Fasinducerad motor

Split Phase Motor, även känd som Resistance Start Motor, har en enkel kägelformad rotor. Statorn är utrustad med två distinkta vindningar: huvudvindningen och startvindningen. Dessa två vindningar är rymdvis förskjutna med 90 grader, en konfiguration som spelar en viktig roll i motorns funktion.

Huvudvindningen kännetecknas av sin mycket låga resistans och höga induktiva reaktans, medan startvindningen visar motsatta egenskaper, med hög resistans och låg induktiv reaktans. Denna olikhet i elektriska egenskaper mellan de två vindningarna är nyckeln till att generera den nödvändiga momentet för att starta motorn. Anslutningsdiagrammet för denna motor visas nedan, vilket illustrerar hur dessa komponenter interagerar inom det elektriska kretssystemet:

En resistor är ansluten i serie med hjälpvindningen (startvindningen). På grund av denna disposition skiljer sig strömmarna genom de två vindningarna åt. Detta resulterar i ett icke-uniformt roterande magnetfält, vilket leder till ett relativt litet startmoment. Typiskt ligger detta startmoment i området 1,5 till 2 gånger den angivna driftmomentet. Vid start är både huvud- och startvindning anslutna parallellt till strömförsörjningen.

När motorn accelererar till cirka 70-80% av synkronhastigheten kopplas startvindningen automatiskt från strömkällan. För motorer med en effekt på ca 100 watt eller mer används vanligtvis en centrifugalkontakt för att utföra denna koppling. För lägre effektmotorer använder man istället en relä för att koppla bort startvindningen.

En relä är ansluten i serie med huvudvindningen. Under startfasen flödar en betydande ström genom kretsen, vilket gör att reläkontakter stängs. Detta placerar startvindningen i kretsen. När motorn närmar sig sin fördefinierade drift hastighet börjar strömmen genom reläet sjunka. Till slut öppnar reläet, vilket bryter anslutningen av hjälpvindningen från strömförsörjningen. I detta skede fortsätter motorn att fungera enbart på huvudvindningen.

Fasordiagrammet för Split Phase Induction Motor, vilket förklarar de elektriska relationerna och fasforskjutningarna inom motorn, visas nedan:

Strömmen i huvudvindningen, betecknad IM, följer efter spänningsförsörjningen V med nästan 90 grader. I kontrast är strömmen i hjälpvindningen, IA, ungefär i fas med linjespänningen. Denna olikhet i fassambandet mellan de två vindningarna resulterar i en tidsforskjutning mellan deras strömmar. Medan tidsfasforskjutningen ϕ inte är fulla 90 grader, vanligtvis runt 30 grader, är det tillräckligt för att generera ett roterande magnetfält. Detta roterande magnetfält är avgörande för att initiera motorns rotation och möjliggöra dess drift.

Moment-hastighetskaraktäristiken för Split Phase-motorn, vilken illustrerar hur momentoutputen varierar med rotationshastigheten, visas nedan. Denna karaktäristikkurva ger värdefull information om motorprestandan under olika driftförhållanden och är avgörande för att förstå dess beteende och optimera dess användning i olika applikationer.

I moment-hastighetskaraktäristiken för Split Phase-motorn markerar n0 rotationshastigheten vid vilken centrifugalkontakten aktiveras. Startmomentet för motorn med resistanskoppling mäter vanligtvis runt 1,5 gånger dess fullbelastningsmoment. Vid ungefär 75% av synkronhastigheten kan motorn uppnå ett maximalt moment som är ungefär 2,5 gånger fullbelastningsmomentet. Det är dock viktigt att notera att vid start drar motorn en betydande ström, som uppgår till ca 7-8 gånger fullbelastningsvärdet.

Att byta riktning på en Resistance Start-motor är en enkel process. Det kan åstadkommas genom att helt enkelt byta linjeanslutningen för antingen huvudvindningen eller startvindningen. Det är viktigt att understryka att denna omkoppling endast kan utföras när motorn är stillastående; försök att växla den medan den är i rörelse kan leda till mekanisk och elektrisk skada.

Tillämpningar av Split Phase Induction Motor

Split Phase Induction Motors är kända för sin kostnadseffektivitet. De är väl lämpade för tillämpningar som involverar laster som är lätta att starta, särskilt när frekvensen av startoperationer är relativt låg. På grund av deras begränsade startmoment är dessa motorer inte idealiska för drivningar som kräver mer än 1 kW effekt. Trots detta används de omfattande i en rad vanliga hushålls- och industriella apparater:

• Hushållsapplikationer: De driver komponenter som tvättmaskiner och luftkonditionersfläktar, vilket underlättar den smidiga drift av dessa viktiga enheter.

• Kök och rengöringsutrustning: I köket drivs blandare och malaxare, medan i rengöringsapplikationer används de i golvpolisserv, vilket gör dagliga sysslor mer bekväma.

• Flytande medelhantering och ventilation: Fläktar och centrifugalpumpar, som är viktiga för ventilation och transport av flytande medel i olika system, litar ofta på Split Phase Induction Motors för deras drift.

• Verktyg för maskinbearbetning: Dessa motorer spelar också en roll i borr- och vrutsverktyg, vilket bidrar till precision och effektivitet i bearbetningsprocesser.

Sammanfattningsvis är Split Phase Induction Motor, med sina distinkta egenskaper och praktiska tillämpningar, fortfarande en värdefull komponent inom elteknikens värld.