Двигатели переменного тока, в частности однофазные асинхронные двигатели, часто требуется конденсатор для запуска по следующим причинам:
1. Необходимость магнитного поля для вращения
Трехфазный двигатель переменного тока может генерировать вращающееся магнитное поле непосредственно от трёхфазного источника питания, который взаимодействует с ротором, создавая крутящий момент и приводя двигатель во вращение. Однако однофазный источник переменного тока создаёт пульсирующее магнитное поле (поле, которое только меняется по величине, но не вращается). Пульсирующее магнитное поле не может создать необходимый пусковой момент, чтобы сдвинуть ротор с места.
2. Роль конденсатора в создании вращающегося поля
Чтобы создать вращающееся магнитное поле в однофазном двигателе, нам нужно ввести разность фаз Между двумя обмотками (обычно основной и вспомогательной). Конденсатор подключается последовательно со вспомогательной обмоткой.
Когда переменный ток протекает через цепь, конденсатор вызывает ток во вспомогательной обмотке вести напряжение (в отличие от тока в основной обмотке, ток в некоторой степени отстаёт от напряжения). Эта разность фаз между токами в двух обмотках приводит к возникновению двух магнитных полей, сдвинутых по фазе. Сочетание этих двух магнитных полей, сдвинутых по фазе, создаёт вращающееся магнитное поле.
3. Начало создания крутящего момента
Это вращающееся магнитное поле прорезает проводники ротора, наводя в них токи. Согласно закону Ленца и принципу электромагнитной индукции, взаимодействие этих индуцированных токов с вращающимся магнитным полем создаёт пусковой крутящий момент, что достаточно для преодоления статического трения и инерции ротора, в результате чего двигатель начинает вращаться.
4. Типы использования конденсаторов
- Конденсатор – пусковые двигатели: Конденсатор используется только во время пуска. Когда двигатель достигает определённой скорости (обычно около 70–80% от синхронной), центробежный выключатель отключает вспомогательную обмотку и конденсатор от цепи. После этого двигатель работает только на основной обмотке.
- Конденсаторные двигатели с пуском и работой: Конденсатор используется как для запуска, так и для работы. Имеется два конденсатора: больший — для запуска (отключается центробежным выключателем после запуска), а меньший — остаётся в цепи для улучшения рабочих характеристик, обеспечивая более высокий коэффициент мощности и эффективность во время работы.
Подводя итог, можно сказать, что конденсатор необходим в однофазных двигателях переменного тока для создания необходимого вращающегося магнитного поля для запуска путем внесения фазового сдвига между токами обмоток.