Aangezien de stroomvereisten van systemen met enkele belasting meestal klein zijn, worden al onze huizen en kantoren alleen voorzien van een enkelfasige wisselstroomvoeding. Om de juiste werkomstandigheden te krijgen met deze enkelfasige voeding, moeten compatibele motoren worden gebruikt. Behalve dat het compatibel is, de motoren moeten economisch, betrouwbaar en gemakkelijk te repareren zijn. Men kan al deze kenmerken gemakkelijk vinden in een enkelfasige inductiemotor. Vergelijkbaar met driefasige motoren, maar met enkele aanpassingen, zijn enkelfasige inductiemotoren een uitstekende keuze voor huishoudelijke apparaten. Hun eenvoudige ontwerp en lage kosten hebben veel toepassingen opgeleverd.
Definitie van eenfase-inductiemotor
Eenfasige inductiemotoren zijn de eenvoudige motoren die werken op eenfasige wisselstroom en waarbij koppel wordt geproduceerd als gevolg van inductie van elektriciteit veroorzaakt door de wisselende magnetische velden. Eenfasige inductiemotoren zijn van verschillende typen op basis van hun startomstandigheden en verschillende factoren. Zij zijn-
1). Split-phase motoren.
- Weerstandstartmotoren.
- Elektrische startmotoren.
- Permanente split-condensatormotor.
- Tweevoudige condensatormotor.
2). Inductiemotoren met gearceerde polen.
3). Reluctantie-start inductiemotor.
4). Afstoting - start inductiemotor.
Constructie van eenfase-inductiemotor
De belangrijkste onderdelen van een enkelfasige inductiemotor zijn de stator, rotor, Wikkelingen De stator is het vaste deel van de motor waaraan wisselstroom wordt geleverd. De stator bevat twee soorten wikkelingen. De ene is de hoofdwikkeling en de andere is de hulpwikkeling. Deze wikkelingen staan loodrecht op elkaar. Een condensator is parallel aan de hulpwikkeling bevestigd.
Zoals A.C. levering wordt gebruikt voor het werken met een enkelfasige inductiemotor, er moet op bepaalde verliezen worden gelet, zoals: wervelstroomverlies, hystereseverlies. Om het wervelstroomverlies op te heffen is de stator voorzien van gelamineerd stempelen. Om de hystereseverliezen te verminderen, worden deze stampen meestal gebouwd met siliciumstaal.
De rotor is het roterende deel van de motor. Hier is de rotor vergelijkbaar met de rotor van de eekhoornkooi. Behalve dat de rotor cilindrisch is, heeft de rotor over het hele oppervlak sleuven. Om een soepele, behoorlijk werkende motor te krijgen, door magnetische vergrendeling van de stator en rotor te voorkomen, zijn de sleuven scheef in plaats van parallel.
Rotorgeleiders zijn de aluminium of koperen staven, die in de sleuven van de rotor worden geplaatst. Eindringen van aluminium of koper sluiten de rotorgeleiders elektrisch kort. In deze enkelfasige inductiemotor sleepringen en commutatoren worden niet gebruikt, dus hun constructie wordt heel eenvoudig en gemakkelijk.
Equivalent circuit van eenfase-inductiemotor
Op basis van de theorie van het dubbele roterende veld kan het equivalente circuit van de enkelfasige inductiemotor worden getekend. Het circuit wordt op twee posities getekend - stilstaande rotorconditie geblokkeerde rotorconditie.
De motor met geblokkeerde rotorconditie werkt als een transformator met zijn secundaire wikkeling kortgesloten.
equivalent circuit van eenfasige inductiemotor
In stilstaande rotorconditie zijn twee roterende magnetische velden in tegengestelde richting met gelijk verdeelde magnitudes en lijken ze in serie met elkaar te zijn verbonden.
eenfasig inductiemotorcircuit in stilstaande rotorconditie
Werkingsprincipe van eenfase-inductiemotor
De hoofdwikkeling van eenfasige inductiemotoren wordt geleverd met een enkelfasige wisselstroom. Dit veroorzaakt een fluctuerende magnetische flux rond de rotor. Dit betekent dat als de richting van de wisselstroom verandert, de richting van het opgewekte magnetische veld verandert. Dit is niet genoeg om de rotor te laten draaien. Hier wordt het principe van de theorie van het dubbele roterende veld toegepast.
Volgens de theorie van het dubbele roterende veld is een enkel afwisselend veld het gevolg van de combinatie van twee velden van gelijke grootte maar die in de tegenovergestelde richting draaien. De grootte van deze twee velden is gelijk aan de helft van de grootte van het wisselveld. Dit betekent dat wanneer wisselstroom wordt toegepast, twee velden van halve magnitude worden geproduceerd met gelijke magnitudes, maar die in tegengestelde richtingen draaien.
