Paano Gumagana ang Start Capacitor? Mga Pangunahing Prinsipyo, Sukat, at Mga Sintomas ng Pagkabigo

Gumagana ang start capacitor sa pamamagitan ng paglikha ng 60 hanggang 120 degree na phase shift sa pagitan ng kasalukuyang sa auxiliary winding at ang kasalukuyang sa pangunahing winding ng isang single-phase motor. Ang phase shift na ito ay gumagawa ng umiikot na magnetic field na bumubuo ng sapat na panimulang torque upang paikutin ang rotor. Ang kapasitor ay nananatili sa circuit sa loob lamang ng ilang segundo, hanggang ang motor ay umabot sa humigit-kumulang 75% ng rate ng bilis nito, at pagkatapos ay idiskonekta ng isang centrifugal switch. Kung ang switch ay hindi bumukas, ang kapasitor ay kumukuha ng labis na kasalukuyang at kadalasang bumubulusok o pumuputok sa loob ng ilang minuto, ayon sa karaniwang mga prinsipyo ng disenyo ng AC motor capacitor na inilarawan sa IEC 60252-1.

Ano ang a Simulan ang Capacitor Talagang Ginagawa

Ang mga single-phase induction motor ay simple at masungit, ngunit mayroon silang likas na limitasyon: hindi sila maaaring bumuo ng panimulang metalikang kuwintas sa kanilang sarili. Ang isang solong paikot-ikot na pinapakain ng alternating current ay gumagawa ng isang pulsating magnetic field na hindi umiikot, kaya ang rotor ay nananatiling tahimik. Nilulutas ito ng start capacitor sa pamamagitan ng pagdaragdag ng pangalawang winding, na kilala bilang auxiliary o start winding, na sadyang phase-shifted.

Kapag ang kapasitor ay nasa circuit, ginagawa nitong ang kasalukuyang sa simula ng paikot-ikot ay humahantong sa kasalukuyang sa pangunahing paikot-ikot ng humigit-kumulang 60 hanggang 120 degrees, depende sa laki ng kapasitor at disenyo ng paikot-ikot. Ang pagkakaiba sa phase na ito ay ginagawang isang umiikot na field ang pulsating field, na nag-uudyok ng kasalukuyang sa mga rotor bar at bumubuo ng torque na kailangan upang madaig ang static inertia at mapakilos ang rotor.

• Nagbibigay ng elektrikal itulak sa halip na patuloy na kapangyarihan
• Aktibo lang sa simula ng pagkakasunud-sunod, karaniwang 2 hanggang 5 segundo
• Na-rate para sa pasulput-sulpot na tungkulin, hindi tuluy-tuloy na operasyon
• Na-bypass ng isang centrifugal switch o potensyal na relay sa buong bilis

Ang Physics sa Likod ng Phase Shift

Upang maunawaan kung bakit lumilikha ang isang kapasitor ng phase shift, kailangan mong tingnan ang kaugnayan sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang. Sa isang purong resistive circuit, ang boltahe at kasalukuyang ay nasa phase. Sa isang inductive circuit, ang kasalukuyang lags boltahe. Sa isang capacitive circuit, ang kasalukuyang lead boltahe. Ang paikot-ikot na motor ay inductive, kaya natural itong nagdudulot ng lag. Ang isang kapasitor, sa kabaligtaran, ay pinipilit ang kasalukuyang boltahe ng lead.

Kapag naglagay ka ng isang kapasitor sa serye na may simulang paikot-ikot, ang kapasitor ay kumikilos bilang a phase advance na aparato . Ang kasalukuyang dumadaloy sa simula ng paikot-ikot ay nagiging humigit-kumulang 90 degrees nangunguna sa kasalukuyang sa pangunahing paikot-ikot. Ang eksaktong anggulo ay nakasalalay sa kabuuang impedance ng kapasitor at ang paikot-ikot. Para sa mga praktikal na start capacitor, ang anggulo ng phase ay nananatili sa loob ng 60 hanggang 120 degree range, at ito ay sapat na upang lumikha ng isang magagamit na umiikot na field.

