Hvordan fungerer et sammensat vinding på en AC-motor?

Komplekse vindinger (Compound Winding) er en special type vinding, der ofte anvendes i AC-motorer, især i applikationer, der kræver forbedret startydeevne og driftseffektivitet. Komplekse vindinger kombinerer egenskaber fra hovedvindingen (Main Winding) og hjælpevindingen (Auxiliary Winding) for at opnå bedre ydeevne. Her er en detaljeret forklaring på, hvordan komplekse vindinger fungerer, og deres karakteristika:

1. Struktur af komplekse vindinger

Komplekse vindinger består typisk af to dele:

• Hovedvinding: Dette er den primære vinding i motoren, som har ansvar for at give det meste af magnetfeltet og drejningsmomentet under normal drift. Hovedvindingen er normalt forbundet i en stjerne (Y) eller delta (Δ) konfiguration.

• Hjælpevinding: Dette er den sekundære vinding, der bruges til at forbedre motorstarten og driftsegenskaber. Hjælpevindingen er typisk forbundet under opstart og afbrydes, når motoren når en bestemt hastighed.

2. Arbejdsmåde

Startfasen

• Under opstart: Når motoren starter, er både hovedvindingen og hjælpevindingen forbundet. Hjælpevindingen giver et ekstra magnetfelt, der hjælper motoren med at overkomme statisk friktion og inertie, hvilket gør, at den kan nå den beregnede hastighed hurtigere.

• Startstrøm: Tilstedeværelsen af hjælpevindingen hjælper med at kontrollere startstrømmen, hvilket undgår for høje strømstød, der kunne skade motoren eller strømforsyningen.

Driftsfase

• Efter at have nået den beregnede hastighed: Når motoren når den forudbestemte driftshastighed, afbrydes hjælpevindingen, og kun hovedvindingen er i drift. Dette reducerer energiforbruget og forbedrer motorens driftseffektivitet.

• Superposition af magnetfelt: Under startfasen superponerer de magnetfelter, der genereres af hovedvindingen og hjælpevindingen, og skaber et stærkere resulterende magnetfelt, der øger startdrejningsmomentet.

3. Typer af hjælpevindinger

Der findes flere typer hjælpevindinger, herunder:

• Kondensatorstartvinding: Under opstart er hjælpevindingen forbundet gennem en kondensator, der forskyder fasevinklen af strømmen, hvilket øger startdrejningsmomentet. Efter opstart afbrydes hjælpevindingen via en centrifugalswitch.

• Kondensatordriftvinding: Hjælpevindingen er forbundet igennem hele driftsperioden, hvor kondensatoren justerer fasen for at forbedre motorens driftsegenskaber.

• Modstandstartvinding: Hjælpevindingen er forbundet gennem en modstand, der begrænser startstrømmen. Efter opstart afbrydes hjælpevindingen via en centrifugalswitch.

4. Fordele

• Forbedret startydeevne: Komplekse vindinger forbedrer betydeligt motorens startdrejningsmoment, hvilket gør det lettere at starte.

• Kontrolleret startstrøm: Kombinationen af hjælpevinding og kondensatorer kontrollerer effektivt startstrømmen, hvilket reducerer indvirkningen på strømforsyningen.

• Forbedret driftseffektivitet: Afbrydelse af hjælpevindingen efter opstart reducerer energiforbruget og forbedrer motorens driftseffektivitet.

• Forbedret effektfaktor: Brugen af kondensatorer kan forbedre motorens effektfaktor, hvilket reducerer reaktivt effektförbruk.

5. Anvendelser

Komplekse vindinger anvendes bredt i AC-motorer, der kræver god startydeevne og driftseffektivitet, såsom:

• Husholdningsapparater: Køleskabe, luftkonditioneringssystemer, vaskemaskiner osv.

• Industrielle udstyr: Fliser, pumper, kompressorer osv.

Oversigt

Komplekse vindinger optimiserer ydeevnen af AC-motorer både under start- og driftsfaser ved at kombinere egenskaber fra hovedvindingen og hjælpevindingen. Under opstart leverer hjælpevindingen et ekstra magnetfelt, der hjælper med at overkomme startmotstand; under drift afbrydes hjælpevindingen for at reducere energiforbruget og forbedre effektiviteten.