A مكثف CBB60 هو مكثف تشغيل يستخدم بشكل أساسي في محركات التيار المتردد أحادية الطور لإنشاء إزاحة الطور اللازمة لبدء المحرك ومواصلة العمل بسلاسة. بدونها، يرفض المحرك البدء، أو يطن بصوت عالٍ، أو يسحب تيارًا زائدًا حتى يسخن. من الناحية العملية، هذا المكون الأسطواني الصغير هو ما يسمح لمحرك المضخة أو أسطوانة الغسالة أو مضخة حوض السباحة بالدوران بشكل موثوق في كل مرة يتم فيها استخدام الطاقة.
إن طاقة التيار المتردد أحادية الطور، في حد ذاتها، لا تنتج مجالًا مغناطيسيًا دوارًا داخل المحرك. إنه يدفع التيار ذهابًا وإيابًا في اتجاه واحد فقط. لكي يدور الدوار، يحتاج المحرك إلى مرحلتين على الأقل مع وجود فاصل زمني بينهما. يوفر مكثف CBB60 ذلك التعويض عن طريق تخزين الطاقة وإطلاقها بشكل غير متزامن قليلاً مع الملف الرئيسي. يؤدي هذا إلى إنشاء مرحلة ثانية محاكاة، ويدور المجال المغناطيسي الناتج، ويسحب الدوار معه.
تأتي تسمية "CBB" من المعيار الصيني GB/T 3667، حيث يشير CBB إلى مكثفات غشاء البولي بروبيلين الممعدنة لاستخدام محركات التيار المتردد. يحدد الرقم "60" عامل الشكل الأسطواني. يُسمى هذا النوع أحيانًا بـ تشغيل محرك التيار المتردد مكثف أو ببساطة مكثف محرك، ويعمل بشكل مستمر أثناء تشغيل المحرك - على عكس مكثفات التشغيل، التي يتم فصلها بعد وصول المحرك إلى سرعة التشغيل.
تظهر مكثفات CBB60 في مجموعة واسعة من المعدات المنزلية والصناعية الخفيفة. نظرًا لأن المحركات الحثية أحادية الطور موجودة في كل مكان - في المنازل وورش العمل والمزارع والمباني التجارية - فإن المكثفات التي تجعلها تعمل كذلك. فيما يلي التطبيقات الأكثر شيوعًا:
في كل هذه الحالات، يتم توصيل مكثف CBB60 على التوالي مع الملف المساعد للمحرك. فهو يبقى في الدائرة طوال الوقت الذي يعمل فيه المحرك، ولهذا السبب يجب أن يتم تصنيفه للخدمة المستمرة ومصمم للتعامل مع ضغط جهد التيار المتردد المستمر.
إن قراءة الملصق الموجود على مكثف CBB60 بشكل صحيح أمر مهم للغاية عندما يتعلق الأمر بفحص الاستبدال أو المواصفات. المعلمات الرئيسية هي السعة، تصنيف الجهد، والتردد.
يتم قياس السعة بالميكروفاراد (μF) ويتم تحديد مقدار تحول الطور الذي يوفره المكثف. تتراوح المكثفات CBB60 عادة من 1 ميكروفاراد إلى 100 ميكروفاراد ، حيث تتراوح القيم الأكثر شيوعًا للمضخات المنزلية والغسالات بين 6 ميكروفاراد و25 ميكروفاراد. يجب أن تتطابق القيمة الدقيقة مع تصميم المحرك. سيؤدي استخدام مكثف يقل بنسبة 20% أو أكثر عن القيمة المقدرة إلى انخفاض أداء المحرك وزيادة درجة حرارة الملف وتقصير عمر المحرك. يعد التسامح بنسبة ± 5٪ أمرًا قياسيًا لوحدات CBB60 عالية الجودة.
يتم تصنيف المكثفات CBB60 لجهد التيار المتردد، وليس للتيار المستمر. تشمل التقييمات الشائعة 250 فولت تيار متردد، 400 فولت تيار متردد، و450 فولت تيار متردد . يجب أن يكون معدل الجهد دائمًا مساويًا أو أعلى من جهد الإمداد في الدائرة. مكثف 250 فولت تيار متردد يستخدم على مصدر 230 فولت لديه الحد الأدنى من الإرتفاع؛ يعد استبدالها بوحدة 400 فولت تيار متردد أو 450 فولت تيار متردد بنفس السعة أمرًا آمنًا تمامًا وغالبًا ما يؤدي إلى إطالة عمر الخدمة لأن الفيلم العازل يتعرض لضغط أقل. لا تقم أبدًا بتركيب مكثف بجهد أقل من جهد التشغيل - فسوف يفشل بسرعة وقد ينقطع.
