A مكثف CBB60 هو مكثف تشغيل محرك تيار متردد من نوع الفيلم تستخدم في المقام الأول لبدء وتشغيل المحركات الحثية أحادية الطور في مضخات المياه، والمضخات الغاطسة، والغسالات، وضواغط الهواء، والأجهزة المماثلة التي تعمل بمحركات. إنه يوفر تحول الطور اللازم لتوليد مجال مغناطيسي دوار داخل المحرك، مما يمكنه من البدء تحت الحمل والحفاظ على التشغيل السلس والفعال أثناء الاستخدام المستمر. على عكس مكثفات البدء الإلكتروليتية، تم تصنيف CBB60 للاتصال الدائم في الدائرة ويظل نشطًا طوال دورة تشغيل المحرك.
يحدد تصنيف "CBB" أنه مكثف من مادة البولي بروبيلين الممعدنة - وهو تصنيف قياسي صيني. يشير الرقم "60" إلى الفئة الفرعية المحددة التي تغطي المكثفات التي تعمل بمحرك والمصممة لتطبيقات التيار المتردد. يتم إنتاج هذه المكونات على نطاق واسع وفقًا لمعايير IEC 60252 وGB/T 3667، وتحدد موثوقيتها بشكل مباشر ما إذا كانت المضخة أو المحرك يبدأ في المحاولة الأولى أو يفشل قبل الأوان.
يظهر مكثف CBB60 في مجموعة واسعة من المعدات بشكل مدهش. بينما تهيمن تطبيقات المضخات على السوق، فإن قدرة المكون على التعامل مع جهد التيار المتردد المستمر عند التردد المقدر يجعله مناسبًا أينما يحتاج المحرك أحادي الطور إلى المساعدة في إنشاء مرحلة ثانية.
وهذه هي حالة الاستخدام السائدة على مستوى العالم. تتراوح مضخات المياه السكنية من 0.37 كيلو واط إلى 2.2 كيلو واط يعتمد عالميًا تقريبًا على مكثف التشغيل CBB60. تحتاج مضخات الحدائق، ونفاثات الآبار الضحلة، وغواصات الآبار العميقة، ومضخات تعزيز الضغط إلى مكثف لتقسيم الإمداد أحادي الطور إلى مرحلتين فعالتين. عادة ما تقع قيم السعة لتطبيقات المضخات بين 6 ميكروفاراد و 100 ميكروفاراد ، بجهد تشغيل يبلغ 250 فولت تيار متردد أو 450 فولت تيار متردد اعتمادًا على جهد الإمداد وتصميم المحرك.
يتسبب فشل CBB60 في دائرة المضخة في طنين المحرك عند بدء التشغيل ولكنه يفشل في الدوران - فهو يسحب تيارًا دوارًا مغلقًا (غالبًا 6-8 أضعاف تيار التشغيل المقدر) دون دوران، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المحرك وحرق الملف في غضون ثوانٍ إذا فشلت الحماية الحرارية في التعثر في الوقت المناسب.
تستخدم الغسالات من النوع الأسطواني والغسالات ذات التحميل العلوي مكثفات CBB60 على محرك الغسيل الرئيسي وغالبًا على محرك مضخة التصريف أيضًا. قيم السعة هنا عادة ما تكون 8 ميكروفاراد إلى 20 ميكروفاراد عند 450 فولت تيار متردد . إن الغسالة التي تبدأ في العمل ولكنها تفشل في التحريك أو الدوران بشكل صحيح - على الرغم من أن المحرك يصدر صوتًا طنينًا - هي من الأعراض الكلاسيكية لمكثف CBB60 المتدهور الذي انخفضت سعته إلى ما دون الحد الأدنى لعتبة المحرك.
غالبًا ما تتطلب ضواغط الهواء أحادية الطور المستخدمة في ورش العمل وخلجان خدمة السيارات وحدات CBB60 عالية السعة - قيم 50 ميكروفاراد إلى 100 ميكروفاراد شائعة في محركات الضاغط بقدرة 1.5 كيلووات إلى 3 كيلووات. تستخدم بعض محركات مراوح التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) والضواغط الصغيرة في وحدات تكييف هواء النوافذ أيضًا مكثفات التشغيل من طراز CBB60، على الرغم من أن شكل علب الألومنيوم البيضاوي في أسواق أمريكا الشمالية أكثر انتشارًا بينما يهيمن الشكل الأسطواني CBB60 على آسيا ومعظم أوروبا.
