Пусковые конденсаторы (на сленге — моторные конденсаторы), а в правовом поле действующих на территории РФ ГОСТ IEC 60252-1-2011 и ГОСТ IEC 60252-2-2011 — пусковые конденсаторы двигателя (motorstarting capacitor), используемые для целей создания и поддержки на вспомогательной обмотке двигателя опережающего по фазе тока в момент пуска и отключаемые от электрической схемы при выходе электродвигателя в рабочий режим. Вместе с тем, здесь речь не идет о каком-либо особом виде/типе конденсаторов, поскольку:
- по факту применения пусковые конденсаторы в полной мере могут исполнять функции рабочих конденсаторов двигателя (motor running capacitor) — защищать двигатель при запуске и увеличиватькрутящий момент ротора двигателя в условиях эксплуатации, а также функции конденсаторов для непрерывной работы и запуска (capacitor for continuous and starting operation) — работать, как при одном напряжении при непрерывной работе, так и при другом более высоком напряжении при запуске;
- пусковые конденсаторы (в основном пленочные, реже — электролитические) активно используют в светотехнике для компенсации реактивной мощности, потребляемой на намагничивание обмоток электромагнитных дросселей газоразрядных ламп и/или трансформаторов переменного тока в электрических сетях низкого напряжения частотой 50—60 Гц;
- в качестве пусковых конденсаторов могут использоваться электролитические алюминиевые конденсаторы, электролитические танталовые конденсаторы,монолитные керамические конденсаторы, мультислойные пленочные конденсаторы на базе диэлектрика из полиэтилентерефталата или полиэстера, политетрафторэтилена (тефлоновые), полиэтиленнафталата, полистирола, поликарбоната, полипропилена, бумаги и пр.
Справка: В последние годы и зарубежные, и отечественные производители для запуска электродвигателей преимущественно выпускают мультислойные пленочные конденсаторы на базе диэлектрика из полимера, отдавая предпочтение полипропилену, поскольку:
- электролитические алюминиевые конденсаторы при всех их позитивах в плане широкого спектра номиналов, сравнительно небольших размеров, возможности работы при больших значениях тока и напряжения, характеризуются высокой самоиндуктивностью, значительной утечкой и плохой стабильностью, особенно при эксплуатации в условиях повышенных температур;
- электролитические танталовые конденсаторы в добавок к характеристическим негативным признакам электролитических алюминиевых конденсаторов очень дорогие;
- монолитные керамические конденсаторы с малыми потерями на высоких частотах отличаются высокой диэлектрической абсорбцией, низкой стабильностью и большими габаритами в наиболее востребованном сегменте емкостей;
- пленочные конденсаторы с диэлектриком из полистирола (международная аббревиатура PS) при сравнительно низкой диэлектрической абсорбции и стабильности, имеют верхний температурный порог эксплуатации менее 85 градусов Цельсия и значительную индуктивность;
- тефлоновые конденсаторы (с диэлектриком из политетрафторэтилена — аббревиатура PTFE) могут эксплуатироваться при температурах до 125 градусов Цельсия, отличаются низкой диэлектрической абсорбцией, но имеют большие габариты и им характерна высокая индуктивность;
- для пленочных конденсаторов на базе полипропилена — металлизированных МКР с самовосстанавливающимся диэлектриком(self-healing capacitor) или фольгово-металлизированных MFP (с ограниченной функцией самовосстановления диэлектрика после пробоя), реже не самовосстанавливающихся фольговых (F)KР — характерны низкая диэлектрическая абсорбция(менее 0,001%), сравнительно невысокая индуктивность (в пределах 20 нГн), малое эквивалентное последовательное сопротивление (до 0,25 мОм), высокая импульсная прочность, причем ряд отечественных производителей сегодня выпускают прецизионныепусковые пленочные конденсаторы МКР с отклонением по емкости 0.5 — 1%, в то время, как ГОСТ IEC 60252-2-2011 допускает отклонения емкости пусковых конденсаторов ± 5 %, ± 10 % и ± 15 %.
Внешние факторы, влияющие на эксплуатационную надежность мультислойных (пленочных) пусковых конденсаторов.
В целом эксплуатационная надежность пусковых конденсаторов любого типа, в том числе пленочных металлизированных определяется негативами воздействия электрических, климатических, механических и радиационных нагрузок, из которых ключевыми на текущий момент можно признать воздействие:
- влажности среды эксплуатации. В случае эксплуатации при повышенной влажности окружающей среды негерметизированных или частично разгерметизированных конденсаторов влага проникает в корпус и абсорбируется в виде пленок на диэлектрике, проводниках и стенках корпуса, вызывая коррозию и ухудшение механических характеристик металлических элементов, а также диффундирует внутрь материала диэлектрика, что снижает сопротивление и электрическую прочность пускового конденсатора.
- температуры. Влияние повышенной температуры на элементы и функциональность конденсатора комплексное, негативное и, зачастую необратимое, причем в случае монтажа пускового конденсатора непосредственно в физическом контакте с корпусом электродвигателя на температурный режим эксплуатации будет существенно влиять повышенная температура самого двигателя и иных пассивных элементов различного рода устройств, что может привести к быстрому старению диэлектрика и безвозвратной утере пусковым конденсатором его электрических характеристик;
- вибраций от двигателя и привода при установке пускового конденсатора непосредственно в физическом контакте с корпусом электродвигателя. Длительное или интенсивное воздействие вибрации на пусковой конденсатор может привести к механическим повреждениям в обмотках, корпусе и/или соединениях выводов, что спровоцирует пробой диэлектрика или поверхностный разряд, часто вызывает потерю емкости и/или нарушение контактов конденсатора в силовой электрической цепи;
- электрических нагрузок с интенсивным старением диэлектрика и ухудшением/потерей электрической прочности. Старение диэлектрика в основном вызывают электрохимические процессы в диэлектрике под действием постоянного поля, и ионизационные процессы внутри диэлектрика или у краев обкладок, происходящие при переменном напряжении и импульсных режимах эксплуатации.
