Tipuri de motoare monofazate de inducție | Diagrama de cablare a motoarelor monofazate de inducție
Motoarele de inducție monofazate sunt utilizate în mod tradițional în aplicații rezidențiale, cum ar fi ventilatoarele de tavan, aparatele de aer condiționat, mașinile de spălat și frigiderele. Aceste motoare constau din motoare cu fază divizată, cu poli umbriți și motoare cu condensator.
Un motor de curent alternativ (curent alternativ) este un dispozitiv electromecanic care convertește energia electrică în mișcare mecanică prin utilizarea electromagnetismului și prin schimbarea frecvenței și a tensiunilor produse de compania de utilități sau de controlerul motorului.
Motoarele de curent alternativ se află în centrul consumului de energie electrică din lume, deoarece fac atât de multe și cu foarte puțină intervenție umană. Motorul de curent alternativ este, de departe, cel mai simplu și mai ieftin motor utilizat în industrie.
Fig.1. Statorul și rotorul motorului: Statorul și rotorul motorului
Există foarte puține piese care alcătuiesc un motor de curent alternativ, atât timp cât acestea se încadrează în caracteristicile lor de funcționare, acestea pot funcționa până la 100 de ani cu foarte puțină întreținere ici și colo. Principalele părți ale motorului de curent alternativ sunt rotorul și statorul, așa cum se vede în figura 1.
Rotorul este o parte rotativă a motorului de curent alternativ care este susținută de un set de rulmenți pentru a permite o rotație fără cusur, găzduită în interiorul clopotelor de capăt. Rulmenții sunt presați în setul de clopote de capăt care sunt umplute cu un lubrifiant pentru a permite o mișcare fluidă.
Statorul este partea fixă sau staționară a motorului în care sunt atașate clopotele de capăt, iar înfășurările sunt înfășurate în jurul foilor laminate de fier care creează un câmp rotativ electromagnetic atunci când bobina este energizată.
Motoarele sunt componente electromecanice foarte versatile, deoarece pot fi dimensionate, configurate și construite pentru a se potrivi oricărei situații sau pentru a îndeplini orice sarcină. Un mare procent din motoarele care utilizează industria sunt motoare monofazate și trifazate, așa cum se vede în figura 2.
Fig.2: Motor de inducție trifazat (imagine cu amabilitatea: Wikipedia)
Motoare de inducție monofazate
Un motor de inducție monofazat este un motor electric care funcționează pe o singură formă de undă de curent alternativ. Motoarele de inducție monofazate sunt utilizate în aplicațiile rezidențiale pentru aparatele cu motor de curent alternativ în locuințe individuale, sau multiple. Există trei tipuri de motoare de inducție monofazate care sunt motoarele cu polul umbrit, cu fază divizată și cu condensator.
Motor cu polul umbrit
Motoarele cu polul umbrit, așa cum se vede în figura 3, sunt motoare de inducție monofazate care se găsesc operând mici ventilatoare de răcire în interiorul frigiderelor din computere. Acestea fac parte din familia motoarelor de inducție cu colivie de veveriță care sunt utilizate în aplicații limitate care necesită mai puțin de 3/4 cai putere, de obicei variind între 1/20 și 1/6 cai putere.
Cea mai grea sarcină pe care o poate transforma un motor cu poli umbriți componenta care este foarte ușoară în greutate și capabilă să se rotească în densitate redusă, De obicei, atunci când motoarele cu poli umbriți se strică, acestea sunt aruncate în coșul de reciclare și se cumpără unul nou.
Fig.3: Motorul cu poli umbriți
Fig.4: Diagrama de cablare a motorului cu poli umbriți
Poli statorici sunt dotați cu o înfășurare suplimentară în fiecare colț numită înfășurare de umbrire, așa cum se arată în fig.4. Aceste înfășurări nu au nicio conexiune electrică pentru pornire, dar utilizează curentul indus pentru a realiza un câmp magnetic rotativ.
Structura polară a motorului cu poli umbriți permite dezvoltarea unui câmp magnetic rotativ prin întârzierea acumulării de flux magnetic. Un conductor de cupru izolează porțiunea umbrită a polului formând un tur complet în jurul acestuia. În porțiunea umbrită, fluxul magnetic crește, dar este întârziat de curentul indus în scutul de cupru. Magnetic flux in the unshaded portion increases with the winding current forming a rotating field.
Split Phase Motor
A split phase induction motor is a single phase induction motor that has two windings called the run winding and a secondary start winding and a centrifugal switch as shown in figure 6. Split phase motors usually operates at 1/20 HP TO 1/3 HP.
These squirrel cage motors are a step above the shaded pole motors, because they can to a little more work with a heavier load attached to the shaft of the rotor.
Fig.5: Split Phase Motor
Fig.6: Diagrama de cablare a motorului cu fază divizată
Motorul cu fază divizată poate fi găsit în aplicații care necesită de la 1/20 CP până la 1/3 CP, ceea ce înseamnă că poate roti orice, de la la lamelele unui ventilator de tavan, căzi de mașini de spălat, motoare de suflare pentru cuptoare cu ulei și pompe mici.
