Cách kết nối tụ điện động cơ: Hướng dẫn nối dây khởi động và chạy với các mẹo an toàn

Việc kết nối tụ điện động cơ liên quan đến việc lựa chọn chính xác hơn là định hướng. Đối với các tụ điện màng xoay chiều dùng trong máy giặt, máy bơm nước, động cơ làm mát, máy nén và quạt ngưng tụ, hai đầu cực giống nhau về mặt điện nên hướng dây không ảnh hưởng đến hoạt động. Các tụ điện này không phân cực: một trong hai dây có thể đi đến một trong hai đầu cuối mà không làm thay đổi hiệu suất động cơ, vòng quay hoặc tuổi thọ của tụ điện. Các quy tắc kết nối thực sự liên quan đến loại tụ điện, giá trị điện dung, định mức điện áp và vị trí mạch chứ không phải hướng vật lý của hai dây dẫn.

Sự cố điện trường sau khi thay thế thường xuất phát từ một nhóm lỗi nhỏ có thể lặp lại: lắp đặt tụ điện khởi động ở nơi cần có tụ điện chạy, bỏ qua định mức điện áp, trộn lẫn các cực của tụ điện chạy kép trong thiết bị HVAC và xử lý tụ điện đã tích điện mà không phóng điện trước. Hướng dẫn này đưa ra kết luận trước tiên, sau đó trình bày các bước nối dây thực tế, nhận dạng thiết bị đầu cuối, các lỗi phổ biến và kiểm tra an toàn theo cùng thứ tự mà kỹ thuật viên sẽ áp dụng chúng trong công việc.

Tụ khởi động và chạy tụ điện: Tìm hiểu sự khác biệt

Một tụ điện làm cho động cơ một pha tự khởi động bằng cách dịch chuyển pha của dòng điện trong cuộn dây phụ. Tụ khởi động và tụ chạy thực hiện việc này theo những cách khác nhau và chúng được nối vào các vị trí khác nhau trong mạch động cơ.

Tụ điện khởi động tạo ra sự dịch pha mạnh trong thời gian ngắn. Các giá trị điển hình nằm trong khoảng từ 100 đến 300 uF và tụ điện được chuyển vào mạch bằng công tắc ly tâm hoặc rơle khởi động, sau đó được tháo ra khi động cơ đạt khoảng 75% tốc độ định mức. Bởi vì nó chỉ có điện trong vài giây nên nó không được xếp loại để hoạt động liên tục. Để tụ điện khởi động có điện sẽ làm cấu trúc bên trong của nó quá nóng và gây ra hỏng hóc sớm.

Ngược lại, một tụ điện đang chạy vẫn tồn tại trong mạch trong suốt thời gian chạy. Giá trị điển hình nằm trong khoảng từ 2,5 đến 60 uF cho động cơ thiết bị và máy bơm. Nó cải thiện hiệu quả hoạt động và hệ số công suất. Tụ điện chạy là loại màng polypropylen kim loại chứa đầy dầu, thường có điện áp định mức 370 hoặc 450 V AC cho mạch điện chính 230 V.

Cách nào để kết nối một tụ điện? Giải thích quy tắc phân cực

Kết luận đầu tiên: nếu tụ điện là tụ điện động cơ AC hai cực không được đánh dấu thì việc định hướng không thành vấn đề. Nếu nó được đánh dấu bằng dấu cộng và dấu trừ thì việc định hướng là rất quan trọng.

Tụ điện động cơ AC không phân cực. Các điện cực màng bên trong có tính đối xứng, do đó việc đảo ngược hai dây dẫn không làm thay đổi gì có thể đo lường được. Các điện tích, phóng điện và dịch pha của tụ điện giống hệt nhau theo cả hai hướng. Đây là lý do tại sao tụ điện CBB60, CBB61 hoặc CBB65 hình tròn hoặc hình bầu dục có thể được kết nối với máy giặt, máy bơm nước hoặc động cơ làm mát bằng các dây dẫn theo một trong hai thứ tự.

Tụ điện phân cực, thường là tụ điện DC, có vạch âm và cực dương được đánh dấu rõ ràng. Trong mạch DC chẳng hạn như giai đoạn cấp nguồn, cực dương phải kết nối với đường ray có điện thế cao hơn, thường là nguồn dương và cực âm với phía có điện thế thấp hơn, thường là nối đất. Đảo ngược một tụ điện phân cực sẽ phá vỡ lớp oxit bên trong, dòng điện tăng mạnh và tụ điện nóng lên, lỗ thông hơi, phồng lên hoặc hỏng do đoản mạch. Chất điện phân có thể phun ra từ lỗ thông hơi trong trường hợp nghiêm trọng.

Quy tắc thực tế dành cho bàn làm việc: hai cực không được đánh dấu trên tụ điện màng AC có nghĩa là một trong hai chiều đều an toàn, nhưng tụ điện vẫn phải đúng loại, điện dung và định mức điện áp cho động cơ.