Hakbang-hakbang na Pagkakasunud-sunod ng Paggawa

Sundin natin ang sequence mula sa power-on hanggang sa full speed.

1. Ang kapangyarihan ay inilalapat sa pangunahing paikot-ikot na direkta mula sa linya ng AC. Ang pangunahing paikot-ikot ay nagsisimula upang gumuhit ng kasalukuyang at nagtatatag ng sarili nitong magnetic field.
2. Kasabay nito, ang boltahe ay inilalapat sa serye ng kumbinasyon ng start capacitor at ang start winding.
3. Ang kapasitor ay mabilis na nag-charge at inililipat ang kasalukuyang sa simula ng paikot-ikot upang ito ay humantong sa pangunahing paikot-ikot na kasalukuyang sa pamamagitan ng tungkol sa 60 hanggang 120 degrees.
4. Ang dalawang windings ngayon ay gumagawa ng umiikot na magnetic field. Ang rotor ay nagsisimulang umikot at bumibilis nang mabilis.
5. Kapag naabot na ng motor ang halos 75% ng naka-synchronize nitong bilis, bubukas ang centrifugal switch, na inaalis ang start capacitor mula sa circuit.
6. Ang motor ay tumatakbo na ngayon sa pangunahing paikot-ikot nito nang mag-isa, na ang auxiliary winding ay na-de-energize. Ang umiikot na field ay nananatili dahil ang nag-iisang paikot-ikot ay maaaring mapanatili ang pag-ikot kapag ang rotor ay gumagalaw.
7. Kapag ang motor ay naka-off, ang centrifugal switch ay magsasara muli, muling i-armas ang start circuit para sa susunod na pagsisimula.

Isang kritikal na detalye: ang start capacitor ay idinisenyo para sa pasulput-sulpot na tungkulin, ibig sabihin, dapat itong pasiglahin nang hindi hihigit sa 3 hanggang 5 segundo bawat pagsisimula. Kung ito ay mananatili sa circuit, ang dielectric na materyal ay mabilis na uminit. Sa isang tipikal na 250V AC start capacitor, ang pananatiling konektado sa loob ng higit sa 10 segundo ay maaaring maging sanhi ng panloob na temperatura na lumampas sa 85 degrees Celsius, na humahantong sa pamamaga, pagbubuhos, at panghuling pagkabigo.

Simulan ang Capacitor vs Patakbuhin ang Capacitor: Mga Pangunahing Pagkakaiba

Ang mga start capacitor at run capacitor ay parehong mga motor capacitor, ngunit gumaganap sila ng iba't ibang mga trabaho at na-rate ng iba't ibang mga pamantayan. Ang talahanayan sa ibaba ay nagbubuod ng mga pangunahing pagkakaiba.

Ang kapasidad at siklo ng tungkulin ay ang dalawang pinakamahalagang pagkakaiba. Ang isang panimulang kapasitor ay nag-iimbak ng mas maraming enerhiya upang maihatid ang mataas na panimulang metalikang kuwintas, ngunit hindi ito binuo upang mahawakan ang tuluy-tuloy na kasalukuyang. Ang isang run capacitor ay nag-iimbak ng mas kaunting enerhiya ngunit patuloy na tumatakbo, kadalasang kasama lamang ng isang paikot-ikot upang mapabuti ang anggulo ng phase. Ang paggamit ng isang run capacitor sa halip ng isang start capacitor ay hindi makakapagdulot ng sapat na metalikang kuwintas upang simulan ang motor. Ang paggamit ng isang start capacitor sa halip ng isang run capacitor ay masusunog ito sa ilang minuto dahil ang start capacitor ay idinisenyo para sa pasulput-sulpot na tungkulin.

