Οι μονοφασικοί κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ένας κοινός τύπος ηλεκτρικού εξοπλισμού σε διάφορες βιομηχανίες. Η συντριπτική πλειοψηφία των κινητήρων που τροφοδοτούνται από την κύρια πηγή ενέργειας για οικιακή ή ελαφριά βιομηχανία είναι μονοφασικοί. Ένα από τα κλειδιά είναι να επιλέξετε το σωστό μέγεθος κινητήρα σύμφωνα με την εφαρμογή. Οι περισσότερες εφαρμογές ελέγχου κινητήρα απαιτούν έλεγχο ταχύτητας μονοφασικών επαγωγικών κινητήρων, διότι όχι μόνο παρέχει μεταβλητή ταχύτητα, αλλά μειώνει επίσης την κατανάλωση ενέργειας και τον ηχητικό θόρυβο. Το άρθρο θα εισαγάγει κυρίως τη σχετική γνώση του μονοφασικού ελεγκτή κινητήρα.
Οι μονοφασικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε σπίτια, γραφεία, εργαστήρια εργοστασίων κ.λπ., επειδή η ισχύς που παρέχεται στα περισσότερα σπίτια και γραφεία είναι μονοφασική. Επιπλέον, οι μονοφασικοί κινητήρες είναι αξιόπιστοι, χαμηλού κόστους, απλοί στη δομή και εύκολοι στη συντήρηση.
Οι περισσότεροι μονοφασικοί επαγωγικοί κινητήρες είναι μονοκατευθυντικοί, πράγμα που σημαίνει ότι έχουν σχεδιαστεί για να περιστρέφονται προς μία κατεύθυνση. Προσθέτοντας επιπλέον περιελίξεις, εξωτερικά ρελέ και διακόπτες ή προσθέτοντας έναν μηχανισμό μετάδοσης, η κατεύθυνση περιστροφής μπορεί να αλλάξει. Η χρήση συστήματος ελέγχου που βασίζεται σε μικροελεγκτές μπορεί να προσθέσει αλλαγές ταχύτητας στο σύστημα. Εκτός από την επιλογή αλλαγής ταχύτητας, η κατεύθυνση περιστροφής μπορεί επίσης να αλλάξει, ανάλογα με τον αλγόριθμο ελέγχου κινητήρα που χρησιμοποιείται.
Αρχή λειτουργίας του μονοφασικού ελεγκτή κινητήρα
Η αρχή λειτουργίας του μονοφασικού ελεγκτή μοτέρ βασίζεται στην ακολουθία λειτουργίας μεταγωγής ορισμένων διακοπτών ισχύος, δηλαδή του θυρίστορ. Ο τρόπος με τον οποίο ενεργοποιείται το θυρίστορ επιτρέπει τη σύνδεση του φορτίου με την τροφοδοσία AC κατά τη διάρκεια ενός τμήματος κάθε μισού κύκλου της τάσης εισόδου. Επομένως, η τάση εξόδου ακολουθεί το τμήμα τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος εισόδου του φορτίου που συνδέεται στην τροφοδοσία. Με αυτόν τον τρόπο, ελέγχεται η τάση εξόδου.
Μονοφασικός ελεγκτής κινητήρα
Όταν ο στάτης ενός μονοφασικού ελεγκτή κινητήρα τροφοδοτείται από μονοφασικό τροφοδοτικό, δημιουργεί εναλλασσόμενη μαγνητική ροή στις περιελίξεις του στάτορα. Σύμφωνα με τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday', το εναλλασσόμενο ρεύμα που ρέει μέσω των περιελίξεων του στάτορα θα προκαλέσει ρεύμα στη ράβδο του ρότορα (του ρότορα κλουβιού σκίουρου). Αυτό το επαγόμενο ρεύμα στον ρότορα παράγει επίσης εναλλασσόμενη μαγνητική ροή.
Ακόμα και μετά τη ρύθμιση των δύο εναλλασσόμενων μαγνητικών ροών του ελεγκτή, ο κινητήρας εξακολουθεί να μην μπορεί να ξεκινήσει. Ωστόσο, εάν ο ρότορας ξεκινήσει αρχικά από μια εξωτερική δύναμη προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, ο κινητήρας θα επιταχύνει στην ταχύτητά του και θα διατηρήσει την ονομαστική του ταχύτητα. Αυτή η συμπεριφορά των μονοφασικών κινητήρων μπορεί να εξηγηθεί από τη θεωρία περιστροφής διπλού πεδίου.
