Interruttori centrifughi: cos'è e come funzionano

Cos'è un interruttore centrifugo?

Un interruttore centrifugo è un interruttore elettrico alimentato dalla forza centrifuga creata da un albero motore in rotazione. Questa forza centrifuga è tipicamente fornita da un motore a benzina o da un motore elettrico. Gli interruttori centrifughi sono progettati per attivare o disattivare la velocità di rotazione dell'albero.

Come funzionano gli interruttori centrifughi?

Un interruttore centrifugo è un interruttore elettrico comunemente trovato nei motori asincroni monofase e bifasi.

Questo interruttore viene utilizzato per fornire un'operazione di commutazione controllata che è richiesta nel motore quando viene generata la velocità specificata del motore.

L'interruttore centrifugo si basa sul concetto di forza centrifuga. È semplicemente un interruttore elettrico. Questi interruttori sono progettati appositamente per i motori asincroni in monofase e bifasi.

Poiché il suo funzionamento è identico a quello di una frizione centrifuga utilizzata nei veicoli, l'interruttore centrifugo è generalmente noto come 'frizione'.

Un motore AC monofase ha un interruttore centrifugo all'interno della sua cassa, che è collegato all'albero del motore. Quando il motore è spento e fermo, l'interruttore è chiuso.

Quando il motore viene acceso, l'interruttore fornisce corrente elettrica al condensatore e alla bobina di avvolgimento aggiuntiva nel motore, aumentandone la coppia di avviamento. Man mano che le rivoluzioni del motore aumentano al minuto, l'interruttore si apre, poiché il motore non ha più bisogno di un impulso.

Un interruttore centrifugo risolve un problema associato ai motori elettrici AC monofase. Essi non sviluppano abbastanza coppia da soli per iniziare a ruotare partendo da una posizione ferma.

Un circuito accende l'interruttore centrifugo, fornendo il necessario impulso per avviare il motore. L'interruttore spegne il circuito di impulso fino a quando il motore non raggiunge la sua velocità di funzionamento, e il motore funziona normalmente.

Simbolo dell'interruttore centrifugo

Un interruttore centrifugo è un tipo di interruttore e può essere rappresentato da un simbolo elettronico. Un simbolo elettronico è un pittogramma utilizzato nello schema di un circuito elettrico o elettronico per rappresentare vari dispositivi o funzioni elettriche ed elettroniche, come fili, batterie, resistori e transistori.

Simbolo dell'interruttore centrifugo

Un interruttore è una caratteristica elettrica nell'ingegneria elettrica che può disconnettere o connettere il percorso conduttivo in un circuito elettrico, interrompere o ridirigere la corrente elettrica da un conduttore all'altro.

L'interruttore centrifugo è un interruttore azionato dalla rotazione dell'albero. È sensibile alla velocità o alla direzione aprendosi solo con l'aumento della velocità.

Come testare un interruttore centrifugo?

È sempre meglio testare l'interruttore centrifugo prima di utilizzarlo nelle applicazioni. Il seguente criterio dovrebbe essere soddisfatto da un interruttore centrifugo ideale:

• Durante il suo ciclo di vita, il processo dovrebbe essere uniforme.

• Per la semplicità del design e il basso costo di produzione, il numero di componenti del dispositivo dovrebbe essere minimo.

• Dovrebbe avere elementi di attrito marginali.

• Il rapporto di disconnessione/connessione dovrebbe essere facilmente modificabile senza causare alcuna modifica significativa del design.

• L'interruttore è facilmente accessibile poiché l'unità di comunicazione dell'interruttore è presente all'esterno della struttura del motore. Quindi, senza smontare l'assemblaggio del motore, l'interruttore può essere testato, lavato e sostituito.

Cosa succede se l'interruttore centrifugo non si apre?

Se l'interruttore di avviamento non si apre quando è necessario, l'avvolgimento di avviamento surriscalderà e brucerà, e il motore non partirà la prossima volta. Se l'interruttore centrifugo di avviamento non si chiude, il motore surriscalderà l'avvolgimento principale senza alcun guasto dell'avvolgimento principale.

Qual è l'effetto se l'interruttore centrifugo non viene disconnesso dopo l'avvio del motore?

L'interruttore centrifugo dovrebbe essere disconnesso circa al 70-80 per cento della velocità massima del motore. Se non viene disconnesso, continuerà a fluire una forte corrente attraverso l'avvolgimento di avviamento del motore, che alla fine causerà il guasto dell'avvolgimento di avviamento e del motore. Inoltre, la velocità e la corrente non possono raggiungere il loro massimo.

Qual è lo scopo di un interruttore centrifugo alla fine di un motore aperto?

Un interruttore centrifugo è un interruttore elettrico che opera utilizzando la forza centrifuga generata da un albero motore in rotazione, più comunemente un motore elettrico o un motore a benzina. Qui, l'interruttore viene utilizzato per disconnettere l'avvolgimento di avviamento del motore non appena il motore sta avvicinandosi alla sua velocità di funzionamento normale.

Tutti i motori monofase hanno un interruttore centrifugo?

Non c'è un interruttore centrifugo in modo che l'avvolgimento di avviamento diventi un avvolgimento ausiliario quando il motore raggiunge la velocità di funzionamento, rendendolo essenzialmente un motore bifase. Sono considerati i motori monofase più affidabili poiché non c'è un interruttore di avviamento centrifugo.

