Schema de legare a motorului monofazat cu condensator

Schema de legare a unui motor monofazat cu condensator este simplă în principiu: înfășurarea principală se alimentează direct la 230 V, iar înfășurarea auxiliară se alimentează în paralel cu ea, printr-un condensator legat în serie, care produce defazajul necesar pornirii. Dacă motorul are și condensator de pornire, acesta se cuplează doar la pornire, prin contactul centrifugal sau printr-un releu de pornire, și nu rămâne niciodată permanent în circuit.

Mai jos vezi cum arată schema unui motor de 220 V cu condensator, cum identifici firele la motoarele cu 3 sau 4 conductoare, ce rol are condensatorul de funcționare și cum se alege și se leagă condensatorul fără improvizații. Tensiunea nominală a rețelei din România este 230 V; motoarele marcate 220 V sau 220–240 V se leagă la fel.

Schema de legare a motorului monofazat cu condensator: principiul

Un motor monofazat asincron cu condensator are, de regulă, două înfășurări pe stator:

• înfășurarea principală (de lucru), legată direct la rețea;
• înfășurarea auxiliară (de pornire), legată în serie cu un condensator.

Condensatorul defazează curentul din înfășurarea auxiliară față de cel din înfășurarea principală. Cele două câmpuri, decalate în spațiu și în timp, formează un câmp magnetic învârtitor, care pornește rotorul și, la motoarele cu condensator permanent, îmbunătățește și funcționarea în regim normal. Fără înfășurarea auxiliară și condensator, un astfel de motor nu pornește singur: doar bâzâie.

Schema de bază, explicată în cuvinte

• faza (L) și nulul (N) se aplică pe capetele înfășurării principale;
• înfășurarea auxiliară, cu condensatorul în serie, se leagă tot între L și N, în paralel cu înfășurarea principală;
• sensul de rotație depinde de felul în care sunt legate capetele înfășurării auxiliare față de cele ale înfășurării principale.

Practic, ai două ramuri în paralel pe alimentare: una directă (înfășurarea principală) și una cu condensator în serie (înfășurarea auxiliară). Pe acest principiu funcționează aproape orice schemă de motor de 220 V cu condensator; diferențele apar la numărul de fire scoase din motor și la modul în care se decuplează condensatorul de pornire.

Trei variante uzuale de motor

• Motor cu condensator permanent: are doar condensator de funcționare, care rămâne legat tot timpul. Este varianta frecventă la ventilatoare, pompe de circulație și acționări cu cuplu de pornire mic.
• Motor cu condensator de pornire: condensatorul de pornire și înfășurarea auxiliară sunt cuplate doar la pornire; după ce motorul prinde turație, contactul centrifugal sau releul le scoate din circuit, iar motorul merge doar pe înfășurarea principală.
• Motor cu condensator de pornire și condensator de funcționare: la pornire lucrează ambele condensatoare, legate în paralel; apoi condensatorul de pornire este decuplat, iar cel de funcționare rămâne în serie cu înfășurarea auxiliară.

Nu confunda tipurile: un condensator de pornire (electrolitic) este construit pentru regim intermitent, de câteva secunde, și se distruge dacă rămâne permanent în circuit.

Cum identifici bornele și firele motorului

Înainte de orice legare trebuie să știi care este înfășurarea principală și care cea auxiliară. Prima sursă este schema de pe capacul cutiei de borne sau de pe plăcuța motorului. Dacă lipsește, identificarea se face cu ohmmetrul, numai cu motorul deconectat de la rețea și cu condensatorul deconectat și descărcat.

1. Măsori rezistența între fiecare pereche de fire.
2. Înfășurarea principală are, de obicei, rezistența mai mică (sârmă mai groasă).
3. Înfășurarea auxiliară are, de obicei, rezistența mai mare (sârmă mai subțire). Excepție fac unele motoare reversibile, cu două înfășurări identice.
4. Dacă motorul are protecție termică internă sau contact centrifugal, acestea apar în serie în circuitul înfășurărilor; o întrerupere poate însemna și un protector termic declanșat la un motor încă fierbinte.