Paano Sukatin ang Start Capacitor

Ang pagpili ng tamang start capacitor ay isang gawain sa engineering, ngunit may mga pangkalahatang tuntunin na nalalapat sa karamihan ng maliliit na single-phase na motor.

Kapasidad

Ang kinakailangang capacitance ay depende sa lock-rotor torque na kinakailangan ng motor. Bilang isang magaspang na gabay, ang isang 1/2 horsepower na motor na tumatakbo sa 120V/60Hz ay ​​karaniwang mangangailangan ng 200 hanggang 300 microfarad start capacitor. Ang isang 1 horsepower na motor ay maaaring mangailangan ng 400 hanggang 500 microfarads. Ang mga halagang higit sa 1000 microfarad ay kadalasang lumilitaw lamang sa malalaking motor na higit sa 3 lakas-kabayo.

Rating ng Boltahe

Ang rating ng boltahe ng kapasitor ay dapat na hindi bababa sa 1.5 beses ang boltahe ng linya ng AC . Para sa 230V supply, pumili ng 370V o 450V capacitor. Para sa isang 115V supply, isang 250V capacitor ay karaniwang sapat. Ang isang kapasitor na na-rate na masyadong mababa ay maaaring hindi agad mabigo, ngunit ang panloob na dielectric nito ay madidiin, at ang kapaki-pakinabang na buhay nito ay paikliin nang malaki.

Pagpaparaya

Karaniwang may tolerance ng plus o minus na 10% o 20% ang standard start capacitors. Tinukoy ng ilang mga tagagawa ang plus o minus 5% para sa mga espesyal na application. Kung papalitan mo ang isang kapasitor, ang kapalit na kapasidad ay dapat nasa loob ng 10% ng orihinal na halaga. Ang paglampas sa orihinal na kapasidad ng higit sa 20% ay magpapataas ng panimulang torque ngunit madaragdagan din ang kasalukuyang draw sa panahon ng pagsisimula, na maaaring mag-overheat sa auxiliary winding.

Ang mga halagang ito ay nagpapahiwatig at hindi isang kapalit para sa pagsuri sa nameplate ng motor. Palaging i-verify ang mga rekomendasyon mula sa tagagawa ng motor, lalo na kapag pinapalitan ang isang kapasitor. Ang mga halaga ay batay sa karaniwang mga kasanayan sa disenyo sa IEC 60252 at NEMA MG1.

Mga Palatandaan ng Pagkabigo at Pagsubok

Ang isang panimulang kapasitor ay maaaring mabigo nang biglaan o unti-unti. Kasama sa mga karaniwang senyales ng pagkabigo ang motor na umuugong nang hindi lumiliko, nasusunog na amoy, nakikitang pamamaga o paglabas ng hangin, at isang capacitor na may kapansin-pansing mas mababang capacitance kaysa sa nameplate value.

Pagsubok gamit ang isang Multimeter

1. Idiskonekta ang power at maghintay ng hindi bababa sa 2 minuto para ma-discharge ang capacitor. Karamihan sa mga start capacitor ay may risistor na nagdurugo ng singil, ngunit dapat ka pa ring gumamit ng discharge tool.
2. Itakda ang metro sa capacitance mode at ikonekta ang mga probe sa mga terminal.
3. Ihambing ang pagbabasa sa na-rate na halaga. Ang pagbabasa sa ibaba 80% ng minarkahang kapasidad ay nagpapahiwatig ng isang degraded na kapasitor.
4. Kung gumagamit ng isang ohmmeter sa isang non-polarized start capacitor, dapat mong makita ang isang maikling maikling pagkatapos ay isang bukas na pagbabasa. Ang isang permanenteng bukas o shorted na pagbabasa ay nagpapahiwatig ng panloob na pinsala.

