نحوه عملکرد یک موتور AC: برنامه های کاربردی، معیارهای انتخاب و راهنمای عملی

موتور AC چگونه کار می کند - و چرا لغزش تقریباً همه چیز را تعیین می کند

روتور هرگز میدان مغناطیسی را که آن را به حرکت در می آورد، نمی گیرد. این کمبود سرعت نامی، گشتاور، گرما، خرابی خازن و بسیاری از اعدادی که بر روی یک پلاک ثبت شده است را توضیح می دهد.

یک سرعت سنج روی یک موتور فن 50 هرتزی که 1300 دور در دقیقه مهر شده است، به این رقم نزدیک می شود که آیا تیغه تمیز است یا غبار پوشیده شده است، و زمانی که جریان هوا مسدود می شود، فقط کمی بالا می رود. همان موتور را پشت یک پروانه سنگین‌تر قرار دهید و در حالی که جریان بالا می‌رود، سرعت به سختی حرکت می‌کند. هر دو رفتار از یک مکانیسم ناشی می شوند.

یک موتور AC با تولید میدان مغناطیسی کار می کند که با سرعتی که توسط فرکانس منبع تغذیه و تعداد قطب تعیین می شود، در اطراف استاتور حرکت می کند، سپس روتور را چند درصد پشت سر خود می کشد. گشتاور فقط زمانی وجود دارد که روتور عقب بماند. بگذارید روتور دقیقاً با میدان مطابقت داشته باشد و هیچ حرکت نسبی، جریان القایی و هیچ گشتاوری وجود نداشته باشد.

این ایده را حفظ کنید و چندین بحث روزمره کوتاه تر می شوند: چرا سرعت های پلاک نام اعداد فرد هستند، چرا یک موتور تک فاز به جای شروع به کار در هنگام خشک شدن خازن، زمزمه می کند، و چرا همان قاب در بخاری گرمتر از فن است.

میدان چرخشی، گام به گام

در یک موتور سه فاز، سه سیم پیچ با فاصله 120 درجه الکتریکی از هم قرار می گیرند و جریان هایی را که با همان زاویه جبران می شود، حمل می کنند. میدان های آنها به یک میدان واحد با قدرت ثابت اضافه می شود که یک بار در هر چرخه الکتریکی می چرخد. این سرعت سنکرون است: Ns = 120f ÷ P، با f بر حسب هرتز و P تعداد قطب‌ها.

1. جریان استاتور میدانی را ایجاد می کند که از کنار میله های روتور عبور می کند.
2. از آنجایی که میله ها نسبت به آن میدان حرکت می کنند، ولتاژ در آنها القا می شود، بنابراین روتور مانند یک ثانویه اتصال کوتاه رفتار می کند.
3. جریان های القایی میدان خود را می سازند که میدان استاتور به آن فشار می آورد و روتور در همان جهت شتاب می گیرد.
4. تحت بار روتور به سرعت سنکرون نزدیک می شود اما هرگز به آن نمی رسد. شکاف لغزش است: s = (Ns - Nr) ÷ Ns.
5. گشتاور با لغزش به سمت بالا تا گشتاور شکست افزایش می‌یابد، سپس کاهش می‌یابد - به همین دلیل است که موتوری که بیش از حد بارگذاری شده است به جای کاهش سرعت متوقف می‌شود.

لغزش بار کامل معمولاً در موتورهای همه منظوره کوچک 2 تا 6 درصد است. موتورهای فن عمداً بالاتر، اغلب 8 تا 15 درصد کار می کنند، زیرا منحنی گشتاور صاف تر، جریان هوا را با مسدود شدن فیلترها و بارگیری پره ها ثابت نگه می دارد.

جایی که قطعات نشسته اند و گرما از کجا می آید

استاتور مجموعه‌ای از لایه‌های نازک فولادی سیلیکونی است که برای محدود کردن جریان‌های گردابی از یکدیگر عایق شده‌اند و سیم‌پیچ‌های مسی لعاب‌شده به داخل شکاف‌ها رانده شده‌اند. روتور قفسی از میله های آلومینیومی یا مسی ریخته گری شده است که توسط حلقه های انتهایی کوتاه شده اند. شکاف‌های هوا در موتورهای کوچک حدود 0.25-0.5 میلی‌متر است، و این شکاف جایی است که انتقال انرژی اتفاق می‌افتد: هرگونه خروج از مرکز در آنجا به صورت لرزش و نویز ظاهر می‌شود.

