Tụ CBB60 có tác dụng gì? Hướng dẫn đầy đủ

Tụ điện CBB60 thực sự có tác dụng gì

A tụ điện CBB60 là tụ điện chạy được sử dụng chủ yếu trong động cơ điện xoay chiều một pha để tạo ra sự chuyển pha cần thiết để động cơ khởi động và tiếp tục chạy trơn tru. Nếu không có nó, động cơ sẽ không khởi động được, kêu to hoặc tiêu thụ dòng điện quá mức cho đến khi quá nóng. Về mặt thực tế, thành phần hình trụ nhỏ này là thứ cho phép động cơ máy bơm, trống máy giặt hoặc máy bơm bể bơi quay một cách đáng tin cậy mỗi khi cấp nguồn.

Bản thân nguồn điện xoay chiều một pha không tạo ra từ trường quay bên trong động cơ. Nó chỉ đẩy dòng điện qua lại theo một hướng. Để làm cho rôto quay, động cơ cần ít nhất hai pha với độ lệch thời gian giữa chúng. Tụ điện CBB60 cung cấp sự bù đắp đó bằng cách lưu trữ năng lượng và giải phóng nó không đồng bộ với cuộn dây chính. Điều này tạo ra một pha thứ hai mô phỏng và từ trường tạo thành quay, kéo rôto theo nó.

Ký hiệu "CBB" xuất phát từ tiêu chuẩn GB/T 3667 của Trung Quốc, trong đó CBB dùng để chỉ tụ điện màng polypropylen kim loại để sử dụng cho động cơ AC. "60" chỉ định hệ số dạng hình trụ. Loại này đôi khi được gọi là Tụ điện chạy động cơ AC hoặc đơn giản là một tụ điện động cơ, và nó hoạt động liên tục trong khi động cơ đang chạy - không giống như các tụ điện khởi động, ngắt kết nối sau khi động cơ đạt tốc độ vận hành.

Tụ điện CBB60 thường được sử dụng ở đâu

Tụ điện CBB60 xuất hiện trong nhiều loại thiết bị gia dụng và công nghiệp nhẹ. Bởi vì động cơ cảm ứng một pha có ở khắp mọi nơi - trong nhà, nhà xưởng, trang trại và các tòa nhà thương mại - nên các tụ điện giúp chúng hoạt động cũng vậy. Dưới đây là những ứng dụng tiêu biểu nhất:

• Động cơ máy giặt — cả kiểu trống và kiểu máy tạo xung đều phụ thuộc nhiều vào tụ điện chạy CBB60 để điều khiển chu trình giặt và vắt.
• Máy bơm nước và máy bơm chìm — máy bơm tưới vườn, máy bơm giếng và máy bơm tăng áp nước sinh hoạt hầu như đều sử dụng thành phần này.
• Máy bơm hồ bơi và spa - tụ điện CBB60 bị hỏng là một trong những lý do phổ biến nhất khiến máy bơm bể bơi kêu ù nhưng không quay.
• Máy nén khí - máy nén một pha vừa và nhỏ sử dụng tụ điện CBB60 để duy trì mô-men xoắn trong hành trình nén.
• Động cơ quạt - quạt hút, quạt trần có động cơ chạy bằng tụ điện và quạt thông gió công nghiệp.
• Máy khoan ngũ cốc và thiết bị nông nghiệp - đặc biệt phổ biến ở những vùng không có nguồn điện ba pha ở cấp trang trại.
• Máy tiện nhỏ và máy chế biến gỗ - máy chuyên dụng và máy công suất nhẹ thường sử dụng động cơ chạy bằng tụ điện để đơn giản.

Trong tất cả các trường hợp này, tụ điện CBB60 được mắc nối tiếp với cuộn dây phụ của động cơ. Nó tồn tại trong mạch trong suốt thời gian động cơ chạy, đó là lý do tại sao nó phải được đánh giá để hoạt động liên tục và được chế tạo để xử lý ứng suất điện áp xoay chiều không đổi.

Thông số kỹ thuật điện chính bạn cần hiểu

Việc đọc chính xác nhãn trên tụ điện CBB60 có ý nghĩa vô cùng quan trọng khi tiến hành thay thế hoặc kiểm tra thông số kỹ thuật. Các thông số chính là điện dung, định mức điện áp và tần số.