تستخدم مضخات دوران حمامات السباحة والمنتجعات الصحية، ومضخات نظام الري، ومحركات معالجة الحبوب، والمخارط الصغيرة، وحتى بعض ضواغط التبريد في المبردات التجارية، مكثفات CBB60. يمكن لأي تطبيق يقوم بتشغيل محرك تحريضي أحادي الطور بمكثف تقسيم دائم (PSC) أو محرك تحريضي أحادي الطور يعمل بمكثف بدء التشغيل (CSCR) أن يستخدم CBB60 في وضع التشغيل.
لا يمكن لطاقة التيار المتردد أحادية الطور في حد ذاتها أن تخلق مجالًا مغناطيسيًا دوارًا في الجزء الثابت للمحرك، فهي تنتج فقط مجالًا نابضًا يجعل الجزء المتحرك يهتز ولا يدور. لحل هذه المشكلة، يستخدم مصممو المحركات مكثف تشغيل متصل على التوالي بملف ثانٍ (مساعد). يقوم المكثف بتغيير الطور الحالي في هذا الملف بحوالي 90 درجة كهربائية بالنسبة للتيار في الملف الرئيسي. يقوم هذا العرض الاصطناعي ثنائي الطور بإنشاء المجال المغناطيسي الدوار الذي ينتج عزم الدوران ويسمح للمحرك ببدء التشغيل الذاتي والعمل بشكل مستمر.
يبقى CBB60 بشكل دائم في الدائرة - على عكس مكثفات البدء الإلكتروليتية، والتي يتم فصلها عن طريق مفتاح طرد مركزي أو مرحل بمجرد وصول المحرك إلى حوالي 75-80٪ من السرعة المتزامنة. وهذا يعني أن CBB60 يجب أن يتعامل مع إجهاد جهد التيار المتردد المستمر دون انحراف كبير في السعة. يمنحها بناء طبقة البولي بروبيلين المعدنية هذه القدرة: يحتوي مادة البولي بروبيلين على عامل تبديد منخفض للغاية (tan δ ≥ 0.001 عند 1 كيلو هرتز) مما يعني أنه لا يتم إهدار أي طاقة تقريبًا كحرارة داخل المكثف أثناء التشغيل.
هناك خاصية مهمة للشفاء الذاتي تميز المكثفات ذات الأغشية المعدنية عن أنواع الرقائق. إذا تسبب عيب مجهري في الطبقة العازلة في حدوث انهيار موضعي، يتبخر القطب المعدني حول نقطة الخلل، مما يؤدي إلى عزله بدلاً من إنشاء دائرة كهربائية قصيرة. تسمح هذه الآلية لمكثفات CBB60 بالبقاء على قيد الحياة عند ارتفاع الجهد العرضي الذي من شأنه أن يدمر التصميم غير القابل للشفاء الذاتي.
تعد قراءة ملصق مكثف CBB60 بشكل صحيح أمرًا ضروريًا لاختيار البديل المناسب. يشرح الجدول التالي المعلمات المشتركة ونطاقاتها النموذجية.
