Zentrifugenschalter: Was sind sie und wie funktionieren sie
Was ist ein Zentrifugenschalter?
Ein Zentrifugenschalter ist ein elektrischer Schalter, der durch die Zentrifugalkraft, die von einer rotierenden Welle erzeugt wird, betrieben wird. Diese Zentrifugalkraft wird in der Regel von einem Benzinmotor oder einem Elektromotor bereitgestellt. Zentrifugenschalter sind so konstruiert, dass sie die Drehgeschwindigkeit der Welle aktivieren oder deaktivieren.
Wie funktionieren Zentrifugenschalter?
Ein Zentrifugenschalter ist ein elektrischer Schalter, der normalerweise in Einphasen-Induktionsmotoren und Spaltphasen-Induktionsmotoren gefunden wird.
Dieser Schalter wird verwendet, um eine gesteuerte Schaltoperation zu ermöglichen, die im Motor erforderlich ist, wenn die vorgegebene Motordrehzahl erreicht wird.
Der Zentrifugenschalter basiert auf dem Prinzip der Zentrifugalkraft. Es handelt sich einfach um einen elektrischen Schalter. Diese Schalter sind speziell für Induktionsmotoren in Ein- und Spaltphasen konstruiert.
Da sein Betrieb identisch mit dem eines in Fahrzeugen verwendeten Zentrifugalgebers ist, wird der Zentrifugenschalter allgemein als „Kupplung“ bezeichnet.
Ein Einphasen-Wechselstrommotor hat einen Zentrifugenschalter in seinem Gehäuse, der an der Motorenwelle befestigt ist. Wenn der Motor ausgeschaltet und bewegungslos ist, ist der Schalter geschlossen.
Wenn der Motor eingeschaltet wird, leitet der Schalter Strom zum Kondensator und zur zusätzlichen Wicklung im Motor, was dessen Anfangsdrehmoment erhöht. Mit zunehmender Drehzahl des Motors pro Minute öffnet sich der Schalter, da der Motor keine Unterstützung mehr benötigt.
Ein Zentrifugenschalter löst ein Problem, das mit Einphasen-Wechselstrom-Motoren verbunden ist. Sie entwickeln nicht genug Drehmoment, um aus dem Stillstand heraus anzulaufen.
Ein Schaltkreis schaltet den Zentrifugenschalter ein, um die notwendige Unterstützung zum Start des Motors bereitzustellen. Der Schalter schaltet den Boost-Schaltkreis ab, bis der Motor seine Laufgeschwindigkeit erreicht, und der Motor läuft dann normal.
Symbol für Zentrifugenschalter
Ein Zentrifugenschalter ist eine Art Schalter und kann durch ein elektronisches Symbol dargestellt werden. Ein elektronisches Symbol ist ein Piktogramm, das in der Schaltplanzeichnung eines elektrischen oder elektronischen Schaltkreises verwendet wird, um verschiedene elektrische und elektronische Geräte oder Funktionen wie Leitungen, Batterien, Widerstände und Transistoren darzustellen.
Symbol für Zentrifugenschalter
Ein Schalter ist ein elektrisches Bauteil in der Elektrotechnik, das den Leiterweg in einem elektrischen Schaltkreis verbinden oder trennen, den elektrischen Strom von einem Leiter auf einen anderen umleiten oder unterbrechen kann.
Ein Zentrifugenschalter ist ein Schalter, der durch die Rotation der Welle betrieben wird. Er reagiert auf Geschwindigkeit oder Richtung, indem er nur bei steigender Geschwindigkeit geöffnet wird.
Wie testet man einen Zentrifugenschalter?
Es ist immer besser, den Zentrifugenschalter vor seiner Verwendung in Anwendungen zu testen. Die folgenden Kriterien sollten von einem idealen Zentrifugenschalter erfüllt werden:
Der Prozess sollte über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg gleichmäßig sein.
Für Einfachheit der Konstruktion und niedrige Herstellungskosten sollte die Anzahl der Komponenten der Ausrüstung minimal sein.
