Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электролитические конденсаторы при запуске двигателя

Доработка схемы зажигания автомобиля

Самым ответственным моментом при эксплуатации автомобиля является пуск двигателя. Особенно актуален этот вопрос в зимнее время года, когда на улице стоят большие морозы. Все смазочные материалы, в том числе и масло в картере двигателя внутреннего сгорания, теряют вязкость, и создают чрезмерную дополнительную механическую нагрузку на стартер.

Рекомендаций по решению этой проблемы в Интернете представлено великое множество, от подогрева масла в картере двигателя дополнительным нагревателем, до впрыскивания в цилиндры двигателя перед пуском легко воспламеняющихся веществ. Совершенствуются коммутаторы системы зажигания, делают многоискровой режим зажигания, оптимизируют взаимное расположение и форму электродов свечей.

Но все это не дает максимального эффекта по одной простой причине, во время пуска двигателя напряжение бортовой сети автомобиля падает до 9,5 V и соответственно значительно падает величина высокого напряжения на выходе катушки зажигания. Предложенная доработка системы зажигания позволяет устранить этот недостаток.

Почему возникает взрыв конденсатора

Дело в том, что эти конденсаторы стоят в цепи импульсной схемы питания и служат для сглаживания пульсаций частотой в десятки килогерц. В принципе, уже из-за пульсаций через конденсаторы течет переменный ток, который немного нагревает внутреннее сопротивление. На малой частоте этот нагрев мал и конденсатор холодный. Закипание возникает тогда, когда выделяемая мощность больше мощности рассеивания. Так почему же происходит нагрев из-за которого электролит закипает и происходит взрыв и какую роль в нагревании играет индуктивность?

В импульсных схемах, если посмотреть осциллографом, то можно увидеть, что в момент переключения транзисторов возникает затухающий колебательный процесс, причем амплитуда перерегулирования очень значительная, а частота колебательного процесса высокая. Высокочастотная составляющая хорошо пропускается емкостью, она же и является основной причиной нагрева конденсатора. Причем же здесь индуктивность? А индуктивность и является причиной колебаний, т.к. она является частью колебательного контура LC. Поэтому, чем больше паразитная индуктивность конденсатора, тем больше энергия высокочастотной колебательной составляющей выделяется внутри конденсатора. Во избежание взрыва на корпусе конденсатора наносятся насечки, позволяющие выпустить пар кипящего электролита.

Характеристики электролитического конденсатора

К характеристикам можно отнести емкость и рабочее напряжение. Они указаны на корпусе.


Маркировки у электролитов по сути нет, основана информация указывается на корпусе. Микрофарады обозначаются µF, а рабочее напряжение в V.

А вообще, есть еще понятие ESR.

Рабочее напряжение ни в коем случае нельзя превышать.

Что может произойти с вашей электроникой, если ее на нее не подавать питание длительное время

Вы никогда не сталкивались с такой ситуацией, что при подаче питания на электроприбор, то есть при его включении, после длительного перерыва в работе, например, более года, он внезапно выходит из строя? Хотя до последнего выключения он работал исправно. А это имеет место быть. И чем больше был перерыв в работе электроприбора, тем больше вероятность его выхода из строя при включении. Нет, я не утверждаю, что при включении электроприбора в данной ситуации он обязательно выйдет из строя. Но! Вероятность этого события при этом увеличится.

реклама

Давайте разберемся, почему это происходит. Почти все электроприборы, от компьютера, до стиральной машины содержат в своем составе электролитические конденсаторы. И в этой статье речь пойдет о них, как об основных виновниках выхода из строя электроприборов. Чтобы понять физические процессы происходящие при этом в электролитических конденсаторах, рассмотрим их устройство.

Электролитический конденсатор состоит из герметичной колбы, в которую запрессованы две обкладки свернутые в спираль. Положительная и отрицательная. Положительная обкладка выполнена из алюминиевой фольги, покрытой тонкой пленкой оксида алюминия, которая исполняет роль диэлектрика в конденсаторе между обкладками.

реклама

Отрицательной обкладкой является жидкий электролит, которым пропитана бумажная лента и которая имеет гальванический контакт с неоксидированной (непокрытой пленкой оксида алюминия) алюминиевой фольгой, обеспечивающей надежный контакт между отрицательным выводом конденсатора и электролитом, благодаря их большой площади соприкосновения.

