Gölgeli pol AC motoru nedir?

Gölgeli kutuplı AC motoru, tek fazlı bir AC motordur. Basit yapısı ve düşük maliyeti gibi özellikleri sayesinde bazı küçük elektrikli aletlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yapısal prensip

Stator yapısı

Stator çekirdeği genellikle belirgin kutup tipindedir ve birden fazla manyetik kütbeden oluşur. Her manyetik kütünün bir kısmında kısa devre halkası bulunur. Bu kısa devre halkası, manyetik kutbun bir kısmını "kapsar" gibi olduğu için gölge kutbu olarak adlandırılır.

Örneğin, iki kutuplu bir gölge kutbu motorunda, iki belirgin kutup bulunmaktadır ve her belirgin kutubun bir kısmı kısa devre halkası ile çevrilidir. Kısa devre halkası genellikle bakır yapıdadır ve manyetik kutbun ana manyetik alan parçasıyla işbirliği yapar.

Çalışma prensibi

Stator sarımıya AC güç kaynağı bağlandığında, manyetik kutuplerde bir değişken manyetik alan oluşturulur. Kısa devre halkasının varlığı nedeniyle, kısa devre halkasından geçen manyetik akış, ana manyetik akıştan zamanlamada geri kalır.

Bu, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, değişken ana manyetik akış kısa devre halkasında bir elektromotif kuvvet indükleyeceğinden ve bu da bir indüklenmiş akım oluşturacağından kaynaklanır. Bu indüklenmiş akım, kendi sırasıyla bir manyetik alan oluşturur. Lenz yasasına göre, bu manyetik alan, ana manyetik akışın değişmesini engelleyeceğinden, kısa devre halkasından geçen manyetik akış gecikecektir.

Örneğin, ana manyetik akış en yüksek değerine ulaştığında, kısa devre halkasındaki manyetik akış hala yükseliş sürecindededir. Bu manyetik akışın faz farkı, manyetik kutup yüzeyinde dönen bir manyetik alana benzer bir etki oluşturur, böylece motor rotoru bir tork altında kalır ve döner.

Performans özellikleri

Başlatma özellikleri

Gölge kutbu motoru, kendiliğinden başlama yeteneğine sahiptir. Kısa devre halkası tarafından üretilen manyetik alan gecikmesi nedeniyle, güç açıldığında motor otomatik olarak dönmeye başlar.

Ancak, başlangıç torku oldukça küçüktür. Bu, gölge kutbu motorunun manyetik alan dağılımı ve dönen manyetik alanın üretim yöntemi, başlangıç torkunun sınırlı olduğunu belirlediği için, genellikle küçük başlangıç yükleri için uygun olur.

Örneğin, küçük bir fan'da, fan bıçaklarının başlangıç direnci küçük olduğundan, gölge kutbu motoru kolayca başlayabilir ve fan'ı döndürebilir.

İşlem özellikleri

İşlem sırasında, motorun hızı temelde sabittir. Hız, güç kaynak frekansına ve manyetik kutup çift sayısına göre değişir. Genellikle, hızı oldukça düşüktür.

Örneğin, 50Hz güç kaynağı altında, iki kutuplu bir gölge kutbu motorun eşzamanlı hızı dakikada 3000 devirdir, ancak gerçek çalışma hızı eşzamanlı hızdan biraz daha düşük olacaktır ve hız dalgalanması küçüktür, bu nedenle daha stabil bir güç çıkışı sağlayabilir.

Verimlilik ve güç faktörü

Gölge kutbu motorunun verimliliği düşüktür. Bu, manyetik alan üretim yöntemi ve yapısal özellikleri, enerji dönüşüm sürecinde belirli miktarda enerji kaybına (bakır kaybı, demir kaybı vb.) neden olduğu için öyledir.

Aynı zamanda, güç faktörü de oldukça düşüktür. Tek fazlı bir motordan dolayı, ve manyetik alanın üretim ve dağıtım yöntemi oldukça karmaşık olduğundan, motorun işlem sırasında aktif gücün görünür gücüne oranı küçüktür.

Uygulama senaryoları

Basit yapısı, düşük maliyeti ve kendiliğinden başlama yeteneği nedeniyle, gölge kutbu motorları genellikle motor performansı gereksinimleri yüksek olmayan ve yük küçük olan durumlarda kullanılır.

Sık görülen örnekler küçük elektrikli fanlar, saç kurutma makinesi, elektrikli modeller vb. Bu cihazlarda, gölge kutbu motoru temel güç gereksinimlerini karşılayabilir ve düşük maliyeti de ürünün ekonomik gereksinimlerini karşılar.