Die Funktionsweise eines einphasigen Elektromotors basiert auf der Verwendung von Wechselstrom durch Anschluss an einphasige Netze. Die Spannung in einem solchen Netz muss dem Standardwert von 220 Volt entsprechen, die Frequenz beträgt 50 Hertz. Motoren dieses Typs werden hauptsächlich in Haushaltsgeräten, Pumpen, kleinen Lüftern usw. verwendet.
Die Leistung von Einphasenmotoren reicht auch für die Elektrifizierung von Privathäusern, Garagen oder Sommerhäusern. Unter diesen Bedingungen wird ein einphasiges Stromnetz mit einer Spannung von 220 V verwendet, was einige Anforderungen an den Anschluss des Motors stellt. Hier wird eine spezielle Schaltung verwendet, bei der ein Gerät mit einer Startwicklung verwendet wird.
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Schema zum Anschließen eines Einphasenmotors über einen Kondensator
Einphasige 220-V-Elektromotoren werden über einen Kondensator an das Netzwerk angeschlossen. Dies liegt an einigen Konstruktionsmerkmalen des Geräts.So erzeugt eine Wechselstromwicklung auf dem Motorstator ein Magnetfeld, dessen Impulse nur kompensiert werden, wenn die Polarität mit einer Frequenz von 50 Hz umgekehrt wird. Trotz der charakteristischen Geräusche eines Einphasenmotors findet keine Drehung des Rotors statt. Das Drehmoment wird durch die Verwendung zusätzlicher Startwicklungen erzeugt.
Um zu verstehen, wie ein Einphasen-Elektromotor über einen Kondensator angeschlossen wird, reicht es aus, 3 Arbeitskreise mit einem Kondensator zu betrachten:
- Startprogramm;
- Arbeiten;
- Laufen und Starten (kombiniert).
Jedes der aufgeführten Anschlussschemata ist für den Betrieb von 220-V-Asynchron-Einphasen-Elektromotoren geeignet. Jede Option hat jedoch ihre Stärken und Schwächen, sodass sie einen genaueren Blick verdienen.
Die Idee der Verwendung eines Anlaufkondensators besteht darin, ihn nur in dem Moment in den Stromkreis aufzunehmen, in dem der Motor startet. Zu diesem Zweck sieht die Schaltung das Vorhandensein eines speziellen Knopfes vor, der dazu bestimmt ist, die Kontakte zu öffnen, nachdem der Rotor eine bestimmte Geschwindigkeitsstufe erreicht hat. Seine weitere Drehung erfolgt unter dem Einfluss der Trägheitskraft.
Die Aufrechterhaltung von Drehbewegungen über einen langen Zeitraum wird durch das Magnetfeld der Hauptwicklung eines Einphasenmotors mit einem Kondensator gewährleistet. In diesem Fall können die Funktionen des Schalters von einem speziell vorgesehenen Relais übernommen werden.
Das Anschlussdiagramm eines Einphasen-Elektromotors über einen Kondensator setzt das Vorhandensein eines Druckfederknopfs voraus, der die Kontakte im Moment des Öffnens unterbricht.Dieser Ansatz ermöglicht es, die Anzahl der verwendeten Drähte zu reduzieren (die Verwendung einer dünneren Startwicklung ist zulässig). Um das Auftreten von Kurzschlüssen zwischen den Windungen zu vermeiden, wird die Verwendung eines Thermorelais empfohlen.
Bei Erreichen kritisch hoher Temperaturen deaktiviert dieses Element die Zusatzwicklung. Eine ähnliche Funktion kann ein installierter Fliehkraftschalter erfüllen, der die Kontakte öffnet, wenn die zulässigen Werte der Drehzahl überschritten werden.
Um die Drehzahl automatisch zu steuern und den Motor vor Überlastung zu schützen, werden geeignete Schemata entwickelt und verschiedene Korrekturkomponenten in die Konstruktion der Einheiten eingeführt. Die Montage des Fliehkraftschalters kann direkt auf der Rotorwelle oder an ihr zugeordneten Elementen erfolgen (Direkt- oder Getriebeanschluss).
