Wie funktioniert ein einphasiger Induktionsmotor?
In unserem täglichen Leben verwenden wir elektrische Geräte ganz selbstverständlich. Nun – diese hier gezeigten Geräte verwenden einen Einphasen-Induktionsmotor. Aber wie funktioniert dieser Motor? Sobald wir es in die Steckdose stecken? Was sind seine Vor- und Nachteile? Nach diesem Artikel haben Sie eine bessere Vorstellung!
Wenn Sie vom Einphasen-Induktionsmotor sprechen, meinen Sie normalerweise den Kondensatormotor. In diesem Artikel beschränken wir uns auf den Kondensatormotor. Die Funktion dieses Motors ist der Funktion des Drehstrom-Induktionsmotors sehr ähnlich.
Um den Kondensatormotor zu verstehen, sollten Sie zunächst verstehen, wie ein rotierendes Magnetfeld (RMF) mit nur einer einzigen Phase aufgebaut werden kann.
Der Stator besteht aus einem hohlen, zylindrischen Kern mit einer Anzahl gleichmäßig beabstandeter Schlitze, die den Raum für den Stator bereitstellen
Wicklung.
Um den Weg der elektrischen Wirbelströme zu unterbrechen, besteht dieser Kern aus gestapelten Blechen. Platzieren wir also eine Wicklung im Stator und verbinden diese mit einer Wechselstromversorgung. Was Sie sehen, ist ein magnetisches Wechselfeld. Aber um dem Motor ein Anlaufmoment sowie eine definierte Drehrichtung zu geben, brauchen wir ein rotierendes Magnetfeld.
Wie erstellen wir also eine?
Eine Möglichkeit, zu einer RMF zu kommen, besteht darin, eine zweite, sogenannte Hilfswicklung, um 90 Grad versetzt zur Primärwicklung, anzulegen. Außerdem ist der Strom in dieser Hilfswicklung um fast 90 Grad phasenverschoben.
Sie erhalten diese Phasenverschiebung, indem Sie einen Kondensator in Reihe schalten. Jetzt ist es an der Zeit, zum besseren Verständnis in eine andere Ansicht zu wechseln.
Aufgrund des Kondensators ist der magnetische Fluss der Hilfswicklung senkrecht zum Fluss der Hauptwicklung. Wenn Sie diese beiden Flüsse addieren, erhalten Sie den resultierenden magnetischen Fluss. Und Sie erhalten ein rotierendes Magnetfeld.
Da die Hauptwicklung etwa 2/3 der Gesamtwicklung ausmacht, ist die resultierende RMF elliptisch.
Hier ist ein RMF mit zwei Polen. Natürlich können Sie auch einen RMF mit vier oder mehr Polen bauen. Schau dir das Innere des Motors an. Wie Sie gelernt haben, ist die RMF im Stator eingebaut. Der Rotor, der bewegliche Teil des Motors, besteht aus Stäben mit Endkappen auf jeder Seite. Daher kann man diesen Motor auch als a bezeichnen"Käfigläufermotor."Um das Magnetfeld des Rotors und damit das Drehmoment zu verbessern, sind die Rotorstäbe in einem Paket aus Stahlblechen montiert.
Wenn sich das Magnetfeld des Stators dreht, wird in den Stäben des Rotors Spannung induziert. Da die Rotorstäbe an beiden Enden kurzgeschlossen sind, ergibt sich ein geschlossener Weg für den Stromfluss.
Erzeugt in den Rotorstäben ein Magnetfeld, das dem Magnetfeld des Stators entgegenwirkt. Die Richtung der Kraft infolge der Wechselwirkung zwischen Stator- und Rotorfeld kann auch durch das Lorentz-Gesetz bestimmt werden.
Warum Schlupf? Drehmoment kann nur erzeugt werden, wenn der Rotorstrom induziert wird. Mit anderen Worten, der Rotor hat immer eine Drehzahl, die kleiner als die RMF ist. Diesen Unterschied nennt man"UNTERHOSE." Die Funktion einer einphasigen
Induktionsmotor ist der Funktion eines Drehstrommotors sehr ähnlich.