| المعلمة | النطاق النموذجي | الأهمية |
|---|---|---|
| السعة | 2 ميكروفاراد – 100 ميكروفاراد | يحدد قوة تحول الطور؛ يجب أن يتطابق مع لوحة المحرك |
| التسامح | ±5% (ي) أو ±10% (ك) | تسامح أكثر إحكامًا = أداء حركي أكثر اتساقًا |
| تصنيف جهد التيار المتردد | 250 فولت تيار متردد / 450 فولت تيار متردد / 630 فولت تيار متردد | يجب أن يفي بجهد التشغيل الفعلي أو يتجاوزه؛ لا نقلل أبدا |
| التردد | 50 هرتز / 60 هرتز | يؤثر على التيار التفاعلي. تحقق من تردد لوحة المحرك |
| درجة حرارة التشغيل | -25 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية (قياسي)؛ حتى 105 درجة مئوية (ممتاز) | يعمل التصنيف الأعلى على إطالة عمر الخدمة في العبوات الساخنة |
| عامل التبديد (تان δ) | ≥ 0.001 عند 1 كيلو هرتز | يشير إلى الخسارة الداخلية؛ أقل هو أفضل للاستخدام المستمر |
| مقاومة العزل | ≥ 3000 MΩ (أو ≥ 100 MΩ · μF) | مؤشر الأداء الحالي للسلامة والتسرب |
إن تصنيف جهد التيار المتردد هو المعلمة التي يساء فهمها في أغلب الأحيان. يعد CBB60 المقدر بـ 250 فولت تيار متردد مناسبًا للمحركات التي يتم إمدادها بمصدر تيار متردد بقوة 220-240 فولت تيار متردد، لكن التصنيف يجب أن يأخذ في الاعتبار حقيقة أن جهد المكثف في محرك PSC قيد التشغيل يمكن أن يكون أعلى من جهد الإمداد. في بعض تصميمات المحركات عالية الانزلاق، يصل الجهد الطرفي للمكثف 1.1 إلى 1.5 مرة من جهد الإمداد . ولهذا السبب يتم تحديد مكثفات المضخات في أسواق 230 فولت تيار متردد بشكل متكرر عند 450 فولت تيار متردد - مما يوفر هامش أمان كبير ويطيل عمر الخدمة بشكل كبير. يؤدي استخدام مكثف 250 فولت تيار متردد حيث يتم تحديد 450 فولت تيار متردد إلى تقصير العمر الافتراضي بشكل كبير من خلال تعمير العزل الكهربائي المتسارع.
استبدل دائمًا بنفس قيمة السعة كما هو محدد في لوحة اسم المحرك أو في دليل الخدمة. تقلل القيمة المنخفضة من عزم الدوران ويمكن أن تمنع المحرك من البدء تحت الحمل. تعمل القيمة الزائدة على تحويل الطور الحالي إلى أبعد من ذلك، مما يؤدي إلى عدم توازن تيارات الملف، وزيادة الحرارة، ومن المحتمل أن يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الملف المساعد. الانحرافات أبعد من ذلك ±10% من القيمة المقدرة تعتبر بشكل عام خارج الحدود المقبولة لاستبدال مكثف التشغيل.
يتميز CBB60 بشكل أسطواني مميز مع علبة بلاستيكية بيضاء أو رمادية، وعادة ما تكون مصنوعة من غلاف البولي بروبيلين المقاوم للهب. يتكون اللف الداخلي من طبقتين من أفلام البولي بروبيلين المعدنية ملفوفة بإحكام معًا. يتم رش أغطية طرفية معدنية (عملية شوباج) على أطراف عنصر الجرح لإجراء اتصال مع طبقات الفيلم الممعدنة، ويتم توصيل أطراف التوصيل أو الأسلاك بهذه الأغطية الطرفية.
يتم تغليف عنصر الجرح براتنج الإيبوكسي قبل إدخاله في العلبة البلاستيكية. تخدم حشوة الراتنج هذه أغراضًا متعددة: فهي تمنع دخول الرطوبة، وتخفف الاهتزازات، وتحسن نقل الحرارة من العنصر إلى العلبة، وتحافظ على ثبات الملف ميكانيكيًا أثناء اهتزاز المحرك.
تختلف تكوينات المحطة الطرفية حسب السوق والتطبيق:
الأبعاد المادية ليست موحدة بين الشركات المصنعة. أ 20 ميكروفاراد / 450 فولت تيار متردد قد يبلغ قطر جسم CBB60 35 مم وارتفاعه 60 مم من إحدى الشركات المصنعة و40 مم × 70 مم من شركة أخرى. عند طلب عمليات استبدال، تأكد دائمًا من أن الأبعاد المادية تناسب دعامة المحرك الموجودة أو مشبك التثبيت.
