Cum funcționează un condensator de pornire: schimbare de fază, cuplu și semne de defecțiune

Un motor de pornire cu condensator de 1/2 CP consumă curent cu rotorul blocat, zumzăie și declanșează suprasarcina în câteva secunde. Condensatorul de pornire nu s-a deschis. Acea singură componentă, nu mai mare decât o baterie cu celule D, este motivul pentru care motorul nu poate produce câmpul magnetic rotativ necesar pentru a accelera de la oprire. Un condensator de pornire funcționează prin introducerea scurtă a unui element electrolitic de mare capacitate în serie cu înfășurarea auxiliară; conductorul de curent rezultat creează o schimbare de fază care imită o alimentare cu două faze, generează cuplu de pornire și apoi se deconectează odată ce motorul atinge aproximativ 70 până la 80% din viteza sincronă. Acest articol explică mecanismul de defazare, construcția internă care limitează condensatorii de pornire la cicluri de lucru scurte, valorile pe care trebuie să le corespundă în timpul înlocuirii și modelele de defecțiuni care indică un condensator uzat mai degrabă decât un motor defect. Pentru o referință însoțitoare pas cu pas despre principiile de bază, dimensionarea și simptomele de eșec, consultați acest ghid pentru a porni funcționarea condensatorului .

Mecanismul de schimbare de fază: de ce un motor monofazat nu se poate porni automat

O sursă de curent alternativ monofazată produce un câmp magnetic pulsatoriu, nu unul rotativ. Dacă alimentați doar înfășurarea principală a unui motor cu inducție, rotorul vede un cuplu egal în ambele direcții și pur și simplu stă acolo bâzâind. Condensatorul de pornire rezolvă acest lucru prin crearea unei a doua căi de curent cu un decalaj de timp deliberat. Când condensatorul este conectat în serie cu înfășurarea de pornire, reactanța capacitivă face ca curentul din acea înfășurare să conducă tensiunea. Între timp, înfășurarea principală, care este foarte inductivă, are curentul în urmă cu tensiunea. Diferența de fază dintre cei doi curenți de înfășurare se poate apropia de 90 de grade electrice. Acei doi curenți defazați produc un câmp magnetic rotativ care trage rotorul în mișcare.

Cantitatea cuplului de pornire depinde de valoarea capacității. Capacitate prea mică și unghiul de fază este mic, deci cuplul este slab. Prea multă capacitate și curentul din înfășurarea de pornire devine excesiv, riscând deteriorarea izolației. Majoritatea motoarelor de pornire a condensatorului sunt proiectate în jurul unei anumite ferestre de capacitate; un condensator de schimb care este Cu 20 la sută sub valoarea plăcii de identificare poate încă porni un motor ușor încărcat, dar se va lupta sub sarcină și va consuma curent mai mare.

Odată ce rotorul ajunge aproximativ 75 la sută din viteza sincronă , întrerupătorul centrifugal se deschide și scoate condensatorul de pornire din circuit. Dacă acel comutator rămâne închis, condensatorul de pornire rămâne alimentat, se supraîncălzește și, de obicei, se aerisește sau se umflă în câteva minute. Acesta este unul dintre cele mai comune moduri de defecțiune în motoarele de pornire cu condensator.

Construcție internă: de ce condensatorii electrolitici de pornire au un ciclu de funcționare scurt

Condensatorii de pornire sunt aproape întotdeauna tipuri electrolitice. Două folii de aluminiu separate printr-un distanțier poros sunt înmuiate într-un electrolit conductor. Folia anodică are un strat de oxid gravat care oferă o capacitate mare pe unitate de volum. Această construcție permite unui condensator de pornire de 200 µF, 250 VAC să se potrivească într-un pachet de dimensiunea unei cutii mici. Schimbul este că electrolitul nu poate tolera curentul continuu de ondulare fără supraîncălzire. Condensatorii de pornire sunt evaluați pentru cicluri de funcționare scurte, adesea exprimate ca număr maxim de porniri pe oră sau un ciclu de funcționare procentual, cum ar fi 3 procente .

