شناخت و تعویض خازن راه انداز و دائم کار یک الکتروموتور القایی تکفاز

اگر با موتورھای تک فاز سر و کار دارید و این موتورھا دارای خازن راه انداز و دائم کار ھستند این مطلب برایتان مفید خواھد بود.

شناخت انواع خازن برای موتورھای تک فاز القایی

در موتورھای تک فاز القایی ما دو سیم پیچ با نامھای کمکی و اصلی داریم. برای ایجاد گشتاور و راه اندازی موتور ما نیاز به یک اختلاف فاز جریانی بین سیم پیچ کمکی و اصلی داریم. این اختلاف فاز توسط یک خازن با نام خازن راه انداز ایجاد می شود. خازنھای راه انداز نسبت به ابعادشان دارای ظرفیت خازنی بیشتر و ھمچنین ولتاژ بزرگی ھستند. این خازنھا به صورت موقت در مدار قرار می گیرند به ھمین دلیل اگر در زمان طولانی تحت جریان قرار داشته باشند آسیب خواھند دید. به ھمین خاطر از یک کلید گریز از مرکز (اصطلاح تجربی ھا کلاج است) استفاده می شود که پس از راه اندازی این خازن را از مدار خارج خواھد کرد.

اکثر موتورھای الکتریکی دارای خازن راه اندازی با ظرفیت نامی ۵٠ الی ١٢٠٠ میکروفاراد و در ولتاژھای ١١٠/125 ھستند. خازن دیگر خازن دائم کار است. خازن دائمی موتور تک فاز به منظور بھینه  AC ٢٢٠ و ٣٣٠ ولت /٢٣٠ ،١۶۵ کردن گشتاور و راندمان موتور استفاده می شود. این خازن به صورت پیوسته در مدار است و از اینرو میزان خرابی آن ١٠٠ – 0.2 بسیار کمتر از خازنھای راه انداز است. اغلب موتورھای الکتریکی دارای خازن دائمی در رنج ظرفیت ۵ میکروفاراد و ولتاژ ۴٠٠ تا ۵۵٠ ولت ھستند. بدنه فلزی یا آلومینیوم و در برخی مواقع پلاستیکی دارند و خروجی دارای دو تا ۴ ترمینال سایز ۶٫٣ بوده و یا دارای کابل ھستند.

خازنها

تفاوت خازنھای دائم کار و راه انداز

خازنھای راه انداز مقدار زیادی از ظرفیت خازنی مورد نیاز برای راه اندازی موتور را در یک بازه زمانی خیلی کوتاه (چند ثانیه) دارا ھستند. آنھا کارکرد دوره ای دارند و اگر به صورت پیوسته در مدار تحت ولتاژ قرار گیرند خیلی سریع خراب خواھند شد. خازنھای دائمی برای کنترل ولتاژ و جریان سیم پیچی به صورت دائمی استفاده می شوند، و از اینرو چرخه کار پیوسته دارند و معمولا نسبت به خازن راه انداز مقدار ظرفیت خازنی بسیار کمتری دارند.

آیا خازنھای استارت می توانند با خازنھای دائم کار تعویض گردند؟

جواب ھم بله است و ھم خیر. در شرایط اضطراری و غیر عادی یک خازن دائم کار میتواند به عنوان خازن راه انداز استفاده شود اما ظرفیت خازنی موجود بسیار کمتر از ظرفیت خازنی است که معمولا به خازنھای راه انداز اختصاص داده شده است. مقادیر نامی ظرفیت و ولتاژ بایستی منطبق با مقادیر خازن استارت اصلی باشد. و یک خازن استارت نمیتواند به عنوان خازن دائم کار استفاده شود چونکه نمیتواند به صورت دائمی تحت جریان و ولتاژ باشد در این صورت حتما آسیب خواھد دید.

خازنها

مشخصات یک خازن چه ھستند؟

مشخصات یک خازن جھت جایگزین کردن یک خازن دیگر در ھنگام خرابی مھم است.مشخصات مورد نیاز برای جایگزین کردن خازن موارد زیر ھستند.