إن فهم المكان الذي يتناسب فيه CBB60 مع أنواع مكثفات المحركات الشائعة الأخرى يساعد في اختيار المكون المناسب وتشخيص مشاكل المحرك بدقة.
| اكتب | عازل | استخدم في الدائرة | السعة النموذجية | تصنيف الجهد |
|---|---|---|---|---|
| CBB60 | فيلم البولي بروبلين المعدني | تشغيل (دائم) | 2-100 ميكروفاراد | 250-630 فولت تيار متردد |
| مصرف البحرين المركزي61 | فيلم البولي بروبلين المعدني | تشغيل (مروحة/محركات التيار المتردد) | 1-30 درجة فهرنهايت | 250-450 فولت تيار متردد |
| مصرف البحرين المركزي65 | فيلم البولي بروبلين المعدني | تشغيل (ضواغط التدفئة والتهوية وتكييف الهواء) | 5-60 درجة فهرنهايت | 370-450 فولت تيار متردد |
| CD60 (كهربائيا) | أكسيد الألومنيوم كهربائيا | ابدأ فقط (مغلق) | 50-1500 ميكروفاراد | 110-330 فولت تيار متردد |
يبدو CBB61 مشابهًا ماديًا لـ CBB60 - كلاهما يستخدم أغلفة بلاستيكية أسطوانية - ولكن تم تصميم CBB61 لمحركات الوحدة الداخلية للمروحة وتكييف الهواء التي لها متطلبات عزم دوران أقل لبدء التشغيل. يمكن أن يؤدي استبدال CBB61 في تطبيق مضخة للخدمة الشاقة إلى فشل سابق لأوانه لأن علبة CBB61 والمحطات الطرفية لم يتم تصنيفها لقيم السعة الأعلى والأحمال الحالية المستمرة النموذجية في خدمة المضخة. ال تعتبر العلبة الأسطوانية CBB60 أكثر قوة من الناحية الهيكلية وعادة ما يتم تصنيف IP44 أو IP54، مما يجعلها مناسبة لغرف المضخات الرطبة والمرفقات الخارجية.
يعد فشل المكثف أحد الأسباب الأكثر شيوعًا لخلل المحرك، وتتحلل مكثفات CBB60 بطرق يمكن التنبؤ بها. يؤدي التعرف على أوضاع الفشل إلى تسريع عملية التشخيص ويمنع استبدال المحرك غير الضروري.
قم بتفريغ المكثف أولاً عن طريق قصر أطرافه من خلال مقاومة 10 كيلو أوم لمدة 5 ثوانٍ على الأقل - لا تقم أبدًا بقصها بشكل مباشر، لأن زيادة التيار القصيرة يمكن أن تلحق الضرر بالمعدنة الداخلية. ثم قم بقياس السعة باستخدام مقياس رقمي متعدد مضبوط على وضع السعة أو مقياس LCR مخصص. قراءة داخل ±5% من القيمة المسمى يشير إلى أن المكثف سليم. تؤكد القراءات التي تقل عن 80% من السعة المقدرة أو قراءة الدائرة المفتوحة (الموضحة بـ OL أو التحميل الزائد على معظم أجهزة القياس) أن المكثف بحاجة إلى الاستبدال.
يتم استخدام اختبار مقاومة العزل باستخدام مقياس الضخامة عند 500 فولت تيار مستمر في بيئات الخدمة الاحترافية لاكتشاف تدهور العزل الكهربائي في المرحلة المبكرة قبل أن يصبح انحراف السعة شديدًا. يجب أن يُظهر CBB60 الصحي مقاومة العزل أعلى بكثير 1000 ميجا أوم ; تشير القراءات التي تقل عن 100 ميجا أوم إلى أن العازل قد امتص الرطوبة أو أنه بدأ في الفشل.
معظم حالات فشل CBB60 ليست عشوائية - فهي تنتج عن ظروف تشغيل أو تركيب محددة يمكن تحديدها وتصحيحها لإطالة عمر الخدمة. يمكن أن يستمر المكثف المحدد جيدًا والمثبت بشكل صحيح من 10 إلى 20 سنة في خدمة المضخة المستمرة. قد تفشل الوحدات ذات الجودة الرديئة أو تلك المعرضة لظروف معاكسة خلال 2-3 سنوات.
السبب الرئيسي للفشل المبكر. إن تغيرات جهد الشبكة، وزيادات التبديل، وارتفاع الجهد السعوي في الملف المساعد للمحرك كلها تشدد على العازل الكهربائي. كل فولت أعلى من جهد التشغيل المقنن يعمل على تسريع عملية الشيخوخة بشكل كبير - والقاعدة الأساسية في هندسة مكثفات الأفلام هي ذلك كل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة الحرارة أو كل 10% من الجهد الزائد يؤدي إلى انخفاض عمر الخدمة إلى النصف تقريبًا . يوفر تحديد مكثفات 450 فولت تيار متردد لتطبيقات مضخة 230 فولت تيار متردد بدلاً من 250 فولت تيار متردد حماية ذات معنى ضد أحداث الارتفاع المفاجئ.
