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Motori a corrente alternata, in particolare motori a induzione monofase, spesso necessitano di un condensatore per l'avviamento per i seguenti motivi:
1. Requisito del campo magnetico per la rotazione
Un motore CA trifase può generare un campo magnetico rotante direttamente dall'alimentazione trifase, che interagisce con il rotore per produrre coppia e far ruotare il motore. Tuttavia, un'alimentazione CA monofase produce un campo magnetico pulsante (un campo che varia solo in intensità ma non ruota). Un campo magnetico pulsante non può generare la coppia di spunto necessaria per far muovere il rotore da fermo.
2. Ruolo del condensatore nella creazione di un campo rotante
Per creare un campo magnetico rotante in un motore monofase, dobbiamo introdurre un differenza di fase tra due avvolgimenti (tipicamente l'avvolgimento principale e l'avvolgimento ausiliario). Il condensatore è collegato in serie con l'avvolgimento ausiliario.
Quando la corrente alternata scorre attraverso il circuito, il condensatore fa sì che la corrente nell'avvolgimento ausiliario Guida la tensione (al contrario, la corrente nell'avvolgimento principale è in una certa misura in ritardo rispetto alla tensione). Questa differenza di fase tra le correnti nei due avvolgimenti determina la produzione di due campi magnetici sfasati. La combinazione di questi due campi magnetici sfasati crea un campo magnetico rotante.
3. Generazione della coppia di avviamento
Questo campo magnetico rotante attraversa i conduttori del rotore, inducendo in essi delle correnti. Secondo la legge di Lenz e il principio di induzione elettromagnetica, l'interazione tra queste correnti indotte e il campo magnetico rotante genera una coppia di spunto, che è sufficiente a superare l'attrito statico e l'inerzia del rotore, facendo sì che il motore inizi a ruotare.
4. Tipi di utilizzo dei condensatori
- Condensatore – motori di avviamento: Il condensatore viene utilizzato solo durante la fase di avviamento. Una volta che il motore raggiunge una certa velocità (solitamente intorno al 70-80% della velocità sincrona), un interruttore centrifugo scollega l'avvolgimento ausiliario e il condensatore dal circuito. Il motore funziona quindi solo con l'avvolgimento principale.
- Condensatore – avviamento – funzionamento motori: Un condensatore viene utilizzato sia per l'avviamento che per il funzionamento. Ci sono due condensatori: uno più grande per l'avviamento (che viene scollegato da un interruttore centrifugo dopo l'avviamento) e uno più piccolo che rimane nel circuito per migliorare le prestazioni di funzionamento, garantendo un fattore di potenza e un'efficienza migliori durante il funzionamento.
In sintesi, il condensatore è essenziale nei motori CA monofase per creare il campo magnetico rotante necessario all'avviamento, introducendo uno sfasamento tra le correnti degli avvolgimenti.
