Dvoudělný indukční motor
Motor s rozdělenou fází, také známý jako motor s odporovým startem, má rotor s jednou klece. Stator je vybaven dvěma odlišnými vinutími: hlavním vinutím a startovacím vinutím. Tato dvě vinutí jsou prostorově posunuta o 90 stupňů, což hraje klíčovou roli v provozu motoru.
Hlavní vinutí se charakterizuje velmi nízkým odporom a vysokou induktivní reaktancí, zatímco startovací vinutí má opačné vlastnosti, s vysokým odporom a nízkou induktivní reaktancí. Toto rozdílné elektrické vlastnosti mezi oběma vinutími jsou klíčové pro generování potřebného točivého momentu pro start motoru. Připojovací diagram tohoto motoru je uveden níže, ilustrující, jak tyto komponenty interagují v elektrickém obvodu:
Odpor je připojen sériově k pomocnému (startovacímu) vinutí. Díky této konfiguraci se proudy procházející oběma vinutími liší. Následně vzniká neuniformní rotující magnetické pole, což vede k relativně malému startovacímu točivému momentu. Typicky se tento startovací točivý moment pohybuje v rozmezí 1,5 až 2 krát specifikovaný běžný točivý moment. V okamžiku startu jsou obě vinutí, hlavní a startovací, paralelně připojeny k napájecí síti.
Jakmile motor zrychlí na přibližně 70-80 % synchronní rychlosti, startovací vinutí se automaticky odpojí od zdroje napájení. Pro motory s výkonem kolem 100 Wattů nebo vyšším se často používá centrifugální spínač k provedení tohoto odpojení. Naopak pro motory nižšího výkonu slouží relé k odpojení startovacího vinutí.
Relé je připojeno sériově k hlavnímu vinutí. Během fáze startu do obvodu proudí velké množství proudu, což způsobí, že kontakty relé se zavřou. Tímto aktem se startovací vinutí zapojí do obvodu. Jak motor přibližuje svou stanovenou pracovní rychlost, proud procházející relé začíná klesat. Nakonec se relé otevře a odpojí pomocné vinutí od zdroje napájení. V tomto bodě motor pokračuje v provozu pouze na hlavním vinutí.
Fázorový diagram motoru s rozdělenou fází, který vysvětluje elektrické vztahy a fázové rozdíly uvnitř motoru, je zobrazen níže:
Proud v hlavním vinutí, označený jako IM, zaostává za napětím zdroje V téměř o 90 stupňů. Naopak proud v pomocném vinutí, IA, je přibližně ve fázi s napětím sítě. Tento rozdíl v fázovém vztahu mezi oběma vinutími vede k časovému rozdílu mezi jejich proudy. I když časový fázový rozdíl ϕ není plných 90 stupňů, typicky je asi 30 stupňů, je to dostatečné pro generování rotujícího magnetického pole. Toto rotující magnetické pole je klíčové pro iniciování otáčení motoru a umožnění jeho fungování.
Karakteristika točivého momentu - rychlost motoru s rozdělenou fází, která ukazuje, jak se točivý moment motoru mění s jeho otáčkovou rychlostí, je uvedena níže. Tato charakteristická křivka poskytuje cenné informace o výkonu motoru za různých provozních podmínek a je nezbytná pro pochopení jeho chování a optimalizaci jeho použití v různých aplikacích.
V karakteristice točivého momentu - rychlost motoru s rozdělenou fází označuje n0 otáčkovou rychlost, při které se aktivuje centrifugální spínač. Startovací točivý moment motoru s odporovým startem běžně měří přibližně 1,5 krát jeho točivý moment při plné zátěži. Při přibližně 75 % synchronní rychlosti může motor dosáhnout maximálního točivého momentu, který je přibližně 2,5 krát točivý moment při plné zátěži. Je však důležité poznamenat, že během startu motor spotřebovává významný proud, odpovídající asi 7 až 8 krát hodnotě plné zátěže.
Obrácení směru otáčení motoru s odporovým startem je jednoduchý proces. Lze ho provést jednoduše obrácením spojení sítě buď hlavního vinutí, nebo startovacího vinutí. Je důležité zdůraznit, že toto obrácení lze provést pouze tehdy, když je motor stacionární; pokus o obrácení během pohybu může vést k mechanické a elektrické poškození.
Aplikace motoru s rozdělenou fází
Motory s rozdělenou fází jsou proslulé svou cenovou dostupností. Jsou vhodné pro aplikace s náklady, které jsou snadné na start, zejména když je frekvence startovacích operací relativně nízká. Kvůli svému omezenému startovacímu točivému momentu nejsou tyto motory ideální pro pohon, který vyžaduje více než 1 kW výkonu. Nicméně, nacházejí široké uplatnění v řadě běžných domácích a průmyslových přístrojů:
Domácí přístroje: Poskytují pohon komponent, jako jsou pračky a větráky klimatizačních systémů, což umožňuje hladkou funkci těchto nezbytných zařízení.
Kuchyňské a čisticí zařízení: V kuchyni pohánějí mixéry a mletnice, zatímco v čisticích aplikacích se používají v nádobí polerách, což usnadňuje každodenní práce.
Manipulace s tekutinami a větrání: Větráky a čerpadla, která jsou klíčová pro větrání a přepravu tekutin v různých systémech, často spoléhají na motory s rozdělenou fází pro svůj provoz.
Stroje pro obrábění: Tyto motory hrají roli také v vrtačkách a točných strojích, přispívají k přesnosti a efektivitě obráběcích procesů.
Zkrátka, motor s rozdělenou fází, s jeho výraznými charakteristikami a praktickými aplikacemi, zůstává cennou součástí v oboru elektrotechniky.