Điện dung (µF)

Điện dung được đo bằng microfarad (µF) và xác định mức độ lệch pha mà tụ điện cung cấp. Tụ điện CBB60 thường có phạm vi từ 1 µF đến 100 µF , với các giá trị phổ biến nhất cho máy bơm gia dụng và máy giặt nằm trong khoảng từ 6 µF đến 25 µF. Giá trị chính xác phải phù hợp với thiết kế của động cơ. Sử dụng tụ điện sai lệch 20% giá trị định mức trở lên sẽ làm giảm hiệu suất của động cơ, tăng nhiệt độ cuộn dây và rút ngắn tuổi thọ của động cơ. Dung sai ±5% là tiêu chuẩn cho các đơn vị CBB60 chất lượng.

Đánh giá điện áp (VAC)

Tụ điện CBB60 được định mức cho điện áp xoay chiều, không phải DC. Xếp hạng phổ biến bao gồm 250 VAC, 400 VAC và 450 VAC . Định mức điện áp phải luôn bằng hoặc cao hơn điện áp cung cấp trong mạch. Tụ điện 250 VAC được sử dụng trên nguồn điện 230 V có khoảng trống tối thiểu; việc thay thế nó bằng một thiết bị 400 VAC hoặc 450 VAC có cùng điện dung là hoàn toàn an toàn và thường kéo dài tuổi thọ sử dụng vì màng điện môi chịu ít ứng suất hơn. Không bao giờ lắp đặt tụ điện có định mức dưới điện áp hoạt động - tụ điện sẽ nhanh hỏng và có thể bị đứt.

Tần số (Hz)

Hầu hết các tụ điện CBB60 được đánh giá cho 50 Hz hoặc 60Hz và nhiều người được xếp hạng kép cho cả hai. Điều này quan trọng vì điện dung thay đổi theo tần số. Một tụ điện được thiết kế nghiêm ngặt cho tần số 60 Hz được sử dụng trên hệ thống 50 Hz sẽ tạo ra trở kháng cao hơn một cách hiệu quả, làm giảm sự dịch pha và làm suy yếu sự đóng góp của cuộn dây phụ vào trường quay. Khi mua thiết bị thay thế, hãy luôn xác nhận xếp hạng Hz phù hợp với tần số lưới điện địa phương.

Đánh giá nhiệt độ

Tụ điện CBB60 có ký hiệu cấp nhiệt độ như B (40/70/21), S (40/85/21) hoặc T (40/85/56) theo IEC 60252. Số đầu tiên là nhiệt độ hoạt động tối thiểu, số thứ hai là nhiệt độ tối đa và số thứ ba là độ ẩm tối đa. Đối với các ứng dụng ngoài trời hoặc phòng máy, việc chọn thiết bị có nhiệt độ định mức ở 85°C trở lên sẽ cải thiện đáng kể độ tin cậy.

Tụ điện CBB60 hoạt động như thế nào bên trong mạch động cơ

Để hiểu tại sao thành phần này lại quan trọng đến vậy, hãy tìm hiểu những gì thực sự xảy ra về mặt điện khi động cơ khởi động và chạy.

Động cơ chạy bằng tụ điện một pha có hai bộ cuộn dây: cuộn dây chính và cuộn dây phụ (khởi động). Chúng bị dịch chuyển về mặt vật lý trong stato khoảng 90 độ điện. Khi cấp nguồn điện xoay chiều, cả hai cuộn dây đều nhận được dòng điện, nhưng từ trường của chúng sẽ cùng pha nếu không có tụ điện - nghĩa là chúng sẽ đẩy và kéo rôto theo cùng một hướng cùng một lúc, không tạo ra chuyển động quay toàn phần.