Motor monofazat cu 4 fire

Este cazul ușor de identificat: două fire aparțin înfășurării principale, celelalte două înfășurării auxiliare. Perechile se găsesc ușor, pentru că între fire din perechi diferite ohmmetrul nu arată continuitate. Condensatorul se leagă în serie cu înfășurarea auxiliară, iar ansamblul se leagă în paralel cu înfășurarea principală, la L și N. Sensul de rotație se alege din ordinea în care legi capetele auxiliarei.

Motor monofazat cu 3 fire

Cele două înfășurări au un capăt comun, legat în interiorul motorului. Ai deci un fir comun, un capăt al înfășurării principale și un capăt al înfășurării auxiliare. Ca să le identifici:

• perechea cu rezistența cea mai mare este formată din capetele celor două înfășurări, măsurate în serie; firul rămas este comunul;
• măsurat față de comun, firul cu rezistența mai mică este capătul înfășurării principale, iar cel cu rezistența mai mare, capătul înfășurării auxiliare.

Exemplu cu valori ilustrative: măsori 12 Ω între firele A și B, 30 Ω între A și C și 18 Ω între B și C. Perechea cu valoarea maximă este A–C (30 Ω = 12 Ω + 18 Ω), deci B este comunul. A, la 12 Ω de comun, este capătul înfășurării principale, iar C, la 18 Ω, capătul înfășurării auxiliare.

Alimentarea (L și N) se aplică între comun și capătul înfășurării principale, iar condensatorul de funcționare se leagă între capătul înfășurării principale și capătul înfășurării auxiliare. Așa, auxiliara primește tensiunea prin condensator, în paralel cu principala.

La un motor cu 3 fire, capetele auxiliarei nu sunt accesibile separat, deci sensul de rotație nu se poate schimba din exterior, decât dacă motorul este construit reversibil: are două înfășurări identice, iar condensatorul se mută de pe una pe cealaltă.

Dacă nu poți identifica sigur bornele, nu încerca legări „după probă”: o înfășurare auxiliară alimentată direct, fără condensator, sau un condensator legat greșit poate supraîncălzi rapid motorul.

Condensatorul de funcționare și condensatorul de pornire

Condensatorul de funcționare este un condensator cu film de polipropilenă, pentru curent alternativ, proiectat să rămână conectat permanent. La motoarele de 230 V are, de regulă, tensiunea nominală de 400–450 V AC, pentru că în funcționare tensiunea pe condensator poate depăși tensiunea rețelei.

Condensatorul de pornire este, de regulă, un condensator electrolitic nepolarizat, special pentru motoare, cu capacitate mult mai mare și regim de lucru intermitent. Tensiunea lui nominală este adesea mai mică decât la condensatoarele de funcționare (de exemplu 250 V AC la modelul prezentat mai jos). Condensatoarele de pornire nu înlocuiesc condensatoarele de funcționare și nici invers.

• Pentru funcționare permanentă, în categoria de condensatoare pentru motoare cauți modelele marcate „de funcționare”.
• Pentru pornire se folosesc doar condensatoare marcate „de pornire” (de demarare), potrivite schemei motorului.

Pentru un motor mic, cu condensator permanent de 6,3 µF, un exemplu de condensator de funcționare cu polipropilenă, de 425 V AC:

Dacă plăcuța motorului cere 8 µF, un condensator de funcționare de 8 µF și 420 V AC, cu fixare în șurub M8:

Pașii pentru legarea condensatorului la motor

Legarea se face numai fără tensiune: motorul deconectat, alimentarea blocată împotriva repunerii accidentale, absența tensiunii verificată și condensatorul vechi descărcat. Conectarea finală în echipament sau în tablou o face un electrician autorizat ANRE, mai ales când motorul acționează pompe, compresoare sau utilaje.

1. Citește plăcuța motorului: tensiune, frecvență, curent, putere și, de obicei, capacitatea condensatorului (sau a ambelor condensatoare).
2. Stabilește tipul motorului: cu condensator permanent, cu condensator de pornire sau cu ambele.
3. Identifică bornele înfășurării principale și ale celei auxiliare.
4. Alege condensatorul: de funcționare sau de pornire, cu capacitatea cerută și cu tensiunea AC egală cu cea a originalului sau mai mare.
5. Leagă înfășurarea principală la L și N.
6. Leagă înfășurarea auxiliară în serie cu condensatorul, iar ansamblul în paralel cu înfășurarea principală.
7. Verifică sensul de rotație; dacă este invers, scoți motorul de sub tensiune și inversezi între ele capetele înfășurării auxiliare.
8. Măsoară curentul absorbit cu un clește ampermetric, fără a atinge părți aflate sub tensiune, și urmărește încălzirea: la sarcina normală, curentul nu trebuie să depășească valoarea de pe plăcuță.

