بررسی زمان تعویض خازن موتور تکفاز + راهکارها

اگر نیاز به تعویض خازن موتور تکفاز دارید در این مقاله اطلاعات جامع و کاملی در این زمینه ارائه شده است. در ابتدا انواع خازن مورد بررسی قرار گرفته است. مشخصات درج شده بر روی خازن الکتروموتور، دلایل خرابی خازنها، زمان تعویض خازن موتور و نهایتا خازن الکتروموتور بررسی شده است. برای پی بردن به سلامت خازن مطالعه مقاله ” تست خازنهای الکتروموتور تکفاز در چهار مرحله ” توصیه می شود که در یک ویدئوی کوتاه نیز مراحل تست را توضیح داده است

انواع خازن

به طور خلاصه خازن راه انداز موتور در سیم پیچی استارت موتور القایی تکفاز نسبت به سیم پیچی اصلی آن اختلاف فاز ایجاد می کند که این هم باعث افزایش گشتاور در زمان راه اندازی می شود.

خازنهای راه انداز نسبت به ابعادشان دارای ظرفیت خازنی و ولتاژ بزرگی هستند. این خازنها باید به صورت موقت در مدار قرار گیرند به همین دلیل اگر در زمان طولانی تحت جریان قرار داشته باشند آسیب می بینند. اکثر موتورهای الکتریکی دارای خازن راه اندازی با ظرفیت نامی ۵۰–۱۲۰۰ میکروفاراد و در ولتاژهای ۱۱۰/۱۲۵ ، ۱۶۵، ۲۳۰/۲۲۰ و ۳۳۰ ولت AC هستند. خازن دائمی موتور تک فاز برای تنظیم پیوسته جریان یا شیفت فاز سیم پیچی موتور به منظور بهینه کردن گشتاور و راندمان موتور استفاده می­ شود.

تمامی خازنهای این گروه به صورت پیوسته در مدار قرار دارند و از اینرو میزان خرابی آنها بسیار کمتر از خازنهای راه انداز است. اغلب موتورهای الکتریکی در ایران دارای خازن دائمی در رنج ظرفیت ۲٫۵ – ۱۰۰ میکروفاراد و ولتاژ ۴۰۰ تا ۵۵۰ ولت هستند. طراحی بدنه معمولا مدور یا بیضی است بدنه فلزی یا آلومینیوم و در برخی مواقع پلاستیکی است. و خروجی دارای دو تا ۴ ترمینال سایز ۶٫۳ بوده و یا دارای کابل هستند.

خازنهای دائم و راه انداز چه تفاوتهایی دارند؟

خازنهای راه انداز مقدار زیادی از ظرفیت خازنی مورد نیاز برای راه اندازی موتور را در یک بازه زمانی خیلی کوتاه (چند ثانیه) دارا می باشند. آنها کارکرد دوره­ ای دارند و اگر به صورت پیوسته در مدار تحت ولتاژ قرار گیرند. به صورت فاجعه باری آسیب دیده و منفجر می شوند. خازنهای دائمی برای کنترل ولتاژ و جریان سیم پیچی به صورت دائمی استفاده می شوند، و از اینرو چرخه کار پیوسته دارند. و معمولا نسبت به خازن راه انداز مقدار ظرفیت خازنی بسیار کمتری دارند.

در هنگام تعویض خازن موتور تکفاز آیا خازنهای استارت می توانند با خازنهای دائم کار تعویض گردند؟

هم بله و هم خیر. در هنگام تعویض خازن موتور تکفاز باید توجه کرد که در شرایط اضطراری و غیر عادی یک خازن دائم کار می­تواند به عنوان خازن راه ­انداز استفاده شود اما ظرفیت خازنی موجود بسیار کمتر از ظرفیت خازنی است که معمولا به خازنهای راه انداز اختصاص داده شده است. مقادیر نامی ظرفیت و ولتاژ بایستی منطبق با مقادیر خازن استارت اصلی باشد. و یک خازن استارت نمی­تواند به عنوان خازن دائم کار استفاده شود چون­که نمی­تواند به صورت دائمی تحت جریان و ولتاژ باشد چون در اینصورت آسیب می­بیند. (فقط چند ثانیه باید در مدار باشد)

مشخصات خازن

مشخصات مورد نیاز برای جایگزین کردن خازن موارد زیر هستند؛

ولتاژ بهره بردای یا ولتاژ خازن اصلی: ولتاژ باید حداقل برابر با ولتاژی باشد که در حین کار مشاهده می شود. یک موتور که با ولتاژ ۲۴۰ ولت کار می کند بایستی از یک خازن با حداقل ولتاژ ۲۴۰ ولت استفاده کند. البته طراح موتور با توجه به اینکه مدار سیم­پیچی استارت با خازن تبادل انرژی می­کند و گهگاه ولتاژ خازن تا چند صد ولت (بیشتر از ولتاژ تغذیه) افزایش می­یابد مقدار ولتاژ خازن را انتخاب کرده است. لذا سعی کنید حتما ولتاژ خازن انتخابی شما کمتر از ولتاژ خازن اورجینال روی موتور نباشد.

