کاربرد مقاومت خازن

کاربرد مقاومت خازن:

هدف از استفاده از مقاومت در خازن راه انداز بیرون کشیدن یا دشارژ ولتاژ باقیمانده در خازن پس از راه اندازی موتور و هنگامی که از مدار موتور خارج شده، می‌باشد. هیچ خازن راه اندازی این مقاومت را ندارد و از آن استفاده نمی کند بلکه باید به طریقی دیگر این کار انجام شود و بعدا این مقاومت بر روی خازن نصب شود.
بخش مهم این است که اگر خازن اصلی یکی از این مقاومتها را داشته است، شما نیاز دارید که در خازن جدید نیز یکی از این مقاومتها نصب کنید. عمده خازنهایی که در بازار برای خازن استارت موجود هستند شامل مقاومت نیستند. شما می توانید شرایط خازن قدیمی را با استفاده از مقدار مقاومت آن چک کنید و یک مقاومت جدید را جایگزین قبلی کنید. مقاومتی که استفاده می کنید بنابر شرایط بایستی 10-20 کیلو اهم و توان آن 2 وات باشد. مقاومت معمولا یا با استفاده از قلع به پایه های خازن لحیم می شود و یا به آنها پرچ می گردد. در این مقاله به صورت تخصصی در مورد کاربرد مقاومت خازن صحبت میکنیم.

چرا استفاده از مقاومت خازن استارت مهم است؟

در مدار موتور با خازن راه انداز، شما فقط خازن را در یک بازه زمانی خیلی کوتاه تا سرعت گرفتن موتور در مدار نیاز دارید. بمجرد اینکه موتور به دور خود رسید، دیگر به خازن جهت ایجاد گشتاور و چرخاندن موتور نیاز نیست. در این حالت معمولا یک کلید گریز از مرکز یا یک رله حساس به ولتاژ برای خارج کردن خازن از مدار موتور استفاده می شود.
با جریان AC، شما یک ولتاژی دارید که در طول زمان از مثبت به منفی با سرعت 50 تا 60 بار در ثانیه (50 هرتز یا 60 هرتز) تغییر می کند. به صورت ایده آل، خازن راه انداز در هنگامی که ولتاژ آن 0 ولت است باید از مدار خارج شود، اما این مورد قابل کنترل نیست. از مدار خارج شدن خازن می تواند در هر نقطه ای غیر از “0” ولت رخ دهد. این ولتاژ شارژ شده در خازن به صورت بالقوه در خازن راه انداز شما به عنوان ولتاژ DC باقی می ماند. این مساله باعث می شود خازن عامل خطر بالقوه در بکارگیری آن باشد و با وصل مجدد پلاتین و گاورنر باعث خال زدن (Arc) و خراب شدن پلاتین گردد. استفاده از یک مقاومت که به صورت موازی با خازن قرار گرفته برای دشارژ کردن انرژی ذخیره شده در خازن راه انداز لازم است.

کاربرد مقاومت خازن

محاسبات:

بیایید یک موتور 2 اسب بخار موجود در بازار را در نظر بگیریم مقدار خازن راه انداز آن در حدود 150 میکروفاراد است (سازنده های مختلف خازنهای متفاوتی دارند) و فرض کنیم که کل ولتاژ 220 ولت منبع تغذیه بر روی خازن قرار می گیرد. (ولتاژ بر روی خازن از تحلیل مدارهای RLC ناشی از مقاومت سیم پیچی، اندوکتانس و خازن سری با آن بدست می آید. و معمولا از ولتاژ منبع تغذیه بیشتر است). حال می خواهیم مقدار خازن مناسب را انتخاب کنیم. از اطلاعات و آزمونهای سازنده خازن می دانیم که خازن راه انداز باید سه ثانیه در مدار بوده و دو دقیقه بیرون از مدار قرار داشته باشد. پس از دو دقیقه که می خواهد دوبار متصل گردد برای جلوگیری از اصطلاحا خال زدن پلاتین بایستی ولتاژ نسبتا کمی داشته باشد.
از فیزیک دبیرستان می دانیم که ثابت زمانی یک مدار RC سری (ترکیب خازن و مقاومت دشارژ کننده) به صورت زیر است.
ثابت زمانی = R x C
و دیگر اینکه می دانیم ولتاژ خازن در هر ثابت زمانی 63 درصد کاهش یافته و در 5 ثابت زمانی به کمتر از 1 درصد ولتاژ اولیه می رسد. مقاومت را 10 کیلو اهم فرض می کنیم و ثابت زمانی را محاسبه می کنیم.
ثابت زمانی =0.000001*150*10000 = 1.5 ثانیه
پنچ ثابت زمانی 7.5 ثانیه می شود که عدد مناسبی است. حال بیایید مقدار جریان گذرنده از مقاومت را حساب کنیم تا مطمئن شویم برای مقاومت موازی با خازن راه انداز مشکلی بوجود نخواهد آمد.
جریان مقاومت = 220/10000 = 22 میلی آمپر
توان مقاومت = RI2 = 10000 x 0.0222= 4.84 وات
اما از سوی دیگر می دانیم که خازن راه انداز کمتر از یک ثانیه در مدار است و میتوان کارکردهای مقاومت را در یک زمان خیلی کوچک در نظر گرفت و لذا همین مقاومت مناسب این کار می باشد.

نحوه تست کردن خازنهای الکتروموتور تکفاز به چه صورت می باشد؟

جهت تست یک خازن پنج مرحله وجود دارد که در ادامه توضیح داده می­ شود.

برای تست خازن برق را قطع کنید:

Capacitor-testing1 برای ایمنی کار موتور را از برق ورودی قطع کنید. مطلوب و ایده آل این است که کابل و یا دو شاخه جدا شود. اما احتمالا قطع کردن کلید مدار کافی باشد البته بایستی برای جلوگیری از وصل مجدد برق چاره ­ای اندیشید. مثلا کلید را قفل کرد. رویه تست خازن فقط بایستی پس از اطمینان از قطع بودن برق شروع شود.

ولتاژ باقیمانده در خازن تحت تست را بررسی کنید:

هنگامی که شما قصد کردید شرایط و مقدار الکتریسیته خازن را تست کنید انجام یک کار برای خالی کردن انرژی ذخیره شده در خازن ضروری است. با استفاده از یک تیغه فلزی یا آچار پیچ گشتی با دسته عایق ولتاژ ذخیره شده در خازن را دشارژ کنید. این کار براحتی توسط اتصال کوتاه کردن ترمینالهای خازن انجام می شود. خازن تحت آزمون ممکن است در هنگام دشارژ کردن جرقه زده و صدای پاپ از خود بدهد. این طبیعی است.

خازن تحت آزمون را از مدار جدا کنید:

نیاز است قبل از انجام آزمون خازن از مدار جدا گردد. برای جدا کردن خازن یکی و یا هر دو ترمینال خازن تحت آزمون را از الکتروموتور جدا کنید. جدا کردن فقط یک سمت خازن نتیجه مطلوب را می­ دهد. اما جدا کردن کامل خازن از موتور، اتصال پروبهای اندازه گیری را کمی مشکل می­ کند.

تست خازن با استفاده از مولتی­متر آنالوگ (تا حدود ۱۵۰ میکروفاراد)

