Bir kapasitör polarize edilmişse, pozitif kablonun devrenin daha yüksek potansiyel tarafına bağlanması gerekir. Polarize değilse, yön polarite açısından önemli değildir, ancak voltaj ve kapasitans değerleri yine de devrenin çalışıp çalışmayacağını belirler. Tek fazlı bir AC motor için, kapasitör, enerjili kalan bir çalıştırma kapasitörü olarak veya motor hıza ulaştıktan sonra düşen bir başlatma kapasitörü olarak yardımcı sargı yoluna gider. Üç pratik soru her zaman aynıdır: Devre tipi nedir, kapasitörün görevi nedir ve parçanın üzerinde yazılı olan voltaj ve kapasitans değerleri nelerdir.
Yeni başlayanların en yaygın hatası, AC hattında elektrolitik kondansatör kullanmaktır. Bu parça ters voltaj için tasarlanmamıştır ve hızlı bir şekilde arızalanacaktır. İkinci en yaygın hata, anahtarlamalı dönüştürücüdeki dalgalanma akımını veya aşırı gerilimi göz ardı etmektir. Aşağıdaki paragraflar, kapasitörlerin seri, paralel, karışık gruplara, DC filtrelere ve AC motor devrelerine gerçek sayılar ve örnek senaryolarla nasıl bağlanacağı konusunda size yol gösterecektir. Ac Kapasitör
Polarize kapasitörler genellikle alüminyum elektrolitik veya tantal tiptedir. Negatif uç, manşonun yan tarafında renkli bir bantla, bir eksi işaretiyle veya bir şeritle işaretlenmiştir. Açık delikli elektrolitik kapasitörlerde daha uzun olan uç genellikle pozitiftir. Yüzeye monte elektrolitiklerde üst işaret, pozitif terminale işaret eden düz siyah veya beyaz yarım dairedir, kasanın diğer yarısında ise bir girinti olabilir. Radyal kurşun bileşenlerde, plastik muhafazada genellikle bir ucun yanında bir eksi işareti bulunur.
100 V'un üzerindeki alüminyum elektrolitik kapasitörler için kutunun bazen basınç havalandırmalı nervürlü bir üst kısmı bulunur. Bu havalandırma deliği bir kutup işareti değildir; iç basınç hasarına karşı koruma sağlamak için oradadır. Havalandırmayı yön kılavuzu olarak kullanmayın.
Polarize olmayan kapasitörler arasında CBB60, CBB61, CBB65, CBB80 ve seramik kapasitörler bulunur. Olumlu ya da olumsuz bir işareti yoktur. Polarite şeridi olmayan iki özdeş kablo görürseniz, kapasitör her iki yönde de bağlanabilir. Bununla birlikte, fiziksel anlamda yönlendirme hala önemlidir: terminaller farklı şekillere sahip olabilir ve bazı motor kapasitörleri, belirli bir sokete uyan yerleştirme kanatlarını kullanır. Konektör boyutunu ve bıçak genişliğini her zaman eşleştirin.
Kapasitörleri seri olarak yerleştirdiğinizde toplam kapasitans daima dizideki en küçük kapasitörden daha küçük . İki kapasitörün formülü:
C toplamı = (C1 × C2) / (C1 C2)
Üç veya daha fazla kapasitör için geçerli formül şöyledir:
1 / C toplamı = 1 / C1 1 / C2 1 / C3
Bunun nedeni yük fiziğinden geliyor. Bir seri dizide, her kapasitör aynı miktarda Q yükünü depolar. Bir kapasitör üzerindeki voltaj V = Q / C'dir. 10 uF ve 10 uF'lik bir kapasitörü seri olarak bağlarsanız, toplam kapasitans 20 uF değil 5 uF olur. Çiftin voltaj değeri, voltajları dengeleme dirençleriyle dengelemeniz koşuluyla, bir kapasitörün nominal voltajının maksimum 2 katıdır.