Er sollte minimale Reibungselemente haben.
Das Ausschalten/Einschalten-Verhältnis sollte ohne bedeutende Änderungen am Design leicht modifizierbar sein.
Der Schalter ist leicht zugänglich, da die Kommunikationseinheit des Schalters außerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist. So kann der Schalter ohne Demontage der Motoranordnung getestet, gereinigt und ersetzt werden.
Was passiert, wenn der Zentrifugenschalter nicht öffnet?
Wenn der Startschalter nicht öffnet, wenn es erforderlich ist, wird die Startwicklung überhitzen und ausgehen, und der Motor wird beim nächsten Mal nicht starten. Wenn der zentripetale Startschiene nicht geschlossen ist, wird der Motor die Hauptwicklung überhitzen, ohne dass es zu einem Versagen der Hauptwicklung kommt.
Was ist der Effekt, wenn der Zentrifugenschalter nach dem Start des Motors nicht getrennt wird?
Der Zentrifugenschalter sollte etwa bei 70 bis 80 Prozent der vollen Motordrehzahl getrennt werden. Wenn er nicht getrennt wird, fließt weiterhin ein hoher Strom durch die Startwicklung des Motors, was letztendlich zum Versagen der Startwicklung und des Motors führt. Auch die Drehzahl und der Strom können ihr Maximum nicht erreichen.
Was ist der Zweck eines Zentrifugenschalters am Ende eines offenen Motors?
Ein Zentrifugenschalter ist ein elektrischer Schalter, der mit der durch eine rotierende Welle, meist einen Elektromotor oder einen Benzinmotor, erzeugten Zentrifugalkraft arbeitet. Hier wird der Schalter verwendet, um die Startwicklung des Motors zu trennen, sobald der Motor seine normale Betriebsgeschwindigkeit erreicht.
Haben alle Einphasenmotoren einen Zentrifugenschalter?
Es gibt keinen Zentrifugenschalter, so dass die Startwicklung zur Hilfswicklung wird, wenn der Motor die Laufgeschwindigkeit erreicht, was ihn im Wesentlichen zu einem Zweiphasenmotor macht. Sie gelten als die zuverlässigsten Einphasenmotoren, da es keinen zentripetalen Startschiene gibt.
Zentrifugenschalter in Induktionsmotoren
Um zu verstehen, wie dieser Schalter in Induktionsmotoren funktioniert, betrachten wir zunächst das Modell der Induktionsmotoren. Induktionsmotoren bestehen aus einer einzigen Statorwicklung und einer Hilfswicklung. Ein Einphasen-Wechselstrom wird auf die Statorwicklung angewendet.
Die einzelne Statorwicklung kann jedoch nicht genug des benötigten rotierenden Feldes erzeugen, um das Startdrehmoment zu erzeugen. Daher wird eine Hilfswicklung bereitgestellt.
Diese Hilfswicklung erzeugt ein Feld, das phasenverschoben zum Feld der Statorwicklung ist. Das resultierende Feld erzeugt daher ein Startdrehmoment und startet den Motor. Sobald der Motor gestartet ist, setzt der Rotor ein pulsierendes Feld auf, das das Statorfeld nicht einschließt.
Wenn die Motordrehzahl einen bestimmten Prozentsatz der Synchrongeschwindigkeit erreicht, muss der Schaltkreis, der die Hilfswicklung versorgt, getrennt werden.
Hier kommt der Zentrifugenschalter für Induktionsmotoren ins Spiel. Der Zentrifugenschalter hilft dabei, den Schaltkreis zu öffnen und die Hilfswicklung zu trennen.
Zentrifugenschalter in Induktionsmotoren
Warum wird der Zentrifugenschalter in den meisten Einphasen-Induktionsmotoren verwendet?
In allen gängigen Induktionsmotoren, die in Bohrmaschinen, Öfen, Tischsägen, Pumpen, Schleifmaschinen, Wasch- und Trocknern verwendet werden, werden Zentrifugenschalter zusammen mit einer zusätzlichen Wicklung verwendet, um den Motor zu starten.
