Motores de condensador: dispositivo, principio de funcionamiento, aplicación.

En este artículo hablaremos de los motores de condensadores, que en realidad son motores asíncronos ordinarios, que se diferencian únicamente en la forma en que están conectados a la red. Toquemos el tema de la selección de capacitores, analicemos las razones de la necesidad de una selección precisa de capacidad. Notemos las fórmulas principales que ayudarán a estimar aproximadamente la capacidad requerida.

El motor capacitor se llama motor asíncrono, en el circuito del estator, en el que se incluye capacitancia adicional para crear un cambio de fase de la corriente en los devanados del estator. Esto suele aplicarse a circuitos monofásicos cuando se utilizan motores de inducción trifásicos o bifásicos.

Los devanados del estator del motor de inducción están físicamente desplazados entre sí y uno de ellos está conectado directamente a la red, mientras que el segundo o el segundo y el tercero están conectados a la red a través de un condensador.La capacidad del condensador se elige de modo que el cambio de fase de las corrientes entre los devanados sea igual o al menos cercano a 90 °, entonces se proporcionará el par máximo al rotor.

En este caso, los módulos de la inducción magnética de los devanados deben resultar iguales, de modo que los campos magnéticos de los devanados del estator se desplacen entre sí, de modo que el campo total gire en un círculo, y no en una elipse, arrastrando consigo el rotor con la mayor eficiencia.

Obviamente, la corriente y su fase en la bobina conectada a través del capacitor están relacionadas tanto con la capacitancia del capacitor como con la impedancia efectiva de la bobina, que a su vez depende de la velocidad del rotor.

Al arrancar el motor, la impedancia del devanado está determinada solo por su inductancia y resistencia activa, por lo que es relativamente pequeña durante el arranque, y aquí se necesita un condensador más grande para garantizar un arranque óptimo.

A medida que el rotor acelera a la velocidad nominal, el campo magnético del rotor inducirá una FEM en los devanados del estator, que se dirigirá contra el voltaje que alimenta el devanado: la resistencia efectiva actual del devanado aumenta y la capacitancia requerida disminuye.

Con una capacidad óptimamente seleccionada en cada modo (modo de arranque, modo de operación), el campo magnético será circular, y aquí son relevantes tanto la velocidad del rotor y el voltaje, como el número de devanados y la capacitancia conectada a la corriente. . Si se viola el valor óptimo de cualquier parámetro, el campo se vuelve elíptico y las características del motor disminuyen en consecuencia.

Para motores con diferentes propósitos, los esquemas de conexión del capacitor son diferentes.Cuando son significativos Par de arranque, utilice un condensador de mayor capacidad para garantizar una corriente y una fase óptimas en el arranque. Si el par de arranque no es particularmente importante, solo se presta atención a la creación de condiciones óptimas para el modo de operación a la velocidad nominal, y la capacidad se selecciona para la velocidad nominal.

Muy a menudo, para un arranque de alta calidad, se utiliza un condensador de arranque, que se conecta en paralelo con un condensador de funcionamiento de capacidad relativamente pequeña durante el arranque, de modo que el campo magnético giratorio sea circular durante el arranque, luego el arranque el capacitor se apaga y el motor continúa funcionando solo con el capacitor funcionando. En casos especiales, se utiliza un conjunto de condensadores conmutables para diferentes cargas.

Si el condensador de arranque no se desconecta accidentalmente después de que el motor alcanza la velocidad nominal, el cambio de fase en los devanados disminuirá, no será óptimo y el campo magnético del estator se volverá elíptico, lo que degradará el rendimiento del motor. Es imperativo que seleccione la capacidad de arranque y operación correcta para que el motor funcione de manera eficiente.

La figura muestra esquemas típicos de conmutación de motores de condensadores utilizados en la práctica. Por ejemplo, considere un motor de jaula de ardilla de dos fases cuyo estator tiene dos devanados para alimentar dos fases A y B.

El condensador C está incluido en el circuito de la fase adicional del estator, por lo tanto, las corrientes IA e IB fluyen en los dos devanados del estator en dos fases. Mediante la presencia de capacitancia se logra un desfase de las corrientes IA e IB de 90°.

El diagrama vectorial muestra que la corriente total de la red está formada por la suma geométrica de las corrientes de las dos fases IA e IB. Al elegir la capacitancia C, logran tal combinación con las inductancias de los devanados que el desfase de las corrientes es exactamente de 90 °.

La corriente IA va a la zaga de la tensión de línea aplicada UA en un ángulo φA, y la corriente IB va a la zaga de la tensión UB aplicada a los terminales del segundo devanado en el momento actual en un ángulo φB. El ángulo entre la tensión de red y la tensión aplicada a la segunda bobina es de 90°. El voltaje en el capacitor USC forma un ángulo de 90 ° con la corriente IV.

El diagrama muestra que la compensación total del desfase en φ = 0 se logra cuando la potencia reactiva consumida por el motor de la red es igual a la potencia reactiva del capacitor C. La figura muestra circuitos típicos para incluir motores trifásicos con condensadores en los circuitos de devanado del estator.

La industria de hoy produce motores de capacitores basados ​​en dos fases. Los trifásicos se modifican fácilmente de forma manual para alimentarse desde una red monofásica. También existen pequeñas modificaciones trifásicas, ya optimizadas con un condensador para una red monofásica.

Estas soluciones se encuentran a menudo en electrodomésticos como lavavajillas y ventiladores de habitación. Las bombas de circulación industriales, los ventiladores y los conductos de humos también suelen utilizar motores de condensadores en su funcionamiento. Si es necesario incluir un motor trifásico en una red monofásica, se utiliza un condensador con desfase, es decir, el motor se convierte de nuevo en un condensador.

Para calcular aproximadamente la capacidad de un condensador se utilizan fórmulas conocidas, en las que basta con sustituir la tensión de alimentación y la corriente de funcionamiento del motor, y es fácil calcular la capacidad necesaria para conexión en estrella o delta de los devanados.

Para encontrar la corriente de operación del motor, basta leer los datos de su placa (potencia, eficiencia, coseno phi) y también sustituirlos en la fórmula. Como condensador de arranque, se acostumbra instalar un condensador del doble del tamaño del condensador de trabajo.

Las ventajas de los motores de condensador, de hecho, asíncronos, incluyen principalmente una: la posibilidad de conectar un motor trifásico a una red monofásica. Entre las desventajas se encuentran la necesidad de una capacidad óptima para una carga específica y la inadmisibilidad de la fuente de alimentación de inversores de onda sinusoidal modificada.

Esperamos que este artículo te haya sido útil y ahora entiendas qué son los condensadores para motores asíncronos y cómo elegir su capacidad.