Faseopdelings induktionsmotor

Split Phase Motor, også kendt som en Motiv med Startmodstand, har en enkelt kæfigrotor. Stator er udstyret med to forskellige vindinger: hovedvindingen og startvindingen. Disse to vindinger er placeret 90 grader fra hinanden, en konfiguration der spiller en afgørende rolle for motorens funktion.

Hovedvindingen er karakteriseret ved meget lav modstand og høj induktiv reaktans, mens startvindingen har de modsatte egenskaber, med høj modstand og lav induktiv reaktans. Dette forskel i elektriske egenskaber mellem de to vindinger er afgørende for at oprette den nødvendige startmomnet til motoren. Forbindelsesdiagrammet for denne motor vises nedenfor, hvilket illustrerer, hvordan disse komponenter interagerer inden for den elektriske kredsløb:

En modstand er forbundet i serie med hjælpe- (start)vindingen. På grund af denne konfiguration varierer strømmene, der løber gennem de to vindinger. Dermed er det resulterende roterende magnetfelt ikke-uniformt, hvilket fører til et relativt lille startmomnet. Typisk ligger dette startmomnet i området 1,5 til 2 gange den angivne køremomnet. Ved starten er både hoved- og startvindingen forbundet parallel med strømforsyningen.

Når motoren accelererer til ca. 70-80% af synkronhastigheden, frakobles startvindingen automatisk fra strømforsyningen. For motorer med en effekt på omkring 100 Watt eller mere anvendes typisk en centrifugalswitch til at udføre denne frakobling. I modsætning hertil bruges en relæ til at frakoble startvindingen i mindre effektive motorer.

Et relæ er forbundet i serie med hovedvindingen. Under startfasen strømmer en betydelig mængde strøm gennem kredsløbet, hvilket får relækontakterne til at lukke. Dette sætter startvindingen ind i kredsløbet. Når motoren nærmer sig sin forudbestemte driftshastighed, begynder strømmen, der løber gennem relæet, at falde. Til sidst åbner relæet, og frakobler forbindelsen mellem hjælpevindingen og strømforsyningen. På dette tidspunkt fortsætter motoren med at fungere udelukkende på hovedvindingen.

Phasordiagrammet for Split Phase Induction Motor, som forklarer de elektriske forhold og faseforskelle i motoren, vises nedenfor:

Strømmen i hovedvindingen, markeret IM, følger bagud forsyningsstrømmen V med næsten 90 grader. Imidlertid er strømmen i hjælpevindingen, IA, omtrent i fase med linje-spændingen. Dette forskel i fasen mellem de to vindinger resulterer i en tidsforskel mellem deres strømme. Selvom tidsfaseforskellen ϕ ikke er en fuld 90 grader, typisk omkring 30 grader, er det tilstrækkeligt til at generere et roterende magnetfelt. Dette roterende magnetfelt er afgørende for at starte motorens rotation og muliggøre dens drift.

Moments-hastegenskabet for Split Phase motor, som viser, hvordan motorens momenter produceret varierer med dens rotationshastighed, vises nedenfor. Denne karakteristiske kurve giver værdifulde indsigter i motorens ydeevne under forskellige driftsforhold og er afgørende for at forstå dets adfærd og optimere dets anvendelse i forskellige applikationer.

I moments-hastekarakteristikken for Split Phase motor markerer n0 rotationshastigheden, hvorved centrifugalswitchen aktiveres. Startmomnet for motoren med startmodstand måler typisk omkring 1,5 gange dens fuldlastsmomnet. Ved ca. 75% af synkronhastigheden kan motoren opnå et maksimummomnet, der er omtrent 2,5 gange fuldlastsmomnet. Det er dog vigtigt at bemærke, at under start trækker motoren en betydelig strøm, svarende til ca. 7-8 gange fuldlastsværdien.

At vendre retningen af en Resistance Start motor er en enkel proces. Det kan gøres ved simpelthen at vendre linjeforbindelsen enten af hovedvindingen eller startvindingen. Det er vigtigt at understrege, at denne vendring kun kan udføres, når motoren er stillestående; forsøg på at vendre den, mens den er i bevægelse, kan føre til mekanisk og elektrisk skade.

Anvendelser af Split Phase Induction Motor

Split Phase Induction Motor er kendt for deres overkommelige pris. De er velegnet til applikationer, der involverer lette starterlaste, især når frekvensen af startoperationer er relativt lav. På grund af deres begrænsede startmomnet er disse motorer ikke ideelle for drev, der kræver mere end 1 kW effekt. Dog findes de bred anvendelse i en lang række almindelige hjemlige og industrielle apparater:

• Husholdningsapparater: De driver komponenter som vaskemaskiner og luftkonditioneringsventilatorer, hvilket gør, at disse essentielle enheder kan fungere problemfrit.

• Køkken- og rengøringsudstyr: I køkkenet driver de blandere, mens de i rengøringsapplikationer anvendes i gulvpoler, hvilket gør daglige chores mere bekvemme.

• Flydende stofhåndtering og ventilation: Blæsere og sentrifugalpumper, som er afgørende for ventilation og flydende stoftransport i forskellige systemer, ofte benytter Split Phase Induction Motorer for deres drift.

• Machining redskaber: Disse motorer spiller også en rolle i bore- og drejebanemaskiner, bidrager til præcision og effektivitet i machining processer.

Sammenfattende er Split Phase Induction Motor, med sine unikke egenskaber og praktiske anvendelser, stadig en værdifuld komponent i verden af elektrisk ingeniørvidenskab.