Her biri 50V değerinde iki adet 100 uF kapasitörünüz olduğunu varsayalım. Bunları seri olarak bağlarsanız, toplam kapasitans 50 uF ve toplam voltaj değeri yaklaşık 100 V olur. Bununla birlikte, elektrolitik kapasitörlerin kaçak akımları farklı olur. Daha küçük kaçak akıma sahip kapasitör daha fazla voltajı kabul eder ve arızalanabilir. Pratikte her kapasitöre paralel olarak 220 kΩ 1 W direnç yerleştirmelisiniz. Bu, özellikle kapasitör toleranslarının ±%20 civarında olması durumunda, voltaj bölümünün kabaca eşit kalmasını zorlar.
Bu nedenle güvenli bir seri bağlantı şuna benzer: C1 kapasitörü R1 direnciyle paralel, C2 kapasitörü R2 direnciyle paralel, ardından iki grubu seri olarak bağlayın. Dirençler benzer değerde olmalı ve maksimum güç dağılımları çalışma voltajı için yeterli olmalıdır.
| Parametre | Tek kapasitör | Seri halinde iki |
|---|---|---|
| Kapasite | 100 uF | 50 uF |
| Nominal gerilim | 50 V | ≈ 100 V |
| Tam voltajda depolanan enerji | 0,125J | 0,25J |
Paralel bağlantı serinin tersidir. Toplam kapasitans her kapasitörün toplamıdır. Formül basit:
C toplamı = C1 C2 C3
Her kondansatör aynı voltajı görür. Bu, bireysel nominal voltajı devredeki maksimum voltajdan daha yüksek olan kapasitörleri seçmeniz gerektiği anlamına gelir. İki adet 10 uF 16 V kapasitörü paralel olarak kullanmak size 16 V'ta 20 uF verir. Bu, daha iyi düşük frekanslı dalgalanma zayıflamasına ihtiyaç duyduğunuz düşük voltajlı DC güç kaynaklarında yaygındır.
Dijital devrelerde, 100 nF'lik bir seramik kapasitör, yüksek frekanslı gürültüyü filtrelerken, 10 uF'lik bir elektrolitik veya tantal kapasitör, düşük frekanslı yük geçişlerini emer. Her ikisi de VCC ile toprak arasına paralel bağlanır. Düzen, kapasitans değerinden daha önemlidir: toprak dönüşünü kısa tutun ve küçük kapasitörü IC güç pimine en yakın yere yerleştirin.
Eşdeğer seri direnci çok farklı olan iki kondansatörü paralel bağlarsanız, filtrelemeye çalıştığınız frekanstaki empedansa göre akım bölünür. Düşük ESR seramiği, elektrolitik seramikten daha yüksek frekanslı akım taşıyabilir. Bu normaldir ve bir hata değildir. Ancak polarize bir elektrolitik ile polarize bir tantalı nitelikli bir tasarım kontrolü olmadan karıştırmayın, çünkü ters bir geçici olay tehlikeli bir arızayı tetikleyebilir.
Paralel bloğu çözerek başlayın, ardından seri veya paralel hesaplamada bu bloğu tek bir kapasitör olarak ele alın. Standart nominal parça olarak mevcut olmayan bir kapasitans değerine ihtiyaç duyduğunuzda karma ağlar ortaya çıkar.
600V DC değerinde 4,7 uF'lik bir kapasitöre ihtiyacınız olduğunu, ancak 300 V DC'de yalnızca dört adet 4,7 uF kapasitörünüz olduğunu düşünün. 600V'ta 2,35 uF elde etmek için iki kondansatörü seri olarak yerleştirirsiniz. Daha sonra bu seri gruplardan ikisini paralel olarak yerleştirin. Sonuç 600 V'ta 4,7 uF'dir. Bu teknik orta güçlü LED sürücülerde ve endüstriyel güç kaynaklarında kullanılır.
| Alt grup | Kapasite | Gerilim derecesi |
|---|---|---|
| Bir seri çifti | 2,35 uF | 600 V |
| İki çift paralel | 4,7 uF | 600 V |
DC kaynağı için, elektrolitik kapasitörün pozitif terminalini VCC rayına bağlayın. Negatif terminali toprağa veya alt rayına bağlayın. Devre tam dalga doğrultulmuş bir kaynaksa, çıkış boyunca 470 uF ila 4700 uF elektrolitik kullanın ve yüksek frekanslı anahtarlama gürültüsü için paralel olarak 100 nF'lik bir seramik yerleştirin.