При длительном перерыве в работе, то есть при отсутствии на конденсаторе напряжения в течении этого времени, происходит постепенное разрушение диэлектрика (оксида алюминия) при его взаимодействии с электролитом в отсутствии напряжения на обкладках конденсатора. Это приводит к утончению диэлектрического слоя, к увеличению тока утечки и как следствие, увеличению вероятности пробоя конденсатора при подаче на него номинального напряжения. Этот эффект начинает проявляться при перерыве в работе конденсатора длительностью более года.

Специалисты в таких случаях рекомендуют проводить тренировку (формовку) конденсаторов, суть которой заключается в подаче на конденсатор в течении длительного времени постепенно увеличивающегося напряжения, с контролем тока утечки. При этом, подача в начале тренировки малого значения напряжения, не приведет к пробою конденсатора, и начнется процесс восстановления диэлектрического слоя (оксида алюминия) благодаря процессу электролиза. И по мере восстановления диэлектрического слоя, напряжение на конденсаторе увеличивается до номинального. Скорость увеличения напряжения определяется по значению тока утечки.

Читать еще:  Характеристики взрывозащищенное исполнение двигателя

реклама

Рекомендации одного из производителей электролитических конденсаторов по проведению тренировки (риформинга).

Еще выдержка из технической документации производителя конденсаторов EPCOS.

реклама

Проведем практическую проверку этого эффекта. В качестве подопытного возьму недавно купленный на радиорынке электролитический конденсатор на 3300 мкФ., с номинальным напряжением 25 В., дата изготовления сентябрь 2016 года.

Предполагаю, что с даты изготовления, и до сегодняшнего дня на него никто не подавал напряжение. И потому для эксперимента он подходит, как нельзя лучше. Подам на него с лабораторного источника питания 25 В., и после его заряда в разрыв включу амперметр (прибор Ц-43101) для измерения тока утечки.

Ссылка на видео: https://disk.yandex.ru/i/B1R4rwUrHpjyyQ

Отсюда видно, что ток утечки составил 35 мкА. (вся шкала прибора 250 мкА). Оставляю его под напряжением на 1 час, и повторю измерение.

Ссылка на видео: https://disk.yandex.ru/i/k8fSGwiW3YpzgQ

В этом случае, как мы видим, ток утечки составил 7 мкА. Итого ток утечки уменьшился в 5 раз. Отсюда вывод, вышеизложенное явление подтверждено на практике.

Но не будете, же вы выпаивать из своих компьютеров и телевизоров конденсаторы для их тренировки, после их длительного перерыва в работе. Поэтому включайте свою электронику (подавайте на нее питание) хотя бы раз в год. А иначе после включения, особенно если в вашей электронике применены дешевые конденсаторы из них может выйти белый дым.

Во время моей учебы, мой преподаватель по предмету «радиокомпоненты» как то спросил у нас: так на чем работает вся электроника? Многие начали отвечать, что работает на упорядоченном движении заряженных частиц, и так далее. На что преподаватель в шутку сказал, что вся электроника работает на белом дыме. Пока белый дым находится в электронике, она работает. Как только белый дым выходит из электроники, она перестает работать. Так и в данном случае с нашими электролитическими конденсаторами, подобное может произойти.

Кроме того, электролитические конденсаторы подвержены высыханию. И это их основная проблема, каждый второй ремонт электроники по моему опыту заканчивается заменой именно этой детали. Высыхание происходит из-за плохой герметизации корпуса. Вследствие чего электролит постепенно испаряется, а поскольку он является одной из обкладок конденсатора, то и получается, что испаряется одна обкладка конденсатора. И емкость уменьшается до нуля. Опять же это зависит от качества конденсаторов. С качественными конденсаторами вероятность подобного значительно меньше. Но, к сожалению, при покупке электроники возможности изучить применяемую в ней элементную базу, какие там стоят конденсаторы не всегда возможно.

Подобных недостатков лишены полимерные конденсаторы.

Поэтому, выбирая комплектующие компьютерной техники, старайтесь выбирать комплектующие, выполненные на полимерных конденсаторах. Тем более, что во многих комплектующих визуально открыт доступ к используемой элементной базе. И легко, например, увидеть на материнской плате, какие конденсаторы применяются.