Isang praktikal na tala: maraming mga start capacitor ay electrolytic at maaaring matuyo sa paglipas ng panahon. Ang karaniwang pag-asa sa buhay ay 4,000 hanggang 8,000 na mga pagsisimula ng cycle , na kung saan ay ang bilang ng beses na nagsimula ang motor, hindi ang kabuuang oras ng pagpapatakbo. Sa isang karaniwang aplikasyon sa sambahayan kung saan ang isang motor ay nagsisimula ng 5 beses bawat araw, ang isang kapasitor na na-rate para sa 6,000 cycle ay maaaring tumagal ng 3 hanggang 4 na taon. Sa isang komersyal na compressor na may 50 starts bawat araw, ang parehong kapasitor ay maaaring mabigo sa loob ng 4 hanggang 5 buwan. Ito ang dahilan kung bakit dapat mong itugma ang capacitor sa duty cycle ng application.

Mga Karaniwang Aplikasyon

Ang mga start capacitor ay ginagamit sa isang malawak na hanay ng mga single-phase na application ng motor kung saan kinakailangan ang mataas na panimulang torque. Ang pinakakaraniwang mga application ay kinabibilangan ng:

• Mga air conditioning compressor, kadalasang may potensyal na relay sa mas malalaking unit
• Mga motor ng washing machine, lalo na sa mga modelong direct-drive
• Mga water pump at well pump na nagsisimula laban sa full pressure head
• Mga gilingan at maliliit na woodworking machine na may mabibigat na talim
• Mga opener ng pinto ng garahe na dapat magbuhat ng mabigat na pinto mula sa pahinga
• Mga fan at blower na may malaking duct resistance

Sa bawat isa sa mga application na ito, ang motor ay nahaharap sa isang makabuluhang pagkarga sa zero na bilis. Ang isang compressor ay lumalaban sa paggalaw dahil ang bahagi ng nagpapalamig ay may presyon. Ang isang washing machine drum ay puno ng tubig at basang damit. Ang isang bomba ay nahuhulog sa tubig. Ang start capacitor ay nagbibigay sa mga motor na ito ng dagdag na puwersa sa pagtulak upang mailipat ang lahat.

Mga Tala sa Kaligtasan at Pangangasiwa

Ang mga capacitor ay nag-iimbak ng enerhiya kahit na matapos ang kapangyarihan. Ang isang start capacitor ay maaaring magkaroon ng mapanganib na singil sa loob ng ilang minuto. Palaging i-discharge ang isang capacitor na may wastong rate na resistor o isang screwdriver na may insulated handle bago ito hawakan. Huwag kailanman paikliin ang mga terminal gamit ang isang metal na bagay bago matiyak na ang kapasitor ay ganap na na-discharge.

Gayundin, gumamit ng mga capacitor na na-rate na may safety venting. Ang isang vented capacitor ay isa na maaaring ligtas na maglabas ng panloob na presyon sa panahon ng pagkabigo sa halip na sumabog. Mahalaga ito sa mga nakapaloob na kagamitan tulad ng mga compressor cabin at washing machine housing.

Isang praktikal na paalala: kung ang isang kapasitor ay nasira sa paningin, tulad ng isang nakaumbok na tuktok, huwag subukang gamitin ito muli. Palitan ng bagong unit na may maihahambing na kapasidad, boltahe, rating ng temperatura, at configuration ng terminal.

Mga Madalas Itanong

Ano ang mangyayari kung ang start capacitor ay hindi kailanman nadidiskonekta?

Ang kapasitor ay nananatili sa circuit at patuloy na gumuhit ng kasalukuyang. Dahil ito ay dinisenyo para sa pasulput-sulpot na tungkulin, ang panloob na electrolyte o pelikula ay mabilis na uminit. Sa loob ng ilang segundo, tumataas ang panloob na presyon, bumukas ang vent, at nabigo ang kapasitor. Sa ilang mga kaso, ang motor ay maaaring magpatuloy sa pagtakbo ngunit sa isang mas mataas na kasalukuyang draw at may makabuluhang torque pulsation.

Maaari bang tumakbo ang isang motor nang walang panimulang kapasitor?