Un condensator de funcționare de 20 µF se folosește atunci când aceasta este valoarea cerută de producătorul motorului:

Pentru motoare care cer un condensator permanent de 40 µF există modele dedicate, de 450 V:

Cum afli valoarea condensatorului de funcționare

Capacitatea corectă o stabilește producătorul motorului și o trece pe plăcuță, pe schema din cutia de borne sau în documentație. Când înlocuiești un condensator, ai și a doua sursă: marcajul condensatorului vechi. Pe el găsești, de obicei:

• capacitatea și toleranța, de exemplu „8 µF ±5 %”;
• tensiunea nominală în curent alternativ, de exemplu „450 V~”;
• categoria climatică, de exemplu „25/70/21”: temperatura minimă de −25 °C, temperatura maximă de 70 °C și 21 de zile la testul de căldură umedă;
• durata de viață declarată, de exemplu 3.000 h sau 10.000 h, care corespunde claselor C și B din standardul pentru condensatoare de motor (SR EN 60252-1).

Tabelele care asociază puterea motorului cu o anumită capacitate dau doar un ordin de mărime: la aceeași putere, valoarea diferă între un motor cu condensator permanent și unul cu condensator de pornire, între turații și între producători. Dacă ai plăcuța sau condensatorul vechi, nu alege capacitatea „după putere”. Dacă nu ai niciuna dintre aceste informații, cere datele producătorului sau ale unui motor identic; un atelier de bobinaj poate stabili valoarea prin probe cu măsurarea curenților.

Poți verifica și dacă vechiul condensator s-a degradat, cu un multimetru care are funcție de capacitate, cu condensatorul deconectat și descărcat. Exemplu: un condensator de 8 µF ±5 % trebuie să măsoare între 7,6 și 8,4 µF (8 × 0,05 = 0,4 µF). Dacă măsori 6 µF, adică cu 25 % sub valoarea nominală, condensatorul și-a pierdut din capacitate și se înlocuiește cu unul nou, de aceeași valoare.

Pentru motoare care cer un condensator de funcționare de 60 µF există și această variantă cu polipropilenă, de 400 V AC:

Cum alegi corect condensatorul

• Capacitatea, în µF: aceeași cu cea cerută de producător.
• Tensiunea nominală AC: egală cu a condensatorului original sau mai mare; una mai mică scurtează durata de viață sau duce la străpungere. La condensatoarele de funcționare pentru motoare de 230 V, valorile uzuale sunt 400–450 V AC.
• Tipul: de funcționare (polipropilenă) sau de pornire (electrolitic).
• Temperatura de lucru: condensatorul montat pe carcasa motorului trebuie să suporte temperatura de acolo.
• Montajul și terminalele: conectori Faston de 6,3 mm sau fire, șurub de fixare M8, dimensiunile carcasei.

Un condensator de funcționare prea mic dă cuplu redus, pornire grea și încălzire. Unul prea mare crește curentul prin înfășurarea auxiliară, motorul vibrează și se încălzește mai tare, iar durata lui de viață scade.

Pentru toate tipurile, vezi categoria de condensatoare; pentru motoare, categoria dedicată menționată mai sus.

Inversarea sensului de rotație

Sensul de rotație se schimbă prin inversarea capetelor înfășurării auxiliare față de înfășurarea principală. Inversarea fazei cu nulul la alimentare nu schimbă sensul, pentru că se inversează simultan ambele înfășurări. Orice schimbare de conexiuni se face cu motorul scos de sub tensiune.

• înfășurarea principală rămâne legată la fel;
• cele două capete ale înfășurării auxiliare se schimbă între ele, iar condensatorul rămâne în serie cu ea;
• la motoarele cu 3 fire, inversarea este posibilă doar dacă motorul este reversibil sau prin refacerea legăturilor interne, într-un atelier.

Dacă motorul are contact centrifugal sau protecție termică internă, urmărește exact schema originală: acestea trebuie să rămână în circuitul în care erau legate.