Condensatorii de rulare, prin contrast, folosesc folie de polipropilenă metalizată. Au o capacitate mai mică pe volum, dar pot face față ondulației continue de CA de ani de zile. Acesta este motivul pentru care nu puteți înlocui un condensator de pornire cu un condensator de pornire cu același rating de microfarad și invers. Un condensator de funcționare forțat să intre în funcțiune de pornire se va defecta rapid, deoarece filmul său nu poate suporta curentul mare de pornire. Un condensator de pornire lăsat în circuit ca condensator de funcționare se va supraîncălzi și se va ventila.

Producători de condensatoare de pornire și pornire a motorului de curent alternativ CBB60 Condensator de plumb combinat CBB60 450V B S0 Acest condensator de plumb combinat CBB60 450V B S0 este, simplu spus, un „stocare de energie” și un „amplificator” indispensabil pentru motorul de curent alternativ... Vizualizare produs →

Pentru aplicațiile cu funcționare continuă în care un motor necesită o schimbare permanentă de fază, condensatoarele cu film, cum ar fi seria CBB60, sunt alegerea corectă. Sunt disponibile în carcase din aluminiu sau plastic cu cabluri duble, terminale de inserție sau terminale cu șurub și sunt proiectate pentru funcționare la 50/60 Hz cu o capacitate stabilă de mii de ore.

Evaluări cheie pe care trebuie să le potriviți: capacitate, tensiune și ciclu de funcționare

Selectarea unui condensator de pornire nu înseamnă doar găsirea aceleiași valori de microfarad. Tensiunea nominală, ciclul de funcționare și montarea fizică contează. Tabelul de mai jos compară parametrii critici ai condensatorilor de pornire și ai condensatorilor de funcționare, astfel încât să puteți evita o aplicare greșită care duce la defecțiuni repetate.

Tensiunea nominală merită o atenție specială. Un condensator de pornire marcat 250 VAC este proiectat pentru un circuit de 240 VAC cu o anumită marjă. Utilizarea unui condensator de 125 VAC pe o linie de 240 V va provoca o defecțiune imediată. Mersul mai sus, cum ar fi un condensator de 330 VAC pe un circuit de 240 V, este în general sigur și poate prelungi durata de viață, deoarece dielectricul suferă mai puțin stres. Cu toate acestea, tensiuni mai mari vin adesea cu dimensiuni fizice mai mari, așa că verificați spațiul de montare.

Toleranța de capacitate este de obicei ±20 la sută pentru condensatoare de pornire. Unele modele de motoare sunt sensibile la capătul superior al acestei toleranțe. Dacă condensatorul original este de 200 µF, o înlocuire între 180 și 220 µF este de obicei acceptabilă. O înlocuire de 150 µF nu este. Dacă nu puteți găsi valoarea exactă, alegeți următoarea valoare standard mai mare decât una mai mică, dar rămâneți în intervalul de 20% pentru a evita curentul excesiv de pornire a înfășurării.

Start vs Run condensator: diferențe critice pe care nu le puteți ignora

Cea mai scumpă greșeală în repararea motorului este confundarea unui condensator de pornire cu un condensator de funcționare. Arata similar, ambele au doua terminale si ambele sunt masurate in microfarad. Dar construcția lor internă și datoria intenționată nu ar putea fi mai diferite. Un condensator de pornire este construit pentru câteva secunde de curent de pornire mare. Un condensator de funcționare este construit pentru un curent continuu de ondulare la o magnitudine mai mică. Dacă instalați un condensator de funcționare într-un circuit de pornire, probabil că acesta va eșua în câteva zile, deoarece filmul nu poate face față pornirilor repetate de curent ridicat. Dacă instalați un condensator de pornire într-un circuit de funcționare, acesta se va supraîncălzi, se va aerisi și, eventual, va exploda, deoarece electrolitul fierbe sub AC continuu.