Tụ điện CBB60 được mắc nối tiếp với cuộn dây phụ. Bởi vì một tụ điện làm cho dòng điện dẫn đến điện áp lên tới 90 độ, dòng điện trong cuộn dây phụ bây giờ bị lệch pha so với dòng điện trong cuộn dây chính. Hai từ trường lúc này đạt cực đại ở những thời điểm khác nhau, tạo ra một từ trường tổng hợp quay bên trong stato. Từ trường quay này tạo ra dòng điện trong rôto (trong thiết kế lồng sóc) và những dòng điện cảm ứng đó tương tác với từ trường stato để tạo ra mômen quay. Rôto tăng tốc cho đến khi nó chạy ngay dưới tốc độ đồng bộ của từ trường quay - tình trạng này gọi là trượt.

Vì tụ điện CBB60 vẫn tồn tại trong mạch trong toàn bộ chu trình chạy — không giống như tụ điện khởi động điện phân, được tắt bằng công tắc ly tâm sau khi khởi động — nên nó phải xử lý ứng suất AC liên tục. Màng polypropylen kim loại được sử dụng chính xác vì nó tự phục hồi các sự cố điện môi nhỏ, tản nhiệt hiệu quả và chịu được các biến dạng sóng hài có trong mạch động cơ. Tụ điện không thể thực hiện được chức năng này ; chúng sẽ quá nóng và hỏng trong vòng vài phút khi ứng dụng chạy liên tục.

Dấu hiệu cho thấy tụ điện CBB60 bị hỏng

Sự cố tụ điện diễn ra từ từ trong một số trường hợp và đột ngột ở những trường hợp khác. Biết những triệu chứng cần tìm sẽ giúp tiết kiệm thời gian trong quá trình chẩn đoán và tránh việc xác định nhầm động cơ là bộ phận bị lỗi.

Động cơ kêu nhưng không khởi động

Đây là triệu chứng cổ điển nhất. Cuộn dây chính nhận điện và tạo ra từ trường dao động, gây ra tiếng ồn có thể nghe được, nhưng nếu không có dòng điện phụ lệch pha thì sẽ không có từ trường quay để tạo ra mô-men xoắn khởi động. Động cơ nằm cố định kéo dòng điện rôto bị khóa - thường 5 đến 7 lần dòng điện chạy bình thường - sẽ làm cuộn dây quá nóng trong vòng vài giây nếu không cắt nguồn điện.

Động cơ khởi động chậm hoặc quay tay

Nếu tụ điện bị mất điện dung nhưng chưa hỏng hoàn toàn thì độ lệch pha sẽ giảm. Một số động cơ vẫn khởi động trong điều kiện này nhưng chỉ sau một khoảng thời gian do dự hoặc nếu trục được ấn một lực vật lý theo đúng hướng. Hiện tượng này xác nhận rằng chức năng của cuộn dây phụ bị suy giảm chứ không phải hoàn toàn vắng mặt, điều này trực tiếp dẫn đến tụ điện yếu.

Bảo vệ quá nhiệt và ngắt nhiệt

Một động cơ chạy với tụ điện CBB60 bị đánh giá thấp hoặc bị suy giảm sẽ hút thêm dòng điện từ cuộn dây chính để bù cho sự mất mô-men xoắn. Dòng điện tăng thêm này làm nóng cuộn dây. Động cơ có bảo vệ quá tải nhiệt sẽ cắt điện liên tục. Nếu một động cơ liên tục ngắt công tắc nhiệt nhưng vẫn chạy tốt trong vài phút sau khi đặt lại, thì nghi ngờ chính là tụ điện chạy bị lỗi.

Thiệt hại vật lý có thể nhìn thấy

Vỏ phồng lên hoặc nứt, các đầu nối bị cháy hoặc nóng chảy, dầu hoặc nhựa rò rỉ ra khỏi thân máy đều là những dấu hiệu hư hỏng rõ ràng. Tụ điện CBB60 thường có lỗ thông hơi giảm áp ở một đầu; nếu lỗ thông hơi này mở ra hoặc biến dạng thì tụ điện đã bị hỏng bên trong và phải được thay thế bất kể chỉ số đồng hồ đo như thế nào.