Cách đấu dây tụ điện động cơ hai cực: Từng bước

Các bước này bao gồm phần lớn các thiết bị và động cơ thiết bị sử dụng tụ điện chia đôi vĩnh viễn (PSC) hoặc thiết kế khởi động bằng tụ điện. Thực hiện theo chúng theo thứ tự.

1. Tắt nguồn cung cấp tại cầu dao hoặc phương tiện ngắt kết nối và xác minh điện áp bằng 0 tại các cực của động cơ bằng đồng hồ vạn năng.
2. Xả tụ điện bằng cách đặt một điện trở 10 kilohm, 5 watt trên hai cực trong khoảng năm giây, sau đó xác nhận số đọc điện áp DC là 0 V.
3. Xác định các dây dẫn động cơ. Dây quấn khởi động thường được đánh dấu hoặc mã màu; nếu không có dấu hiệu, hãy sử dụng sơ đồ nối dây động cơ trên bảng tên.
4. Đối với tụ điện chạy trong động cơ PSC, hãy nối một dây dẫn tụ điện với dây dẫn cuộn dây khởi động và kết nối dây dẫn tụ điện khác với cùng một dây dẫn cấp điện cho cuộn dây chính.
5. Đối với tụ điện khởi động có công tắc ly tâm hoặc rơle, hãy nối một dây dẫn của tụ điện với dây dẫn cuộn dây khởi động và kết nối dây dẫn kia với đầu ra công tắc mở ra khi động cơ đạt tốc độ.
6. Sử dụng một đầu nối an toàn: các vấu ấn dành cho tụ điện, các đầu nối dạng vòng được uốn cong hoặc đai ốc. Kiểm tra xem không có sợi đồng nào bị lộ ra ngoài.
7. Kiểm tra giá trị tụ điện và định mức điện áp trên bảng tên động cơ trước khi kết nối được cấp điện.
8. Cung cấp năng lượng cho động cơ một thời gian ngắn. Nó sẽ đạt tốc độ nhanh chóng mà không có tiếng ồn quá mức. Nếu nó kêu vo vo và chạy chậm, hãy kiểm tra lại giá trị tụ điện, kết nối cuộn dây và công tắc.

Hoán đổi hai đầu tụ điện không làm thay đổi hướng động cơ. Hướng quay được thay đổi bằng cách hoán đổi các dây quấn chính, đây là một hoạt động riêng biệt.

Kết nối tụ điện chạy kép ba cực: HERM, QUẠT và C

Tụ điện chạy kép ba cực thường gặp trên các thiết bị ngưng tụ điều hòa không khí. Một trường hợp chứa hai phần tụ điện độc lập. Kết luận trước mắt: Thiết bị đầu cuối C là điểm chung được chia sẻ, phần microfarad lớn hơn cấp nguồn cho máy nén (HERM) và phần microfarad nhỏ hơn cấp nguồn cho quạt ngưng tụ (FAN).

Bên trong thùng máy, một phần nằm giữa C và HERM, còn phần thứ hai nằm giữa C và FAN. Xếp hạng của phần được in trên nhãn bên, ví dụ 35 uF cộng với 5 uF: phần 35 uF là tụ điện chạy máy nén và phần 5 uF là tụ điện chạy quạt. Dán nhãn cho từng dây trước khi tháo tụ điện cũ vì màu dây khác nhau giữa các nhà sản xuất.

Nếu không đọc được nhãn, hãy sử dụng đồng hồ vạn năng có chế độ điện dung. Đo giá trị giữa C và HERM và giữa C và FAN. Cặp có số đọc cao hơn là phần máy nén và cặp có số đọc thấp hơn là phần quạt.

Cách kết nối tụ điện bốn cực

Tụ điện bốn cực xuất hiện trong động cơ đảo chiều, quạt nhiều tốc độ và một số thiết kế thiết bị. Nguyên tắc rất đơn giản: một tụ điện bốn cực chứa hai phần tụ điện độc lập, trong đó cực A được nối bên trong với cực B và cực C được nối bên trong với cực D.

Hai phần này không có chung một đầu cuối, khác với tụ điện chạy kép ba cực. Mỗi cặp là một tụ điện hoàn chỉnh. Do đó, việc đấu dây tuân theo hai bộ quy tắc hai cực: nối cặp A-B vào một mạch cuộn dây và cặp C-D vào mạch cuộn dây còn lại.

Thực hiện theo các dấu hiệu được in: hầu hết các tụ điện bốn cực đều hiển thị giá trị điện dung bên cạnh mỗi cặp. Nếu thiếu dấu, hãy xác định các cặp bằng cách đo điện dung giữa các cực. Chỉ các thiết bị đầu cuối thuộc cùng một phần bên trong mới tạo ra số đọc khớp với giá trị mong đợi trên nhãn. Kết nối sai cặp sẽ làm hở một mạch cuộn dây và động cơ sẽ không khởi động.

Những lỗi kết nối tụ điện thường gặp và cách tránh chúng

Trong thử nghiệm sản xuất và hoàn trả tại hiện trường, các lỗi trong bảng dưới đây gây ra gần như tất cả các lỗi tụ điện sớm và hư hỏng động cơ. Kiểm tra từng điểm trước khi cấp điện.

