มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสแยก

มอเตอร์เฟสแยก หรือเรียกอีกอย่างว่า มอเตอร์เริ่มต้นด้วยความต้านทาน มีโรเตอร์แบบกรงกระรอกเดี่ยว สเตเตอร์ของมันประกอบด้วยสองวงจรขดลวดที่แตกต่างกัน: วงจรขดลวดหลักและวงจรขดลวดเริ่มต้น สองวงจรขดลวดนี้ถูกวางให้ห่างกัน 90 องศา ซึ่งเป็นการจัดวางที่มีบทบาทสำคัญในการทำงานของมอเตอร์

วงจรขดลวดหลักมีคุณสมบัติที่มีความต้านทานต่ำมากและอิน덕ทีฟรีแอคแตนซ์สูง ในขณะที่วงจรขดลวดเริ่มต้นมีคุณสมบัติตรงกันข้าม คือมีความต้านทานสูงและอิน덕ทีฟรีแอคแตนซ์ต่ำ ความแตกต่างทางไฟฟ้าระหว่างสองวงจรขดลวดนี้เป็นสิ่งสำคัญในการสร้างแรงบิดที่จำเป็นในการเริ่มต้นมอเตอร์ แผนภาพการเชื่อมต่อของมอเตอร์แสดงไว้ด้านล่าง แสดงให้เห็นว่าส่วนต่างๆ เหล่านี้ทำงานร่วมกันภายในวงจรไฟฟ้าอย่างไร:

ตัวต้านทานถูกต่ออนุกรมกับวงจรขดลวดเสริม (วงจรขดลวดเริ่มต้น) ด้วยการจัดวางเช่นนี้ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสองวงจรขดลวดจะแตกต่างกัน ผลลัพธ์คือสนามแม่เหล็กหมุนที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้แรงบิดเริ่มต้นค่อนข้างน้อย โดยทั่วไปแล้วแรงบิดเริ่มต้นจะอยู่ในช่วง 1.5 ถึง 2 เท่าของแรงบิดที่กำหนดในการทำงาน เมื่อเริ่มต้น วงจรขดลวดหลักและวงจรขดลวดเริ่มต้นจะถูกต่อขนานกับแหล่งพลังงาน

เมื่อมอเตอร์เร่งความเร็วจนถึงประมาณ 70-80% ของความเร็วซิงโครนัส วงจรขดลวดเริ่มต้นจะถูกตัดออกจากแหล่งพลังงานโดยอัตโนมัติ สำหรับมอเตอร์ที่มีกำลังประมาณ 100 วัตต์หรือมากกว่านั้น จะใช้สวิตช์เซนทริฟูกัลเพื่อทำการตัดวงจรขดลวดเริ่มต้น ในทางกลับกัน สำหรับมอเตอร์ที่มีกำลังต่ำกว่านั้น จะใช้รีเลย์เพื่อตัดวงจรขดลวดเริ่มต้น

รีเลย์ถูกต่ออนุกรมกับวงจรขดลวดหลัก ในระหว่างระยะเริ่มต้น กระแสไฟฟ้าจำนวนมากจะไหลผ่านวงจร ทำให้ตัวต่อรีเลย์ปิด ทำให้วงจรขดลวดเริ่มต้นเข้าสู่วงจร เมื่อมอเตอร์เข้าใกล้ความเร็วการทำงานที่กำหนด กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านรีเลย์จะลดลง จนสุดท้ายรีเลย์จะเปิด ตัดการเชื่อมต่อของวงจรขดลวดเสริมจากแหล่งพลังงาน ในจุดนี้ มอเตอร์จะดำเนินการต่อไปด้วยวงจรขดลวดหลักเท่านั้น

แผนภาพเวกเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสแยก ซึ่งอธิบายความสัมพันธ์ทางไฟฟ้าและความแตกต่างเฟสภายในมอเตอร์ แสดงไว้ด้านล่าง:

