Для того чтобы понять, каким
образом конденсатор образует вторую фазу тока, которая необходима для пуска
двигателя, следует рассмотреть некоторые основные моменты, касающиеся переменного
напряжения и тока.
Для иллюстрации этих факторов требуется простая схема
сопротивления. напряжение, подаваемое из точки Л в точку В, показано справа в
виде синусоиды. В связи с тем что течение тока через нагрузку сопротивления
будет в фазе с подаваемым напряжением (сплошная линия), токовая часть волны
(штриховая линия) будет находиться в пиковой точке, когда напряжение
находится в пиковой точке, и в нулевой точке, когда напряжение равно нулю.
Если конденсатор установлен в схеме переменного тока, ток
нагрузки не будет оставаться в одной фазе с подаваемым напряжением. В схеме
конденсатора течение тока будет опережать подаваемое напряжение. На 197
конденсатор соединен последовательно с активной нагрузкой. Напряжение,
.которое подается в точки С и D, имеет ту же форму волны, что и в точках Л и
Б на 196. Волна тока (штриховая линия) теперь опережает волну подаваемого
напряжения.
Теперь видно, что при соединении конденсатора
последовательно с одной из двух обмоток статора ток, который течет через эту
обмотку, опережает ток, который течет через обмотку, соединенную
непосредственно с источником питания.
Ранее было сказано, что конденсатор является узЛом,
обеспечивающим двухфазный электрический ток, требуемый для пуска двигателя. В
связи с этим необходимо знать его основные характеристики.
Емкость конденсатора определяется в миллионных долях
фарады или в микрофарадах. Большая емкость — результат применения больших
металлических пластин и небольшого количества изоляции между пластинами.
Малая емкость — результат применения небольших металлических пластин и
значительного количества изоляции между пластинами ().
Когда конденсатор с большой емкостью соединяется
последовательно с нагрузкой, происходит значительный сдвиг фаз между
подаваемым напряжением и нагрузкой. Этот сдвиг фаз обеспечивает высокий
пусковой момент однофазных двигателей. Использование конденсатора малой
емкости приводит к незначительному сдвигу фаз и низкому пусковому моменту.
Кроме того, очень важным является количество электрической
энергии, которое течет через последовательно соединенную нагрузку при
использовании конденсаторов различной емкости. Конденсаторы большой емкости
обеспечивают значительный поток тока через последовательно соединенную
нагрузку.
Чтобы создать сдвиг фаз, необходимый для пуска однофазных
двигателей, разработано два типа конденсаторов. Размеры конденсаторов не
характеризуют их емкость. Рабочий конденсатор обычно имеет малую емкость,
большие размеры. Это обусловлено использованием диэлектрической масляной изоляции.
Масло рассеивает тепло, поступающее от пластин, в окружающую среду. Рабочий
конденсатор обеспечивает низкий пусковой момент и малую величину тока через
последовательно соединенную нагрузку.
Емкость пускового конденсатора обычно больше
емкости рабочего конденсатора. Пусковой конденсатор выключается из схемы
через несколько секунд после пуска двигателя, так как он не предназначен для
значительной величины тока в течение длительного времени. Пусковой
конденсатор может быть серьезно поврежден, если оставить его в схеме на
длительное время.
Для графической иллюстрации этого принципа двигатель с
полюсом вспомогательного статора, который был показан на 193, теперь
изображен на 199. В данном случае обе обмотки полюсов соединены поперек
линии подачи электроэнергии. Конденсатор соединен последовательно с полюсом,
расположенным справа. Ротор остановился в положении между двумя полюсами.
В связи с этим ток, проходящий через полюс правого
статора, опережает ток, который течет через полюс левого статора. Таким
образом, магнитное поле северного полюса правого статора становится более
сильным, чем магнитное поле полюса левого статора. В результате южный полюс
ротора отклоняется к полюсу статора справа, и тем самым создается пусковой
момент.
Ток через мгновение меняет направление в полюсе правого
статора, и полярность полюса статора реверсируется ( 200). Теперь южный полюс
статора отталкивает южный полюс ротора. Это отталкивание увеличивает
количество выполняемой
двигателем работы. Из рассмотренного выше видно, что
наличие в схеме конденсатора увеличивает эффективность двигателя.
Существует пять типов однофазных электродвигателей,
используемых в настоящее время в холодильной технике и оборудовании для
кондиционирования воздуха: с расщепленной фазой, с конденсаторным пуском,
конденсаторный с постоянно расщепленной фазой, с конденсаторным пуском и
работой, с экранированными полюсами.
|