Die Kennlinien sind also auch ähnlich. Mehrere Effekte bestimmen diese Kurve, und Sie können die markanten Punkte markieren. Das Problem bei diesem Motor ist sein geringes Anlaufmoment. Mit einem einfachen Trick können Sie für einen Anfahrschub sorgen. Fügen Sie einen weiteren größeren Kondensator in Reihe zur Hilfswicklung hinzu.
Wegen Überhitzung muss dieser Anlaufkondensator bei einer bestimmten Drehzahl durch einen Fliehkraftschalter abgeschaltet werden. Hat der Asynchronmotor seinen Nennbereich erreicht, kann er seine Nenndrehzahl auch bei wechselnder Belastung recht gut halten. Das liegt daran, dass die Drehmomentkurve am Nennpunkt am tiefsten ist.
Drehstrom-Asynchronmotoren ansehen! Um die Drehrichtung des Motors zu ändern, muss die Stromrichtung innerhalb der Hilfswicklung umgekehrt werden.
Wenn der Hersteller einen Wechselstrommotor mit sechspoligem Motorklemmbrett anbietet, haben Sie eine sehr einfache Aufgabe, die Drehrichtung zu ändern. Ersetzen Sie einfach die Metallbrücken wie im Diagramm angegeben! Alle Werte beziehen sich auf Nennbetrieb.
Im Nennbetrieb hat ein Asynchronmotor das beste Verhältnis von Wirkungsgrad zu Leistungsfaktor. Der Schlupf im Nennbetrieb liegt etwa zwischen drei und sieben Prozent. Dieser Motor hat eine Nenndrehzahl von 1400 U/min. Mit diesen Informationen können Sie die Synchrondrehzahl des RMF und darüber hinaus den Schlupf auswerten.
Die Leistung auf der Motorplatte ist die mechanische Ausgangsleistung. Das Nenndrehmoment kann mit einer bekannten Gleichung berechnet werden. Zur Bestimmung des Betriebskondensators gibt es eine Faustregel: Die Kapazität liegt zwischen 30 Mikrofarad und 50 Mikrofarad pro kW Motorleistung.
Dies ist eine sehr grobe Schätzung. Denn die Größe des Kondensators hängt von der Motorleistung und dem Wicklungsverhältnis von Arbeits- und Hilfswicklung ab. Es ist sehr schwierig, die Kapazität zu bestimmen. Wenden Sie sich am besten an den Hersteller. Der Anlaufkondensator, sofern vorhanden, ist etwa dreimal so groß wie der Betriebskondensator.
Die Nenneingangsleistung bzw. elektrische Leistung lässt sich nun durch eine einfache Gleichung ermitteln. Der Wirkungsgrad ist ein einfaches Verhältnis. Die Isolationsklasse beschreibt die thermische Belastbarkeit der Motorwicklungen.
Der Buchstabe gibt die Fähigkeit der Motorwicklung an, den Betriebstemperaturen über einen bestimmten Zeitraum standzuhalten. Der Code IP oder Ingress Protection definiert, wie gut ein Gehäuse gegen die äußere Umgebung schützt. Je höher die Zahl, desto besser der Schutz.
Die erste Ziffer definiert die Schutzstufe gegen"Feststoffe," der zweite dagegen"Flüssigkeiten." Sie müssen beide Ziffern verwenden, um ein Gehäuse zu definieren. Weitere Informationen zu Ihrem Motor entnehmen Sie bitte dem Datenblatt.
Der Kondensatormotor kann als Asynchron-, Wechselstrom- und Induktionsmotor klassifiziert werden. Es ist ein ziemlich robuster Motor, aber der Schwachpunkt ist der Kondensator und der Drehzahlschalter, wenn Sie einen Anlaufkondensator haben.
Weil Elektronik immer leistungsfähiger und billiger wird,Große Einphasen-Induktionsmotoren werden immer mehr durch VFD-gesteuerte Dreiphasen-Induktionsmotoren ersetzt. Sie sollten wissen, dass kleine VFD an einphasige Spannung angeschlossen werden können.
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