Motor monofazat - un motor electric, proiectat structural pentru conectarea la o rețea de curent alternativ monofazat .
Un motor monofazat ar trebui să fie distins ca un motor asincron care are o înfășurare funcțională pe stator și un motor proiectat pentru a fi conectat la o rețea de curent alternativ monofazat. Acesta din urmă poate fi realizat structural ca un motor cu două faze sau, în unele cazuri, ca un motor trifazat .
Într-un motor cu o înfășurare a statorului care funcționează, curentul înfășurării monofazate creează un câmp magnetic pulsatoriu. Poate fi descompus în două câmpuri rotative îndreptate în direcții opuse și având amplitudini egale. Când rotorul este staționar, aceste câmpuri creează aceeași magnitudine, dar diferite în momente de semn. Prin urmare, la pornire, cuplul rezultat al unui motor care nu are dispozitive speciale de pornire este zero, iar motorul nu poate începe să se rotească. Totuși, dacă rotorul este adus în rotație într-un sens sau altul, atunci unul dintre momente va prevala și arborele motorului va continua să se rotească în sensul de rotație inițială [1] .
Există mai multe moduri de a face un motor monofazat cu pornire automată.
Într-un motor cu stâlp umbrit, fiecare pol este împărțit în două sau mai multe bucăți. O parte a stâlpului rămâne neecranată, iar restul este pusă o bobină scurtcircuitată (ecran) sub forma unui inel de cupru. [2] [3] Când se aplică curent alternativ în înfășurarea statorului, fluxul magnetic prin capătul neecranat al polului crește și scade în conformitate cu curentul prin înfășurarea statorului. Pe polul ecranat, creșterea sau scăderea fluxului magnetic este împiedicată de EMF indus în ecran, dar deoarece rezistența electrică a ecranului este finită, fluxul magnetic la capătul ecranat al polului crește și scade și el, dar cu o defazare în raport cu capătul neecranat. Datorită acestui fapt, câmpul magnetic pulsatoriu primește o componentă rotativă și devine eliptică, capabilă să genereze un cuplu de pornire.
Motorul cu poli ecranați are o eficiență scăzută, un cuplu de pornire scăzut și, prin urmare, astfel de motoare sunt cel mai adesea produse cu putere redusă. Ele sunt cele mai utilizate pe scară largă la ventilatoarele mici din aparatele electrocasnice. Un exemplu binecunoscut de utilizare a unui astfel de motor este cel mai masiv ventilator sovietic „VN-2”, cu o putere de 15 wați. O caracteristică a designului său este instalarea unui rulment cu bile doar pe o parte a arborelui motorului (opus rotorului ventilatorului), ca urmare, datorită sarcinilor semnificative de încovoiere, rulmentul (și motorul) face mult zgomot chiar și la viteze mici.
În acest motor, statorul conține două înfășurări, dintre care una este înfășurarea principală (de lucru), iar a doua este auxiliară (pornire), conectată numai pentru timpul de pornire. Din punct de vedere structural, acest motor este bifazat , dar numai una dintre înfășurări este utilizată în modul de funcționare.
La pornire, înfășurarea de lucru este conectată direct la rețea, în paralel cu aceasta, înfășurarea de pornire este conectată pentru o perioadă scurtă de timp. [4] Pentru a crea un câmp magnetic rotativ, este necesar ca fluxul magnetic prin înfășurarea de pornire să fie defazat față de cel de lucru. Pentru a crea o schimbare a curentului de fază în serie cu înfășurarea, conectați un condensator , o rezistență activă externă sau o inductanță externă, cu toate acestea, pentru multe motoare monofazate, nu sunt necesare dispozitive externe: pentru aceasta, înfășurarea de pornire se realizează cu o fază de pornire crescută. rezistenţă. În acest scop, înfășurarea de pornire este înfășurată dintr-un fir de secțiune transversală mai mică decât cea de lucru, sau se realizează cu o înfășurare parțial bifilară. În acest caz, lungimea firului de înfășurare crește, rezistența sa activă crește, iar rezistența inductivă și forța magnetomotoare rămân aceleași ca și fără spire bifilare. Pentru a forma spire bifilare, bobina de înfășurare de pornire este formată din două secțiuni cu direcție de înfășurare opusă. O secțiune, a cărei direcție de înfășurare coincide cu polaritatea necesară pentru pornirea mașinii, se numește secțiunea principală, iar secțiunea cu contraînfășurare se numește bifilară. Secțiunea bifilară are întotdeauna mai puține spire decât cea principală. [5]
În acest caz, înfășurarea de pornire este, de asemenea, conectată direct. Deoarece înfășurarea este conectată pentru o perioadă scurtă de timp, pierderile și încălzirea înfășurării de pornire nu sunt de mare importanță. După pornirea motorului, înfășurarea de pornire este oprită de un comutator centrifugal, buton de pornire sau releu de pornire, după care se folosește numai înfășurarea de lucru până când motorul se oprește. Nu este permisă funcționarea prelungită a motorului cu înfășurarea de pornire conectată pentru a evita supraîncălzirea [5] , precum și utilizarea eronată a motorului ca condensator.