یک موتور تک فاز با خازن سیم پیچ دوم و یک خازن فیلم اضافه می کند. موتور سه فاز اصلا خازن ندارد. یاتاقان ها، معمولاً بلبرینگ های مهر و موم شده در وظیفه فن، سهم زیادی از عمر مفید را به خود اختصاص می دهند.

لغزش نقصی نیست که بتوان آن را مهندسی کرد. این فاصله کاری بین میدان و شفت است - آن را کاملا ببندید و موتور چیزی تولید نمی کند.

تلفات به عنوان گرما: مقاومت در هر دو سیم پیچ، از دست دادن هسته در لایه های لایه، اصطکاک و باد در یاتاقان ها. موتورهای تک فاز کوچک اغلب با راندمان 30 تا 60 درصد فرود می آیند، به همین دلیل است که خروجی شفت 45 وات می تواند نزدیک به 90 وات از دیوار بیرون بکشد و به همین دلیل است که مواد محفظه و جریان هوا به اندازه خود سیم پیچ اهمیت دارند.

چرا یک موتور تک فاز به خودی خود راه اندازی نمی شود؟

یک سیم پیچی که با جریان تک فاز تغذیه می شود، یک میدان ضربانی تولید می کند، نه یک میدان چرخشی. به دو میدان تبدیل می شود که در جهت مخالف با سرعت یکسان می چرخند. در حالت سکون دقیقاً خنثی می شوند، بنابراین گشتاور خالص صفر است و روتور فقط زمزمه می کند.

• قطب سایه دار: یک حلقه مسی در بخشی از هر قطب، شار را به تاخیر می اندازد و گشتاور شروع کمی ایجاد می کند - ارزان، بی صدا، ناکارآمد، رایج در فن های کوچک.
• فاز تقسیم مقاومتی: یک سیم پیچ کمکی با مقاومت بالا تغییر فاز می دهد. یک سوئیچ گریز از مرکز یا PTC آن را پس از راه اندازی حذف می کند.
• شروع خازن: یک خازن الکترولیتی بزرگ گشتاور راه اندازی بالایی را برای پمپ ها و کمپرسورها ارائه می دهد.
• خازن کارکرده یا دایمی اسپلیت خازن: یک خازن فیلم کوچک در مدار باقی می ماند، ضریب توان را بالا می برد و نویز برش را به قیمت گشتاور راه اندازی کم می آورد.

فن ها از طرح های خازن استفاده می کنند زیرا بار در شروع کار سبک است. یک خازن معمولی، چند میکروفاراد فیلم متالایز است. با از دست دادن ظرفیت خازنی - گرما دلیل معمولی است - گشتاور راه اندازی کاهش می یابد، موتور برای همان خروجی جریان بیشتری می گیرد و سیم پیچ گرمتر می شود. اگر موتور زمزمه می کند و محافظ حرارتی مدام خاموش می شود، ابتدا خازن را اندازه بگیرید. اثر خازن اجرا بر گشتاور راه اندازی و راندمان در حال اجرا معمولا کل داستان است

سرعت خواندن و لغزش از روی پلاک

دور پلاک نام، سرعت تمام بار در ولتاژ نامی است، نه سرعت کار آزاد. آن را در برابر سرعت همزمان تنظیم کنید و می توانید مقصود طراح را بخوانید.

بنابراین 1300 دور در دقیقه در 50 هرتز به معنای یک موتور چهار قطبی است که حدود 13 درصد لغزش می‌کند، به طوری که یک تیغه غبارآلود جریان هوا را تکان نمی‌دهد. یک موتور بخاری 2800 دور در دقیقه دو قطبی است که تقریباً 7 درصد لغزش دارد. 920 دور در دقیقه به شش قطب اشاره می کند.

اطلاعات دو موتور می توانند یک قاب، قطر شفت و مقدار خازن مشترک داشته باشند و همچنان 200 دور در دقیقه از هم فاصله داشته باشند. به جای اعتماد به مهر به تنهایی، جریان اندازه گیری شده را در بار نامی تأیید کنید.

