Il funzionamento di un motore elettrico monofase si basa sull'utilizzo di corrente elettrica alternata mediante collegamento a reti monofase. La tensione in una tale rete deve corrispondere al valore standard di 220 Volt, la frequenza è 50 Hertz. I motori di questo tipo sono utilizzati principalmente in elettrodomestici, pompe, piccoli ventilatori, ecc.
La potenza dei motori monofase è sufficiente anche per l'elettrificazione di case private, garage o agriturismi. In queste condizioni viene utilizzata una rete elettrica monofase con una tensione di 220 V, che impone alcuni requisiti al processo di collegamento del motore. Qui viene utilizzato un circuito speciale, che prevede l'uso di un dispositivo con un avvolgimento di avviamento.
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Schema di collegamento di un motore monofase attraverso un condensatore
I motori elettrici monofase 220v sono collegati alla rete tramite un condensatore. Ciò è dovuto ad alcune caratteristiche del design dell'unità.Quindi, sullo statore del motore, un avvolgimento in corrente alternata crea un campo magnetico, i cui impulsi vengono compensati solo se la polarità viene invertita ad una frequenza di 50 Hz. Nonostante i suoni caratteristici che emette un motore monofase, la rotazione del rotore non avviene. La coppia viene generata mediante l'uso di avvolgimenti di avviamento aggiuntivi.
Per capire come collegare un motore elettrico monofase tramite un condensatore, è sufficiente considerare 3 circuiti funzionanti utilizzando un condensatore:
- lanciatore;
- Lavorando;
- corsa e avviamento (combinati).
Ciascuno degli schemi di collegamento elencati è adatto per l'uso nel funzionamento di motori elettrici asincroni monofase da 220 V. Tuttavia, ogni opzione ha i suoi punti di forza e di debolezza, quindi meritano un'occhiata più da vicino.
L'idea di utilizzare un condensatore di avviamento è includerlo nel circuito solo nel momento in cui il motore si avvia. Per fare ciò, il circuito prevede la presenza di un apposito pulsante atto ad aprire i contatti dopo che il rotore ha raggiunto un determinato livello di velocità. La sua ulteriore rotazione avviene sotto l'influenza della forza d'inerzia.
Il mantenimento dei movimenti rotatori per un lungo periodo di tempo è fornito dal campo magnetico dell'avvolgimento principale di un motore monofase con un condensatore. In questo caso, le funzioni dell'interruttore possono essere svolte da un apposito relè.
Lo schema di collegamento di un motore elettrico monofase tramite condensatore presuppone la presenza di un pulsante a molla a pressione che rompe i contatti al momento dell'apertura.Questo approccio consente di ridurre il numero di fili utilizzati (è consentito l'uso di un avvolgimento di partenza più sottile). Per evitare il verificarsi di cortocircuiti tra le spire, si consiglia di utilizzare un relè termico.
Quando vengono raggiunte temperature estremamente elevate, questo elemento disattiva l'avvolgimento aggiuntivo. Una funzione simile può essere svolta da un interruttore centrifugo installato per aprire i contatti nei casi in cui vengono superati i valori consentiti della velocità di rotazione.
Per controllare automaticamente la velocità di rotazione e proteggere il motore dai sovraccarichi, vengono sviluppati schemi appropriati e vari componenti correttivi vengono introdotti nella progettazione delle unità. L'installazione dell'interruttore centrifugo può essere effettuata direttamente sull'albero del rotore o su elementi ad esso associati (collegamento diretto o ad ingranaggi).
La forza centrifuga agente sul carico contribuisce alla tensione della molla collegata alla piastra di contatto. Se la velocità di rotazione raggiunge il valore impostato, i contatti si chiudono, l'alimentazione di corrente al motore si interrompe. È possibile trasmettere un segnale a un altro meccanismo di controllo.
Esistono varianti di schemi in cui è prevista la presenza di un interruttore centrifugo e un relè termico in un elemento strutturale. Questa soluzione permette di disattivare il motore per mezzo di una componente termica (in caso di raggiungimento di temperature critiche) o sotto l'influenza dell'elemento scorrevole dell'interruttore centrifugo.
Nel caso di collegamento del motore tramite un condensatore, si verifica spesso una distorsione delle linee del campo magnetico nell'avvolgimento aggiuntivo. Ciò comporta un aumento delle perdite di potenza, una diminuzione generale delle prestazioni dell'unità.Tuttavia, vengono mantenute buone prestazioni di avvio.
L'uso di un condensatore funzionante nel circuito per il collegamento di un motore monofase con un avvolgimento di avviamento suggerisce una serie di caratteristiche distintive. Quindi, dopo l'avvio, il condensatore non si spegne, la rotazione del rotore viene eseguita a causa dell'azione impulsiva dell'avvolgimento secondario. Ciò aumenta significativamente la potenza del motore e una selezione competente della capacità del condensatore consente di ottimizzare la forma del campo elettromagnetico. Tuttavia, l'avvio del motore diventa più lungo.
La selezione di un condensatore di potenza adeguata viene effettuata tenendo conto dei carichi di corrente, che consente di ottimizzare il campo elettromagnetico. In caso di modifica dei valori nominali, ci saranno fluttuazioni in tutti gli altri parametri. Per stabilizzare la forma delle linee di campi magnetici è possibile utilizzare diversi condensatori con diverse caratteristiche di capacità. Questo approccio consente di ottimizzare le prestazioni del sistema, ma comporta alcune difficoltà nei processi di installazione e funzionamento.
Il circuito combinato per il collegamento di un motore monofase con un avvolgimento di avviamento è progettato per utilizzare due condensatori: funzionamento e avviamento. Questa è la soluzione ottimale per prestazioni medie.
Calcolo del condensatore del motore
Esiste una formula complessa che calcola la capacità esatta richiesta di un condensatore. Tuttavia, molti anni di esperienza dei professionisti dimostrano che è sufficiente aderire alle seguenti raccomandazioni:
- per 1 kW di potenza del motore sono necessari 0,8 μF di un condensatore funzionante;
- l'avvolgimento di partenza richiede che questo valore sia 2 o 3 volte superiore.
La tensione operativa per loro dovrebbe essere 1,5 volte superiore a quella della rete (nel nostro caso, 220 V). Per semplificare il processo di avviamento, è meglio installare un condensatore contrassegnato con "Starting" o "Start" nel circuito di avviamento. Sebbene sia consentito l'uso di condensatori standard.
Inversione del senso di marcia
È possibile che dopo il collegamento i motori elettrici monofase ruotino in senso opposto a quello richiesto. È facile da risolvere. Durante l'assemblaggio del circuito, un filo è stato fatto uscire come comune, un altro conduttore è stato alimentato al pulsante. Per modificare il senso magnetico di rotazione del motore elettrico, questi 2 fili devono essere invertiti.
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