Avantajul unui astfel de motor este absența totală a condensatorilor de pornire și de funcționare. Dezavantajele sunt cuplul de pornire scăzut, prezența dispozitivelor de comutare în circuitul de înfășurare de pornire, eficiența mai mică decât alte tipuri de motoare asincrone.
Motorul monofazat cu înfășurare de pornire este utilizat pe scară largă pentru a conduce compresoarele din frigiderele de uz casnic . Un astfel de compresor trebuie utilizat cu un releu de pornire modular special care conține într-o carcasă un releu de pornire pentru pornire și un releu termic pentru protecția motorului.
Reprezintă un motor electric bifazat , unul dintre înfășurările căruia este conectat direct la o rețea monofazată, iar al doilea este conectat la rețea printr-un condensator de defazare, în legătură cu care acest motor este numit condensator. Principala diferență față de un motor monofazat cu o înfășurare de pornire este că ambele înfășurări funcționează și participă la crearea cuplului la viteza de funcționare.
Valoarea capacității condensatorului este selectată astfel încât câmpul magnetic să fie cel mai apropiat de circular la viteza de funcționare. Datorită faptului că impedanța înfășurării se modifică cu viteza, motorul condensatorului prezintă o scădere a cuplului la pornire. Dacă valoarea cuplului de pornire este critică, pentru a preveni scăderea acestuia, capacitatea condensatorului trebuie mărită. Pentru aceasta, se folosește un lanț de doi condensatori: de lucru , conectat la motor în mod constant și pornit , conectat în paralel cu cel de lucru numai în momentul pornirii. După ce motorul a accelerat până la turația de funcționare, condensatorul de pornire este oprit de un comutator centrifugal, un buton de pornire sau un releu de pornire.
Avantajul unui motor cu condensator este cea mai mare eficiență și alți parametri de funcționare dintre motoarele asincrone conectate direct la o rețea monofazată: caracteristicile sale sunt cele mai apropiate de cele ale unui motor asincron trifazat . Ca dezavantaje, trebuie remarcată prezența condensatoarelor generale , cu toate acestea, odată cu apariția condensatoarelor speciale de lucru din polipropilenă și a pornirii electrolitice, acest dezavantaj a devenit mai puțin critic. De asemenea, dezavantajele includ prezența dispozitivelor de comutare în circuitul condensatorului de pornire, dacă există.
Motoarele condensatoare sunt utilizate pe scară largă pentru a conduce aer și alte compresoare , compresoare de aer condiționat , ventilatoare , pentru a conduce pompe în diverse scopuri, pentru a conduce desktop și alte mașini cu putere redusă. Anterior, astfel de motoare erau folosite pentru a conduce mașinile de spălat cu activator .
Un motor electric asincron trifazat poate funcționa și într-o rețea monofazată. În acest mod, motorul are o scădere a cuplului limitator și pierdere de putere . În acest caz, este necesar să porneascăcircuit de defazare , care este de obicei construit fie dintr-o capacitate , fie dintr- o inductanță :
Dintre toate opțiunile de mai sus, cea mai eficientă este utilizarea condensatoarelor cu defazare, care pot fi utilizate ca condensatoare de aceleași tipuri care sunt disponibile pentru utilizare cu motoarele cu condensator. În acest caz, motorul funcționează ca un motor condensator cu pierderi minime de putere. Capacitatea este selectată astfel încât să ofere un cuplu maxim la viteza de funcționare. Dacă motorul este pornit în stare încărcată, un condensator de pornire trebuie conectat pentru scurt timp în paralel cu condensatorul de lucru în momentul pornirii.
De regulă, motoarele trifazate sunt convertite într-o rețea monofazată, de obicei în producție privată sau la scară mică, datorită caracterului de masă al unor astfel de tipuri de motoare.
Designul statorului unui motor electric sincron monofazat este similar cu cel al unui motor electric sincron monofazat. Motoarele electrice sincrone de putere redusă sunt utilizate pe scară largă, care, atunci când sunt pornite, pot fi pornite într-o direcție arbitrară de rotație. Un exemplu de aplicare extinsă a acestui tip de motor este acționarea plăcii rotative în cuptoarele cu microunde .
Motorul electric de colector universal (UKD) este un tip de mașină de colector de curent continuu care poate funcționa atât cu curent continuu, cât și cu curent alternativ [6] .
Avantajele motoarelor de acest tip includ putere mare cu dimensiuni mici, ușurință în reglarea vitezei, dezavantajele sunt un nivel ridicat de zgomot și o durată de viață scurtă datorită prezenței pieselor zgomotoase și de uzură - un colector și perii . Este utilizat pe scară largă în uneltele electrice de mână și în aparatele electrocasnice portabile .
Motor electric monofazat Copie arhivată din 28 iunie 2010 la Wayback Machine Motor electric asincron monofazat - dispozitiv, principiu de funcționare Copie arhivată din 7 aprilie 2020 la Wayback Machine