワークの合計電流が 2 つの相 IA と IB の電流の幾何学的和によって形成されることを示しています。静電容量 C を選択することにより、電流の位相シフトが正確に 90 °になるような巻線のインダクタンスとの組み合わせが実現されます。

電流IAは印加線間電圧UAより角度φAだけ遅れ、電流IBは現時点で二次巻線の端子に印加される電圧UBより角度φBだけ遅れます。主電源電圧と 2 番目のコイルに印加される電圧の間の角度は 90 °です。コンデンサ USC​​ の電圧は電流 IV と 90°の角度を形成します。

この図は、ネットワークからモーターによって消費される無効電力がコンデンサ C の無効電力と等しい場合に、φ = 0 での位相シフトの完全な補償が達成されることを示しています。 図は、次のような三相モーターを含む一般的な回路を示しています。ステータの巻線回路内のコンデンサ。

現在の業界では、二相ベースのコンデンサ モーターが製造されています。三相は、単相ネットワークから供給するように手動で簡単に変更できます。単相ネットワーク用のコンデンサを使用してすでに最適化されている、小規模な三相の変更もあります。

これらのソリューションは、食器洗い機や室内扇風機などの家庭用電化製品によく見られます。産業用循環ポンプ、ファン、煙道も、動作中にコンデンサーモーターを使用することがよくあります。単相ネットワークに三相モーターを含める必要がある場合は、位相シフトのあるコンデンサが使用されます。つまり、モーターが再度コンデンサに変換されます。

コンデンサの容量の近似計算には、モータの電源電圧と動作電流を代入するだけでよく、公知の計算式を使用することができ、必要な容量を容易に計算できます。 巻線のスターまたはデルタ結線.

モーターの動作電流を調べるには、銘板に記載されているデータ (電力、効率、コサイン ファイ) を読み取り、式に代入するだけで十分です。始動コンデンサとして、動作コンデンサの 2 倍のサイズのコンデンサを取り付けるのが通例です。

実際、非同期のコンデンサ モーターの利点には、主に 1 つあります。それは、三相モーターを単相ネットワークに接続できることです。欠点の中には、特定の負荷に対して最適な容量が必要なこと、および改造された正弦波インバーターからの電源供給が許容できないことなどが挙げられます。

この記事があなたのお役に立てば幸いです。非同期モーター用のコンデンサとは何か、またその容量を選択する方法は理解できました。