Die auf die Last wirkende Zentrifugalkraft trägt zur Spannung der mit der Kontaktplatte verbundenen Feder bei. Erreicht die Drehzahl den eingestellten Wert, schließen die Kontakte, die Stromzufuhr zum Motor stoppt. Es ist möglich, ein Signal an eine andere Steuerung zu übertragen.
Es gibt Varianten von Schemata, bei denen das Vorhandensein eines Fliehkraftschalters und eines Thermorelais in einem Strukturelement vorgesehen ist. Diese Lösung ermöglicht es, den Motor durch ein thermisches Bauteil (bei Erreichen kritischer Temperaturen) oder unter dem Einfluss des Schiebeelements des Fliehkraftschalters abzuschalten.
Bei Anschluss des Motors über einen Kondensator kommt es häufig zu einer Verzerrung der magnetischen Feldlinien in der Zusatzwicklung. Dies führt zu einer Erhöhung der Leistungsverluste, einer allgemeinen Abnahme der Leistung des Geräts.Es wird jedoch eine gute Startleistung aufrechterhalten.
Die Verwendung eines Arbeitskondensators in der Schaltung zum Anschließen eines Einphasenmotors mit einer Anlaufwicklung weist auf eine Reihe von Besonderheiten hin. Nach dem Start schaltet sich der Kondensator also nicht aus, die Drehung des Rotors erfolgt aufgrund der Impulswirkung der Sekundärwicklung. Dadurch wird die Leistung des Motors erheblich erhöht, und durch eine kompetente Auswahl der Kapazität des Kondensators können Sie die Form des elektromagnetischen Felds optimieren. Das Starten des Motors wird jedoch länger.
Die Auswahl eines Kondensators geeigneter Leistung erfolgt unter Berücksichtigung der aktuellen Belastungen, wodurch das elektromagnetische Feld optimiert werden kann. Bei einer Änderung der Nennwerte kommt es zu Schwankungen aller anderen Parameter. Um die Form der Magnetfeldlinien zu stabilisieren, können mehrere Kondensatoren mit unterschiedlichen Kapazitätseigenschaften verwendet werden. Dieser Ansatz ermöglicht es Ihnen, die Leistung des Systems zu optimieren, bringt jedoch einige Schwierigkeiten bei den Installations- und Betriebsprozessen mit sich.
Die kombinierte Schaltung zum Anschließen eines Einphasenmotors mit einer Startwicklung ist für die Verwendung von zwei Kondensatoren ausgelegt - Arbeiten und Starten. Dies ist die optimale Lösung für mittlere Leistungen.
Berechnung des Motorkondensators
Es gibt eine komplexe Formel, die die erforderliche genaue Kapazität eines Kondensators berechnet. Die langjährige Erfahrung von Fachleuten zeigt jedoch, dass es ausreicht, sich an die folgenden Empfehlungen zu halten:
- für 1 kW Motorleistung sind 0,8 μF eines Arbeitskondensators erforderlich;
- die Anlaufwicklung erfordert einen 2- bis 3-fach höheren Wert.
Die Betriebsspannung für sie sollte 1,5-mal höher sein als im Netz (in unserem Fall 220 V). Um den Startvorgang zu vereinfachen, ist es besser, einen Kondensator mit der Aufschrift „Starting“ oder „Start“ in den Startkreis einzubauen. Die Verwendung von Standardkondensatoren ist jedoch zulässig.
Drehrichtungsumkehr des Motors
Es ist möglich, dass sich einphasige Elektromotoren nach dem Anschluss in die entgegengesetzte Richtung drehen wie erforderlich. Es ist einfach zu beheben. Während der Montage der Schaltung wurde ein Draht als gemeinsamer Draht herausgeführt, ein anderer Leiter wurde dem Knopf zugeführt. Um die magnetische Drehrichtung des Elektromotors zu ändern, müssen diese 2 Drähte vertauscht werden.
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