Para sa isang maliit na motor na may mababang panimulang karga, kung minsan ang isang motor ay maaaring simulan sa pamamagitan ng pag-ikot ng kamay o sa isang espesyal na kontrol sa pagsisimula. Ngunit sa pangkalahatang kaso, ang isang single-phase na motor na walang panimulang kapasitor ay umuugong lamang dahil walang umiikot na patlang na nabuo.

Gaano katagal ang isang start capacitor?

Ang buhay ay sinusukat sa mga pagsisimula, hindi oras ng pagpapatakbo. Ang isang tipikal na start capacitor ay tumatagal ng 4,000 hanggang 8,000 starts. Sa isang residential air conditioner na umiikot ng 8 beses sa isang araw, iyon ay maaaring 1.5 hanggang 2.5 taon. Sa isang komersyal na yunit na may 50 pagsisimula bawat araw, maaari itong 3 hanggang 5 buwan lamang.

Paano ko malalaman kung ang start capacitor ang problema at hindi ang motor?

Subukang paikutin ang motor shaft sa pamamagitan ng kamay o gamit ang isang maliit na pingga habang inilalapat ang kapangyarihan. Kung ang motor ay nagsimulang lumiko kaagad, ang kapasitor ay malamang na masama. Kung humihi pa rin ito kahit na may tulong sa pag-ikot, ang problema ay maaaring ang panimulang switch, ang paikot-ikot, o ang kapasitor. Kailangan mong sukatin ang kapasitor na may isang metro.

Maaari ba akong gumamit ng mas malaking start capacitor para makakuha ng mas maraming panimulang torque?

Ang pagtaas ng kapasidad hanggang sa humigit-kumulang 20% ​​sa itaas ng orihinal na halaga ay maaaring magpataas ng metalikang kuwintas, ngunit ito ay magpapataas din ng kasalukuyang at init sa simula ng paikot-ikot, na nagpapaikli sa buhay ng motor. Ang pagpunta sa 30% na mas mataas sa na-rate na halaga ay maaaring maging sanhi ng pag-init ng paikot-ikot sa loob lamang ng ilang pagsisimula.

Anong boltahe na kapasitor ang kailangan ko para sa isang 230V na motor?

Ang ligtas na pagpili ay isang 370V o 450V na rated capacitor. Ang panuntunan ay ang rating ng boltahe ng kapasitor ay dapat palaging hindi bababa sa 1.5 beses ang boltahe ng linya.

Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng isang hard start kit at isang start capacitor?

Karaniwang pinagsasama ng hard start kit ang isang start capacitor na may potensyal na relay para bigyan ang compressor ng mas malakas na panimulang boost. Ito ay dinisenyo para sa mga compressor na nasa ilalim ng pagkarga sa panahon ng pagsisimula. Ang isang plain start capacitor ay gumagana sa isang centrifugal switch, na karaniwan sa mas maliliit na motor.

Buod

Gumagana ang start capacitor sa pamamagitan ng pansamantalang paglilipat ng current sa auxiliary winding ng motor, na lumilikha ng umiikot na magnetic field upang ang motor ay makabuo ng panimulang torque. Ito ay isang short-duty na bahagi na aalisin ng isang centrifugal switch kapag ang motor ay umabot sa halos 75 hanggang 80% ng buong bilis.

Ang pangunahing praktikal na takeaways ay:

• Gumamit ng kapasitor na idinisenyo para sa pasulput-sulpot na tungkulin, at itugma nang tama ang kapasidad at boltahe.
• Huwag kailanman palitan ang start capacitor ng run capacitor.
• Siyasatin ang mga karaniwang senyales ng pagkabigo: ugong, pamamaga, pagbuga, at mababang capacitance reading.
• Palaging i-discharge ang mga capacitor bago hawakan.

Sa pamamagitan ng pagsunod sa mga panuntunang ito, mapapahaba mo ang buhay ng iyong motor at maiiwasan ang mga pinakakaraniwang pagkabigo na nauugnay sa capacitor.