Những sai lầm tai hại nhất là những sai lầm thoạt nhìn có vẻ bình thường. Hình dạng vỏ giống hệt nhau làm cho tụ điện khởi động và tụ điện chạy dễ gây nhầm lẫn. So sánh giá trị microfarad được in và định mức nhiệm vụ trước khi lắp đặt, không phải sau khi động cơ quá nóng.

An toàn tụ điện: Xả và xử lý trước khi nối dây

Một tụ điện lưu trữ năng lượng sau khi tắt nguồn. Đối với một tụ điện 30 uF được sạc tới đỉnh 325 V của đường dây chính 230 V, năng lượng dự trữ là khoảng 1,6 joules, được tính bằng 0,5 nhân với điện dung tính bằng farad nhân với bình phương điện áp. Thế là đủ gây ra một cú sốc đau đớn và một phản ứng phản xạ nguy hiểm.

Quy trình phóng điện mà chúng tôi khuyến nghị: đặt một điện trở 10 kilohm, 5 watt trên cả hai cực trong năm giây, sau đó xác nhận số đọc 0 V trên đồng hồ vạn năng. Tụ điện màng có thể lấy lại một lượng điện tích nhỏ từ sự hấp thụ điện môi sau lần phóng điện đầu tiên, vì vậy hãy đợi khoảng một phút và kiểm tra lại số đọc trước khi chạm vào các cực hoặc nối dây bộ phận.

• Sử dụng các dụng cụ cách điện và đeo kính an toàn khi tháo hoặc lắp tụ điện.
• Không bao giờ xử lý tụ điện đang nóng, phồng lên hoặc rò rỉ; thay thế nó bằng cùng điện dung và điện áp định mức.
• Không làm chập mạch các cực bằng lưỡi tuốc nơ vít kim loại; phóng điện trở chậm hơn và an toàn hơn.
• Đối với các tụ điện được lắp đặt cố định, hãy nối một điện trở xả qua các đầu cuối như một cách làm tốt.

Câu hỏi thường gặp về kết nối tụ điện

Việc bạn kết nối tụ điện theo cách nào có quan trọng không?

Không, không dành cho tụ điện động cơ AC. Đây là những tụ điện dạng phim có các điện cực đối xứng nên hai dây dẫn có thể hoán đổi cho nhau. Động cơ khởi động và chạy giống hệt nhau theo cả hai hướng. Chỉ các tụ điện phân cực DC mới yêu cầu phân cực nghiêm ngặt.

Điều gì xảy ra nếu bạn nối ngược tụ điện?

Đối với một tụ điện động cơ AC, không có gì. Cả hai thiết bị đầu cuối đều tương đương nhau nên không cần cài đặt ngược. Đối với tụ điện phân cực, điện áp ngược phá vỡ lớp oxit, gây nóng, thoát hơi, phồng lên và cuối cùng là đoản mạch. Không kiểm tra tụ điện phân cực với dây dẫn đảo ngược, dù chỉ trong thời gian ngắn.

Làm cách nào để xả tụ điện trước khi chạm vào nó?

Kết nối điện trở 10 kilohm, 5 watt trên cả hai cực trong khoảng năm giây, xác nhận 0 V trên đồng hồ vạn năng, đợi 60 giây và kiểm tra lại. Không bao giờ dựa vào tuốc nơ vít ngắn; dòng phóng điện không được kiểm soát và có thể làm hỏng các cực hoặc khiến bạn giật mình đến mức gây ra tai nạn.

Tôi có thể sử dụng tụ điện chạy microfarad lớn hơn để có thêm mô-men xoắn không?

Không. Giá trị tụ điện chạy phù hợp với cuộn dây động cơ. Giá trị lớn hơn sẽ làm tăng dòng điện cuộn dây và nhiệt độ vận hành, làm giảm tuổi thọ động cơ. Nếu động cơ khó khởi động, hãy kiểm tra tụ điện khởi động, điện áp nguồn và tải cơ thay vì tăng định mức microfarad.

Dây nào đi đến cực HERM trên tụ điện hai chiều?

Dây quấn khởi động máy nén đi đến HERM, dây quấn khởi động động cơ quạt bình ngưng đi đến FAN và dây dẫn chung từ công tắc tơ đi đến C. Khi thiếu nhãn, hãy đo điện dung giữa các cặp đầu cực: giá trị cao hơn là phần máy nén.

Tại sao các tụ điện chạy có định mức 370 V và 450 V khi nguồn điện chỉ có 230 V?

Mạch động cơ tạo ra các xung điện áp khi công tắc mở và khi tải thay đổi. Biên độ bổ sung trên nguồn cung cấp 230 V sẽ ngăn ngừa sự cố bên trong và kéo dài tuổi thọ của tụ điện. Luôn chọn tụ điện có định mức điện áp ít nhất bằng điện áp nguồn của động cơ và tốt nhất là 450 V AC để sử dụng lâu dài trên nguồn điện lưới 230 V.