Dus nu stroomt er een stroom in de stator en het magnetische veld draait dus om de rotor De wet van Faraday van elektromagnetische inductie werkt op de rotor. Volgens deze wet produceren de draaiende magnetische velden elektriciteit in de rotor die kracht ‘F’ genereert die de rotor kan laten draaien.
Waarom start een enkelfasige inductiemotor niet zelf?
Wanneer de elektromagnetische inductiewet van tegenwoordig op de rotor wordt toegepast, wordt elektriciteit opgewekt en wordt er kracht op de rotorstaven opgewekt. Maar volgens de Double Revolving Field-theorie zijn er twee magnetische velden met dezelfde grootte maar die in de tegenovergestelde richting draaien. Er worden dus twee krachtvectoren geproduceerd met dezelfde grootte maar tegengesteld in richting.
Deze krachtvectoren zorgen er dus niet voor dat de rotor draait, omdat ze van dezelfde grootte zijn maar tegengesteld in richting. Eenfasige inductiemotoren zijn dus niet zelfstartend. De motor zoemt gewoon in deze toestand. Om deze situatie te voorkomen en de rotor te laten draaien, moet de startkracht worden uitgeoefend voor een enkelfasige motor. Als de kracht in de ene richting groter wordt dan de kracht in de andere richting, gaat de rotor draaien. In enkelfasige inductiemotoren worden hiervoor hulpwikkelingen gebruikt.
Startmethoden van eenfase-inductiemotor
Eenfasige inductiemotor heeft geen startkoppel, dus externe schakelingen zijn nodig om dit startkoppel te leveren. De stator van deze motoren bevat hiervoor een hulpwikkeling. De hulpwikkeling is parallel geschakeld aan een condensator. Wanneer de condensator is ingeschakeld, vergelijkbaar met de hoofdwikkeling, waarbij twee magnetische velden van dezelfde grootte worden rondgedraaid, maar de tegengestelde richting wordt waargenomen bij de hulpwikkeling.
Van deze twee magnetische velden van hulpwikkeling, annuleert de ene een van de magnetische velden van de hoofdwikkeling, terwijl de andere optelt met een ander magnetisch veld van de hoofdwikkeling. Dit resulteert dus in een enkel ronddraaiend magnetisch veld met een hoge magnitude. Dit produceert kracht in één richting, waardoor de rotor roteert. Zodra de rotor begint te draaien, draait deze zelfs als de condensator is uitgeschakeld.
Er zijn verschillende vermeldingsmethoden voor enkelfasige inductiemotoren. Meestal worden deze motoren gekozen op basis van hun startmethoden. Deze methoden kunnen worden geclassificeerd als
- Split-phase starten.
- Gearceerde pool starten.
- Afstotingsmotor start
- Met tegenzin beginnen.
In de split-phase start heeft de stator twee soorten wikkelingen - hoofdwikkeling en hulpwikkeling, parallel geschakeld. Motoren met dit type startmethoden zijn
- Weerstands split-phase motoren.
- Condensator split-phase motoren.
- Condensatoren starten en laten motoren draaien.
- Door condensator aangedreven motor.
Eenfase inductie condensator-startmotor
Dit wordt ook wel een condensator split-phase motor genoemd. Hier is het aantal windingen van de hulpwikkeling gelijk aan dat van de hoofdwikkeling. De condensator is in serie geschakeld met hulpwikkeling. De hulpwikkeling wordt losgekoppeld met behulp van een centrifugaalschakelaar wanneer de rotor 75% van de synchrone snelheid bereikt. De motor blijft versnellen totdat hij de normale snelheid bereikt.
Het vermogen van condensator-startmotoren ligt tussen 120W en 750W. Deze motoren kiezen meestal voor toepassingen zoals koelkasten, airconditioners, enz .. vanwege hun hoge startkoppel.
Toepassingen van eenfasige inductiemotor
Deze motoren worden gebruikt in ventilatoren, koelkasten, airconditioners, stofzuigers, wasmachines, centrifugaalpompen, gereedschappen, kleine landbouwtoestellen, blazers enz ... Deze worden meestal gebruikt voor apparaten met een laag vermogen maar constant toerental, zoals landbouwwerktuigen en machines waar driefasevoeding is niet beschikbaar. Motoren van 1/400 kW tot 1/25 kW worden gebruikt in speelgoed, haardrogers, enz ...
Dus in feite gebruiken we een enkele fase inductiemotoren in ons dagelijks leven vaak. Deze motoren zijn gemakkelijk te repareren. Toch kleven er enkele nadelen aan deze motoren. Welke van de nadelen van deze motoren ben je tegengekomen? Kun je er een paar noemen?
Afbeeldingsbron: Eenfasige inductiemotorcircuits