Τύποι μονοφασικών επαγωγικών κινητήρων
Οι μονοφασικοί επαγωγικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε εφαρμογές όπου διατίθεται μόνο μονοφασική ισχύς. Αυτές οι συσκευές κατασκευάζονται στην κλίμακα πολλών κιλοβάτ για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις διαφόρων εφαρμογών, όπως ανεμιστήρες οροφής, μίξερ τροφίμων, ψυγεία, ηλεκτρικές σκούπες, φορητές ηλεκτρικές δράπες, πιστολάκια μαλλιών κλπ. Οι διάφοροι τύποι μονοφασικών επαγωγικών κινητήρων θα θα συζητηθεί εν συντομία παρακάτω. Σύμφωνα με τον τρόπο εκκίνησης, οι βασικοί τύποι μονοφασικών ασύγχρονων κινητήρων είναι: μοτέρ διαχωρισμού φάσης, κινητήρες εκκίνησης πυκνωτών, κινητήρες πυκνωτή μόνιμου μαγνήτη και άλλοι τύποι.
Ο επαγωγικός κινητήρας διαχωρισμού φάσης είναι ένας από τους πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους μονοφασικούς επαγωγικούς κινητήρες. Τα κύρια στοιχεία ενός κινητήρα χωριστής φάσης περιλαμβάνουν την κύρια περιέλιξη, τη βοηθητική περιέλιξη και τον φυγόκεντρο διακόπτη. Είναι μια απλή διάταξη που δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο παρέχοντας δύο περιελίξεις στον ίδιο πυρήνα στάτορα. Το βοηθητικό τύλιγμα ή το τύλιγμα εκκίνησης έχει μια σειρά αντίστασης, οπότε η σύνθετη αντίσταση του γίνεται ουσιαστικά μια υψηλή αντίσταση. Η μέθοδος περιέλιξης είναι διαφορετική από την κύρια περιέλιξη, αλλά σε σύγκριση με την κύρια περιέλιξη, έχει λιγότερες στροφές και πολύ μικρότερη διάμετρο.
Οι επαγωγικοί κινητήρες που ξεκινούν με πυκνωτή είναι παρόμοιοι με τους κινητήρες διάσπασης φάσης, αλλά ένας πυκνωτής συνδέεται σε σειρά με το βοηθητικό τύλιγμα. Αυτή είναι μια βελτιωμένη έκδοση ενός μοτέρ διαχωρισμού φάσης. Δεδομένου ότι ο πυκνωτής απορροφά το κύριο ρεύμα, η χρήση του πυκνωτή αυξάνει τη γωνία φάσης μεταξύ των δύο ρευμάτων (κύριο ρεύμα και βοηθητικό ρεύμα), αυξάνοντας έτσι τη ροπή εκκίνησης. Αυτός είναι ο κύριος λόγος χρήσης πυκνωτών σε μονοφασικούς επαγωγικούς κινητήρες.
Μονοφασικός ελεγκτής κινητήρα
Ο κινητήρας επαγωγής πυκνωτή μόνιμου μαγνήτη ονομάζεται επίσης κινητήρας πυκνωτή, στον οποίο ένας χαμηλός πυκνωτής συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης και δεν αφαιρείται από το κύκλωμα ακόμη και σε κατάσταση λειτουργίας. Λόγω αυτής της διάταξης, δεν απαιτείται φυγοκεντρικός διακόπτης. Ο πυκνωτής μπορεί να λειτουργεί συνεχώς. Οι πυκνωτές χαμηλής αξίας παράγουν μεγαλύτερη μετατόπιση φάσης, αλλά το συνολικό ρεύμα εκκίνησης είναι μικρότερο. Επομένως, η ροπή εκκίνησης που παράγεται από αυτούς τους κινητήρες θα είναι πολύ χαμηλότερη από τη ροπή εκκίνησης των κινητήρων με πυκνωτή.
Το άρθρο εισάγει κυρίως την αρχή λειτουργίας του μονοφασικού ελεγκτή κινητήρα. Περιηγούμενοι στο πλήρες κείμενο, μπορείτε να καταλάβετε ότι η αρχή λειτουργίας οποιουδήποτε ελεγκτή τάσης βασίζεται στην ακολουθία λειτουργίας μεταγωγής ορισμένων διακοπτών ισχύος, δηλαδή του θυρίστορ. Ο τρόπος με τον οποίο ενεργοποιείται το θυρίστορ επιτρέπει τη σύνδεση του φορτίου με την τροφοδοσία AC κατά τη διάρκεια ενός τμήματος κάθε μισού κύκλου της τάσης εισόδου.