ولتاژ بھره بردای یا ولتاژ خازن اصلی

ولتاژ باید حداقل برابر با ولتاژی باشد که در حین کار اندازه گیری می شود. یک موتور که با ولتاژ ٢۴٠ ولت کار می کند بایستی از یک خازن با حداقل ولتاژ ٢۴٠ ولت استفاده کند. البته طراح موتور با توجه به اینکه مدار سیم پیچی استارت با خازن تبادل انرژی میکند و گاھی ولتاژ خازن تا چند صد ولت (بیشتر از ولتاژ تغذیه) افزایش مییابد مقدار ولتاژ خازن را انتخاب کرده است. لذا سعی کنید حتما ولتاژ خازن انتخابی شما کمتر از ولتاژ خازن اورجینال روی موتور نباشد.

مقدار ظرفیت خازنی بر حسب میکروفاراد

خازن جایگزین، بایستی کاملا منطبق بر خازن اصلی اولیه باشد. بھتر است جھت عملکرد مناسب الکتروموتور خازن جایگزین تلرانسی برابر و یا کمتر از خازن اصلی داشته باشد.

فرکانس: تقریبا تمامی خازنھا دارای مقدار نامی فرکانس 50/60 ھرتز ھستند. خازن جایگزین باید دارای فرکانس نامی شبکه ای باشد که موتور در آن به کار گرفته می شود.

خازنها

اتصال ترمینالھای خازن

اتصالات خازن حتی الامکان بایستی مطابق خازن اصلی باشد. یعنی اگر کابل دار است با مشابه آن جایگزین شود و اگر فیشی و دارای پیچ است در صورتی که با نوع بدون پیچ جایگزین میشود، قابلیت اتصال روی بدنه را از دست می دھد. و یا در صورتی که کابل دار بوده و با فیشی جایگزین گردد احتمال دارد IP کل موتور کاھش یابد.

شکل بدنه، اندازه و خازن

تقریبا تمامی خازنھای راه انداز دارای بدنه مدور ھستند. خازنھای دائم کار مدور نیز بسیار متداول ھستند. اما موتورھای زیادی از طراحی خازن بیضوی استفاده می کنند. از لحاظ الکتریکی ھیچ تفاوتی ندارند. در اینجا محل قرارگیری و جا شدن در محل نصب، ھم مھم است. اگر فضای جعبه ای که خازن در آن قرار می گیرد خیلی تنگ و محدود نباشد. نوع بدنه مھم نیست.

چه زمانی خازن بایستی تعویض شود؟

بسته به تعداد دفعاتی که موتور راه اندازی می شود، مقدار بار در ھنگام راه اندازی، و دمای محیطی که موتور در آن به کار گرفته می شود ھر خازن راه انداز موتور بایستی در نھایت تعویض شود.

چگونه متوجه شویم که خازن راه انداز خراب شده است؟

اکثرا خرابی خازنھای راه انداز موتور به دو صورت بروز می کند. درپوش بدنه خازن باد کرده یا بیرون زده است: این حالت معمولا به علت اینکه خازن راه انداز در سیکل ھای راه اندازی در زمان بیشتری در مدار قرار داشته است رخ میدھد. درپوش خازن استارت اصطلاحا ورم کرده و احتمالا مقداری از اجزای داخلی نیز بیرون ریخته است. در این حالت به راحتی میتوان گفت که خازن نیاز به تعویض شدن دارد. موتور به آھستگی راه می افتد. آیا خازن خراب شده است؟ شاید خازن خراب باشد. احتمالا ظرفیت خازن به علت فرسودگی و استھلاک کم شده استد و یا اینکه اجزای دیگر موتور غیر از خازن آسیب دیده اند.