از یک مولتی­ متر آنالوگ می­ توان برای تست اتصال قطع – وصل استفاده کرد. در شروع کار رنج اهم متر را در رنج ۱k قرار دهید. پروبها را به دو سر ترمینالهای خازن وصل کنید. (دو سر ترمینال خازن را به صورتی که یک باطری را وصل می­کنید، متصل کنید.) حرکت متوالی عقربه را در صفحه مشاهده خواهید کرد. توجه: خازنهای AC مورد استفاده در موتورهای الکتریکی غیر پلاریزه هستند و از اینرو ترمینال مثبت و منفی ندارند و اهمیتی ندارد که در حین آزمون پروبهای مولتی متر را با چه پلاریته­ ای به خازن وصل می­ کنید. اگر عقربه سریعا به نقطه صفر رفته و با شارژ شدن خازن مقاومت نیز افزایش یابد نشان می دهد که خازن هنوز سالم و خوب است. اگر مقاومت صفر شود ولی هیچ صعودی به سمت بالا نداشته باشد خازن خراب است. اگر خازن در هنگام اتصال مولتی متر به پایانه ها اتصال باز را نشان دهد نیز خازن خراب است.

تست خازن (اندازه ظرفیت) با استفاده از مولتی متر دیجیتال:

بسیاری از مولتی­ مترهای سطح متوسط امکان اندازه­ گیری مقدار ظرفیت خازنی را در تست خازن دارند. پروبها را به ترمینالهای خازن وصل کنید، مولتی متر را در حالت تست خازن قرار داده و عدد نمایش داده شده در صفحه نمایش را قرائت کنید. بیشتر خازنها یک تلرانس تولید دارند وقتی که نو هستند اختلاف ۱۰%± و یا کمتر در مقایسه با مقدار نوشته شده بر روی خازن مناسب است. معمولا خازنهایی که فرسوده می ­شوند، مقدار ظرفیت آنها افت می­ کند و در هنگامی که در این تست قرائت مولتی متر به زیر مقدار ذکر شده سقوط کند خازن بایستی تعویض شود.

کاربرد مقاومت خازن

شناخت انواع خازن برای موتورهای تک فاز القایی:

در موتورهای تک فاز القایی ما دو سیم پیچ با نامهای 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. خازنهای راه انداز نسبت به ابعادشان دارای ظرفیت خازنی بیشتر و همچنین ولتاژ بزرگی هستند. این خازنها به صورت موقت در مدار قرار می گیرند به همین دلیل اگر در زمان  طولانی تحت جریان قرار داشته باشند آسیب خواهند دید. به همین خاطر از یک کلید گریز از مرکز ( اصطلاح تجربی ها کلاج است) استفاده می شود که پس از راه اندازی این خازن را از مدار خارج خواهد کرد
اکثر موتورهای الکتریکی دارای خازن راه اندازی با ظرفیت نامی ۵۰الی۱۲۰۰ میکروفاراد و در ولتاژهای ۱۱۰/۱۲۵ ، ۱۶۵، ۲۳۰/۲۲۰  و ۳۳۰ ولت AC هستند. خازن دیگر خازن دائم کار است. خازن دائمی موتور تک فاز به منظور بهینه کردن گشتاور و راندمان موتور استفاده می­ شود. این خازن به صورت پیوسته در مدار است و از اینرو میزان خرابی آن بسیار کمتر از خازنهای راه انداز است. اغلب موتورهای الکتریکی دارای خازن دائمی در رنج ظرفیت ۵/۲ – ۱۰۰ میکروفاراد و ولتاژ ۴۰۰ تا ۵۵۰ ولت هستند. بدنه فلزی یا آلومینیوم و در برخی مواقع پلاستیکی دارند و خروجی دارای دو تا ۴ ترمینال سایز ۶٫۳ بوده و یا دارای کابل هستند.

تبدیل موتور۳فازبه تکفاز:

راه انداز موتور سه فاز با برق تکفاز با ارائه دلائل فنی و تئوری شرح داده می شود. از راه انداز موتور  سه فاز با برق تکفاز می توان در صورت نیاز می توان استفاده کرد ولی حدود مطلوب را برایتان ایجاد نخواهد کرد. طراحی موتورهای سه فاز با تک فاز اساساً متفاوت است، اما در شرایط اضطراری و در صورت عدم دسترسی به به برق سه فاز می توان موتور سه فاز را با احتیاط توسط برق تکفاز راه اندازی نمود.
ایده این موضوع نیز به کارکرد موتور سه فاز در شرایط قطع یک فاز بر می گردد. هر چند در صورت قطع یک فاز موتور قادر نیست در شرایط نامی خود کار کند اما به هر حال روتور می چرخد.برقدار نمودن موتور سه فاز 400 ولت با برق تکفاز 230 ولت علاوه بر مشکلات فوق بحث راه اندازی اولیه موتور را نیز به همراه دارد. زیرا گشتاور راه اندازی موتورهای تکفاز صفر است و اینگونه موترها نیازمند مکانیزمهای راه انداز هستند. یک روش معمول برای ایجاد گشتاور راه اندازی، ایجاد اختلاف فاز زمانی روی دو میدان مغناطیسی حائز اختلاف فاز مکانی می باشد. در موتورهای سه فاز، اختلاف فاز مکانی سیم پیچی ها تأمین شده است تنها لازم است یک اختلاف فاز زمانی نیز بین برق اعمالی به دو سیم پیچی ایجاد شود. برای مثال استفاده از خازن بطور سری یا موازی با یکی از سیم پیچی ها منظور ما را برای تأمین گشتاور راه اندازی تأمین می نماید. پس از راه اندازی خود بخود گشتاور الکترومغناطیسی در جهت حرکت روتور تقویت و در خلاف جهت آن تضعیف می شود و موتور در صورت بار گذاری کم می تواند به حدود سرعت نامی خود برسد.

کاربرد مقاومت خازن

برای راه اندازی موتور سه فاز به صورت تک فاز:

1- خازن را چطوری محاسبه کنیم؟
2-اتصال موتور سه فاز رو ستاره بگریم یا مثلث؟ هر کدوم از حالت ستاره یا مثلث قدرت را چقدر کاهش می دهند؟
3-در این روش محدوده توان موتور سه فاز چقدر باید باشد؟به عبارت دیگربرای چه موتورهای سه فازی وتا چه توانی از موتور سه فاز مجازیم از خازن استفاده کنیم؟

برای راه اندازی متور سه فاز با برق تکفاز باید بشرح زیر عمل کنید:

1- اگه از اینورتر با ورودی تکفاز استفاده کنید آن طرف اینورتر برق سه فاز را تحویل خواهد داد و براحتی موتور کنترل خواهد شد البته تا قدرت 4 کیلو وات بیشتر نمی شود استفاده کرد. و حداکثر قدرت موتور  می تواند 4 کیلو وات باشد.
2- اگه از خازن استفاده کنید بستگی به ولتاژ موتور می توانید اتصال رو ستاره یا مثلث ببندین قدرت هم کمی محدود خواهد شد و خازن هم زود خراب خواهد شد و گشتاور راه اندازی کم می شود.
معمولا برای هر کیلو وات 70 میکرو فاراد خازن در نظر می گیرند
توان هم تا جایی که برق جواب بده می توانید استفاده کنید
البته از یک حدی بیشتر بکشید ( حدود 4 کیلو وات ) خازن خیلی داغ کرده و احتمال ترکیدنش بیشتر می شود.

از این روش در کارگاه های سیم پیچی که برق سه فاز ندارند برای تست صحت سیم پیچی الکتروموتورهای سه فاز استفاده می شود
مطمئنا این روش قادر به راه اندازی موتور سه فاز تحت بار نخواهد بود.
در ابتدا کلاف ها را بصورت مثلث ببندید و یک خازن با ظرفیت زیر را بصورت موازی به یک کلاف متصل نمایید.
ظرفیت خازن= در ولتاژ فاز 220 ولت به ازای هر 1kw توان موتور 70میکروفاراد ظرفیت نیاز داریم.
اگر اینرسی بار زیاد نباشد این روش قادر است موتور را با 80 درصد قدرت نامی اش بکار اندازد اما گشتاور راه اندازی به مقدار 26-60 درصد اتصال به سیستم سه فاز کاهش خواهد یافت.

کاربرد مقاومت خازن