Οι πυκνωτές είναι ηλεκτρικά βοηθητικά εξαρτήματα που χρησιοποιούνται στους μονοφασικούς κινητήρες για την αύξηση της ροπής εκκίνησής τους και την βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας τους.
Γράφει ο Νίκος Σεκεριάδης
Μηχανολόγος Μηχανικός- Εκπαιδευτικός
Το ποσόν της ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να αποθηκεύσει ένας πυκνωτής εξαρτάται:
- από την επιφάνεια και την απόσταση των πλακών του
- από το είδος του διηλεκτρικού μεταξύ των πλακών του
- από την εφαρμοζόμενη τάση μεταξύ των πλακών του.
Οι πυκνωτές που χρησιμοποιούνται στην ψύξη είναι δύο ειδών: εκκίνησης & λειτουργίας.
Πυκνωτές εκκίνησης: Σκοπός τους είναι η αύξηση της ροπής εκκίνησης των συμπιεστών. Είναι ηλεκτρολυτικού τύπου και δεν επιτρέπεται να παραμένουν υπό τάση περισσότερο από 4 έως 5 δευτερόλεπτα. Το εξωτερικό τους περίβλημα είναι από χαρτί ή θερμοπλαστικό υλικό. Συνδέονται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης και βγαίνουν εκτός λειτουργίας μετά την εκκίνηση με τη βοήθεια του ρελέ εκκίνησης. Αν για κάποιο λόγο ο πυκνωτής παραμείνει υπό τάση στο κύκλωμα είναι σίγουρο οτι θα καταστραφεί (θα σκάσει). Οταν ένας πυκνωτής καταστραφεί πρέπει να αντικατασταθεί με άλλον ίδιων χαρακτηριστικών (τάση και χωρητικότητα).
Πυκνωτές λειτουργίας: Σκοπός τους είναι η βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας των συμπιεστών (βελτιώνουν το συνφ και οι κινητήρες τραβούν λιγότερο ρεύμα). Είναι τύπου ελαίου και παραμένουν στο κύκλωμα καθ’ όλη τη διάρκεια λειτουργίας του κινητήρα. Κύριο εξωτερικό τους γνώρισμα είναι το μεταλλικό τους περίβλημα. Συνδέονται δε παράλληλα προς τις δύο περιελίξεις. Στους πυκνωτές λειτουργίας πρέπει να προσέχουμε τη συνδεσμολογία έτσι ώστε το άκρο που είναι σημαδεμένο με μία παύλα ή ένα τόξο να συνδέεται πάντα στη γραμμή τροφοδοσίας του ρεύματος ή στην κύρια περιέλιξη και ποτέ στη βοηθητική
Μια αντίθετη σύνδεση μπορεί να δημιουργήσει βραχυκύκλωμα στον πυκνωτή ή ακόμα και την καταστροφή της βοηθητικής περιέλιξης του ηλεκτροκινητήρα. Η αντικατάσταση γίνεται πάντα με πυκνωτή των αυτών χαρακτηριστικών (τάση και χωρητικότητα).
Πυκνωτές εκκίνησης και λειτουργίας
| Πίνακας 1 Αντιστοιχiα συμπιεστών – πυκνωτών εκκίνησης | |||
| Eίδος πυκνωτή | Χαρακτηριστικά | Σκοπός | Τρόπος σύνδεσης |
| Εκκίνησης | Είναι ηλεκτρολυτικού τύπου με πλαστικό περίβλημα | Αυξάνουν τη ροπή εκκίνησης, μεγαλώνοντας τη διαφορά φάσης, «γωνία» μεταξύ ρεύματος βοηθητικού και κύριου τυλίγματος | Συνδέεται σε σειρά με τη βοηθητική περιέλιξη (S) |
| Λειτουργίας | Είναι τύπου λαδιού με μεταλλικό περίβλημα | Βελτιώνουν τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του κινητήρα, δηλαδή βελτιώνουν το συνφ και μειώνουν έτσι το ρεύμα λειτουργίας | Συνδέεται παράλληλα με τις δύο περιελίξεις (R-S). |
| Συμπιεστής ΗP | Πυκνωτής εκκίνησης μF |
| 1/8 | 40-45 |
| 1/6 | 45-70 |
| 1/4 | 60-70 |
| 1/3 | 80-90 |
| 1/2 | 100-110 |
| 3/4 | 120-150 |
| 1 | 160-200 |
| 1.5 | 300-350 |
Χωρητικότητα πυκνωτών
Η τιμή για τη χωρητικότητα ενός πυκνωτή για κάποιον ηλεκτροκινητήρα, βρίσκεται από τον παρακάτω τύπο, για δίκτυα με συχνότητα λειτουργίας 50Ηz.