آیا زمان تعویض خازن دائم کار موتور فرا رسیده است؟

معمولا خازن دائمی موتور دیرتر از خازن راه انداز خراب میشود. یک خازن دائمی نیز به طور متفاوتی خراب و فرسوده میشود. پیدا کردن زمان تعویض شدن نسبت به خازن راه انداز به بررسی بیشتری نیاز دارد. خازنھای راه انداز معمولا ھنگامی که خراب میشوند به صورت واضح و مشخص آسیب میبینند. از اینرو تصمیمگیری در مورد زمان تعویض و عیب یابی زمانگیر نیست. ھنگامی که یک خازن دائم موتور شروع به کار در خارج از محدوده مجاز میکند. معمولا به صورت کاھش ظرفیت نسبت به مقدار ظرفیت خازنی نامی، خود را نشان میدھد. (میکروفاراد کاھش می یابد). برای اغلب موتورھای استاندارد، یک خازن دائمی دارای تلرانسی است که نشان دھنده مقدار انحراف از ظرفیت نامی درج شده بر روی بدنه آن است. کھ معمولا ١٠ و ±٪ ۵ ھستند. برای اغلب موتورھا، تا ھنگامی که مقدار ظرفیت واقعی در محدوده اختلاف ١٠ درصد با مقدار ٪± نامی قرار دارد وضعیت خوب است. اما وقتی که خازن دائمی مورد استفاده خارج از این محدوده قرار گرفت نیاز ھست که تعویض شود. در برخی مواقع، به علت خراب شدن ساختمان خازن یا بعضی مواقع به دلایلی غیر از این، خازن دائمی بعلت فشار درونی باد میکند .آزمایش در این حالت ساده است. اگر خازن باد کرده است زمان تعویض آن است. اگر اندازه گیری با اھم متر اتصال باز یا عدم اتصال را نشان میدھد نیز زمان تعویض خازن است.

چرا خازن دائم کار آسیب می بیند؟

زمان :ھمه خازنھا برای عمر مشخصی طراحی شده اند عوامل مختلفی میتوانند این عمر را کاھش و یا افزایش دھند. اما ھنگامی که عمر خازن افزایش می یابد از داخل عملکرد آن کاھش مییابد و به مرور ظرفیت خازنی خود را از دست می دھد.

دما :تجاوز از محدوده دمایی که خازن برای کارکرد در آن محدوده طراحی شده است. طول عمر آن را کاھش میدھد. در حالت کلی، موتورھایی که در محیطھای داغ کار میکنند و یا در محیطھای با تھویه کم مورد استفاده قرار میگیرند طول عمر خازن بھ میزان قابل توجھی کاھش مییابد با خنک سازی موتور و خازن میتوان طول عمر خازن را افزایش داد.

جریان:خرابی موتور باعث اضافه بار خازن میشود. این مورد معمولا خیلی کم اتفاق می افتد. در حالتی که موتور به صورت جزیی و یا کلی در سیم پیچھا دچار آسیب شود یا موتور متحمل اضافه شود جریان افزایش یافته که این ھم در جای خود بر عمر خازن تاثیر میگذارد.

ولتاژ :این عامل به تنھایی در کاھش طول عمر خازن خیلی موثر است. ولتاژ روی خازن دائم کار نباید از ولتاژ نامی درج شده بر روی آن تجاوز کند. برای مثال اگر اجازه دھیم خازنی با مقدار نامی ۴۴٠ ولت در ۴۵٠ ولت کار کند ممکن است عمر خازن تا ٪ ٢٠ کاھش یابد. در ۴۶٠ ولت عمر خازن ٪ ۵٠ و در ۴٧٠ ولت ٪ ٧۵ طول عمر خازن کاھش مییابد. و به ھمین منوال ادامه مییابد. و با کار کردن خازن در ولتاژی کمتر از ولتاژ نامی آن میتوان طول عمر خازن را افزایش داد.

خازن دائم موتور تا چه وقت باید کار کند؟

نیمه عمر یک خازن خوب با یک مارک تجاری معتبر (نه خازنی کھ روی موتور نصب شده است) برای خازن دائم کار ۶٠٠٠٠ ساعت کارکرد است. خازنھایی که در کارخانه روی موتور نصب شده اند بعضی اوقات طول عمر ٣٠٠٠٠ خیلی کمتری دارند .در این حالات ممکن است خازن حتی با عمری به کوتاھی ١٠٠٠ ساعت انتخاب شده باشد و در کارخانه نصب شود!

علاوه بر این با توجه به بخش قبلی (دلایلی آسیب دیدن خازن دائم کار) فاکتورھایی که مورد بحث قرار گرفت اگر رعایت شوند به میزان قابل توجھی میتوانند طول عمر خازن دائم کار را افزایش دھند.