Cách kiểm tra tụ điện CBB60 bằng đồng hồ vạn năng

Một đồng hồ vạn năng kỹ thuật số tiêu chuẩn có chế độ đo điện dung (ký hiệu trông giống như hai đường thẳng song song với một đường cong) có thể đo được giá trị µF thực tế của tụ điện. Trước tiên hãy xả tụ điện bằng cách rút ngắn các cực của nó thông qua một điện trở (điện trở 10 kΩ, 5 watt hoạt động tốt). Sau đó đo qua các thiết bị đầu cuối. Nếu số đọc lớn hơn 10% dưới giá trị được dán nhãn , nên thay tụ điện. Giá trị 0, "OL" hoặc cực kỳ không ổn định cho biết tụ điện bị hở hoặc bị chập.

Tại sao tụ điện CBB60 bị hỏng và chúng sẽ tồn tại được bao lâu

Một tụ điện chạy CBB60 được chỉ định và lắp đặt đúng cách trong môi trường ổn định sẽ tồn tại lâu dài. 10 đến 20 năm trong điều kiện hoạt động bình thường. Trong thực tế, nhiều người thất bại sớm hơn do sự kết hợp của nhiều yếu tố.

Căng thẳng nhiệt

Nhiệt là cơ chế lão hóa chính của tụ điện màng polypropylen. Cứ tăng nhiệt độ vận hành lên 10°C thì tuổi thọ sử dụng dự kiến ​​sẽ giảm gần một nửa — một nguyên tắc đôi khi được gọi là sự suy giảm Arrhenius. Một tụ điện được gắn trực tiếp vào vỏ động cơ đang nóng hoặc được lắp đặt trong một vỏ bọc không được thông gió ở nơi có khí hậu ấm áp sẽ lão hóa nhanh hơn nhiều so với tụ điện ở nơi mát mẻ, thông thoáng. Đây là lý do tại sao việc sử dụng tụ điện định mức 450 VAC trên mạch 230 VAC lại có lợi: ứng suất điện áp thấp hơn giúp giảm sinh nhiệt bên trong và kéo dài tuổi thọ điện môi.

Tăng điện áp và chất lượng điện năng

Sét đánh, quá độ chuyển mạch tiện ích và tăng đột biến điện áp từ các tải nặng gần đó có thể xuyên qua chất điện môi polypropylen ngay cả trong một phần của giây. Trong khi quá trình kim loại hóa tự phục hồi trong tụ điện CBB60 phục hồi sau những vết thủng nhỏ bằng cách làm bay hơi kim loại xung quanh khuyết tật, thì các quá trình chuyển tiếp lớn lặp đi lặp lại sẽ làm suy giảm quá trình kim loại hóa và giảm điện dung hiệu dụng theo thời gian. Ở những khu vực có chất lượng điện kém, khả năng chống đột biến điện ở cấp độ bảng điều khiển giúp duy trì tuổi thọ của tụ điện.

Độ ẩm và độ ẩm

Mặc dù vỏ CBB60 được bịt kín nhưng việc tiếp xúc lâu với độ ẩm cao có thể gây ra sự ăn mòn ở các đầu cuối và cuối cùng cho phép hơi ẩm xâm nhập. Các ứng dụng chìm và ngoài trời nên sử dụng tụ điện có định mức ít nhất là loại S (85°C / 85% RH) và lý tưởng nhất là đặt trong hộp nối kín thay vì để hở.

Đánh giá điện dung hoặc điện áp sai

Việc lắp đặt tụ điện CBB60 quá lớn hoặc quá nhỏ đối với động cơ sẽ làm tăng dòng điện qua cuộn dây phụ vượt quá giới hạn thiết kế. Điều này làm nóng cả lớp cách điện của cuộn dây và bản thân tụ điện, làm tăng tốc độ hư hỏng ở cả hai thành phần. Một tụ điện có điện áp định mức quá thấp sẽ chạy liên tục ở tỷ lệ phần trăm cao của ứng suất định mức, điều này làm giảm tuổi thọ điện môi một cách đáng kể. Luôn khớp cả µF và VAC với thông số kỹ thuật ban đầu hoặc tốt hơn.

Cách thay tụ điện CBB60 an toàn

Thay thế tụ điện chạy CBB60 là một công việc đơn giản đối với bất kỳ ai đã thành thạo công việc điện cơ bản, nhưng nó phải được thực hiện với sự chú ý nghiêm ngặt đến an toàn. Tụ điện lưu trữ điện tích ngay cả sau khi ngắt nguồn điện.