กระแสไฟฟ้าในวงจรขดลวดหลัก แทนด้วย IM ล่าช้ากว่าแรงดันไฟฟ้า V ประมาณ 90 องศา ในทางกลับกัน กระแสไฟฟ้าในวงจรขดลวดเสริม IA อยู่ในเฟสเดียวกับแรงดันไฟฟ้าสาย ความแตกต่างในความสัมพันธ์เฟสนี้ทำให้มีความแตกต่างเวลาระหว่างกระแสไฟฟ้าของสองวงจรขดลวด แม้ว่าความแตกต่างเฟส ϕ จะไม่ครบ 90 องศา แต่โดยทั่วไปจะอยู่ประมาณ 30 องศา ซึ่งเพียงพอที่จะสร้างสนามแม่เหล็กหมุน สนามแม่เหล็กหมุนนี้เป็นสิ่งสำคัญในการเริ่มต้นการหมุนของมอเตอร์และทำให้มันสามารถทำงานได้

คุณสมบัติแรงบิด-ความเร็วของมอเตอร์เฟสแยก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแรงบิดที่ออกจากรอบของมอเตอร์เปลี่ยนแปลงตามความเร็วรอบ แสดงไว้ด้านล่าง โค้งคุณสมบัตินี้ให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับประสิทธิภาพการทำงานของมอเตอร์ภายใต้สภาพการทำงานที่ต่างกัน และเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจพฤติกรรมของมันและการปรับใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ

ในคุณสมบัติแรงบิด-ความเร็วของมอเตอร์เฟสแยก n0 หมายถึงความเร็วรอบที่สวิตช์เซนทริฟูกัลทำงาน แรงบิดเริ่มต้นของมอเตอร์เริ่มต้นด้วยความต้านทานโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1.5 เท่าของแรงบิดเต็มโหลด ที่ประมาณ 75% ของความเร็วซิงโครนัส มอเตอร์สามารถบรรลุแรงบิดสูงสุดที่ประมาณ 2.5 เท่าของแรงบิดเต็มโหลด อย่างไรก็ตาม ควรทราบว่าในการเริ่มต้น มอเตอร์จะดึงกระแสไฟฟ้าจำนวนมหาศาล ประมาณ 7 ถึง 8 เท่าของค่าเต็มโหลด

การเปลี่ยนทิศทางของมอเตอร์เริ่มต้นด้วยความต้านทานเป็นกระบวนการที่ง่าย สามารถทำได้โดยการสลับการเชื่อมต่อสายของวงจรขดลวดหลักหรือวงจรขดลวดเริ่มต้น ควรเน้นย้ำว่าการทำเช่นนี้สามารถทำได้เฉพาะเมื่อมอเตอร์หยุดนิ่ง การพยายามเปลี่ยนทิศทางในขณะที่มอเตอร์กำลังทำงานอาจทำให้เกิดความเสียหายทางกลไกและไฟฟ้า

การประยุกต์ใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสแยก

มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสแยกเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องของราคาที่ประหยัด พวกมันเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีภาระที่เริ่มต้นได้ง่าย โดยเฉพาะเมื่อความถี่ของการเริ่มต้นไม่สูง ด้วยแรงบิดเริ่มต้นที่จำกัด พวกมันไม่เหมาะสำหรับเครื่องขับเคลื่อนที่ต้องการกำลังมากกว่า 1 กิโลวัตต์ อย่างไรก็ตาม พวกมันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องใช้ในบ้านและอุตสาหกรรมที่หลากหลาย:

• เครื่องใช้ในบ้าน: พวกมันใช้ขับเคลื่อนส่วนประกอบเช่น เครื่องซักผ้าและพัดลมเครื่องปรับอากาศ ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานได้อย่างราบรื่น

• อุปกรณ์ในห้องครัวและอุปกรณ์ทำความสะอาด: ในห้องครัว พวกมันใช้ขับเคลื่อนเครื่องผสมอาหาร ในขณะที่ในงานทำความสะอาด พวกมันใช้ในเครื่องขัดพื้น ทำให้การทำความสะอาดประจำวันสะดวกสบายขึ้น

• การจัดการของเหลวและการระบายอากาศ: พัดลมและปั๊มเซนทริฟูกัล ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการระบายอากาศและการขนส่งของเหลวในระบบต่างๆ บ่อยครั้งจะใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสแยกในการทำงาน

• เครื่องมือเครื่องจักร: พวกมันยังมีบทบาทในการขับเคลื่อนเครื่องเจาะและเครื่องกลึง ช่วยในการทำงานที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพของกระบวนการกลึง

สรุปแล้ว มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสแยก ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นและการประยุกต์ใช้ที่หลากหลาย ยังคงเป็นส่วนสำคัญในโลกของวิศวกรรมไฟฟ้า