Interruttore centrifugo nei motori asincroni

Per comprendere come funziona questo interruttore nei motori asincroni, comprendiamo prima il modello dei motori asincroni. I motori asincroni sono costituiti dall'avvolgimento statoriale singolo e dall'avvolgimento ausiliario. Una corrente AC monofase viene applicata all'avvolgimento dello statore.

Ma l'avvolgimento statoriale singolo non può produrre abbastanza campo rotante necessario per generare la coppia di avviamento. Di conseguenza, viene fornito un avvolgimento ausiliario.

Questo avvolgimento ausiliario genera un campo fuori fase con il campo generato dall'avvolgimento dello statore. Il campo risultante, quindi, produce una coppia di avviamento e avvia il motore. Una volta avviato il motore, il rotore stabilisce un campo pulsante che non include il campo dello statore.

Quando la velocità del motore raggiunge una percentuale specificata della velocità sincrona, il circuito che alimenta l'avvolgimento ausiliario deve essere disconnesso.

Qui entra in gioco l'interruttore centrifugo per i motori asincroni. Qui l'interruttore centrifugo aiuta il circuito ad aprirsi e a disconnettere l'avvolgimento ausiliario.

Interruttore centrifugo nel motore asincrono

Perché l'interruttore centrifugo viene utilizzato nella maggior parte dei motori asincroni monofase?

In tutti i comuni motori asincroni utilizzati in presse a trapano, fornaci, seghe a tavolo, pompe, rettificatrici, lavatrici e asciugatrici, vengono utilizzati interruttori centrifughi insieme a un avvolgimento aggiuntivo per avviare il motore.

I motori asincroni monofase richiedono l'avviamento di circuiti ausiliari. Nei motori molto piccoli come i ventilatori di raffreddamento, possono essere sempre presenti nel circuito.

Ma ciò spreca elettricità e genera calore. Questo è tollerabile in un motore piccolo, ma sopra i 1/10 CV o così diventa conveniente spegnere il circuito di avviamento dopo che il motore è in rotazione. Per fare ciò viene utilizzato un interruttore centrifugo.

Il comune motore asincrono monofase non può avviarsi da solo, rimane solo fermo e rumoroso per circa 30 secondi e poi brucia l'isolamento dalle spire. Quindi dobbiamo avviarlo, ed ecco dove entrano in gioco l'interruttore centrifugo e l'avvolgimento aggiuntivo.

Il motore parte felicemente da solo con un avvolgimento aggiuntivo. Tuttavia, questo deve essere spento prima che sia raggiunta la velocità massima; altrimenti, l'avvolgimento iniziale brucerebbe, poiché l'avvolgimento ausiliario è progettato solo per pochi secondi.

Tre fattori possono essere osservati durante l'operazione del motore. La forza della molla diminuisce linearmente. La forza centrifuga aumenta proporzionalmente alla velocità del rotore. Il raggio del peso sarà aumentato.

Nella figura sottostante, puoi vedere "P" sull'albero del rotore degli apparecchi centrifughi che forzano l'interruttore elettrico "S" a spegnere l'avvolgimento di avviamento del motore. Viene inserito un condensatore per modificare leggermente il processo per ottenere una maggiore coppia di avviamento.

Interruttore centrifugo nei motori asincroni monofase

Che tipo di motore bifase non contiene generalmente un interruttore centrifugo?

Generalmente, il motore bifase a capacità di avviamento e funzionamento non contiene un interruttore centrifugo per disconnettere l'avvolgimento di avviamento.

Il motore a Capacità di Avviamento e Funzionamento ha un rotore gabbia, e il suo statore ha due avvolgimenti, noti come avvolgimento principale e avvolgimento ausiliario. Nello spazio, i due avvolgimenti sono spostati di 90 gradi.

In questo sistema ci sono due condensatori, uno dei quali viene utilizzato al momento dell'avviamento ed è noto come condensatore di avviamento. L'altro viene utilizzato per far funzionare il motore continuativamente ed è noto come condensatore di funzionamento.

Quindi questo motore è chiamato Motore a Capacità di Avviamento e Funzionamento. Questo motore è anche noto come Motore a Doppio Valore di Capacità. Nella figura sottostante, ci sono due condensatori in questo motore rappresentati come condensatore di avviamento e condensatore di funzionamento.

Interruttore centrifugo nel motore bifase

Un Motore a Capacità PSC (Permanent Split Capacitor) è un altro tipo di motore monofase AC, più specificamente, un tipo di motore asincrono bifase in cui il condensatore è permanentemente connesso. Non richiede un interruttore centrifugo.

Ha anche un rotore gabbia, simile a quello di un Motore a Capacità di Avviamento e un Motore a Capacità di Avviamento e Funzionamento, e i due avvolgimenti chiamati avvolgimento principale e avvolgimento ausiliario. Ha solo un condensatore con l'avvolgimento di avviamento connesso in serie.

In entrambe le condizioni di avviamento e funzionamento, il condensatore C è permanentemente collegato al circuito. È anche chiamato Motore a Capacità Singolo Valore. Poiché il condensatore è sempre nel circuito, non viene fornito un interruttore di avviamento per questo tipo di motore.