1. Cô lập quyền lực. Tắt cầu dao hoặc tháo cầu chì cấp nguồn cho động cơ. Không dựa vào công tắc riêng của động cơ - ngắt kết nối ở bảng điều khiển hoặc sử dụng thiết bị khóa.
2. Xả tụ điện. Ngay cả sau khi ngắt điện, một tụ điện đang hoạt động vẫn có thể tích điện vài trăm volt. Sử dụng điện trở phóng điện (10 kΩ, 5 W hoặc cao hơn) nối qua các cực trong ít nhất 5 giây. Không bao giờ rút ngắn trực tiếp các cực bằng tuốc nơ vít - hồ quang sinh ra có thể làm hỏng các tiếp điểm của cực và gây ra nguy cơ điện giật.
3. Ghi lại hệ thống dây điện. Chụp ảnh hoặc phác thảo các kết nối đầu cuối trước khi tháo bất kỳ dây nào. Tụ điện CBB60 thường có hai cực, nhưng một số cấu hình động cơ sử dụng bộ ba cực với kết nối chung được chia sẻ giữa cuộn dây chính và cuộn phụ.
4. Kiểm tra các thông số kỹ thuật. Đọc giá trị µF, định mức VAC, Hz và loại nhiệt độ từ nhãn của thiết bị cũ. Tìm nguồn thay thế khớp chính xác với giá trị µF (trong khoảng ±5% nếu có thể) và có xếp hạng VAC bằng hoặc cao hơn.
5. Cài đặt và bảo mật. Kết nối lại các thiết bị đầu cuối chính xác như được chụp. Đảm bảo tụ điện được cố định cơ học trong giá đỡ của nó. Các tụ điện lỏng lẻo sẽ rung lên các bề mặt gần đó và có thể làm mòn vỏ hoặc lớp cách điện đầu cuối.
6. Kiểm tra động cơ. Khôi phục nguồn điện và quan sát xem động cơ có khởi động bình thường, vận hành êm ái và không có tiếng ồn hoặc mùi bất thường hay không. Kiểm tra nhiệt độ vỏ sau 10 phút hoạt động - nhiệt độ phải ấm nhưng không nóng khi chạm vào.

Nếu động cơ vẫn không khởi động được sau khi thay thế tụ điện CBB60 bằng một bộ phận được định mức chính xác thì lỗi nằm ở chỗ khác - có thể là ở cuộn dây động cơ, công tắc ly tâm (nếu có) hoặc điện áp nguồn. Không lắp các tụ điện ngày càng lớn hơn nhằm buộc động cơ khởi động; điều này sẽ gây ra nhiều thiệt hại hơn.

CBB60 so với các loại tụ điện động cơ khác

Không phải tất cả các tụ điện động cơ đều giống nhau và việc sử dụng sai loại tụ điện là một sai lầm phổ biến và tốn kém. Đây là cách so sánh tụ điện chạy CBB60 với các loại chính khác.

CBB60 (Tụ chạy) so với CD60 (Tụ khởi động)

CD60 là tên gọi tiêu chuẩn của Trung Quốc cho tụ điện khởi động AC điện phân. Chúng được định mức ở điện áp DC (ví dụ: 250 VDC hoặc 330 VDC) và được thiết kế để chỉ sử dụng trong thời gian ngắn — thường dưới 3 giây mỗi lần khởi động. Chúng có giá trị điện dung cao hơn nhiều (thường từ 50 µF đến 1000 µF) để cung cấp mức tăng mô-men xoắn khởi động lớn, nhưng chúng quá nóng và hỏng nhanh chóng nếu để trong mạch. Không bao giờ được sử dụng tụ điện khởi động CD60 thay cho tụ điện chạy CBB60. Ngược lại, CBB60 sử dụng màng polypropylen thay vì chất điện phân, có thể hoạt động liên tục và được định mức bằng vôn AC thay vì vôn DC.