Zaman sabiti τ (tau) R × C'dir. Bir zaman sabitinden sonra kapasitör üzerindeki voltaj, besleme voltajının %63,2'sidir. Beş zaman sabitinden sonra %99,3'tür. Bu prensip, gecikme devreleri, geri sıçrama devreleri ve hatta basit zamanlayıcılar oluşturmak için kullanılır.
Bir kapasitörü doğrudan bir DC kaynağına bağlarsanız, şarj akımı yalnızca kaynak empedansı ve kapasitörün ESR'si ile sınırlanır. Bu birkaç mikrosaniye için çok büyük olabilir. Birçok güç kaynağında, akımı sınırlamak için seri olarak küçük bir direnç veya ani termistör bağlanır.
| Zaman sabiti | Kapasitör üzerindeki voltaj |
|---|---|
| 1 τ | %63,2 |
| 2 τ | %86,5 |
| 3 τ | %95,0 |
| 5 τ | %99,3 |
Çoğu ev tipi ve endüstriyel AC motor, yardımcı sargıda faz kayması oluşturmak için bir kapasitör kullanır. Bu faz kayması, motorun belirli bir yönde çalışıp çalışabilmesi için dönen bir manyetik alan üretir. Bağlantı her zaman AC hattı boyunca veya başlatma kapasitörü veya çalıştırma kapasitörü olmasına bağlı olarak sargının bir bölümü boyunca yapılır.
Bir PSC motorunda çalıştırma kapasitörü yardımcı sargıya seri olarak bağlanır. Bu dal daha sonra ana sargıya paralel olarak bağlanır. Motor güç kaynağına bağlanır. Motor çalıştığı sürece kondansatör devrede kalır. CBB60 ve CBB61 kapasitörleri burada tipiktir. 220V'luk bir çamaşır makinesi motoru, 4 uF ila 6 uF'lik bir çalıştırma kapasitörü kullanabilir. Bir su pompası motoru 10 uF ila 15 uF'lik bir ünite kullanabilir.
Bir başlatma kapasitörünün kapasitansı daha büyüktür, genellikle 20 uF'den 300 uF'ye kadardır. Başlangıç periyodu boyunca çalıştırma kondansatörü branşmanına paralel olarak bağlanır. Motor tam hızın yaklaşık %75'ine ulaştığında, başlatma kapasitörünü devre dışı bırakarak bir santrifüj anahtarı veya potansiyel rölesi açılır. Anahtar yapışırsa kondansatör aşırı ısınabilir.
Klima kompresör motorlarında CBB65 kondansatörleri çok yaygındır. 450V AC dereceli 30 uF CBB65 genellikle 220V'luk bir kompresörde kullanılır. Kasa alüminyumdur ve güç bağlantısı kesildikten sonra kalan şarjın boşaltılmasına yardımcı olacak bir direnç içerebilir.
| Başvuru | Tipik kapasitans | Tipik voltaj | Kapasitör tipi |
|---|---|---|---|
| Çamaşır makinesi motoru | 4 uF ila 6 uF | 450 VAC | CBB60 |
| Su pompası motoru | 10 uF ila 15 uF | 450 VAC | CBB60 |
| klima kompresörü | 25 uF ila 60 uF | 450 VAC | CBB65 |
| Tavan veya egzoz fanı | 1 uF ila 3,5 uF | 450 VAC | CBB61 |
Elektrik sembolü işin sadece yarısıdır. Mekanik bağlantı kalitesi, kapasitörün dayanıp dayanmayacağına karar verir. Kurşun tipi kapasitörler için, her bir telden yaklaşık 5 mm'lik izolasyonu soyun, iletkeni tel ile iç içe geçirin, 25W ila 40W'lık bir havya ile iki ila üç saniye boyunca ısı uygulayın ve bağlantı yerini hareket ettirmeden soğumaya bırakın. Soğuk bir bağlantı, izlenmesi çok zor olan ark oluşumuna ve aralıklı arızalara neden olabilir.
