Przełączniki odśrodkowe: Co to są i jak działają

Co to jest przełącznik odśrodkowy?

Przełącznik odśrodkowy to przełącznik elektryczny napędzany siłą odśrodkową generowaną przez obracającą się wał. Siła ta jest zwykle dostarczana przez silnik benzynowy lub elektryczny. Przełączniki odśrodkowe są zaprojektowane do aktywacji lub dezaktywacji prędkości obrotowej wału.

Jak działają przełączniki odśrodkowe?

Przełącznik odśrodkowy to przełącznik elektryczny, który można zazwyczaj znaleźć w jednofazowych silnikach indukcyjnych i silnikach indukcyjnych o podzielonej fazie.

Ten przełącznik służy do zapewnienia kontrolowanego działania przepinania, które jest wymagane w silniku, gdy osiągnięta zostanie określona prędkość obrotowa.

Przełącznik odśrodkowy opiera się na koncepcji siły odśrodkowej. Jest to po prostu przełącznik elektryczny. Te przełączniki są specjalnie zaprojektowane dla silników indukcyjnych jednofazowych i o podzielonej fazie.

Jego działanie jest identyczne jak u sprzęgła odśrodkowego używanego w pojazdach, dlatego przełącznik odśrodkowy jest często nazywany „sprzęgłem”.

Wewnątrz obudowy jednofazowego silnika AC znajduje się przełącznik odśrodkowy, przyłączony do wału silnika. Gdy silnik jest wyłączony i nieruchomy, przełącznik jest zamknięty.

Gdy silnik jest włączony, przełącznik przesyła prąd do kondensatora i dodatkowego zwinięcia cewki w silniku, zwiększając jego moment początkowy. W miarę wzrostu obrotów silnika na minutę, przełącznik otwiera się, ponieważ silnik nie potrzebuje już wsparcia.

Przełącznik odśrodkowy rozwiązuje problem związany z jednofazowymi silnikami elektrycznymi AC. Nie rozwijają one wystarczającego momentu, aby zaczęły obracać się od stanu spoczynku.

Obwód włącza przełącznik odśrodkowy, dostarczając niezbędny impuls do uruchomienia silnika. Przełącznik wyłącza obwód impulsowy, dopóki silnik nie osiągnie swojej prędkości pracy, a następnie silnik działa normalnie.

Symbol przełącznika odśrodkowego

Przełącznik odśrodkowy to rodzaj przełącznika, który może być przedstawiony za pomocą symbolu elektronicznego. Symbol elektroniczny to piktogram używany w schemacie obwodu elektrycznego lub elektronicznego do reprezentowania różnych urządzeń lub funkcji elektrycznych i elektronicznych, takich jak przewody, baterie, rezystory i tranzystory.

Symbol przełącznika odśrodkowego

Przełącznik to element elektryczny w inżynierii elektrycznej, który może rozłączać lub łączyć drogę przewodzącą w obwodzie elektrycznym, przerywać lub przekierowywać prąd elektryczny z jednego przewodnika do drugiego.

Przełącznik odśrodkowy to przełącznik sterowany obrotami wału. Reaguje na prędkość lub kierunek, otwierając się tylko przy zwiększającej się prędkości.

Jak przetestować przełącznik odśrodkowy?

Zawsze lepiej jest przetestować przełącznik odśrodkowy przed jego użyciem w aplikacjach. Poniższe kryteria powinny być spełnione przez idealny przełącznik odśrodkowy:

• Proces powinien być jednolity przez cały cykl życia.

• Ze względu na prostotę projektu i niskie koszty produkcji, liczba komponentów urządzenia powinna być minimalna.

• Powinien mieć minimalne elementy tarcia.

• Stosunek wyłączania/włączania powinien być łatwo modyfikowalny bez wprowadzania znaczących zmian w projekcie.

• Przełącznik jest łatwo dostępny, ponieważ jednostka komunikacyjna przełącznika znajduje się na zewnątrz obudowy silnika. Możliwe jest więc przetestowanie, czyszczenie i wymiana przełącznika bez demontażu zestawu silnika.

Co się stanie, jeśli przełącznik odśrodkowy nie otworzy się?

Jeśli przełącznik startowy nie otworzy się, gdy jest potrzebny, zwinięcie startowe przegrzeje się i zniszczy, a silnik nie będzie mógł uruchomić się następnym razem. Jeśli przełącznik odśrodkowy startowy nie jest zamknięty, silnik przegrzeje główne zwinięcie bez jakiejkolwiek awarii głównego zwinięcia.

Jakie są skutki, jeśli przełącznik odśrodkowy nie zostanie odłączony po uruchomieniu silnika?

Przełącznik odśrodkowy powinien być odłączany w około 70 do 80 procent pełnej prędkości silnika. Jeśli nie zostanie odłączony, przez zwinięcie startowe silnika będzie nadal płynąć duży prąd, co w końcu prowadzi do awarii zwinięcia startowego i silnika. Ponadto, prędkość i prąd nie mogą osiągnąć swojej maksymalnej wartości.

Jaki jest cel przełącznika odśrodkowego na końcu otwartego silnika?

Przełącznik odśrodkowy to przełącznik elektryczny, który działa dzięki sile odśrodkowej generowanej przez obracający się wał, najczęściej silnik elektryczny lub silnik benzynowy. Tutaj przełącznik służy do odłączenia zwinięcia startowego silnika, gdy silnik zbliża się do swojej normalnej prędkości pracy.

Czy wszystkie jednofazowe silniki mają przełącznik odśrodkowy?