Unele compresoare de aer condiționat folosesc un condensator de funcționare dublă, adesea de tip CBB65, care conține două secțiuni de condensator într-o singură cutie: o secțiune de compresor ermetic și o secțiune de ventilator. Nu este un condensator de pornire. Este o pereche de condensatoare de funcționare care împart o carcasă. Nu conectați un condensator de funcționare dublă în locul unui condensator de pornire decât dacă plăcuța de identificare a motorului solicită în mod special o configurație permanentă a condensatorului divizat. Pentru compresoarele de aer condiționat și de refrigerare care necesită o pornire grea, la circuitul condensatorului de funcționare se adaugă un condensator de pornire și un releu separat.

AC CBB65 Producători de condensatoare antiexplozive Cbb65 5uf 370v S2 UL Carcasă din aluminiu antiexplozie 2 2 terminale Acest condensator acționează în esență ca o „pompă de stocare a energiei de stabilizare a tensiunii” în circuitul de acționare a motorului... Vizualizare produs →

Când înlocuiți un condensator de funcționare într-un aparat de aer condiționat, o mașină de spălat sau o pompă de apă, un condensator CBB65 rezistent la explozie sau un condensator de motor CBB60 oferă capacitatea de funcționare continuă și caracteristicile de siguranță necesare. Acești condensatori cu film sunt disponibili cu terminale de inserție, cabluri sau terminale cu șurub pentru a se potrivi cu montarea originală.

Simptomele eșecului și ce vă spun despre circuit

Un condensator de pornire se defectează rar fără avertisment. Simptomele urmează un model previzibil, deoarece motorul își pierde defazajul. Iată care sunt cele mai comune semne, clasificate după cât de des apar în apelurile de service.

• Motorul bâzâie, dar nu se rotește. Rotorul este blocat deoarece curentul înfășurării de pornire fie lipsește, fie este prea mic pentru a crea un câmp rotativ. Verificați mai întâi condensatorul de pornire, apoi comutatorul centrifugal.
• Supraîncărcare se declanșează după 5 până la 15 secunde. Motorul atrage curent cu rotorul blocat, ceea ce este de obicei De 6 până la 8 ori curentul de sarcină maximă. Încălzitorul de suprasarcină sau întrerupătorul se deschide pentru a proteja înfășurările.
• Carcasa condensatorului este bombată, crăpată sau are scurgeri de electrolit. Acest lucru indică că condensatorul a fost supratensibil sau supraîncălzit. Înlocuiți-l și verificați întrerupătorul centrifugal pentru a nu se lipi.
• Miros de ars lângă cutia de borne a motorului. Este posibil ca condensatorul de pornire să se fi aerisit. Deconectați imediat alimentarea și nu încercați să reporniți până când condensatorul nu este înlocuit.
• Motorul pornește lent sau numai atunci când rotiți manual arborele. Acest lucru sugerează că condensatorul de pornire și-a pierdut capacitatea, dar nu este complet deschis sau circuitul de înfășurare de pornire are o rezistență ridicată.

Dacă motorul zumzăie și condensatorul arată bine, nu treceți cu vederea comutatorul centrifugal. Un comutator care nu se închide va împiedica deloc conectarea condensatorului de pornire. Un comutator care nu se deschide va menține condensatorul de pornire în circuit, cauzând supraîncălzirea în câteva minute. Ambele condiții imită un condensator defect din perspectiva operatorului.

Cum să testați un condensator de pornire în siguranță

Testarea unui condensator de pornire necesită mai întâi descărcarea acestuia. Chiar și după ce alimentarea este întreruptă, un condensator electrolitic poate păstra o încărcare periculoasă. Urmați acești pași în ordine.