Einphasen-Induktionsmotoren erfordern Start-Hilfsschaltkreise. In sehr kleinen Motoren wie Kühlventilatoren können sie ständig im Schaltkreis bleiben.
Allerdings verschwendet dies Strom und erzeugt Wärme. Dies ist in einem kleinen Motor tolerierbar, aber ab etwa 1/10 PS wird es attraktiv, den Startschaltkreis nachdem der Motor läuft, abzuschalten. Ein Zentrifugenschalter wird hierfür verwendet.
Ein gängiger Einphasen-Induktionsmotor kann nicht von selbst starten, er sitzt nur still und rauscht für etwa 30 Sekunden und verbrennt dann die Isolierung der Spulen. Deshalb müssen wir starten, und genau hier kommen der Zentrifugenschalter und die zusätzliche Wicklung ins Spiel.
Der Motor startet gerne von selbst mit der zusätzlichen Wicklung. Allerdings muss diese abgeschaltet werden, bevor die maximale Geschwindigkeit erreicht wird; andernfalls würde die ursprüngliche Wicklung verbrennen, da die Nebenwicklung nur für wenige Sekunden ausgelegt ist.
Während des Motorbetriebs können drei Faktoren beobachtet werden. Die Federkraft nimmt linear ab. Die Zentrifugalkraft steigt proportional zur Rotordrehzahl. Der Gewichtsradius wird erhöht.
Im untenstehenden Bild sehen Sie „P“ auf der Wellenachse der Zentrifugengeräte, die den elektrischen Schalter „S“ dazu zwingen, die Startwicklung des Motors abzuschalten. Ein Kondensator wird eingefügt, um den Vorgang ein wenig zu ändern, um mehr Startdrehmoment zu erhalten.
Zentrifugenschalter in Einphasen-Induktionsmotoren
Welche Art von Spaltphasenmotor enthält normalerweise keinen Zentrifugenschalter?
Normalerweise enthält der Kondensator-Start-Kondensator-Lauf-Spaltphasenmotor keinen Zentrifugenschalter, um die Startwicklung zu trennen.
Der Kondensator-Start-Kondensator-Lauf-Motor hat einen Käfigrotor, und sein Stator hat zwei Wicklungen, bekannt als Haupt- und Hilfswicklung. Im Raum sind die beiden Wicklungen um 90 Grad verschoben.
In diesem System gibt es zwei Kondensatoren, von denen einer beim Start verwendet wird und als Startkondensator bezeichnet wird. Der andere wird verwendet, um den Motor kontinuierlich zu betreiben, und wird als Arbeitskondensator bezeichnet.
Dieser Motor wird daher als Kondensator-Start-Kondensator-Lauf-Motor bezeichnet. Dieser Motor wird auch als Zweiwertkondensatormotor bezeichnet. Im unten dargestellten Bild sind in diesem Motor zwei Kondensatoren als Start- und Laufkondensator dargestellt.
Zentrifugenschalter in Spaltphasenmotor
Ein Permanent Split Capacitor (PSC) Motor ist eine weitere Art von Einphasen-Wechselstrommotor, spezieller ein Typ von Spaltphasen-Induktionsmotor, bei dem der Kondensator permanent verbunden ist. Er benötigt keinen Zentrifugenschalter.
Er hat ebenfalls einen Käfigrotor, ähnlich wie ein Kondensator-Start- und Kondensator-Start-Kondensator-Lauf-Motor, und zwei Wicklungen, bekannt als Haupt- und Hilfswicklung. Er hat nur einen Kondensator, der in Reihe mit der Startwicklung verbunden ist.
Beim Start und während des Betriebs ist der Kondensator C permanent im Schaltkreis verbunden. Er wird auch als Einwertkondensatormotor bezeichnet. Da der Kondensator ständig im Schaltkreis bleibt, wird für diesen Motortyp kein Startschiene bereitgestellt.
Permanent Split Capacitor Motor
Anwendungen eines Zentrifugenschalters