مقدار ظرفیت خازنی (بر حسب میکروفاراد): خازن جایگزین، بایستی کاملا منطبق بر خازن اصلی اولیه باشد. بهتر است جهت عملکرد مناسب الکتروموتور خازن جایگزین تلرانسی برابر و یا کمتر از خازن اصلی داشته باشد.

فرکانس (Hz) بهره برداری، یا خازن اصلی اولیه: تقریبا همه خازنها دارای مقدار نامی فرکانس ۵۰/۶۰ هرتز هستند. خازن جایگزین باید دارای فرکانس نامی شبکه ای باشد که موتور در آن به کار گرفته می شود.

سبک اتصال ترمینال: اتصالات خازن حتی ­الامکان بایستی مطابق خازن اصلی باشد. یعنی اگر کابل دار است با مشابه آن جایگزین شود و اگر فیشی و دارای پیچ است در صورتی که با بدون پیچ جایگزین شود، قابلیت اتصال روی بدنه را از دست می­ دهد. و یا در صورتی که کابل دار بوده و با فیشی جایگزین گردد احتمال دارد IP کل موتور کاهش یابد.

شکل بدنه و اندازه و شکل کلی: تقریبا تمامی خازنهای راه انداز دارای بدنه مدور هستند. خازنهای دائم کار مدور نیز بسیار متداول هستند. اما موتورهای زیادی همچنان از طراحی خازن بیضوی استفاده می کنند. از لحاظ الکتریکی هیچ تفاوتی ندارند. در اینجا محل قرارگیری و جا شدن در محل نصب، مساله اصلی است. اگر فضای جعبه ­ای که خازن در آن قرار می­ گیرد خیلی تنگ و محدود نباشد. نوع بدنه مهم نیست.

اندازه کل : همانند شکل بدنه، خازنها از لحاظ الکتریکی تفاوتی ندارند اما در هر صورت باید بتوانند در فضای فراهم شده نصب شوند

انتخاب کردن خازن جایگزین – دلایل خرابی

آیا زمان تعویض خازن موتور (خازن راه انداز) شما فرا رسیده است؟ بسته به تعداد دفعاتی که ماشین راه اندازی می­ شود، مقدار بار در هنگام راه اندازی، و دمای محیطی که موتور در آن به کار گرفته می­ شود. هر خازن راه ­انداز موتور بایستی در نهایت تعویض شود.چگونه متوجه شویم که خازن راه انداز خراب شده است؟

اکثرا خرابی خازنهای راه انداز موتور به دو صورت بروز می کند. درپوش بدنه خازن باد کرده یا بیرون زده است: این همان چیزی است که ما به آن خرابی فجیع می­ گوییم. این حالت معمولا به علت اینکه خازن راه ­انداز در سیکلهای راه­اندازی در زمان بیشتری در مدار قرار داشته است رخ می­دهد. درپوش خازن استارت اصطلاحا ورم کرده و احتمالا مقداری از اجزای داخلی نیز بیرون ریخته است.

در این حالت به راحتی می­توان گفت که خازن نیاز به تعویض شدن دارد. موتور به آهستگی راه می افتد. آیا خازن خراب شده است؟ جواب این است که شاید خازن خراب باشد. احتمال دارد ظرفیت خازن به علت فرسودگی و استهلاک کم شده باشد. و یا اینکه اجزای دیگر موتور غیر از خازن آسیب دیده باشند.

آیا زمان تعویض خازن دائم کار موتور فرا رسیده است؟

به عنوان یک قاعده کلی، خازن دائمی موتور دیرتر از خازن راه ­انداز همسان فرسوده می­شود. یک خازن دائمی نیز به طور متفاوتی خراب و فرسوده می­شود. پیدا کردن زمان تعویض شدن نسبت به خازن راه انداز به بررسی بیشتری نیاز دارد. خازنهای راه­انداز معمولا هنگامی که خراب می­شوند به صورت واضح و مشخص آسیب می­بینند. از اینرو تصمیم­گیری در مورد زمان تعویض و عیب یابی زمان­گیر نیست. هنگامی که یک خازن دائم موتور شروع به کار در خارج از محدوده مجاز می­کند. معمولا به صورت کاهش ظرفیت نسبت به مقدار ظرفیت خازنی نامی، خود را نشان می­دهد. (میکروفاراد کاهش می یابد).

برای اغلب موتورهای استاندارد، یک خازن دائمی دارای تلرانسی است که نشان دهنده مقدار انحراف از ظرفیت نامی درج شده بر روی بدنه آن است. که معمولا ۱۰%± و ۵%± هستند. برای اغلب موتورها ، تا هنگامی که مقدار ظرفیت واقعی در محدوده اختلاف ۱۰ درصد با مقدار نامی قرار دارد وضعیت خوب است. اما وقتی که خازن دائمی مورد استفاده خارج از این محدوده قرار گیرد نیاز دارید که به فکر تعویض خازن باشید.