CBB60 so với CBB65

CBB65 là một tụ điện chạy có cấu trúc tương tự như CBB60 nhưng được đặt trong một hộp nhôm hình bầu dục hoặc tròn và được thiết kế để sử dụng trong máy nén điều hòa không khí. Tụ điện CBB65 thường có điện áp định mức 370 VAC hoặc 440 VAC và được thiết kế để chịu được tải khởi động cao của máy nén kín. Mặc dù công nghệ điện môi tương tự nhau nhưng hệ số dạng, kiểu lắp đặt và thiết kế đầu cuối lại khác nhau. Trong thực tế, hai loại này không thể thay thế cho nhau ngay cả khi xếp hạng µF trùng khớp.

CBB60 so với CBB61

Tụ điện CBB61 là tụ điện màng polypropylen kim loại hình hộp phẳng, thường được sử dụng trong quạt trần và động cơ nhỏ hơn. Chúng có chức năng điện tương tự như tụ điện CBB60 nhưng được định mức cho dòng điện liên tục thấp hơn và được thiết kế để tích hợp vật lý vào thân động cơ. CBB61 không phù hợp cho các ứng dụng máy bơm hoặc máy nén yêu cầu xử lý dòng điện cao hơn.

Sự khác biệt về chất lượng và những điều cần chú ý khi mua

Thị trường tụ điện CBB60 có nhiều loại chất lượng. Các thiết bị giá rẻ thường không hoạt động trong vòng một đến ba năm đối với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe, trong khi các bộ phận chất lượng từ các nhà sản xuất uy tín thường có tuổi thọ từ một thập kỷ trở lên. Đây là điểm phân biệt các đơn vị đáng tin cậy với các đơn vị không đáng tin cậy.

Độ dày màng và chất lượng kim loại hóa

Màng polypropylen dùng trong cuộn dây phải có độ dày đồng đều và không có lỗ kim. Tụ điện giá rẻ cắt giảm chi phí bằng cách sử dụng màng mỏng hơn hoặc kim loại hóa không nhất quán. Điều này làm giảm khả năng chịu được điện áp và số lần tự phục hồi mà tụ điện có thể chịu đựng được trước khi tổng điện dung giảm xuống dưới mức có thể sử dụng được.

Tẩm và đóng gói

Tụ điện CBB60 chất lượng cao hơn lấp đầy vỏ bằng nhựa trơ hoặc chất thấm dầu giúp loại bỏ không khí, cải thiện khả năng truyền nhiệt từ cuộn dây đến vỏ và ngăn hơi ẩm xâm nhập. Các tụ điện chỉ dựa vào không khí bên trong vỏ sẽ nóng hơn và xuống cấp nhanh hơn, đặc biệt là trong môi trường ẩm ướt.

Dấu chứng nhận

Hãy tìm những tụ điện có nhãn hiệu chứng nhận liên quan. Ở Châu Âu, dấu CE và sự tuân thủ EN 60252-1 (tương đương với IEC 60252 của Châu Âu) là có liên quan. Ở Bắc Mỹ, chứng nhận UL hoặc CSA rất quan trọng. Đối với sản phẩm thị trường nội địa Trung Quốc, nhãn hiệu CQC (Chứng nhận chất lượng Trung Quốc) cho biết sản phẩm đã được kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn GB/T 3667. Tụ điện được bán không có bất kỳ dấu hiệu chứng nhận nào và ở mức giá thấp bất thường cần được xử lý thận trọng bất kể thông số kỹ thuật được công bố được in trên nhãn.

Dung sai và độ chính xác ghi nhãn

Tụ CBB60 uy tín được sản xuất để Dung sai điện dung ± 5% . Các đơn vị ngân sách thường có dung sai lỏng lẻo ở mức ±10% hoặc ±20%, nghĩa là một đơn vị có nhãn 20 µF có thể đo được từ 16 µF đến 24 µF. Ở mức cực đoan của phạm vi đó, hiệu suất của động cơ bị ảnh hưởng rõ rệt. Khi nghi ngờ, hãy đo tụ điện trước khi lắp đặt.

Bài trước Hướng dẫn sử dụng tụ điện CBB60: Động cơ, mẹo kiểm tra và thay thế

Bài tiếp theo Tụ điện CBB60 có bị phân cực không? Hướng dẫn đầy đủ