تطبیق موتور با دستگاه

چرخه های کاری دستگاه، کلاس موتور را با اطمینان بیشتری نسبت به وات نامی تعیین می کند.

در پنکه های هوای سرد، انتخاب مسکن یک تصمیم واقعی است تا یک تصمیم آرایشی: یک پوسته آلومینیومی گرما را سریعتر می ریزد و در برابر خوردگی اتاق مرطوب بهتر از فولاد رنگ شده با هزینه مشابه مقاومت می کند. گسترش از موتورهای AC هوای سرد تک فاز در سراسر واحدهای رومیزی و روی زمین نشان می دهد که چقدر از مشخصات واقعاً در مورد نصب و هندسه شفت است.

بخاری های فن برای چرخاندن سریع یک دمنده کوچکتر به موتورهای دو قطبی تغییر می کنند و محدودیت اتصال به جای سرعت تبدیل به دما می شود. کلاس عایق، موقعیت فیوز حرارتی و مسیر خنک‌کننده خود موتور تعیین می‌کند که آیا در یک صبح سرد از توری مسدود شده جان سالم به در می‌برد یا خیر.

هودهای محدوده بین موتورهای AC با خازن در محفظه های پلاستیکی و جایگزین های DC قرار می گیرند. گریس، بخار و مواد شیمیایی پاک کننده، قاب های باز را مجازات می کنند، بنابراین کپسوله سازی هزینه های خود را در سال های خدمت به جای دسی بل به دست می آورد.

خرابی ها، بررسی ها، و آنچه باید از تامین کننده بپرسید

• بلبرینگ موارد معمول پایان عمر هستند. سروصدا خیلی قبل از تشنج می رسد.
• خازن ها را اجرا کنید به جای از کار افتادن کامل، ظرفیت خازن را تغییر می دهد، بنابراین موتور همچنان در حالی که داغ کار می کند می چرخد.
• عایق سیم پیچ پس از افزایش دمای پایدار از کار می افتد. هر 10 درجه سانتی گراد بالاتر از درجه بندی تقریباً عمر آن را به نصف می رساند.
• رطوبت و چربی مقاومت عایق کمتر؛ موتورهای پلاستیکی محصور شده شستشو را بسیار بهتر از قاب های باز تحمل می کنند.

خطر هرگز خازن راه اندازی را جایگزین خازن کار نکنید. درجه بندی ولتاژ و وظیفه متفاوت است، و سیم پیچ می تواند در عرض چند دقیقه روی فن هایی که قبلاً سال ها کار می کرد بیش از حد گرم شود.

هشدار در بخاری‌ها، یک توری محدود دمای هوا را افزایش می‌دهد و جریان جرمی را که موتور را خنک می‌کند، قطع می‌کند. محافظ حرارتی ممکن است بارها و بارها بدون هیچ ایرادی در سیم پیچ کار کند.

موفقیت یک نمونه را بر اساس شواهد تأیید کنید، نه بر روی کاتالوگ. سرعت و جریان اندازه‌گیری شده با تیغه واقعی، افزایش دما با ولتاژ نامی 1.1×، جریان روتور قفل شده، مقدار خازن با تلرانس، نویز در پایین‌ترین سرعت، و شماره گواهی‌های مطابق با بازار مقصد را بخواهید.

هر تصمیم عملی در مورد موتور AC به همان تصویر برمی گردد: میدانی که با سرعت همزمان می چرخد، روتوری که چند درصد عقب می ماند و گشتاوری که در آن شکاف زندگی می کند. سرعت نامی تعداد قطب ها را به شما می گوید، لغزش وظیفه را به شما می گوید و خازن نحوه راه اندازی موتور را به شما می گوید.

سرعت، لغزش، افزایش دما و روش شروع را با هم مشخص کنید. با قضاوت در یک زمان، هر عدد بی ضرر به نظر می رسد. با قضاوت با هم، آنها پیش بینی می کنند که آیا دستگاه پس از دو تابستان استفاده روزانه همچنان ساکت خواهد بود یا خیر.