Greșeli frecvente la legarea condensatorului la motor

• Condensator de pornire lăsat permanent în circuit: se poate distruge rapid.
• Condensator cu tensiune nominală prea mică.
• Condensator pus pe înfășurarea principală, la motoarele cu înfășurări diferite: principala ajunge alimentată prin condensator și auxiliara direct, așa că motorul se supraîncălzește.
• Capacitate aleasă „din ochi”, fără verificarea curentului absorbit.
• Motor blocat mecanic, al cărui defect este pus greșit pe seama condensatorului.
• Motor doar cu condensator permanent folosit la sarcini care cer cuplu mare de pornire, de exemplu compresoare sau pompe care pornesc sub presiune.

Dacă motorul nu pornește sau se încălzește

Motorul bâzâie, dar nu pornește

• condensator defect sau cu capacitate scăzută;
• înfășurare auxiliară întreruptă;
• contact centrifugal sau releu de pornire care nu închide;
• lagăre gripate sau sarcină mecanică prea mare.

Dacă motorul pornește doar după un impuls mecanic, problema este de regulă la condensator sau la circuitul înfășurării auxiliare. Nu încerca să-l pornești cu mâna: deconectează-l și verifică.

Motorul pornește greu

• condensator de funcționare prea mic sau degradat;
• condensator de pornire absent sau necuplat, dacă schema îl cere;
• tensiune scăzută la bornele motorului.

Motorul se încălzește excesiv

• condensator nepotrivit;
• contact centrifugal care nu deschide, așa că auxiliara și condensatorul de pornire rămân în circuit;
• ventilație insuficientă;
• suprasarcină mecanică;
• legături greșite ale înfășurării auxiliare.

Pentru o diagnoză corectă verifici atât partea electrică, cât și cea mecanică. Înlocuirea condensatorului fără măsurători nu rezolvă întotdeauna problema.

Siguranță și bune practici

La motoarele alimentate la 230 V sau 400 V se lucrează numai fără tensiune, după deconectare, blocarea împotriva realimentării și verificarea absenței tensiunii. Condensatorul poate rămâne încărcat și după oprire, deci trebuie tratat ca element periculos.

• Conectarea în instalația electrică o face un electrician autorizat ANRE.
• Folosește doar condensatoare destinate motoarelor.
• Respectă capacitatea în µF și tensiunea AC inscripționate.
• Circuitul motorului trebuie să aibă protecție la supracurent și, unde este cazul, protecție termică.
• Fixează bine condensatorul; vibrațiile pot slăbi conexiunile.
• Înainte să atingi bornele, condensatorul se descarcă printr-o rezistență potrivită, nu prin scurtcircuitarea directă a bornelor, și se verifică cu multimetrul că nu mai are tensiune.

Când are sens un condensator de pornire

Unele motoare au nevoie de cuplu mare la pornire: compresoare, pompe care pornesc sub presiune, utilaje care pornesc încărcate. Ele sunt construite cu condensator de pornire și cu un dispozitiv care îl decuplează (contact centrifugal sau releu). Un condensator de pornire se adaugă la un motor proiectat doar cu condensator permanent numai dacă producătorul permite și numai împreună cu un sistem de decuplare automată.

Un exemplu de condensator electrolitic pentru pornirea motoarelor, de 97 µF și 250 V AC:

Indiferent de model, verifică modul de decuplare: contactul centrifugal, releul de pornire sau alt dispozitiv trebuie să scoată condensatorul din circuit imediat după pornire.

Atenție, motorul trifazat este alt caz. Un motor trifazat poate fi alimentat la 230 V cu condensator, dar schema și calculul sunt altele, iar puterea utilă scade semnificativ; regulile de mai sus sunt pentru motoarele construite monofazate.

Ce merită reținut

Orice schemă de legare a unui motor monofazat cu condensator are înfășurarea principală conectată direct la alimentare și înfășurarea auxiliară conectată prin condensator. Diferențele dintre motoare apar la identificarea bornelor și la tipul condensatoarelor: unele motoare folosesc doar condensator de funcționare, altele doar condensator de pornire, altele pe amândouă.

Dacă respecți schema producătorului, alegi capacitatea și tensiunea corecte și verifici curentul și încălzirea după montaj, poți confirma că motorul lucrează în parametrii pentru care a fost construit. Dacă lipsesc datele de pe plăcuță sau conexiunile nu sunt clare, oprește-te și cere verificarea unui electrician autorizat.