تم تصنيف معظم المكثفات CBB60 لـ 50 هرتز أو 60 هرتز والعديد منها ذات تصنيف مزدوج لكليهما. وهذا مهم لأن المفاعلة السعوية تتغير مع التردد. إن المكثف المصمم بشكل صارم من أجل 60 هرتز والمستخدم في نظام 50 هرتز سوف يقدم مقاومة أعلى بشكل فعال، مما يقلل من تحول الطور ويضعف مساهمة الملف المساعد في مجال الدوران. عند شراء البدائل، تأكد دائمًا من أن تصنيف هرتز يطابق تردد الشبكة المحلية.
تحمل المكثفات CBB60 علامة فئة درجة الحرارة مثل ب (40/70/21)، ق (40/85/21)، أو ت (40/85/56) وفقًا للمواصفة IEC 60252. الرقم الأول هو الحد الأدنى لدرجة حرارة التشغيل، والثاني هو الحد الأقصى، والثالث هو الحد الأقصى للرطوبة. بالنسبة للتطبيقات الخارجية أو في غرفة المحرك، يؤدي اختيار وحدة مصنفة إلى 85 درجة مئوية أو أعلى إلى تحسين الموثوقية بشكل كبير.
| التطبيق | السعة النموذجية | تصنيف الجهد | التردد |
|---|---|---|---|
| موتور الغسالة | 8 – 12 درجة فهرنهايت | 250 - 450 فولت تيار متردد | 50 / 60 هرتز |
| مضخة مياه منزلية | 12 – 25 درجة فهرنهايت | 400 – 450 فولت تيار متردد | 50 / 60 هرتز |
| محرك مضخة حمام السباحة | 20 – 40 درجة فهرنهايت | 370 - 440 فولت تيار متردد | 60 هرتز |
| مروحة العادم / السقف | 1 – 5 ميكروفاراد | 250 فولت تيار متردد | 50 / 60 هرتز |
| محرك ضاغط الهواء | 30 – 60 درجة فهرنهايت | 250 - 450 فولت تيار متردد | 50 / 60 هرتز |
لفهم سبب أهمية هذا المكون إلى هذا الحد، من المفيد أن نتعرف على ما يحدث فعليًا كهربائيًا عندما يبدأ المحرك في العمل.
يحتوي المحرك الذي يعمل بمكثف أحادي الطور على مجموعتين من اللفات: اللف الرئيسي والملف المساعد (البدء). يتم إزاحتها فعليًا في الجزء الثابت بحوالي 90 درجة كهربائية. عندما يتم تطبيق طاقة التيار المتردد، يستقبل كلا الملفين تيارًا، لكن مجالاتهما المغناطيسية ستكون في الطور بدون المكثف، مما يعني أنهما سيدفعان ويسحبان الجزء المتحرك في نفس الاتجاه في نفس الوقت، دون إنتاج أي دوران صافي.
يتم توصيل مكثف CBB60 على التوالي مع الملف المساعد. نظرًا لأن المكثف يتسبب في دفع التيار للجهد بمقدار يصل إلى 90 درجة، فإن التيار في الملف المساعد ينزاح الآن في الطور بالنسبة للتيار في الملف الرئيسي. يبلغ المجالان المغناطيسيان الآن ذروتهما في لحظات مختلفة، مما يؤدي إلى إنشاء حقل ناتج دوار داخل الجزء الثابت. يحفز هذا الحقل الدوار تيارات في الجزء المتحرك (في تصميم القفص السنجابي)، وتتفاعل تلك التيارات المستحثة مع مجال الجزء الثابت لإنتاج عزم الدوران. يتسارع الجزء المتحرك حتى يعمل أقل بقليل من السرعة المتزامنة للمجال الدوار، وهي حالة تسمى الانزلاق.
نظرًا لأن مكثف CBB60 يبقى في الدائرة أثناء دورة التشغيل بأكملها - على عكس مكثفات البدء الإلكتروليتية، التي يتم فصلها بواسطة مفتاح طرد مركزي بعد التشغيل - فيجب عليه التعامل مع إجهاد التيار المتردد المستمر. يتم استخدام فيلم البولي بروبيلين المعدني على وجه التحديد لأنه يعالج ذاتيًا الأعطال العازلة الطفيفة، ويبدد الحرارة بكفاءة، ويتحمل التشوهات التوافقية الموجودة في الدوائر الحركية. لا يمكن للمكثفات الإلكتروليتية أداء هذه الوظيفة ; سوف ترتفع درجة حرارتها وتفشل في غضون دقائق في تطبيق التشغيل المستمر.