در برخی مواقع، به علت خراب شدن ساختمان خازن یا بعضی مواقع به دلایلی غیر از این، خازن دائمی بعلت فشار درونی باد می ­کند این مساله در طراحی­ های مدرن خازن دائمی، باعث مدار باز شدن خازن خواهد شد، جدا شدن اتصال داخلی ورقه های فنری خازن ابزاری برای جلوگیری از انفجار آن است. آزمایش در این حالت ساده است. اگر خازن باد کرده است زمان تعویض آن است. اگر اندازه ­گیری با اهم متر اتصال باز یا عدم اتصال را نشان می­ دهد نیز زمان تعویض خازن است.

چرا خازن دائم کار آسیب می بیند؟

شاید در مواردی پاسخ به این سوال ساده باشد. عوامل مختلفی در کاهش طول عمر خازن دائمی دخیل هستند که در ادامه مورد بررسی قرار گرفته ­اند.

زمان: همه خازنها برای عمر مشخصی طراحی شده­اند عوامل مختلفی می­توانند این عمر را کاهش و یا افزایش دهند. اما هنگامی که عمر خازن افزایش می یابد از داخل عملکرد آن کاهش می­یابد و به مرور ظرفیت خازنی خود را از دست می­دهد.

دما: تجاوز از محدوده دمایی که خازن برای کارکرد در آن محدوده طراحی شده است. طول عمر آن را کاهش می­دهد. در حالت کلی، موتورهایی که در محیط­های داغ کار می­کنند و یا در محیط­های با تهویه کم مورد استفاده قرار می­گیرند. طول عمر خازن به میزان قابل توجهی کاهش می­یابد با بهبود خنک سازی موتور و خازن می­توان طول عمر خازن را افزایش داد.

جریان: خرابی موتور باعث اضافه بار خازن می­شود. این مورد معوملا به ندرت رخ می­دهد. در حالتی که موتور به صورت جزیی و یا کلی در سیم پیچها دچار آسیب شود. یا موتور متحمل اضافه بار گردد جریان افزایش یافته که این هم در جای خود بر عمر خازن تاثیر می­گذارد.

ولتاژ: این عامل به تنهایی در کاهش طول عمر خازن اثر نمایی دارد. ولتاژ روی خازن دائم کار نباید از ولتاژ نامی درج شده بر روی آن تجاوز کند. برای مثال اگر اجازه دهیم خازنی با مقدار نامی ۴۴۰ ولت در ۴۵۰ ولت کار کند ممکن است عمر خازن تا ۲۰% کاهش یابد. در ۴۶۰ ولت عمر خازن ۵۰% و در ۴۷۰ ولت ۷۵% طول عمر خازن کاهش می­یابد. و به همین منوال ادامه می­یابد. و با کار کردن خازن در ولتاژی کمتر از ولتاژ نامی آن می­توان طول عمر خازن را افزایش داد.

خازن دائم موتور من تا چه وقت باید کار کند؟

در تعویض خازن موتور باید توجه کنید که نیمه عمر یک خازن خوب با یک مارک تجاری معتبر (نه خازنی که روی موتور نصب شده است) برای خازن دائم کار ۳۰۰۰۰-۶۰۰۰۰ ساعت کارکرد است. خازنهایی که در کارخانه روی موتور نصب شده ­اند بعضی اوقات طول عمر طراحی شده بسیار کمتری دارند. در صنایعی که رقابت بسیار شدیدی وجود دارد هر قطعه موتور تاثیر قابل توجهی و شدیدی در قیمت موتور خواهد داشت.

یا در جایی که موتورها به صورت چرخه ای و نه بصورت پیوسته مورد استفاده قرار می­گیرند. در این حالات ممکن است خازن با گرید پایین تر حتی با عمری به کوتاهی ۱۰۰۰ ساعت انتخاب شود. علاوه بر این با توجه به بخش قبلی (دلایلی آسیب دیدن خازن دائم کار) فاکتورهایی که مورد بحث قرار گرفت اگر رعایت شوند به میزان قابل توجهی می­توانند طول عمر مورد انتظار خازن دائم کار را افزایش دهند.

نکات مختلفی در تعویض خازن موتور تکفاز وجود دارد که برخی از نکات مهم آن را بررسی کردیم. اگر در این نظر سوال یا نظری دارید در بخش نظرات همین مقاله درج کنید ما در کمتر از 48 ساعت پاسخ خواهیم داد. و اگر نکته ای به ذهن شما می رسد که ما مطرح نکرده ایم. لطفا با ما و خونندگان این وبسایت در میان بگذارید.

مرجع؛  capacitorformotor.com

                            kemet.com

محمدرسول کریمی

مؤسس و مدیر مجموعه فنی مهندسی موتور درایو

کارشناس ارشد مهندسی برق قدرت گرایش ماشین های الکتریکی و درایو، طراح الکتروموتور و درایو، عضو کمیته فنی ماشین های الکتریکی سازمان ملی استاندارد ایران، مشاور شرکتهای سازنده الکتروموتور و الکتروپمپ، مشاور در زمینه تعمیر الکتروموتورهای بزرگ و ارزیابی طرح های صنعتی

مشاهده رزومه