Le fonctionnement d'un moteur électrique monophasé repose sur l'utilisation du courant électrique alternatif en se connectant à des réseaux monophasés. La tension dans un tel réseau doit correspondre à la valeur standard de 220 Volts, la fréquence est de 50 Hertz. Les moteurs de ce type sont principalement utilisés dans les appareils électroménagers, les pompes, les petits ventilateurs, etc.
La puissance des moteurs monophasés est également suffisante pour l'électrification des maisons privées, des garages ou des chalets d'été. Dans ces conditions, un réseau électrique monophasé avec une tension de 220 V est utilisé, ce qui impose certaines exigences au processus de connexion du moteur. Un circuit spécial est utilisé ici, impliquant l'utilisation d'un appareil avec un enroulement de démarrage.
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Schéma de connexion d'un moteur monophasé via un condensateur
Les moteurs électriques monophasés 220v sont connectés au réseau à l'aide d'un condensateur. Cela est dû à certaines caractéristiques de conception de l'unité.Ainsi, sur le stator du moteur, un enroulement à courant alternatif crée un champ magnétique dont les impulsions ne sont compensées que si la polarité est inversée à une fréquence de 50 Hz. Malgré les sons caractéristiques émis par un moteur monophasé, la rotation du rotor ne se produit pas. Le couple est généré par l'utilisation d'enroulements de démarrage supplémentaires.
Pour comprendre comment connecter un moteur électrique monophasé via un condensateur, il suffit de considérer 3 circuits de travail utilisant un condensateur:
- lanceur;
- travail;
- fonctionnement et démarrage (combinés).
Chacun des schémas de connexion répertoriés convient pour une utilisation dans le fonctionnement de moteurs électriques monophasés asynchrones 220 V. Cependant, chaque option a ses forces et ses faiblesses, elles méritent donc d'être examinées de plus près.
L'idée d'utiliser un condensateur de démarrage est de l'inclure dans le circuit uniquement au moment où le moteur démarre. Pour ce faire, le circuit prévoit la présence d'un bouton spécial conçu pour ouvrir les contacts après que le rotor a atteint un niveau de vitesse donné. Sa rotation ultérieure se produit sous l'influence de la force d'inertie.
Le maintien des mouvements de rotation sur une longue période de temps est assuré par le champ magnétique de l'enroulement principal d'un moteur monophasé avec un condensateur. Dans ce cas, les fonctions du commutateur peuvent être exécutées par un relais spécialement prévu.
Le schéma de connexion d'un moteur électrique monophasé via un condensateur suppose la présence d'un bouton à ressort de pression qui coupe les contacts au moment de l'ouverture.Cette approche permet de réduire le nombre de fils utilisés (l'utilisation d'un bobinage de départ plus fin est autorisée). Pour éviter l'apparition de courts-circuits entre les spires, il est recommandé d'utiliser un relais thermique.
Lorsque des températures critiques élevées sont atteintes, cet élément désactive l'enroulement supplémentaire. Une fonction similaire peut être réalisée par un interrupteur centrifuge installé pour ouvrir les contacts dans les cas où les valeurs admissibles de la vitesse de rotation sont dépassées.
Pour contrôler automatiquement la vitesse de rotation et protéger le moteur des surcharges, des schémas appropriés sont développés et divers composants correctifs sont introduits dans la conception des unités. L'installation de l'interrupteur centrifuge peut se faire directement sur l'arbre du rotor ou sur des éléments qui lui sont associés (liaison directe ou par engrenage).
La force centrifuge agissant sur la charge contribue à la tension du ressort relié à la plaque de contact. Si la vitesse de rotation atteint la valeur de consigne, les contacts se ferment, l'alimentation en courant du moteur s'arrête. Il est possible de transmettre un signal à un autre mécanisme de contrôle.
Il existe des variantes de schémas dans lesquels la présence d'un interrupteur centrifuge et d'un relais thermique est prévue dans un élément structurel. Cette solution permet de désactiver le moteur au moyen d'un composant thermique (en cas d'atteinte de températures critiques) ou sous l'influence de l'élément coulissant de l'interrupteur centrifuge.
Dans le cas de la connexion du moteur via un condensateur, il y a souvent une distorsion des lignes de champ magnétique dans l'enroulement supplémentaire. Cela entraîne une augmentation des pertes de puissance, une diminution générale des performances de l'unité.Cependant, de bonnes performances de démarrage sont maintenues.
L'utilisation d'un condensateur de travail dans le circuit de connexion d'un moteur monophasé avec un enroulement de démarrage suggère un certain nombre de caractéristiques distinctives. Ainsi, après le démarrage, le condensateur ne s'éteint pas, la rotation du rotor est effectuée en raison de l'action impulsionnelle de l'enroulement secondaire. Cela augmente considérablement la puissance du moteur et une sélection compétente de la capacité du condensateur vous permet d'optimiser la forme du champ électromagnétique. Cependant, le démarrage du moteur devient plus long.
La sélection d'un condensateur de puissance appropriée est effectuée en tenant compte des charges de courant, ce qui permet d'optimiser le champ électromagnétique. En cas de modification des valeurs nominales, il y aura fluctuation de tous les autres paramètres. Stabiliser la forme des lignes de champs magnétiques permet l'utilisation de plusieurs condensateurs avec des caractéristiques de capacité différentes. Cette approche vous permet d'optimiser les performances du système, mais implique certaines difficultés dans les processus d'installation et d'exploitation.
Le circuit combiné pour connecter un moteur monophasé avec un enroulement de démarrage est conçu pour utiliser deux condensateurs - de travail et de démarrage. C'est la solution optimale pour des performances moyennes.
Calcul du condensateur du moteur
Il existe une formule complexe qui calcule la capacité exacte requise d'un condensateur. Cependant, de nombreuses années d'expérience des professionnels montrent qu'il suffit de respecter les recommandations suivantes:
- pour 1 kW de puissance moteur, 0,8 μF d'un condensateur de travail est nécessaire ;
- l'enroulement de démarrage nécessite que cette valeur soit 2 ou 3 fois plus élevée.
Leur tension de fonctionnement doit être 1,5 fois supérieure à celle du secteur (dans notre cas, 220 V). Pour simplifier le processus de démarrage, il est préférable d'installer un condensateur marqué "Starting" ou "Start" dans le circuit de démarrage. Bien que l'utilisation de condensateurs standard soit autorisée.
Inversion du sens du moteur
Il est possible qu'après raccordement, les moteurs électriques monophasés tournent dans le sens inverse de celui requis. C'est facile à réparer. Lors de l'assemblage du circuit, un fil a été sorti comme un fil commun, un autre conducteur a été amené au bouton. Afin de changer le sens de rotation magnétique du moteur électrique, ces 2 fils doivent être inversés.
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