Interuptorul centrifugal este un dispozitiv de control normal închis care este cablat în înfășurarea de pornire. Scopul acestei configurații este ca înfășurarea de pornire a motorului să fie scoasă din circuit odată ce motorul atinge 75 până la 80% din viteza sa nominală. Chiar dacă este considerat a fi un motor fiabil, acest întrerupător centrifugal este o piesă mobilă care uneori nu reușește să se reangajeze atunci când motorul se oprește din rotire.
Cum funcționează motoarele cu fază divizată
- Pentru a porni un motor cu fază divizată, înfășurările de pornire și de funcționare trebuie să fie conectate în paralel
- La 75% din turația maximă, întrerupătorul centrifugal se deschide, deconectând înfășurarea de pornire.
- Din moment ce înfășurarea de pornire este deconectată de la circuit, motorul funcționează prin intermediul înfășurării de rulare.
- Pentru a elimina puterea de la un motor cu fază divizată la 40% din viteza maximă de încărcare, întrerupătorul centrifugal se închide. Oprirea motorului.
Motoare cu condensator
Motoarele monofazate cu condensator sunt următorul pas în familia motoarelor monofazate cu inducție. Motoarele cu condensator conțin aceleași înfășurări de pornire și funcționare ca și un motor cu fază divizată, cu excepția condensatorului, care conferă motorului un cuplu mai mare la pornire sau în timpul funcționării. Scopul condensatorului este de a reintroduce tensiunea în sistem atunci când nu se produce tensiune și unda sinusoidală DAC a unui sistem monofazat.
În sistemul monofazat de curent alternativ există o singură formă de undă de tensiune și în timpul unui ciclu de 60 cps bolnav de care este nevoie pentru a produce tensiune nu se produce tensiune în două puncte. Este treaba condensatorului să umple acest gol, astfel încât motorul să vadă întotdeauna o tensiune, ceea ce înseamnă că se produce un cuplu mare atunci când motorul funcționează.
Cele trei tipuri de motoare cu condensator sunt motoarele cu pornire cu condensator, motoarele cu funcționare cu condensator și motoarele cu pornire și funcționare cu condensator.
Motor de inducție cu pornire cu condensator
Motorul de inducție cu pornire cu condensator și funcționare cu inducție, așa cum se vede în figura 7, este un motor de inducție monofazat cu condensatorul este conectat în serie cu înfășurarea de pornire și comutatorul centrifugal al motorului. Această configurație oferă motorului o putere de pornire trecută, dar aplicația nu necesită o putere mare care să facă timpul de funcționare. În timpul rulării, inerția sarcinii joacă un rol important în funcționarea motorului, iar atunci când există o problemă cu motorul, aceasta se datorează de obicei unui condensator defect. În general, motorul nu se va roti decât dacă o forță exterioară învârte arborele; odată pornit, acesta va continua să funcționeze bine până când energia este scoasă din motor.
Motoarele cu pornire cu condensator se găsesc în general în unitățile de curent alternativ, în motoarele suflantelor mari și în ventilatoarele condensatoarelor. Condensatorul acestor motoare este uneori încorporat în motor sau amplasat la distanță de motor, în primul rând pentru a fi mai ușor de înlocuit.
Fig.7: Capacitor Start Motor
Capacitor Motor Operation
- Has a start winding, run winding, and centrifugal switch that opens at 60 to 80% full load speed, as seen in figure 8.
- The start winding and the capacitor are no longer in use once the centrifugal switch opens, as seen in figure 9.
- The capacitor is only used for high torque starting.
Fig.8: Start Capacitor
Fig.9: Centrifugal Switch
Capacitor Run Induction Motor
Capacitor run induction motors, as seen in figures 10 and 11, are much like the capacitor start induction run with the exception of the start winding and run winding stay in the circuit at all times. This type of motor requires low starting torque but needs to keep a constant torque while running. This type of motor can sometimes be found in the air-conditioning compressor. The start winding is permanently connected to the capacitor in series.
Fig.10: Capacitor Run Motor
Fig.11: Capacitor Run Motor
Capacitor Run Operation
- Uses a lower rated capacitor because the capacitor is in the circuit at full load speed at all times.
- Used for higher running torque.
Capacitor Start-Capacitor Run Induction Motor
Capacitor start capacitor run induction motors are single phase induction motors that have a capacitor in the start winding and in the run winding as shown in figure 12 and 13 (wiring diagram). This type of motor is designed to provide strong starting torque and strong running for applications such as large water pumps.
Fig.12: Capacitor Start and Capacitor Run Motor
Fig.13: Capacitor Start-Capacitor Run Motor Wiring Diagram
Capacitor Start-Capacitor Run Motor Operation
- Consist of two capacitors
- One capacitor is connected in series with the start winding; the other capacitor is connected in series with the run winding.
- Both capacitors have different values.
- Capacitor start and run motor has the same starting torque and higher running torque because there is more capacitance.
- Larger value capacitor to start, and lesser value capacitor to run.