Co je stíněný pólový stejnosměrný motor?

Stínový pól AC motoru je jednofázový AC motor. Má charakteristiky jako jednoduchá konstrukce a nízké náklady a je široce používán v některých malých elektrických spotřebičích.

Konstrukční princip

Konstrukce statoru

Jádro statoru je obvykle salientního typu a má několik magnetických pólů. Na části každého magnetického pólu bude krátkozavřený prsten. Tento krátkozavřený prsten je podobný "pokrytí" části magnetického pólu, proto se nazývá stínový pól.

Například u dvoupólového stínového pólového motoru jsou dva salientní puly, a část každého salientního pólu je obklopena krátkozavřeným prstencem. Krátkozavřený prsten je obvykle vyroben z mědi a spolupracuje s hlavní magnetickou částí pólu.

Princip fungování

Když je na cívku statoru připojen zdroj střídavého proudu, v magnetických pólůch se generuje střídavé magnetické pole. Díky přítomnosti krátkozavřeného prstence je magnetický tok procházející krátkozavřeným prstencem v čase pozadu oproti hlavnímu magnetickému toku.

To je proto, že podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce střídavý hlavní magnetický tok vyvolá v krátkozavřeném prstenci elektromotorickou sílu a pak vygeneruje indukovaný proud. Tento indukovaný proud opět vygeneruje magnetické pole. Podle Lenzova zákona toto magnetické pole brzdí změnu hlavního magnetického toku, což způsobí, že magnetický tok procházející krátkozavřeným prstencem je pozadu.

Například, když hlavní magnetický tok dosáhne své maximální hodnoty, magnetický tok v krátkozavřeném prstenci je stále v fázi vzestupu. Tato fázová rozdílnost magnetického toku vyvolá efekt podobný rotujícímu magnetickému poli na povrchu magnetického pólu, takže rotor motoru je vystaven momentu a začne se otáčet.

Výkonnostní charakteristiky

Spouštěcí charakteristiky

Stínový pól motor má schopnost samočinného startu. Díky magnetickému pozu generovanému krátkozavřeným prstencem může motor automaticky začít otáčet po zapnutí napájení.

Nicméně, jeho spouštěcí moment je poměrně malý. To je proto, že distribuce magnetického pole a způsob generování rotujícího magnetického pole stínového pól motoru určují, že jeho spouštěcí moment je omezený, a je obvykle vhodný pro případy s malými spouštěcími zátěžemi.

Například u malého ventilátoru je spouštěcí odpor lopatek ventilátoru malý, a stínový pól motor může snadno startovat a pohánět ventilátor k otáčení.

Provozní charakteristiky

Během provozu je rychlost motoru zásadně stabilní. Jeho rychlost se mění podle frekvence napájení a počtu párov magnetických pólů. Obvykle je rychlost relativně nízká.

Například při 50Hz napájení je synchronní rychlost dvoupólového stínového pól motoru 3000 otáček za minutu, ale skutečná provozní rychlost bude mírně nižší než synchronní rychlost, a fluktuace rychlosti jsou malé, což poskytuje relativně stabilní výkon.

Účinnost a faktor využití

Účinnost stínového pól motoru je nízká. To je proto, že způsob generování magnetického pole a konstrukční charakteristiky vedou k určité ztrátě energie v procesu převodu energie, včetně měděné ztráty, železné ztráty atd.

Zároveň je faktor využití také relativně nízký. Protože se jedná o jednofázový motor a způsob generování a distribuce magnetického pole je relativně komplexní, poměr aktivního výkonu k zdánlivému výkonu během provozu motoru je malý.

Aplikační scénáře

Díky své jednoduché konstrukci, nízkým nákladům a schopnosti samočinného startu jsou stínové pól motory hlavně používány v případech, kde nejsou požadavky na výkonnost motoru vysoké a zátěž je malá.

Běžné příklady jsou malé elektrické ventilátory, fény, elektrické modely atd. V těchto zařízeních může stínový pól motor splnit základní výkonnostní požadavky, a jeho nízké náklady také splňují ekonomické požadavky produktu.