Co to jest zacieniony silnik prądu przemiennego?

Motor przewodnikowy jednofazowy to silnik przemienny jednofazowy. Ma cechy takie jak prosta konstrukcja i niski koszt, i jest szeroko stosowany w niektórych małych urządzeniach elektrycznych.

Zasada konstrukcyjna

Konstrukcja statora

Jądro statora jest zazwyczaj typu wypukłego i ma wiele biegunów magnetycznych. Na części każdego bieguna magnetycznego znajduje się pierścień krótkiego zwarcia. Ten pierścień krótkiego zwarcia jest jakby "zakrywa" część bieguna magnetycznego, dlatego nazywany jest biegunem przewodnikowym.

Na przykład, w silniku przewodnikowym dwubiegunowym są dwa bieguny wypukłe, a część każdego bieguna wypukłego jest otoczona pierścieniem krótkiego zwarcia. Pierścień krótkiego zwarcia jest zazwyczaj wykonany z miedzi i współpracuje z główną częścią pola magnetycznego bieguna.

Zasada działania

Gdy zasilanie przemiennego prądu jest podłączone do cewki statora, powstaje w biegunach pole magnetyczne przemienne. Dzięki obecności pierścienia krótkiego zwarcia, strumień magnetyczny przechodzący przez pierścień krótkiego zwarcia opóźniony jest w czasie względem głównego strumienia magnetycznego.

To jest spowodowane prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya, według którego zmienne główne pole magnetyczne wywoła napęd elektromotoryczny w pierścieniu krótkiego zwarcia, a następnie powstanie prąd indukowany. Ten prąd indukowany wygeneruje na swój rachunek pole magnetyczne. Zgodnie z prawem Lenza, to pole magnetyczne będzie hamować zmianę głównego strumienia magnetycznego, sprawiając, że strumień magnetyczny przechodzący przez pierścień krótkiego zwarcia jest opóźniony.

Na przykład, gdy główny strumień magnetyczny osiąga swoją maksymalną wartość, strumień magnetyczny w pierścieniu krótkiego zwarcia jest nadal w procesie wzrostu. Ta różnica fazowa strumienia magnetycznego powoduje efekt podobny do pola magnetycznego wirującego na powierzchni bieguna, co powoduje, że rotor silnika podlega momentowi obrotowemu i zaczyna się obracać.

Charakterystyka wydajności

Właściwości startowe

Silnik przewodnikowy ma zdolność do samostartu. Dzięki opóźnieniu pola magnetycznego generowanemu przez pierścień krótkiego zwarcia, silnik może automatycznie zacząć się obracać po włączeniu zasilania.

Jednak jego moment startowy jest stosunkowo mały. To wynika z rozkładu pola magnetycznego i sposobu generowania pola magnetycznego wirującego w silniku przewodnikowym, co oznacza, że jego moment startowy jest ograniczony, i jest on zazwyczaj odpowiedni dla sytuacji z małymi obciążeniami startowymi.

Na przykład, w małym wentylatorze, opór startowy łopatek jest mały, a silnik przewodnikowy może łatwo uruchomić i napędzać wentylator.

Właściwości pracy

Podczas pracy prędkość silnika jest zasadniczo stabilna. Jego prędkość zmienia się w zależności od częstotliwości zasilania i liczby par biegunowych. Zazwyczaj prędkość jest stosunkowo niska.

Na przykład, przy zasilaniu 50Hz, prędkość synchroniczna silnika przewodnikowego dwubiegunowego wynosi 3000 obrotów na minutę, ale rzeczywista prędkość pracy będzie nieco niższa niż prędkość synchroniczna, a fluktuacje prędkości są małe, co zapewnia stosunkowo stabilne wyjście mocy.

Efektywność i cosinus phi

Efektywność silnika przewodnikowego jest niska. Wynika to z metody generowania pola magnetycznego i charakterystyk konstrukcyjnych, które prowadzą do pewnej straty energii w procesie konwersji energii, w tym strat miedzianych i żelaznych.

W tym samym czasie, cosinus fi jest również stosunkowo niski. Ponieważ jest to silnik jednofazowy, a metoda generowania i rozprowadzania pola magnetycznego jest stosunkowo skomplikowana, stosunek mocy czynnej do mocy pozornej podczas pracy silnika jest mały.

Scenariusze zastosowania

Dzięki prostej konstrukcji, niskiemu kosztowi i zdolności do samostartu, silniki przewodnikowe są głównie używane w sytuacjach, gdzie wymagania dotyczące wydajności silnika są niewielkie, a obciążenie jest małe.

Najczęstsze zastosowania to małe wentylatory elektryczne, suszarki do włosów, modele elektryczne itp. W tych urządzeniach, silnik przewodnikowy może spełnić podstawowe wymagania energetyczne, a jego niski koszt również odpowiada ekonomicznym wymogom produktu.