Kondensatory silnika nie są zwykłym elektrolitem, ponieważ napięcie na nich odwraca się z częstotliwością sieci.

Te o większej wartości to kondensatory rozruchowe - zwykle bipolarne elektrolityczne i przystosowane do szczytowego napięcia sieci - ale nie do pracy ciągłej. Zazwyczaj odłącza się je za pomocą wyłącznika odśrodkowego w silniku, który działa, gdy silnik rozpędza się. Weź pod uwagę, że nie tylko napięcie jest wysokie i stale się cofa, ale także prąd tętnienia jest wysoki (zwłaszcza gdy silnik nadal pracuje z niską prędkością), a zobaczysz, że kondensator musi radzić sobie z niezwykle dużą mocą.

Mniejsze wartości (10 s uF) są używane jako kondensatory robocze w mniejszych (poniżej 1 KM) silnikach. Te fazy przesuwają prąd do uzwojenia początkowego, ale pozostają podłączone podczas pracy, więc muszą być przystosowane do pracy ciągłej. Są to zwykle kondensatory foliowe (lub, jeśli są wystarczająco stare, papier w oleju), które są znacznie większe na mikrofaradę niż elektrolityczne.

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​fizyczny rozmiar kondensatora jest proporcjonalny do pojemności pomnożonej przez jego napięcie. Podwoj napięcie, podwoj rozmiar.

W praktyce napięcie jest jeszcze wyższe.

• Napięcie AC to wartość skuteczna (wartości szczytowe fali sinusoidalnej są nieco wyższe niż podane napięcie).
• Gdy silnik jest odłączony od obciążenia, jego uzwojenia zobaczą indukcyjne „kopnięcie” potencjalnie nawet wyższego napięcia. Oznacza to, że kondensator silnika musi wytrzymać na przykład znacznie więcej niż 220 V.
• Niektóre silniki można łączyć krzyżowo na 120 V lub 240 V, więc kondensator musi być znamionowany na 240, nawet jeśli używasz go 120.

Powodów jest kilka, ale nie wszystkie mają charakter czysto techniczny.

1. Napięcie znamionowe jest bardzo ważne. Ponieważ silnik zwraca prąd (regeneruje), (i) wykorzystują marginesy napięcia.
2. Prąd pompowany z pokryw zbiorczych jest impulsowy, o wysokiej częstotliwości. Jeśli spojrzysz na arkusz danych nasadki, zobaczysz, że jest on przeznaczony dla określonego prądu tętnienia - niewystarczającego dla poważnego silnika.
3. Ciepło jest generowane na kondensatorze z powodu ESR, więc w większym kondensatorze ESR może być niższy. Lub w kilku mniejszych nakrętkach ...
4. Nie mniej ważne: zawsze musisz zabrać część zapasową na większe silniki i przygotować miejsce na jeszcze większe kondensatory na wypadek, gdybyś się przeliczył.

Rozmiar kondensatora zależy od wielu czynników.

1. Napięcie znamionowe. Im wyższe napięcie, tym grubszy musi być dielektryk, aby uniknąć przebicia. Gorzej, grubszy dielektryk oznacza, że ​​potrzebujesz większej powierzchni płytki dla danej pojemności. Więc podwoić napięcie znamionowe i czterokrotnie zwiększyć objętość kondensatora.
2. Pojemność, aby podwoić pojemność, oznacza, że ​​musisz podwoić powierzchnię płytki, co oznacza (dla danego napięcia znamionowego) podwoić objętość.
3. Typ kondensatora. Istnieje kompromis między gęstością pojemności a tym, jak blisko ideału znajduje się kondensator. Kondensatory foliowe zachowują się prawie idealnie, ale są nieporęczne. Elektrolityki dają znacznie lepszą gęstość pojemności, ale są dalekie od ideału, w swojej podstawowej formie działają tylko w jednej biegunowości, możesz to obejść, umieszczając dwa szeregowo, ale nadal będą miały wysokie straty w systemie AC.

Dlaczego korki elektrolityczne miałyby problem przy 230 V AC

Zasadniczo sprowadza się to do sposobu działania kondensatorów elektrolitycznych. Kondensatory elektrolityczne wykorzystują elektrolit jako jedną z płyt i warstwę tlenku jako dielektryk. Sprytną rzeczą jest to, że warstwa dielektryczna jest generowana elektrochemicznie przez sam kondensator, więc uszkodzenie warstwy samoistnie się naprawia. Pozwala to na znacznie cieńszą warstwę izolacyjną dla danego napięcia roboczego niż w przypadku konwencjonalnej konstrukcji kondensatora. Również dielektryk może równomiernie pokrywać szorstką powierzchnię płyty, dodatkowo zwiększając efektywny obszar.

Jednak ma to swoją cenę, po pierwsze elektrolit jest stosunkowo słabym przewodnikiem, co prowadzi do wysokiej równoważnej rezystancji szeregowej (ESR). To generuje ciepło w zależności od tego, ile prądu wpływa i wypływa z kondensatora. System, w którym kondensator jest całkowicie rozładowany w każdym cyklu, będzie miał znacznie większy prąd płynący do iz kondensatora niż system, w którym kondensator jest używany do wygładzania szyny DC.

Po drugie, kondensatory elektrolityczne w ogóle przestają zachowywać się jak kondensatory, jeśli napięcie jest znacznie ujemne. Dzieje się tak, ponieważ proces elektrochemiczny, który tworzy dielektryk, jest odwracany przez przyłożenie napięcia wstecznego. Możesz to obejść, umieszczając dwa w odwrotnej serii, ale wtedy masz jeszcze gorszy ESR.

Dlaczego większy rozmiar pomaga

Kondensatory foliowe używają metalowych płytek i folie z tworzyw sztucznych. Daje to dobrą liniowość, niską ESR i działanie biopolarne, ale nie może skorzystać na samoleczeniu lub mikroskopijnej szorstkości.

Nie możesz po prostu myśleć o nich jako o „większej wersji tego samego”. To zupełnie inna konstrukcja z różnymi kompromisami.