Ремонт инвертора монитора. Часть I. Конденсаторы.


Классический блок питания LCD монитора.

Диагностика любого LCD монитора начинается с простейшей операции, замены всех электролитических конденсаторов. Казалось бы такой банальный совет, описан на многих интернет ресурсах, и сложностей по его выполнению не должно быть. Но последнее время все чаще стали сталкиваться с мониторами, которые приносят в ремонт с диагнозом – ремонту не подлежит, а на самом деле при замене конденсаторов были пропущены 1-2 конденсатора не замена которых и оказалась фатальной. Мы попробуем подать материал с ракурса –минимум теории, максимум практики и с минимальным набором специализированных инструментов

Теория.

Импульсный блок питания.

Мы будем рассматривать прописные истины, но о которых по какой-то непонятной причине забывают ремонтники впервые взявшиеся за ремонт монитора. Данный пункт рассчитан на тех специалистов, кто уверенно понимает, чем напряжение отличается от тока, но в меру определенных обстоятельств спал на лекциях по импульсным блокам питания. Большинство современных блоков питания до 100 ватт выполнены по обратноходовой схеме, в том числе блок питания монитора.

Классический импульсный блок питания LCD монитора.

Большинство мониторов имеют именно такую комплектацию конденсаторов, в качественных мониторах конденсаторов чуть больше, в дешёвых чуть меньше, но логика распределения конденсаторов именно такая:

  • 80мкФ*450В — 1 шт.
  • 1000мкФ*25В — 3 шт.
  • 470мкФ*35В — 3 шт.
  • 47мкФ*63В — 1 шт.

Жирным шрифтом выделены конденсаторы которые всегда меняются при ремонте/диагностике. Так как импульсный блок питания работает на высокой частоте, значит при грамотном ремонте следует ставить конденсаторы с малым ESR, то есть серебристые или золотистые.

Читать еще:  Что является главным двигателем экономики

Практика.

Конденсаторы

Если при разовом ремонте стоимость конденсаторов практически не влияет на себестоимость, то при потоке использование конденсаторов с низким ESR довольно накладно и мало оправдано. Классический конденсатор на 105С проверенного производителя также хорошо справляется со своей задачей и имеет срок службы от 2 до 5 лет. К тому же золотистая и серебристая полоска на конденсаторе обозначает, что конденсатор МОЖЕТ БЫТЬ имеет низкое ESR, связано с большим количеством подделок на рынке. Вскрывать монитор без наличия комплекта основных конденсаторов (1000мкФ*25В — 3 шт. 470мкФ*35В — 3 шт. 47мкФ*63В — 1 шт.) вообще не имеет никакого смысла

Пусковой конденсатор

Именно этот конденсатор служит причиной всех «неподдающихся» ремонтов для новичков. Причина простая, конденсатор никогда не вздувается, а значит визуально выглядит исправным. С другой стороны емкость этого конденсатора определяет суммарную емкость выходных конденсаторов при емкости пускового конденсатора 47мкф суммарная емкость выходных конденсаторов не должна превышать 2500мкФ. Это практическая и очень приблизительная формула, использование дросселей во вторичных цепях могут значительно изменить суммарную емкость выходных конденсаторов.

Блок питания с двумя пусковыми конденсаторами

Следует отметить определенную категорию ШИМ у которых применяется два пусковых конденсатора, в связи с этим меняются оба конденсатора.