1. Deconectați toată puterea de la motor. Închideți deconectarea dacă este posibil. Verificați cu un tester de tensiune fără contact dacă bornele sunt deconectate.
2. Descărcați condensatorul folosind a 20 kΩ, 5 W rezistență la bornele timp de cel puțin 10 secunde. Nu scurtcircuitați bornele cu o șurubelniță; care poate deteriora condensatorul și poate crea un pericol de scânteie.
3. Deconectați un fir de la condensator pentru a-l izola de circuit. Observați orientarea terminalului pentru reasamblare.
4. Setați un multimetru digital în modul de capacitate. Conectați cablurile de testare la bornele condensatorului. Observați lectura. Un condensator de pornire bun ar trebui să citească în interior ±20 la sută a valorii plăcuței sale de identificare.
5. Dacă citirea este zero sau foarte scăzută, condensatorul este scurtcircuitat. Dacă citirea este deschisă (OL), condensatorul nu s-a deschis. Ambele condiții necesită înlocuire.
6. Inspectați carcasa pentru umflături, fisuri sau scurgeri de electrolit. Orice deteriorare fizică înseamnă înlocuire, chiar dacă citirea capacității pare acceptabilă.
7. Verificați comutatorul centrifugal dacă condensatorul este bine, dar motorul tot nu pornește. Cu motorul deconectat, acţionaţi manual comutatorul şi verificaţi starea schimbărilor de continuitate.

Un contor de capacitate este cel mai rapid instrument pentru această lucrare, dar un multimetru analogic setat la rezistență poate dezvălui și un condensator scurtcircuitat sau deschis. Când conectați un contor analogic, acul ar trebui să sară spre zero și apoi să urce încet înapoi spre infinit pe măsură ce condensatorul se încarcă. Un ac care rămâne la zero indică un scurtcircuit. Un ac care nu se mișcă indică un circuit deschis.

Selectare și înlocuire: se potrivește cu specificațiile originale

Când un condensator de pornire eșuează, cea mai sigură cale este înlocuirea acestuia cu un condensator care se potrivește cu valoarea nominală inițială de microfarad, tensiunea nominală și montarea fizică. Iată detaliile care contează cel mai mult.

• Capacitate: Se potrivește în 20 la sută. Scăderea reduce cuplul de pornire. O creștere mai mare crește curentul de pornire a înfășurării și poate provoca declanșarea suprasarcinii.
• Voltaj: Egale sau mai mare. Un condensator de 330 VAC poate înlocui un condensator de 250 VAC. Nu coborî niciodată. Tensiunea mai mare oferă o marjă mai mare împotriva tranzitorilor de linie.
• Ciclu de funcționare: Condensatorii de pornire sunt evaluați pentru utilizare scurtă. Nu înlocuiți un condensator de funcționare decât dacă motorul este proiectat pentru funcționarea permanentă a condensatorului divizat.
• Tip terminal: Se potrivesc cu originalul: conexiune rapidă de 1/4 inch, terminale cu șuruburi sau cabluri. Conexiunile proaste cauzează arc și defecțiuni premature.
• Temperatura de functionare: Verificați temperatura nominală a condensatorului. Un condensator evaluat pentru 65°C nu va rezista într-un mediu de 85°C. Alegeți o temperatură mai mare atunci când este posibil.

Pentru motoarele care folosesc un condensator de funcționare în mod continuu, cum ar fi cele din mașinile de spălat, pompele de apă și aparatele de aer condiționat, condensatoarele cu film din seria CBB60 și CBB61 sunt proiectate pentru o viață lungă. Condensatorul de motor pătrat CBB61 este obișnuit în motoarele de ventilatoare și suflante, în timp ce condensatorul CBB65 rezistent la explozie este standardul pentru compresoarele de aer condiționat. Când comandați o înlocuire, confirmați dimensiunile carcasei și urechile de montare, deoarece un condensator care se potrivește electric, dar nu mecanic, nu va rămâne pe loc.

Producător de condensatoare pentru ventilator cu motor pătrat AC Cbb61 Cbb61 2uf 450V S3 2 2 terminal Acesta este un condensator de pornire și de funcționare foarte comun în circuitele electronice de putere. Mai simplu spus, acționează ca un „accelerator cu acțiune rapidă”... Vizualizare produs →

Întrebări frecvente

Ce se întâmplă dacă folosesc un condensator de pornire de dimensiune greșită?

Un condensator prea mic nu va crea suficientă schimbare de fază, astfel încât motorul va produce un cuplu de pornire slab, va zumzea și va absorbi un curent ridicat. Un condensator prea mare va împinge un curent excesiv prin înfășurarea de pornire, ceea ce poate supraîncălzi înfășurarea și declanșează suprasarcina. În ambele cazuri, motorul poate să nu pornească sau poate porni numai fără sarcină. Rămâneți întotdeauna în intervalul de 20% din valoarea microfarad de pe plăcuță de identificare.

Poate funcționa un motor fără un condensator de pornire?

Doar dacă motorul este un motor permanent cu condensator divizat sau un motor cu poli umbrit. Un motor de pornire cu condensator are nevoie de condensatorul de pornire pentru a produce cuplul inițial. Fără acesta, motorul nu va porni de la oprire sub sarcină. Unele motoare vor porni dacă rotiți manual arborele, dar aceasta nu este o soluție sigură sau practică.

Cât ar trebui să dureze un condensator de pornire?

Un condensator de pornire de calitate într-un motor întreținut corespunzător poate dura 5 până la 10 ani sau mai multe. Factorii care scurtează durata de viață includ porniri frecvente, temperatură ambientală ridicată, supratensiune și un comutator centrifugal care menține condensatorul în circuit după ce motorul atinge viteza.

De ce condensatorul meu de pornire continuă să se defecteze?

Eșecurile repetate indică de obicei o problemă de circuit, mai degrabă decât un lot prost de condensatori. Verificați comutatorul centrifugal pentru a rămâne închis, verificați că tensiunea de linie nu este prea mare și confirmați că condensatorul de înlocuire are tensiunea nominală corectă. Un motor care pornește de mai multe ori pe oră poate avea nevoie de un condensator cu un ciclu de lucru mai mare sau de o metodă diferită de pornire.

Tensiunea joasă poate deteriora un condensator de pornire?

Tensiunea scăzută reduce cuplul de pornire și face ca motorul să atragă un curent mai mare pentru o perioadă mai lungă de timp. Condensatorul de pornire rămâne în circuit mai mult timp, ceea ce crește încălzirea. Pornirea prelungită la joasă tensiune va scurta durata de viață a condensatorului. Dacă tensiunea de alimentare este constant sub valoarea nominală a motorului, corectați tensiunea înainte de a înlocui din nou condensatorul.

De ce instrumente am nevoie pentru a testa un condensator de pornire?

Un multimetru digital cu modul de capacitate este cel mai convenabil instrument. Un multimetru analogic poate fi folosit și pentru a verifica condițiile scurte sau deschise. De asemenea, aveți nevoie de un rezistor de descărcare (20 kΩ, 5 W), șurubelnițe izolate și un tester de tensiune fără contact. Se recomandă ochelari de protecție, deoarece un condensator electrolitic defectat poate evacua electrolitul.

Un condensator de pornire funcționează prin crearea unei schimbări de fază care oferă unui motor monofazat câmpul rotativ de care are nevoie pentru a accelera de la oprire. Această schimbare de fază durează doar câteva secunde, motiv pentru care condensatoarele de pornire folosesc construcție electrolitică și sunt evaluate pentru cicluri de funcționare scurte. Când un motor bâzâie, dar nu pornește, condensatorul de pornire este prima componentă de testat. Potriviți exact valoarea microfaradului, tensiunea nominală și ciclul de funcționare și inspectați comutatorul centrifugal în timp ce vă aflați în cutia de borne.

Pentru condensatoarele de funcționare continuă din aparate, pompe și sisteme de aer condiționat, condensatoarele cu film precum seriile CBB60, CBB61 și CBB65 oferă o capacitate stabilă și o durată lungă de viață. Sunt disponibile într-o gamă largă de stiluri de carcase, configurații de terminale și opțiuni de montare pentru a se potrivi cu echipamentul original. Înlocuirea unui condensator defect cu tipul corect este diferența dintre un motor care funcționează ani de zile și unul care se defectează din nou luna viitoare.