PSC-Betriebskondensator-Rechner: Deckenventilator & Pumpe (µF)

Verwenden Sie für das vereinfachte zweiphasige Ersatzschaltbild an einem Betriebspunkt den Effektivwert der Versorgungsspannung V als Phasenreferenz und positive induktive Blindwiderstände. Die Zweigimpedanzen sind $Z_m=R_m+jX_m$ und $Z_a=R_a+j(X_a-X_C)$ mit $X_C=1/(2pi fC)$. Dann gelten $I_m=V/Z_m$, $I_a=V/Z_a$, $I_L=I_m+I_a$ und $V_C=|I_a|X_C$.

Aus der Bedingung $arg I_a-arg I_m=90^circ$ folgt

Dies ist ein Zielwert für 90° Phasenverschiebung, der nicht automatisch einen symmetrischen Motorbetrieb ergibt. Mit $a=(N_a k_{wa})/(N_m k_{wm})$ erfordert Symmetrie zusätzlich $a|I_a|/|I_m|=1$. Beim 90°-Zielwert vereinfacht sich dieses Verhältnis zu $aX_m/R_a$; gleichwertig gilt $a=R_a/X_m$. Weicht das Durchflutungsverhältnis von eins ab, erfüllt in diesem Modell mit konstanten Impedanzen kein Kondensator allein beide Anforderungen.

Die obigen Gleichungen werden hier aus der Kirchhoffschen Maschenregel für die Zweige und der 90°-Bedingung für die Stromzeiger hergeleitet. Die Unterlagen zu University of Utah ECE 3600, Anhang s1, S. 2–4, enthalten die Näherung bei konstantem Schlupf sowie unabhängige Rechenbeispiele für Betrieb und Anlauf. Die Vorlesungen 69–73 von NPTEL Electrical Machines II erläutern den übergeordneten Zusammenhang von Einphasenanlauf und Phasenverschiebung.

Der Vergleich der Kupferverluste der Hilfswicklung erfolgt über $(|I_a|/|I_{a,90}|)^2$ unter der Annahme eines unveränderten Kupferwiderstands. Die Ersatzwiderstände am Eingang enthalten Rotor- und Lasteinflüsse und werden nicht als reine Kupferwiderstände behandelt. Das Werkzeug berechnet keine Temperatur.

Im Modus zum Abgleich mit dem Typenschild wird die vorgegebene Kapazität übernommen. Der Modus mit Ventilatorbeispielen verwendet eine belegte, editierbare Modellzeile. Der Modus mit Wicklungsdaten verwendet den analytischen 90°-Zielwert. Keiner dieser Modi ersetzt die vom Hersteller freigegebene Spezifikation des Betriebskondensators.

Sinusförmige Einphasenversorgung; idealer verlustloser Reihenkondensator; um 90 elektrische Grad versetzte Wicklungen. Die Wicklungsimpedanzen sind effektive Klemmenwerte bei gleicher konstanter Drehzahl, Last und Frequenz ohne Kondensator. Die Behandlung als unabhängige Zweige mit konstanten Impedanzen ist eine lokale Näherung; gegenseitige Kopplung, Mit- und Gegensystemeinflüsse sowie Schlupfänderungen werden bei Kapazitätsänderungen nicht neu berechnet.

Die vorgegebenen Wicklungswerte (500+j600 Ω für die Hauptwicklung, 1000+j440 Ω für die Hilfswicklung, wirksames Windungszahlverhältnis 5/3) sind ein für dieses Werkzeug erstelltes Anschauungsbeispiel und keine gemessenen Ventilatordaten. Sie werden im Modus zum Typenschildabgleich und im Modus mit Ventilatorbeispielen nicht zur Auswahl eines Ersatzkondensators verwendet. In diesen Modi veranschaulichen die Zeiger eine idealisierte Phasenverschiebung von 90°, ohne numerische Aussagen über Motorströme zu treffen. Jede Wicklungsberechnung ist dort ausdrücklich als unabhängiges Lehrbeispiel im Reparaturmodus gekennzeichnet. Die Berechnungsdetails nennen neben dieser Gruppe die genauen ausgeblendeten Beispielimpedanzen. Diese Zahlen beschreiben nicht den reparierten Motor. Im Modus mit Wicklungsdaten verwenden dieselben Gleichungen die sichtbaren Wicklungseingaben.

Die Ventair-Vorgaben nach Größe sind konkrete veröffentlichte Modellbeispiele und keine Durchschnittswerte für indische oder pakistanische Deckenventilatoren. Sie können eine Vorgabe bearbeiten oder die genaue Kennzeichnung eingeben. Der Abgleich der AC-Bemessungsspannung setzt voraus, dass das Originalteil korrekt gewählt war; dieser Vergleich ist keine vollständige Eignungsprüfung des Kondensators.

Für konventionelle PSC-Ventilator- und Pumpenmotoren, deren Betriebskondensator dauerhaft in Reihe mit der Hilfswicklung liegt. Nicht für BLDC-/elektronisch kommutierte Ventilatoren, den Betrieb von Drehstrommotoren an Einphasenversorgung, Kondensatornetzwerke mit mehreren Teilkapazitäten zur Drehzahlsteuerung oder die Auslegung von Anlaufkondensatoren für Kurzzeitbetrieb. Die Anlauf- und Betriebsschaltung von Pumpen und Verdichtern muss anhand des Herstellerschaltplans bestimmt werden.

Die Berechnungsergebnisse des Wicklungsmodells gelten lokal am eingegebenen Betriebspunkt. Verwenden Sie keine Impedanzen bei blockiertem Läufer als Daten für den laufenden Betrieb und ändern Sie die Frequenz nicht unter Beibehaltung der Blindwiderstände einer anderen Frequenz. Die Referenzfälle für Anlaufbedingungen bestätigen dieselbe Zeigerrechnung bei Stillstand; sie sind keine Empfehlungen für Betriebskondensatoren.

Das Werkzeug liefert keine Vorhersagen zu Wellendrehzahl, Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie, Sättigung, Oberschwingungen, thermischem Verhalten, Ausgleichsvorgängen oder Lebensdauer. Der Effektivwert der Kondensatorspannung kann die Netzspannung übersteigen. Halten Sie den ursprünglichen µF-Wert und die ursprüngliche AC-Bemessungsspannung ein; ein anderer Bemessungswert erfordert eine Herstellerfreigabe unter Berücksichtigung von Dauerbetrieb, Toleranz und Temperaturklasse. Die Durchflutungswarnung prüft die mathematische Gleichheit mit einer Toleranz von 10⁻⁶; dies ist keine zulässige Auslegungstoleranz.

Einbau, Prüfung und Austausch sind einer Elektrofachkraft vorbehalten. Schalten Sie die Versorgung frei, sichern Sie gegen Wiedereinschalten und prüfen Sie vor dem Berühren, dass der Kondensator sicher entladen ist.