4,8 mm veya 6,3 mm terminalli kapasitörler genellikle bir brakete sabitlenir ve eşleşen dişi konnektörlere takılır. Motorun içi sıcak olabileceğinden konnektörün sıcaklığı 105°C veya daha yüksek olmalıdır. Titreşim için bir kablo manşonu ve bir tutma klipsi kullanın, böylece motor çalıştırma ve durdurma döngüleri sırasında fişin gevşemesi önlenir.
Su pompası veya buzdolabı kompresörü için kapasitör serbestçe asılı olmamalıdır. Bir kayış veya braketle sert bir çerçeveye sabitleyin. Kabloları veya bıçak tellerini kısaltın ve kablo giriş noktasına gerilim azaltıcı ekleyin. Kapasitör terminallerine göre hareket ederse, bağlantı sonunda yorulur ve kırılır.
Bir çalışma voltajı seçmek için temel kural, en azından Maksimum sistem voltajının 1,25 ila 1,5 katı . 220V AC motor için 450V kapasitörlerin varsayılan seçim olmasının nedeni budur. Marj, ani akım dalgalanmalarını, trafo yükü dalgalanmalarını ve hat artışlarını emer.
Bir harf koduyla işaretlenmiştir: J ±%5, K ±%10, M ±%20'dir. Motor çalıştırma devrelerinde ±%5 kapasitör pratik güvenlik sınırıdır. Çoğu fan ve küçük motor için ±%10 hala işe yarayabilir. Toleranssız olarak yalnızca 10 uF olarak işaretlenmiş ucuz bir kapasitör satın alırsanız, aslında 8 uF veya 12 uF olabilir. Bu fark motorun aşırı ısınmasına veya çalışmamasına neden olabilir.
Aynı durum sıcaklık sınıfı için de geçerlidir. Kapalı bir motor bölmesinde standart 85°C'lik bir kapasitör yeterli olmayabilir. Motor gövdesi ısındığında sıklıkla 105°C'lik değişkenlere ihtiyaç duyulur. Dış mekan pompa kurulumlarında uzun hizmet ömrü için, yüksek ortam sıcaklığına uygun ve daha uzun tasarım ömrü bekleyen bir kapasitör seçin.
| Kod | Hoşgörü | Motor kablolamasında tipik risk |
|---|---|---|
| J | ±%5 | Düşük risk, önerilir |
| K | ±%10 | Orta risk, motor biraz daha yavaş çalışabilir veya daha fazla akım çekebilir |
| M | ±%20 | Yüksek risk, hassas uygulamalar için uygun değil |
Her zaman motorun yük akımıyla başlayabilirsiniz. 220V'luk bir kaynaktan 2 A çeken tek fazlı bir motor için çalışma kapasitör değeri, kutup sayısına ve sargı tasarımına bağlı olarak genellikle 3 uF ile 8 uF arasındadır. Bu her motor için kesin bir formül değildir; kesin değer motor tasarımcısı tarafından atanır. Ancak bir kondansatörü değiştiriyorsanız en güvenli tavsiye eski kısmı okuyup aynı kapasitans ve voltaj değerini seçmektir.
Bir DC gecikme devresi için hesaplama doğrudandır. 10 kΩ dirençle 5 saniyelik bir gecikme istediğinizi varsayalım. Formül C = τ / R = 5/10000 = 0,0005 F veya 500 uF sonucunu verir. Uygulamada 470 uF veya 1000 uF'lik bir elektrolitik kullanır ve gerçek zamanlamayı kontrol edersiniz. Zamanlayıcı eşik voltajı kullandığınız IC'ye veya transistöre bağlıdır. NE555 zamanlayıcı için eşik VCC'nin 2/3'ü civarındadır, dolayısıyla formül biraz değişir.
Bir kapasitöre dokunmadan veya onu değiştirmeden önce, terminallerindeki voltajın bir multimetre ile ölçülmesi gerekir. Beş zaman sabiti için terminallere basit bir 10 kΩ direnç yerleştirilebilir. 100 uF'lik bir kapasitör için 10 kΩ'a kadar deşarj süresi yaklaşık 5 saniyedir. Ancak 400 V veya daha yüksek değere sahip büyük endüstriyel kapasitörlerle çalışıyorsanız, uygun direnç güç değerine sahip özel bir deşarj aracı kullanın.
