Typen Eenfasige Inductiemotoren | Eenfasig Inductie Motor Bedradingsschema

Een AC (wisselstroom) motor is een elektromechanisch apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische beweging door het gebruik van elektromagnetisme en de verandering van de frequentie en spanningen geproduceerd door het nutsbedrijf of motor controller.

Wisselstroommotoren staan aan de basis van het elektriciteitsverbruik in de wereld omdat zij zoveel doen en met zeer weinig menselijke tussenkomst. De wisselstroommotor is verreweg de gemakkelijkste en goedkoopste motor die in de industrie wordt gebruikt.

Fig.1: Motor Stator en Rotor

Er zijn maar heel weinig onderdelen waaruit een wisselstroommotor is opgebouwd, zo lang ze binnen hun werkingskarakteristieken blijven kunnen ze wel 100 jaar draaien met hier en daar heel weinig onderhoud. De belangrijkste onderdelen van de wisselstroommotor zijn de rotor en de stator, zoals te zien is in figuur 1.

Een rotor is een roterend onderdeel van de wisselstroommotor dat wordt ondersteund door een set lagers om een feilloze rotatie mogelijk te maken, ondergebracht in de eindbellen. De lagers worden in de eindtappen geperst die met een smeermiddel zijn gevuld om een vloeiende beweging mogelijk te maken.

De stator is het vaste of stationaire deel van de motor waarin de eindklokken zijn bevestigd en de wikkelingen zijn gewikkeld rond de gelamineerde ijzeren platen die een elektromagnetisch draaiveld creëren wanneer de spoel onder spanning wordt gezet.

Motoren zijn zeer veelzijdige elektromechanische componenten omdat zij kunnen worden gedimensioneerd, geconfigureerd en geconstrueerd om in elke situatie te passen of elke taak uit te voeren. Een groot percentage van de motoren die in de industrie worden gebruikt zijn eenfasige en driefasige motoren, zoals te zien is in figuur 2.

Fig.2: Driefasige inductiemotor (Afbeelding Courtesy: Wikipedia)

Enfasige inductiemotoren

Een enkelfasige inductiemotor is een elektromotor die werkt op een enkele golfvorm van wisselstroom. Eenfasige inductiemotoren worden gebruikt in woontoepassingen voor wisselstroomtoestellen in één- of meergezinswoningen. Er zijn drie soorten eenfase-inductiemotoren: de shaded pole, split phased, en condensator motoren.

Shaded pole Motor

Shaded Pole motoren, zoals te zien in figuur 3, zijn eenfase-inductiemotoren die kleine koelventilatoren in koelkasten in computers aandrijven. Zij behoren tot de familie van de inductie eekhoornkooi motoren die worden gebruikt in beperkte toepassingen die minder dan 3/4 pk vereisen, meestal variërend van 1/20 tot 1/6 pk.

De zwaarste belasting een gearceerde pool motor kan draaien component die is zeer licht in gewicht en in staat om te draaien in lage dichtheid, Meestal wanneer gearceerde pool motoren gaan slecht ze worden gegooid in de prullenbak en een nieuwe wordt gekocht.

Fig.3: Shaded Pole Motor

Fig.4: Shaded Pole Motor Wiring Diagram

De statorpolen zijn voorzien van een extra wikkeling in elke hoek, de zogenaamde schaduwwikkeling, zoals te zien is in fig.4. Deze wikkelingen hebben geen elektrische verbinding voor het starten maar gebruikt geïnduceerde stroom om een roterend magnetisch veld te maken.

De poolstructuur van de in de schaduw geplaatste poolmotor maakt de ontwikkeling van een roterend magnetisch veld mogelijk door de opbouw van magnetische flux te vertragen. Een koperen geleider isoleert het beschaduwde gedeelte van de pool en vormt er een volledige omwenteling omheen. In het beschaduwde gedeelte neemt de magnetische flux toe, maar deze wordt vertraagd door de stroom die in de koperen afscherming wordt geïnduceerd. 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: Split Phase Motor Wiring Diagram

De split phase motor kan gevonden worden in toepassingen die 1/20 HP tot 1/3 HP vereisen, wat betekent dat het alles kan draaien van bladen op een plafondventilator, wasmachines kuipen, ventilatormotoren voor olie ovens, en kleine pompen.

De centrifugaalschakelaar is een normaal gesloten controleapparaat dat in de startwikkeling wordt bedraad. Het doel van deze configuratie is dat de motorstartwikkeling uit het circuit wordt gehaald zodra de motor 75 tot 80% van zijn nominale snelheid bereikt. Hoewel deze centrifugaalschakelaar als een betrouwbare motor wordt beschouwd, is het een bewegend onderdeel dat er soms niet in slaagt opnieuw in te grijpen wanneer de motor stopt met draaien.

Hoe Split Phase Motoren werken

• Om een split phase motor te starten moeten de start- en de run-winding parallel worden geschakeld
• Op 75% van het volledige toerental opent de centrifugaalschakelaar, waardoor de startwikkeling wordt losgekoppeld.
• Nadat de startwikkeling van het circuit is losgekoppeld, werkt de motor via de run-winding.
• Om de stroom van een split-fase motor bij 40% vollasttoerental te verwijderen, sluit de centrifugaalschakelaar. Hiermee wordt de motor uitgeschakeld.

Capacitor motoren

Eenfasige condensator motoren zijn de volgende stap in de familie van eenfasige inductiemotoren. Condensatormotoren bevatten dezelfde start- en loopwikkeling als een tweefasige motor, met uitzondering van de condensator die een motor meer koppel geeft bij het opstarten of wanneer hij draait. Het doel van de condensator is spanning terug te geven aan het systeem wanneer er geen spanning wordt geproduceerd en DAC sinusgolf van een enkelfasig systeem.

In het AC enkelfasige systeem is er slechts één spanningsgolfvorm en tijdens één cyclus van de zieke 60 cps die nodig is om spanning te produceren wordt er op twee punten geen spanning geproduceerd. Het is de taak van de condensator om deze leegte op te vullen, zodat de motor altijd een spanning ziet, wat betekent dat er veel koppel wordt geproduceerd wanneer de motor draait.

De drie soorten condensatormotoren zijn condensatorstart-, condensatorloop- en condensatorstart- en -loopmotoren.

Capacitor Start Inductie Motor

Capacitor start inductie run motoren, zoals te zien in figuur 7, is een enkelfasige inductiemotor waarbij de condensator in serie is geschakeld met de startwikkeling en de centrifugaalschakelaar van de motor. Deze configuratie geeft de motor voorbij startvermogen, maar de toepassing vereist niet veel vermogen tijdens de runtime. Tijdens de runtime speelt de traagheid van de belasting een grote rol in de werking van de motor. Wanneer er een probleem is met de motor is dat meestal te wijten aan een slechte condensator. De motor zal over het algemeen niet draaien tenzij een kracht van buitenaf de as ronddraait; als hij eenmaal is gestart zal hij prima blijven werken totdat de stroom van de motor wordt gehaald.

Condensator startmotoren worden over het algemeen gevonden in AC units, grote ventilatormotoren en condensorventilatoren. De condensator van deze motoren zijn soms ingebouwd in de motor of op afstand van de motor geplaatst, waardoor ze gemakkelijker te vervangen zijn.

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.