تجمع درجة الحرارة الداخلية للمكثف بين درجة الحرارة المحيطة والتسخين الذاتي الناتج عن فقد العزل الكهربائي والحرارة الموصلة من المحرك. يمكن للمكثفات المركبة مباشرة على إطار المحرك في حاويات سيئة التهوية أن تتعرض لدرجات حرارة الوصلات 20-30 درجة مئوية فوق المحيط . إن إبقاء المكثف بعيدًا عن مصادر الحرارة، أو استخدام شريحة تثبيت منفصلة مع تدفق الهواء، أو اختيار فئة درجة حرارة أعلى (تصنيف 85 درجة مئوية أو 105 درجة مئوية) كلها تقلل من هذا الخطر.
تعرض غرف المضخات والتركيبات الخارجية المكثفات للرطوبة العالية. يتميز فيلم البولي بروبيلين بامتصاص منخفض للرطوبة بشكل طبيعي، ولكن سوء إغلاق العلبة أو مناطق الغدة الطرفية يسمح للرطوبة بالتتبع على طول الخيوط وداخل الجسم بمرور الوقت. تحقق دائمًا من أن تصنيف IP الخاص بغطاء المكثف يتوافق مع بيئة التثبيت. IP44 هو الحد الأدنى للأماكن الرطبة أو الرطبة؛ يُفضل IP54 أو IP55 للاستخدام الخارجي المباشر أو التركيبات المعرضة لرذاذ الماء.
كل بداية تشغيل للمحرك تنتج ارتفاعًا قصيرًا في تيار التدفق عبر المكثف. التطبيقات التي تحتوي على التحكم في مفتاح الضغط والتي تقوم بتشغيل المضخة وإيقافها بشكل متكرر - ربما عشرات المرات في الساعة - تضغط على المكثف أكثر من تلك التي يعمل فيها المحرك بشكل مستمر. إذا تجاوز تردد البدء دورة التشغيل المقدرة من قبل الشركة المصنعة للمحرك، فكر في استخدام مكثف ذي معدل تيار مرتفع أعلى أو قم بتقليل تردد البدء من خلال تغيير حجم خزان الضغط.
تكون عملية الاستبدال واضحة ومباشرة إذا تم جمع المعلومات الصحيحة أولاً. اتبع هذا التسلسل لتجنب أخطاء الطلب.
عندما تكون القيمة الأصلية غير معروفة ويتم فقدان لوحة اسم المحرك، يمكن إجراء تقدير تقريبي من تصنيف قوة المحرك. وكقاعدة عامة، تتطلب المحركات الحثية أحادية الطور ما يقرب من 7-8 ميكروفاراد لكل كيلووات من الخرج المقدر لمكثف التشغيل، على الرغم من أن هذا يختلف بشكل كبير حسب تصميم المحرك وعدد الأقطاب. هذا الرقم هو مجرد تقدير أولي - يجب دائمًا تأكيد القيم الصحيحة من خلال بيانات الشركة المصنعة.
تقوم المكثفات السينمائية المستخدمة في التطبيقات الحركية بتخزين طاقة كبيرة. يخزن مكثف سعة 50 ميكروفاراد مشحونًا بذروة 450 فولت تيار متردد (ذروة 636 فولت تقريبًا) ما يزيد عن 10 جول من الطاقة – وهي كافية لإحداث حروق شديدة أو سكتة قلبية إذا تم إطلاقها عبر جسم الإنسان. تشمل ممارسات السلامة القياسية ما يلي:
لا. يؤدي تشغيل المكثف الكبير جدًا إلى زيادة التيار في الملف المساعد أثناء التشغيل العادي، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وتقصير عمر المحرك. إذا كانت هناك حاجة لمزيد من عزم الدوران، فإن الحل هو إضافة مكثف بدء مخصص (نوع إلكتروليتي) بالتوازي مع مكثف التشغيل، والذي يتم فصله عن طريق مرحل أو مفتاح طرد مركزي. لا تبالغ في حجم المدى c