Aşağıdaki liste servis merkezi deneyimine dayanmaktadır. Bunlardan herhangi biri, kapasitörün birkaç gün içinde arızalanmasına neden olmak için yeterlidir.
Bir kondansatör arızalandığında genel olarak görülebilen işaretler şişmiş bir üst kısım, sızdırılmış bir elektrolit, kırık bir plastik ön kısım veya erimiş bir manşondur. Bir motor devresinde tipik arıza modu, motorun uğultu yapması ancak dönmemesi ve ardından kesiciyi açmasıdır.
Bir kondansatörü bir DC kaynağına bağladığınızda voltaj anında sıçrayamaz. Anahtar kapandığı anda kondansatör kısa devre gibi davranır. Akım, V_supply'nin direnç veya kaynak empedansına bölünmesiyle elde edilir. Daha sonra voltaj V(t) = V_supply × (1 − e^(−t/RC)) denklemine göre oluşur. 100 uF'lik bir kapasitör, 1 kΩ'luk bir direnç aracılığıyla 12V'luk bir kaynağa bağlanırsa, zaman sabiti 0,1 saniyedir. 0,1 saniyede kapasitör yaklaşık 7,58 V'a ulaşır. 0,5 saniyede ise yaklaşık 11,92 V'a ulaşır.
İdeal bir voltaj kaynağının empedansı sıfırdır. İdeal bir kapasitörün direnci sıfırdır. Bunları doğrudan bağlarsanız matematiksel akım sonsuzdur. Gerçek dünyada bara teli direnci, kapasitör ESR'si ve kaynak empedansı akımı sınırlar. Ancak laboratuvarda dev bir elektrolitik kapasitör kabloları kaynaklayabilir veya test kaynağına zarar verebilir. Büyük bankalarla deneme yaparken daima küçük bir akım sınırlayıcıyı veya direnci seri olarak yerleştirin.
Bir eksi işareti, renkli bir şerit, bir ok veya daha uzun bir uç arayın. Bunlardan hiçbiri mevcut değilse, parça numarası aksini belirtmediği sürece kapasitörün polarize olmadığını kabul edin. Elektrolitik kapasitörler neredeyse her zaman polarize iken seramik ve film kapasitörler polarize değildir.
Polarize bir elektrolitik kapasitörde ters voltaj, oksit tabakasının parçalanmasına, gaz ve ısı oluşmasına neden olur. Kapasitör şişebilir, duman çıkarabilir ve hatta parçalanabilir. Gerilim yeterince yüksekse arıza genellikle milisaniyeler içinde gerçekleşir. 220V'luk bir elektrolitiği AC hattına bağlamak, ters polarite testi yapmakla hemen hemen aynıdır çünkü dalga biçimi her yarım döngüde yön değiştirir.
Evet ama bir direnç sınırı var. Doğrudan bağlantı, şarj akımının yalnızca parazit direnciyle belirlendiği anlamına gelir. Bu, küçük bir kaynakla yapılan düşük akım testi için kabul edilebilir ancak bakım veya endüstriyel servis için asla önerilmez. Şarj oranını yumuşatmak için bir direnç, bir ani sınırlayıcı veya bir indüktör kullanın.
Hayır. Seri bağlı dirençler doğrudan eklenir, ancak seri bağlı kapasitörler karşılıklılık kuralına uyar. Toplam kapasitans her zaman en düşük bireysel değerden düşüktür. Daha büyük bir R oluşturmak için dirençler eklenir; Daha küçük bir C yapmak için kapasitörler eklenir.
En basit yöntem orijinal kapasitörün değerini kopyalamaktır. 220V tek fazlı bir motor için çalıştırma kapasitörü genellikle 1,5 uF ila 15 uF arasındadır, başlatma kapasitörü ise genellikle 20 uF ila 100 uF arasındadır. Kesin değer motor sargı tasarımından ve yük torku özelliklerinden gelir. Çalıştırmada sorun yaşıyorsanız başlatma kapasitansını artırın; motor çalışırken aşırı ısınırsa çalışma kapasitansını azaltın veya voltajı kontrol edin.
Yapabilirsiniz, ancak motor farklı davranacaktır. Daha yüksek bir çalışma kapasitansı, yardımcı sargı akımını yükseltir, bu da daha fazla başlatma torku ve aynı zamanda daha fazla ısı üretebilir. Daha düşük bir kapasitans torku azaltır. Fanlarda 0,5 uF'lik bir fark genellikle kritik değildir; Kapalı bir kompresörde termal korumayı etkileyebilir.
Terminallerine uygulanması gereken maksimum sürekli voltajdır. Bu derecenin aşılması, aşırı durumlarda dielektrik ve iç arkların daha hızlı yaşlanmasına neden olur. AC kapasitörler için değer genellikle 450V AC olarak yazılır; 450V DC elektrolitiği aynı yerde kullanamazsınız.
Evet. Tekrar aynı devreye bağlayacak olsanız bile, kalan yük kıvılcım oluşturabilir. Birkaç saniye boyunca terminallere 1 kΩ ila 10 kΩ arası bir direnç yerleştirin. Yüksek voltajlı kapasitörler için kapalı bir boşaltma aleti kullanın ve bir multimetre ile doğrulayın.
En yaygın nedenler yüksek dalgalı akım, aşırı voltaj, ters polarite veya arızalı başlatma anahtarıdır. Motorda, motor çalışırken kapasitör üzerindeki voltajı da kontrol edin. Nominal değerin aşılması durumunda kondansatörün ömrü kısalır.
Herhangi bir kapasitörün sağlayabileceğinden daha yüksek bir çalışma voltajına ihtiyaç duyduğunuzda veya çok daha küçük bir kapasitans değerine ihtiyaç duyduğunuzda seriyi kullanın. Yüksek voltajlı DC bağlantılarında seri banklar standarttır ancak kaçak akımların bir kapasitörü diğerinden daha fazla polarize etmemesi için her zaman dengeleme dirençleri eklenir.
Kondansatörü doğrultucunun çıkışına bağlayın. Pozitif uç, çıkışın terminal olan anot tarafına, negatif uç ise toprak olan katot tarafına gitmelidir. Yüksek frekanslı gürültüyü azaltmak için paralel olarak küçük bir film kapasitör ekleyin ve elektromanyetik uyumluluk için döngü alanını küçük tutun.
Uzun bir kablo endüktansı artırır ve anahtarlama sırasında voltaj artışını artırabilir. Motor uygulamalarında kondansatörü motor terminal kutusuna mümkün olduğunca yakın tutun. Bir fan veya pompa için bir metrenin altındaki mesafe tipiktir; bunun ötesinde tel ölçüsü ve kurşun direnci önemlidir.
Elektrolitik kapasitörler yıllarca gerilimsiz depolandığında kapasitansını kaybedebilir. Reforming adı verilen nominal voltajın kademeli olarak uygulanması, oksit katmanını eski haline getirebilir. CBB60/CBB61/CBB65 gibi film kapasitörler çok daha uzun bir raf ömrüne sahiptir ve genellikle yenilenmeye ihtiyaç duymazlar.
Evet. Çoğu güç kaynağı tasarımında negatif terminal ortak topraktır. Pozitif terminali toprağa ve negatif terminali yüksek tarafa bağlarsanız, kondansatör ters kutuplu olacak ve arızalanabilir. Kablolamadan önce şemayı kontrol edin.
Polarize kapasitörü doğru şekilde bağlayın ve voltaj sınırına uyun. AC veya motor devreleri için polarize olmayan motor kapasitörleri kullanın ve eski parçanın üzerinde yazılı olan bağlantı şemasını takip edin. Yüksek voltajlı DC veya güç kaynağı devreleri için dengeleme dirençleri ve bir deşarj yolu ekleyin. Motor onarımı için kapasitans, voltaj, sıcaklık ve tolerans değerlerini kopyalayın. Artık voltajın düşmesini bekleyin ve mekanik montajı kontrol edin. İyi bir bağlantı sadece şematik sembolden ibaret değildir; kablo, braket, terminal ve çevre ile ilgilidir.