C = 3180 X I/ Vx 1/2 για πυκνωτές εκκίνησης
C = 3180 X I/ Vx 1/4 για πυκνωτές λειτουργίας
Oπου:
C = Η χωρητικότητα του πυκνωτή σε μF (μικροφαράντ)
I = H ένταση (εκκίνησης ή λειτουργιας) σε Α (αμπέρ)
V = Η τάση τροφοδότησης του πυκνωτή σε V (βόλτ)
Παράδειγμα
Να βρεθεί η χωρητικότητα των πυκνωτών εκκίνησης και λειτουργίας για έναν ηλεκτροκινητήρα 1/3 ΗΡ στην πινακίδα του οποίου αναγράφονται τα εξής στοιχεία:
α) τάση λειτουργίας 220V
β) ένταση εκκίνησης (LRA) 6A
γ) ένταση εκκίνησης (FRA) 3A
I) πυκνωτής εκκίνησης
C = 3180 X I/ V x 1/2 = 43.5 μF
II) πυκνωτής λειτουργίας
C = 3180 X I/ V x 1/4 = 10.80 μF
Παρατηρήσεις
α) Αντί ενός πυκνωτού 100μF μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε δύο των 50μF με παράλληλη σύνδεση. Διότι αντίθετα με ότι συμβαίνει με τις ωμικές αντιστάσεις, η σύνδεση εν σειρά μειώνει την ολική χωρητικότητά τους.
β) Αν ο πυκνωτής εκκίνησης καεί ή καταστραφεί τότε ο ηλεκτροκινητήρας του συμπιεστή ή δεν θα εκκινεί ή θα δυσκολεύεται πολύ να ξεκινήσει.
γ) Σε περίπτωση που ένας πυκνωτής λειτουργίας είναι βραχυκυκλωμένος θα ρίχνει την ασφάλεια της γραμμής. Ένας βραχυκυκλωμένος πυκνωτής λειτουργίας είναι πολύ ζεστός μετά τη δοκιμή λειτουργίας.
δ) Όταν καεί ο πυκνωτής λειτουργίας, ο ηλεκτροκινητήρας δεν μπορεί να ανιμετωπίσει το συνηθισμένο φορτίο και η λειτουργία διακόπτεται από το θερμικό. Για να δούμε αν ένας πυκνωτής λειτουργίας είναι καμμένος, κάνουμε δύο αμπερομετρήσεις, μία με τον πυκνωτή συνδεδεμένο στη γραμμή και μία χωρίς τον πυκνωτή. Αν οι ενδείξεις του αμπερομέτρου και στις δύο περιπτώσεις είναι ίδιες τότε ο πυκνωτής λειτουργίας είναι εντάξει.
ε) Για έλεγχο λειτουργικότητας του πυκνωτή, εκτός της μονάδας, εκφορτίζουµε τον πυκνωτή βραχυκυκλώνοντας τούς ακροδέκτες του. Βάζουµε το ωµόµετρο στη µεγαλύτερη κλίµακα που διαθέτει και κάνουµε ωµοµέτρηση µεταξύ των δύο επαφών του πυκνωτή. Αν ο πυκνωτής είναι καλός, τότε n βελόνα του ωµοµέτρου θα κινηθεί προς το µηδέν και σιγά – σιγά θα επανέλθει στο άπειρο. Αν το ωµόµετρο δείξει μηδέν (0) και διατηρηθεί στο µηδέν, τότε είναι βραχυκυκλωµένος. Αν n βελόνα δεν κινηθεί καθόλου, δείχνοντας συνέχεια άπειρο, τότε παρουσιάζει εσωτερική διακοπή. Στις τελευταίες δύο περιπτώσεις ο πυκνωτής πρέπει να αντικατασταθεί.