Цепь +12В

Первый конденсатор после выпрямительного диода должен быть с низким ESR, при невозможности установки Low ESR устанавливается конденсатор с повышенным рабочим напряжением. Какой бы конденсатор не стоял, здесь устанавливается конденсатор 1000 мкФ*25В (1000 мкФ*35В) после него обычно устанавливается дроссель и снова конденсатор, но уже на 470мкФ*35В. После выпрямителя +12В обычно устанавливается предохранитель или перемычка, которую используют для диагностики блока питания+12В. За блоком питания в непосредственной близости от ключей инвертора устанавливаются два конденсатора 470мкф*35В, формально эти конденсаторы установлены в инверторе. Тут важное замечание, если первый конденсатор 1000мкФ, то остальные конденсаторы установлены 470 мкФ, это не экономия — большей фильтрации здесь не добиться, со стороны ВЧ трансформатора через выпрямитель лезет ВЧ помеха, но и со стороны инвертора так же идет ВЧ помеха, так что эти конденсаторы оказываются между двух огней, так что эти конденсаторы оказываются между двух огней, поэтому здесь так важна не емкость, а рабочее напряжение. Если установить все конденсаторы 1000мкФ, то есть шанс что пусковой конденсатор не сможет запустить блок питания так как его емкости не хватит что бы зарядить выходные конденсаторы. Учитывая, что дальше напряжение идет в раскачку ВЧ трансформаторов инвертора, к напряжению +12В не предъявляются жесткие требования, и в этой цепи легко можно напряжение до +15,6В вместо требуемых +12В

Цепь +5В

Первый конденсатор после выпрямительного диода должен быть с низким ESR, при невозможности установки Low ESR устанавливается конденсатор с повышенным рабочим напряжением. Какой бы конденсатор не стоял, здесь устанавливается конденсатор 1000 мкФ*25В. После него всегда устанавливается дроссель и конденсатор обычно на 47мкф*10В, вместо которого всегда устанавливаем конденсатор 1000мкФ*16В (1000 мкФ*25В). Цепь обратной связи заводится именно от цепей +5В. Сами +5В в цепи блока питания не заходят, а напрямую уходят на скаляр.

Цепь выпрямителя.

Самый дорогой конденсатор блока питания и по этой причине очень редко меняется. В большинстве случаев неисправность определяется визуальным осмотром, при потере емкости блок питания не выдает полную мощность, так как именно этим конденсатором определяется выходная мощность обратноходового блока питания. Универсальная замена 100 мкФ*450В (80 мкФ*450В).

Замена конденсаторов.

Несложная по своей сути процедура, иногда заканчивается печально для новичков, насмотревшись роликов в ютубе меняют неисправные на заведомо исправные и… монитор не запускается. Всему виной использование активного флюса, новички могут легко использовать его для замены конденсаторов.

Пример платы после пайки активным флюсом, плата не запустилась, но последствия даже кратковременного запуска впечатляют.

  1. Текстолит вокруг ножки ВЧ трансформатора прогорел и стал токопроводным. Эта ножка не паялась, капля флюса туда попала по неосторожности.
  2. Под воздействиями поверхностных токов ВЧ конденсатор обуглился.
  3. Флюс конечно испарился, но сопротивление светлых участков текстолита стало 4-6 Мом вместо требуемого больше 100Мом.

Пример платы после пайки активным флюсом, плата не запустилась, под конденсатором высоковольтного выпрямителя прогорел текстолит.

Конденсаторы для запуска электродвигателя. Сколько микрофарад нужно для запуска двигателя 1 квт

Конденсатор для электродвигателя — какой выбрать? Обзор лучших пусковых конденсаторов смотрите здесь!

Хорошо, если можно подключить двигатель к необходимому типу напряжения. А, если такой возможности нет? Это становится головной болью, поскольку не все знают, как использовать трехфазную версию двигателя на основе однофазных сетей. Такая проблема появляется в различных случаях, может быть, необходимо использовать двигатель для наждачного или сверлильного станка — помогут конденсаторы. Но они бывают множества видов, и не каждый сможет в них разобраться.

Читать еще:  Чем накрыть двигатель авто

Чтобы вы получили представление об их функциональности далее разберемся, как выбрать конденсатор для электродвигателя. В первую очередь рекомендуем определиться с правильной емкостью этого вспомогательного устройства, и способами ее точного расчета.

Краткое содержимое статьи:

А, что такое конденсатор?

Его устройство отличается простотой и надежностью — внутри две параллельные пластины в пространстве между ними установлен диэлектрик необходимый для защиты от поляризации в виде заряда, создающегося проводниками. Но различные виды конденсаторов для электродвигателей отличаются поэтому легко ошибиться в момент приобретения.

Рассмотрим их по отдельности:

Полярные версии не подходят для подключения на основе переменного напряжения, поскольку увеличивается опасность исчезновения диэлектрика, что неминуемо приведет к перегреву и возникновению аварийной ситуации — возгоранию либо появлению короткого замыкания.