تكون أعطال المكثفات تدريجية في بعض الحالات ومفاجئة في حالات أخرى. إن معرفة الأعراض التي يجب البحث عنها يوفر الوقت أثناء التشخيص ويمنع التعرف الخاطئ على المحرك نفسه باعتباره المكون المعيب.
هذا هو العرض الأكثر كلاسيكية. يستقبل الملف الرئيسي الطاقة وينتج مجالًا مغناطيسيًا نابضًا، مما يتسبب في طنين مسموع، ولكن بدون التيار المساعد المتغير الطور، لا يوجد مجال دوار لإنتاج عزم الدوران. يجلس المحرك ثابتًا ويسحب تيارًا دوارًا مغلقًا - غالبًا من 5 إلى 7 مرات تيار التشغيل العادي - والذي سوف يسخن اللفات في غضون ثوان إذا لم يتم إزالة الطاقة.
إذا فقد المكثف مواسعته ولكنه لم يفشل تمامًا، فسيتم تقليل إزاحة الطور. ستستمر بعض المحركات في العمل في ظل هذه الحالة ولكن فقط بعد التردد أو إذا تم دفع العمود فعليًا في الاتجاه الصحيح. يؤكد هذا السلوك أن وظيفة الملف المساعد متدهورة، وليست غائبة تمامًا، مما يشير مباشرة إلى وجود مكثف ضعيف.
يسحب المحرك الذي يعمل بمكثف CBB60 أقل من اللازم أو المتدهور تيارًا أكبر من الملف الرئيسي للتعويض عن فقدان عزم الدوران. هذا التيار الزائد يسخن اللفات. المحركات ذات الحماية الحرارية الزائدة سوف تقطع الطاقة بشكل متكرر. إذا استمر المحرك في تعطيل المفتاح الحراري ولكنه يعمل بشكل جيد لبضع دقائق بعد إعادة ضبطه، فإن مكثف التشغيل الفاشل هو المشتبه به الرئيسي.
يعد الغلاف المنتفخ أو المتصدع، والوصلات الطرفية المحروقة أو المنصهرة، وتسرب الزيت أو الراتنج من الجسم، كلها علامات قاطعة على الفشل. تحتوي مكثفات CBB60 عادة على فتحة تنفيس لتخفيف الضغط على أحد طرفيها؛ إذا فتحت هذه الفتحة أو تشوهت، فهذا يعني أن المكثف قد تعطل داخليًا بالفعل ويجب استبداله بغض النظر عن أي قراءات للعداد.
يمكن لمقياس رقمي متعدد قياسي مع وضع قياس السعة (الرمز يشبه خطين متوازيين مع خط منحني) قياس القيمة الفعلية μF للمكثف. قم بتفريغ المكثف أولاً عن طريق قصر أطرافه من خلال المقاوم (مقاومة 10 كيلو أوم، 5 واط تعمل بشكل جيد). ثم قم بالقياس عبر المحطات. إذا كانت القراءة أكثر من 10% أقل من القيمة الموضحة ، يجب استبدال المكثف. تشير قراءة الصفر أو "OL" أو القيم غير المستقرة إلى حد كبير إلى وجود مكثف مفتوح أو قصير.
يجب أن يستمر مكثف التشغيل CBB60 المحدد والمثبت بشكل صحيح في بيئة مستقرة من 10 إلى 20 سنة في ظل ظروف التشغيل العادية. ومن الناحية العملية، يفشل الكثير منهم عاجلاً بسبب مجموعة من العوامل.
الحرارة هي آلية الشيخوخة الأساسية للمكثفات ذات طبقة البولي بروبيلين. كل ارتفاع بمقدار 10 درجات مئوية في درجة حرارة التشغيل يؤدي إلى خفض عمر الخدمة المتوقع إلى النصف تقريبًا - وهو مبدأ يسمى أحيانًا تدهور أرينيوس. المكثف الذي يتم تركيبه مباشرة على غلاف المحرك الذي يعمل ساخنًا، أو يتم تركيبه في حاوية عديمة التهوية في مناخ دافئ، يصبح عمره أسرع بكثير من المكثف الموجود في مكان بارد وجيد التهوية. هذا هو السبب في أن استخدام مكثف مقنن 450 فولت تيار متردد على دائرة 230 فولت تيار متردد مفيد: حيث يقلل ضغط الجهد المنخفض من توليد الحرارة الداخلية ويطيل عمر العزل الكهربائي.
يمكن لضربات البرق، والتحويلات العابرة للمرافق، وارتفاع الجهد الناتج عن الأحمال الثقيلة القريبة أن تخترق عازل البولي بروبيلين حتى في جزء من الثانية. في حين أن المعدنة ذاتية الشفاء في مكثفات CBB60 تتعافى من الثقوب البسيطة عن طريق تبخير المعدن حول العيب، فإن العبور الكبير المتكرر يستنزف المعدنة ويقلل السعة الفعالة بمرور الوقت. في المناطق ذات جودة الطاقة المنخفضة، تساعد الحماية من زيادة التيار على مستوى اللوحة في الحفاظ على عمر المكثف.
على الرغم من أن غلاف CBB60 محكم الإغلاق، إلا أن التعرض لفترة طويلة للرطوبة العالية يمكن أن يسبب تآكلًا طرفيًا ويسمح في النهاية بدخول الرطوبة. يجب أن تستخدم التطبيقات الغاطسة والخارجية مكثفات مصنفة على الأقل من الفئة S (85 درجة مئوية / 85% رطوبة نسبية) ويتم وضعها بشكل مثالي في صندوق توصيل مغلق بدلاً من تركها مكشوفة.
يؤدي تركيب مكثف CBB60 كبير جدًا أو صغير جدًا بالنسبة للمحرك إلى زيادة التيار عبر الملف المساعد بما يتجاوز الحد المصمم له. يؤدي هذا إلى تسخين كل من عزل الملف والمكثف نفسه، مما يؤدي إلى تسريع الفشل في كلا المكونين. يعمل المكثف ذو الجهد المنخفض جدًا عند نسبة عالية من الإجهاد المقدر بشكل مستمر، مما يؤدي إلى تقصير عمر العزل الكهربائي بشكل كبير. قم دائمًا بمطابقة كل من μF وVAC بالمواصفات الأصلية أو أفضل.
يعد استبدال مكثف التشغيل CBB60 مهمة واضحة لأي شخص يشعر بالارتياح تجاه الأعمال الكهربائية الأساسية، ولكن يجب أن يتم ذلك مع الاهتمام الصارم بالسلامة. تقوم المكثفات بتخزين الشحنة حتى بعد فصل التيار الكهربائي.
إذا استمر فشل المحرك في التشغيل بعد استبدال مكثف CBB60 بوحدة ذات تصنيف صحيح، فإن الخلل يكمن في مكان آخر - على الأرجح في ملفات المحرك، أو مفتاح الطرد المركزي (إن وجد)، أو جهد الإمداد. لا تقم بتثبيت مكثفات أكبر بشكل متزايد في محاولة لإجبار المحرك على البدء؛ وهذا سوف يسبب المزيد من الضرر.
ليست كل مكثفات المحرك متشابهة، واستخدام النوع الخاطئ هو خطأ شائع ومكلف. إليك كيفية مقارنة مكثف التشغيل CBB60 بالأنواع الرئيسية الأخرى.
CD60 هو التصنيف القياسي الصيني لمكثفات بدء تشغيل التيار المتردد كهربائيا. يتم تصنيفها بجهد التيار المستمر (على سبيل المثال، 250 فولت تيار مستمر أو 330 فولت تيار مستمر) وهي مصممة للاستخدام قصير الأمد فقط - عادةً أقل من 3 ثوانٍ لكل بداية. لديهم قيم سعة أعلى بكثير (غالبًا 50 إلى 1000 ميكروفاراد) لتوفير دفعة كبيرة لعزم دوران البداية، لكنها ترتفع درجة حرارتها وتفشل بسرعة إذا تركت في الدائرة. لا يجوز مطلقًا استخدام مكثف البدء CD60 بدلاً من مكثف التشغيل CBB60. على النقيض من ذلك، يستخدم CBB60 طبقة من البولي بروبيلين بدلاً من المنحل بالكهرباء، ويمكن أن يعمل بشكل مستمر، ويتم تصنيفه بفولت التيار المتردد بدلاً من فولت التيار المستمر.
CBB65 عبارة عن مكثف تشغيل مشابه في البناء لـ CBB60 ولكنه موجود في علبة بيضاوية أو مستديرة من الألومنيوم ومصنف للاستخدام في ضواغط تكييف الهواء. غالبًا ما يتم تصنيف مكثفات CBB65 بـ 370 فولت تيار متردد أو 440 فولت تيار متردد، وهي مصممة لتحمل أحمال البدء العالية للضواغط المحكمة. في حين أن تقنية العزل الكهربائي متشابهة، فإن عامل الشكل وأسلوب التركيب وتصميم الطرف يختلف. ومن الناحية العملية، لا يمكن تبديل هذين النوعين حتى لو كان تصنيف μF متطابقًا.
مكثفات CBB61 عبارة عن مكثفات مسطحة من مادة البولي بروبيلين الممعدنة على شكل صندوق تستخدم عادةً في مراوح السقف والمحركات الصغيرة. إنها تخدم نفس الوظيفة الكهربائية مثل مكثفات CBB60 ولكنها مصنفة للتيار المستمر المنخفض ومصممة للتكامل المادي في جسم المحرك. إن CBB61 غير مناسب لتطبيقات المضخة أو الضاغط التي تتطلب معالجة تيار أعلى.
| اكتب | التكنولوجيا | تصنيف الجهد | واجب | تطبيق نموذجي |
|---|---|---|---|---|
| CBB60 | فيلم البولي بروبلين المعدني | 250 - 450 فولت تيار متردد | تشغيل مستمر | المضخات والغسالات والمراوح |
| CD60 | كهربائيا | 250 – 330 فولت تيار مستمر | واجب قصير (البدء فقط) | مساعدة البداية الصعبة للمحركات |
| CBB65 | فيلم البولي بروبلين المعدني | 370 - 440 فولت تيار متردد | تشغيل مستمر | ضواغط التيار المتردد |
| CBB61 | فيلم البولي بروبلين المعدني | 250 فولت تيار متردد | تشغيل مستمر | مراوح السقف، المحركات الصغيرة |
يحتوي سوق المكثفات CBB60 على مجموعة واسعة من الجودة. غالبًا ما تفشل الوحدات منخفضة التكلفة في غضون سنة إلى ثلاث سنوات في التطبيقات الصعبة، في حين أن المكونات عالية الجودة من الشركات المصنعة القائمة تدوم بشكل روتيني عقدًا من الزمن أو أكثر. هذا هو ما يفصل الوحدات الموثوقة عن الوحدات غير الموثوقة.
يجب أن تكون طبقة البولي بروبيلين المستخدمة في اللف موحدة في السمك وخالية من الثقوب. تعمل المكثفات الرخيصة على خفض التكاليف باستخدام طبقة رقيقة أو عملية تعدين غير متناسقة. يؤدي هذا إلى تقليل قدرة تحمل الجهد وعدد أحداث الإصلاح الذاتي التي يمكن للمكثف تحملها قبل أن تنخفض السعة الإجمالية إلى ما دون المستويات القابلة للاستخدام.
تقوم مكثفات CBB60 عالية الجودة بملء الغلاف بمادة صمغية خاملة أو زيت مشرب يعمل على إزاحة الهواء، ويحسن نقل الحرارة من الملف إلى الغلاف، ويمنع دخول الرطوبة. المكثفات التي تعتمد فقط على الهواء داخل العلبة تصبح أكثر سخونة وتتحلل بشكل أسرع، خاصة في البيئات الرطبة.
ابحث عن المكثفات التي تحمل علامات الاعتماد ذات الصلة. في أوروبا، تعد علامة CE والامتثال للمعيار EN 60252-1 (المعادل الأوروبي للمعيار IEC 60252) ذات صلة. في أمريكا الشمالية، تعد شهادة UL أو CSA أمرًا مهمًا. بالنسبة لمنتجات السوق المحلية الصينية، تشير علامة CQC (شهادة الجودة الصينية) إلى أن المنتج قد تم اختباره وفقًا لمعايير GB/T 3667. يجب التعامل مع المكثف الذي يتم بيعه بدون أي علامات اعتماد وبسعر منخفض بشكل غير عادي بحذر بغض النظر عن المواصفات المطالب بها المطبوعة على الملصق.
يتم تصنيع مكثفات CBB60 ذات السمعة الطيبة ±5% تحمل السعة . غالبًا ما تحتوي وحدات الميزانية على تفاوتات فضفاضة تصل إلى ±10% أو ±20%، مما يعني أن الوحدة التي تحمل علامة 20 درجة فهرنهايت قد تقيس في أي مكان من 16 درجة فهرنهايت إلى 24 درجة فهرنهايت. وفي أقصى هذا النطاق، يتأثر الأداء الحركي بشكل ملحوظ. إذا كنت في شك، قم بقياس المكثف قبل التثبيت.