Nie ma przełącznika odśrodkowego, dzięki czemu zwinięcie startowe staje się pomocniczym zwinięciem, gdy silnik osiąga prędkość pracy, co sprawia, że jest to właściwie silnik dwufazowy. Uważa się, że są to najbardziej niezawodne jednofazowe silniki, ponieważ nie ma przełącznika startowego odśrodkowego.

Przełącznik odśrodkowy w silnikach indukcyjnych

Aby zrozumieć, jak ten przełącznik działa w silnikach indukcyjnych, najpierw zrozummy model silników indukcyjnych. Silniki indukcyjne składają się z jednego zwinięcia stojaka i pomocniczego zwinięcia. Do zwinięcia stojaka podaje się jednofazowy prąd AC.

Ale jedno zwinięcie stojaka nie może wytworzyć wystarczająco dużo wirującego pola magnetycznego potrzebnego do wytworzenia momentu początkowego. Dlatego dostarcza się pomocnicze zwinięcie.

To pomocnicze zwinięcie generuje pole, które jest niesynchroniczne z polem generowanym przez zwinięcie stojaka. Wynikające pole, zatem, tworzy moment początkowy i uruchamia silnik. Gdy silnik jest uruchomiony, rotor tworzy pulsujące pole, które nie obejmuje pola stojaka.

Gdy prędkość silnika osiąga określoną procentową wartość prędkości synchronicznej, obwód, który energizuje pomocnicze zwinięcie, musi być odłączony.

Tutaj wchodzi w grę przełącznik odśrodkowy dla silników indukcyjnych. Przełącznik odśrodkowy pomaga otworzyć obwód i odłączyć pomocnicze zwinięcie.

Przełącznik odśrodkowy w silniku indukcyjnym

Dlaczego przełącznik odśrodkowy jest używany w większości jednofazowych silników indukcyjnych?

We wszystkich powszechnych silnikach indukcyjnych używanych w tokarkach, piecach, piłach stołowych, pompach, szlifiersach, pralkach i suszarkach, przełączniki odśrodkowe są używane razem z dodatkowym zwinięciem do uruchomienia silnika.

Jednofazowe silniki indukcyjne wymagają obwodów startowych pomocniczych. W bardzo małych silnikach, takich jak wentylatory chłodzące, mogą być stale podłączone do obwodu.

Ale to marnuje energię i generuje ciepło. To jest tolerowane w małym silniku, ale powyżej 1/10 KM staje się atrakcyjne, aby wyłączyć obwód startowy po rozpoczęciu obrotu silnika. Do tego używa się przełącznika odśrodkowego.

Powszechny jednofazowy silnik indukcyjny nie może sam się uruchomić, tylko siedzi nieruchomo i głośno przez około 30 sekund, a następnie spala izolację z cewek. Dlatego musimy go uruchomić, a tutaj wkraczają przełącznik odśrodkowy i dodatkowe zwinięcie.

Silnik samodzielnie uruchamia się z dodatkowym zwinięciem. Jednakże, to musi być wyłączone przed osiągnięciem maksymalnej prędkości; w przeciwnym razie, początkowe zwinięcie spaliłoby się, ponieważ pomocnicze zwinięcie jest zaplanowane tylko na kilka sekund.

Podczas pracy silnika można zaobserwować trzy czynniki. Siła sprężyny maleje liniowo. Siła odśrodkowa rośnie proporcjonalnie do prędkości wirnika. Promień ciężaru zostanie zwiększony.

Na poniższym rysunku można zobaczyć „P” na wałku wirnika urządzenia odśrodkowego, które zmusza „S” elektryczny przełącznik do wyłączenia zwinięcia startowego silnika. Kondensator jest wstawiony, aby nieco zmienić proces, uzyskując większy moment początkowy.

Przełącznik odśrodkowy w jednofazowych silnikach indukcyjnych

Jakiego typu silnik o podzielonej fazie nie zawiera ogólnie przełącznika odśrodkowego?

Ogólnie rzecz biorąc, silnik o podzielonej fazie z kapacytorem startowym i kapacytorem pracującym nie zawiera przełącznika odśrodkowego do odłączenia zwinięcia startowego.

Silnik o podzielonej fazie z kapacytorem startowym i kapacytorem pracującym ma klatkę wirnika, a jego stojak ma dwa zwinięcia, znane jako główne i pomocnicze. W przestrzeni dwa zwinięcia są przesunięte o 90 stopni.

W tym systemie są dwa kondensatory, z których jeden jest używany podczas startu i jest nazywany kondensatorem startowym. Drugi jest używany do ciągłej pracy silnika i jest nazywany kondensatorem roboczym.

Więc ten silnik jest nazywany silnikiem o podzielonej fazie z kapacytorem startowym i kapacytorem pracującym. Ten silnik jest również nazywany silnikiem o dwóch wartościach kapacytora. Na poniższym rysunku przedstawiono dwa kondensatory w tym silniku, jako kondensator startowy i kondensator roboczy.

Przełącznik odśrodkowy w silniku o podzielonej fazie

Silnik Permanent Split Capacitor (PSC) to inny typ jednofazowego silnika AC, a bardziej konkretnie, typ silnika indukcyjnego o podzielonej fazie, w którym kondensator jest stałe podłączony. Nie wymaga on przełącznika odśrodkowego.

Ma również klatkę wirnika, podobnie jak silnik o podzielonej fazie z kapacytorem startowym i kapacytorem pracującym, oraz dwa zwinięcia, znane jako główne i pomocnicze. Ma tylko jeden kondensator podłączony szeregowo do zwinięcia startowego.