Версии неполярного типа отличаются качественным взаимодействием с любым напряжением, что обусловлено универсальным вариантом обкладки — она успешно сочетается с повышенной мощностью тока и различными видами диэлектриков.

Электролитические часто называются оксидными считаются лучшими для работы с электродвигателями на основе низкой частоты, поскольку их максимальная емкость, может, достигать 100000 МКФ. Это возможно за счет тонкого вида оксидной пленки, входящей в конструкцию в качестве электрода.

Теперь ознакомьтесь с фото конденсаторов для электродвигателя — это поможет отличить их по внешнему виду. Такая информация пригодится во время покупки, и поможет приобрести необходимое устройство, поскольку все они похожи. Но помощь продавца тоже, может, оказаться полезной — стоит воспользоваться его знаниями, если не хватает своих.

Если необходим конденсатор для работы с трехфазным электродвигателем

Необходимо правильно рассчитать емкость конденсатора электродвигателя, что можно сделать по сложной формуле или с помощью упрощенного способа. Для этого уточняется мощность электродвигателя на каждые 100 Ватт потребуется около 7-8 мкФ от емкости конденсатора.

Но во время расчетов необходимо учитывать уровень воздействия напряжения на обмоточную часть статора. Нельзя чтобы он превысил номинальный уровень.

Если запуск двигателя, может, происходить лишь на основе максимальной нагрузки придется добавить пусковой конденсатор. Он отличается кратковременностью работы, поскольку используется примерно 3 секунды до момента выхода на пик оборотов ротора.

Необходимо учитывать, что для него потребуется мощность увеличенная в 1,5, а емкость примерно в 2,5 — 3 раза, чем у сетевой версии конденсатора.

Если необходим конденсатор для работы с однофазным электродвигателем

Обычно различные конденсаторы для асинхронных электродвигателей используются для работы с напряжением в 220 В с учетом установки в однофазную сеть.


Но процесс их использования немного сложнее, поскольку трехфазные электродвигатели работают с помощью конструктивного подключения, а для однофазных версий потребуется обеспечить смещенный вращательный момент у ротора. Это обеспечивается с помощью увеличенного количества обмотки для запуска, а фаза смещается усилиями конденсатора.

В чем сложность выбора такого конденсатора?

В принципе большего отличия нет, но различные конденсаторы для асинхронных электродвигателей потребует другого расчета допустимого напряжения. Потребуется около 100 ватт для каждого мкФ емкости устройства. И они отличаются доступными режимами работы электродвигателей:

  • Используется пусковой конденсатор и слой дополнительной обмотки (только для процесса пуска) тогда расчет емкости конденсатора — 70 мкФ для 1 кВт от мо

Подбираем конденсатор

Для эксперимента выберем три конденсатора емкостью 10, 20 и 50 микрофарад. Наша задача заключается в попытке запуска электродвигателя с каждого конденсатора по очереди.

Конденсатор на 10 мкФ

При подключении к сети 220 В и включения первого конденсатора емкостью 10 микрофарад электродвигатель включается только после толчка рукой. Автоматического запуска не происходит.

Вывод: для электродвигателя мощностью 250 Вт емкости конденсатора в 10 микрофарад недостаточно.

Конденсатор на 20 мкФ

При попытке запустить электродвигатель от конденсатора емкостью 20 МкФ включение двигателя в работу происходит автоматически.

Вывод: при емкости конденсатора 20 микрофарад электродвигатель запустился без проблем.

Конденсатор на 50 мкФ

При продолжении эксперимента с конденсатором емкостью 50 микрофарад электродвигатель запускается автоматически, однако работает с высоким уровнем шума и просто трясется.

Вывод: емкость последнего испытанного конденсатора велика для установленного электродвигателя.

Подбирая конденсатор для маломощного трехфазного электродвигателя, отдавайте предпочтение устройству с номинальной емкостью (как в нашем эксперименте), соответствующей мощности двигателя. Конденсатор малой емкости электродвигатель не запускает, слишком большой емкости – вызывает нагрев двигателя и большой шум в работе. Оптимально себя в эксперименте зарекомендовал конденсатор емкостью 20 МкФ, который сразу запустил двигатель и не вызвал его перегрева.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector