วิธีต่อมอเตอร์เฟสเดียว ความแตกต่างระหว่างขดลวดสตาร์ทและขดลวดทำงาน

คำถามเกี่ยวกับวิธีการเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวมักเกิดขึ้นในทางปฏิบัติเนื่องจากความนิยมสูงในการใช้หน่วยดังกล่าวเพื่อแก้ปัญหางานบ้านต่างๆ

ไดอะแกรมการเชื่อมต่อของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวนั้นค่อนข้างง่ายและต้องคำนึงถึงจุดพื้นฐานเพียงจุดเดียว: ต้องใช้สนามแม่เหล็กหมุนเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพ ถ้ามีเท่านั้น เครือข่ายเฟสเดียวกระแสสลับในเวลาที่สตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้า จะต้องสร้างกระแสสลับโดยใช้วิธีแก้ปัญหาวงจรที่เหมาะสม

• ขดลวดมอเตอร์
• ตัวเก็บประจุ
• รวมทางอ้อม
• บทสรุป

ขดลวดมอเตอร์

การออกแบบมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวต้องใช้ขดลวดอย่างน้อยสามขดลวด สององค์ประกอบเป็นองค์ประกอบโครงสร้างของสเตเตอร์ซึ่งเชื่อมต่อแบบขนาน หนึ่งในนั้นใช้งานได้และตัวที่สองทำหน้าที่ของตัวเรียกใช้งาน ขั้วของพวกเขาถูกนำไปที่ตัวเรือนมอเตอร์และใช้เพื่อเชื่อมต่อกับเครือข่าย ขดลวดโรเตอร์ลัดวงจร สองคนจะเชื่อมต่อกับเครือข่าย ส่วนที่เหลือจะใช้สำหรับการสลับ

ในการเปลี่ยนกำลัง ขดลวดทำงานสามารถเกิดขึ้นได้จากสองส่วนซึ่งเชื่อมต่อเป็นอนุกรม

คุณสามารถระบุการทำงานของขดลวดที่ใช้งานได้และการเริ่มต้นโดยภาพตัดขวางของเส้นลวด: อันแรกมีขนาดใหญ่กว่าที่เห็นได้ชัดเจน คุณสามารถวัดความต้านทานด้วยเครื่องทดสอบโดยเชื่อมต่อกับขั้ว: สำหรับขดลวดที่ใช้งาน ค่าของมันจะลดลง ตามกฎแล้วความต้านทานของขดลวดจะไม่เกินสองสามสิบโอห์ม

คุณสมบัติของการก่อตัวของแรงบิด

สนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดมอเตอร์มีการเลื่อนเฟส 90 องศา โดยปกติจะทำได้ผ่านตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรเริ่มต้น ทางเลือกที่เป็นไปได้การเชื่อมต่อแสดงในรูปด้านล่าง

คอยล์สตาร์ทสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง โครงร่างที่ยึดตามการปิดระบบหลังจากถึงความเร็วของโรเตอร์ที่กำหนดก็เป็นที่ยอมรับเช่นกัน การเชื่อมต่ออย่างต่อเนื่องของขดลวดสตาร์ททำให้การออกแบบมอเตอร์ซับซ้อน แต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ความแตกต่างเหล่านี้ไม่ส่งผลต่อคุณสมบัติของการเชื่อมต่อกับเครือข่าย

เพื่อลดความซับซ้อนในการสตาร์ทเครื่องยนต์ด้วยตัวเก็บประจุที่ใช้งานได้ ความจุเสริมจะเชื่อมต่อแบบขนานก่อนที่จะจ่ายกระแสไฟจากเครือข่าย

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวช่วยให้สามารถเปลี่ยนทิศทางการหมุนของเพลาไปในทิศทางตรงกันข้ามได้อย่างง่ายดาย ในการทำเช่นนี้เฟสของกระแสที่มาจากเครือข่ายและไหลผ่านวงจรทริกเกอร์จะกลับกัน ขั้นตอนนี้ดำเนินการโดยเพียงแค่เปลี่ยนลำดับการเปิดขดลวดสตาร์ทเมื่อเชื่อมต่อกับขดลวดทำงาน

ตัวเก็บประจุ

ไดอะแกรมการเชื่อมต่อเฟสเดียว มอเตอร์ตัวเก็บประจุ: a - มีกำลังการทำงาน Cp, b - มีกำลังการทำงาน Cp และกำลังเริ่มต้น Sp.

มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถติดตั้งตัวเก็บประจุได้สองประเภท การมีอยู่ของความจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยทริกเกอร์ที่คดเคี้ยวและส่งกระแสผ่านตัวมันเองเพื่อเปลี่ยนเฟสเป็นข้อบังคับ ค่าของมันถูกนำมาจากข้อมูลหนังสือเดินทางของมอเตอร์ไฟฟ้าและทำซ้ำบนป้ายชื่อ

ในกรณีที่ไม่มีตัวเก็บประจุที่มีความจุที่ต้องการจะอนุญาตให้ใช้ตัวเก็บประจุอื่นที่มีระดับใกล้เคียงกัน หากค่าเบี่ยงเบนแรงเกินไปกับด้านที่เล็กกว่า เครื่องยนต์อาจไม่เริ่มหมุนโดยไม่ได้เลื่อนเพลาด้วยตนเอง แล้วจะไม่พัฒนา พลังที่ต้องการ. หากเกินความจุอย่างมาก ความร้อนแรงจะเริ่มขึ้น

ความจุของส่วนประกอบเริ่มต้นเพิ่มเติมจะถูกเลือกให้สูงกว่าส่วนประกอบหลักสองถึงสามเท่า ค่านี้ให้แรงบิดเริ่มต้นสูงสุด

ในการเปิดองค์ประกอบทริกเกอร์ สามารถใช้ทั้งปุ่มปกติและวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น

รวมทางอ้อม

องค์ประกอบหลักของวงจรสวิตชิ่งทางอ้อมคือตัวสตาร์ทแบบแม่เหล็ก ซึ่งรวมอยู่ในช่องว่างระหว่างเอาต์พุตของเครือข่ายกำลังกับมอเตอร์ไฟฟ้า

หน้าสัมผัสกำลังของบล็อกนี้ได้รับการออกแบบให้เปิดตามปกติ ตัวสตาร์ทแบบแม่เหล็กในแง่ของกระแสสูงสุดที่ไหลผ่านนั้นเป็นหนึ่งในเจ็ดกลุ่มที่ทำให้เป็นมาตรฐาน เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวใช้พลังงานต่ำ อุปกรณ์ของกลุ่มแรกมักจะเพียงพอ กระแสสลับสูงสุดคือ 10 A

ส่วนควบคุมของขดลวดได้รับการออกแบบให้เชื่อมต่อกับเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกัน สะดวกที่สุดคือสตาร์ทเตอร์แม่เหล็กควบคุมโดย 220V AC

คุณสมบัติของการใช้สตาร์ทเตอร์แบบแม่เหล็ก

ส่วนควบคุมของอุปกรณ์มีหน้าสัมผัสหลายคู่ที่ประกอบวงจร รีเลย์อัตโนมัติ. ปกติปิดหนึ่งเสมอ และที่สองเปิดตามปกติ

สำหรับปุ่ม "เริ่ม" ผู้ติดต่อที่เปิดตามปกติจะถือว่าใช้งานได้ และสำหรับปุ่ม "หยุด" จะใช้องค์ประกอบที่ปิดตามปกติ

เมื่อคุณเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่มีปัญหา จะมีการเชื่อมต่อหลายประเภท

เฟสพร้อมกับขั้วอินพุตยังเชื่อมต่อกับอินพุตหน้าสัมผัสของปุ่ม "หยุด" และศูนย์เชื่อมต่อกับขั้วอินพุตของคอยล์ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่ากระแสควบคุมไหลผ่าน

หน้าสัมผัสแบบแอ็คทีฟของปุ่ม "สตาร์ท" ขณะเครื่องยนต์ทำงานจะถูกแบ่งโดยองค์ประกอบคอยล์ที่คล้ายกัน ในการสร้างวงจรนี้มีการเชื่อมต่อเพิ่มเติมสองครั้งซึ่งไดอะแกรมแสดงในรูปด้านบน:

• เอาต์พุตของหน้าสัมผัสการทำงานของปุ่ม "หยุด" เชื่อมต่อขนานกับหน้าสัมผัสของเอาต์พุตของปุ่ม "เริ่ม" และอินพุตของคอยล์ควบคุม
• เอาต์พุตของหน้าสัมผัสเปิดตามปกติของคอยล์ควบคุมเชื่อมต่อแบบขนานกับขั้วเอาต์พุตและอินพุตของหน้าสัมผัสการทำงานของปุ่ม "เริ่ม"

บทสรุป

ขั้นตอนการเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวกับเครือข่าย 220v นั้นไม่ซับซ้อนนัก และที่จริงแล้วต้องการเพียงความต้องการ ชุดเครื่องมือง่ายๆ ขั้นต่ำ แผนภาพการเดินสายไฟ และความแม่นยำในการทำงาน วัสดุสิ้นเปลืองจำเป็นต้องใช้สายไฟเท่านั้น เพราะอันตราย ไฟฟ้าลัดวงจรและกระแสน้ำขนาดใหญ่ที่ไหลผ่านขดลวดของมอเตอร์จำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและอย่าลืมกฎเก่า แต่มีประสิทธิภาพมาก: "วัดเจ็ดครั้งตัดครั้งเดียว"

สำหรับการให้แสงสว่างและการใช้งานในบ้านทั่วไปในบ้าน สำนักงาน ร้านค้า และอุตสาหกรรมขนาดเล็ก ระบบจ่ายไฟแบบเฟสเดียวมีการใช้กันอย่างแพร่หลายร่วมกับระบบสามเฟส ระบบเฟสเดียวใช้ในกรณีที่กินไฟน้อยโดยไม่จำเป็นต้องใช้สามเฟส วงจรไฟฟ้าโดยที่ไม่มีการสิ้นเปลืองพลังงานสูงตลอด 24 ชั่วโมง

มอเตอร์แบบเฟสเดียวมีการออกแบบและการใช้งานที่เรียบง่าย ซึ่งจะช่วยประหยัดในการใช้งาน การซ่อมแซม และการบำรุงรักษาเมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์สามเฟสที่คล้ายคลึงกัน โดยปกติใน เครื่องใช้ในครัวเรือนเช่น เครื่องดูดฝุ่น พัดลม เครื่องซักผ้า, ไดร์เป่าผม, ปั๊มหอยโข่ง, ของเล่นขนาดเล็ก ฯลฯ ใช้เครื่องจักรไฟฟ้าแบบเฟสเดียว

มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวแบ่งได้ดังนี้:

• มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเฟสเดียวหรือมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส
• มอเตอร์ซิงโครนัสแบบเฟสเดียว
• มอเตอร์สะสม

บทความนี้ให้ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียว คำอธิบาย และหลักการทำงานของมอเตอร์

การออกแบบมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียว

เหมือนกับที่อื่นๆ เครื่องยนต์ไฟฟ้ามอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวประกอบด้วยสองส่วนหลัก คือ โรเตอร์และสเตเตอร์ สเตเตอร์เป็นส่วนคงที่ของมอเตอร์และโรเตอร์เป็นส่วนที่เคลื่อนที่ อาหาร แรงดันไฟฟ้าเฟสเดียวนำไปใช้กับสเตเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำซึ่งมีขดลวดเพื่อสร้าง สนามแม่เหล็ก. โรเตอร์เป็นส่วนหมุนที่เชื่อมต่อกับโหลดทางกล โรเตอร์ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวคือกรงกระรอกนั่นคือประกอบด้วย ขดลวดลัดวงจรมักจะมีลักษณะเหมือนกรงกระรอก (ล้อ)

การออกแบบมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวเกือบจะคล้ายกับการออกแบบมอเตอร์ไฟฟ้าแบบสามเฟสที่มีโรเตอร์แบบกรงกระรอก ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือการมีขดลวดสองอันสำหรับหนึ่งเฟสกำลัง ในขณะที่มอเตอร์สามเฟสจะมีหนึ่งขดลวดสำหรับแต่ละเฟส

สเตเตอร์ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเฟสเดียว

สเตเตอร์ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวทำจากแผ่นเหล็กไฟฟ้าเคลือบลามิเนต แต่ละแผ่นถูกหุ้มฉนวนจากชั้นก่อนหน้าและถัดไปด้วยชั้นเคลือบเงาหรือสารเคลือบที่ไม่ใช่ฉนวนที่เป็นฉนวนอื่นๆ การผลิตสเตเตอร์จากแผ่นบาง ๆ จำนวนมากเกิดจากความจำเป็นในการกำจัดอิทธิพลของกระแสน้ำวน ยิ่งเพลทและทินเนอร์มากเท่าไหร่ กระแสน้ำวนก็จะยิ่งน้อยลงในสเตเตอร์ ซึ่งส่งผลในทางบวกต่อประสิทธิภาพการแปลง พลังงานไฟฟ้าใน พลังงานกล. ในกรณีที่สเตเตอร์ทำจากเหล็กไฟฟ้าชิ้นเดียวหรือวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกอื่น ๆ พลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่จะถูกใช้ในการทำความร้อนสเตเตอร์ และสิ่งนี้จะลดประสิทธิภาพของมอเตอร์และอาจทำลายฉนวนของ ขดลวดสเตเตอร์

แพ็คเกจสเตเตอร์ที่ประกอบแล้วประกอบด้วยสล็อต (สล็อต) สำหรับวางขดลวดดังนั้นปรากฎว่าสเตเตอร์เป็นวงจรแม่เหล็กเหมือนแกนหม้อแปลงและขดลวดสเตเตอร์นั้นคล้ายกับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า อยู่ที่ไหน ขดลวดทุติยภูมิ? สิ่งนี้จำเป็นต้องเข้าใจ ขดลวดที่สองลัดวงจรและตั้งอยู่บนโรเตอร์ และการเชื่อมต่อแม่เหล็กระหว่างสเตเตอร์กับโรเตอร์จะดำเนินการผ่านช่องว่างอากาศ

เมื่อใช้พลังงานกับขดลวดสเตเตอร์ สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นที่หมุนโรเตอร์ด้วยความเร็วที่น้อยกว่าความเร็วซิงโครนัสเล็กน้อย เอ็น ส(รอบต่อนาที = รอบต่อนาที) ความเร็วนี้ถูกกำหนดโดยสูตร:

การออกแบบสเตเตอร์ของมอเตอร์แบบเฟสเดียวคล้ายกับสิ่งนั้น มอเตอร์สามเฟสยกเว้นขดลวดสเตเตอร์:

• ประการแรก มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวประกอบด้วยขดลวดศูนย์กลางเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากจำนวนรอบของขดลวดสามารถปรับได้ง่าย แรงแม่เหล็ก (MMF) (MMF) จะกระจายเกือบเป็นแนวไซน์
• ขั้วของมอเตอร์ถูกแทนที่ ยกเว้นเมื่อมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมีขดลวดสเตเตอร์สองเส้น ขดลวดหลักและขดลวดเสริม ขดลวดทั้งสองนี้อยู่ในพื้นที่สเตเตอร์ที่ทำมุมฉากกัน

โรเตอร์ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเฟสเดียว

การออกแบบโรเตอร์ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวคล้ายกับโรเตอร์แบบกรงกระรอกของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟส โรเตอร์มีรูปทรงกระบอกและร่องตามขอบทั้งหมด ร่องไม่ได้ทำขนานกับแกนหมุนของโรเตอร์ แต่มีมุมเอียง การบิดเบี้ยวดังกล่าวช่วยป้องกันไม่ให้โรเตอร์ถูกล็อคด้วยสนามแม่เหล็กในสนามสเตเตอร์ ซึ่งจะช่วยอำนวยความสะดวกในการสตาร์ทมอเตอร์ในเบื้องต้น การสตาร์ทและการทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะราบรื่นและเงียบขึ้น โดยไม่มีการโอเวอร์โหลดมากเกินไปในตอนเริ่มต้นและการทำงาน

ขดลวดโรเตอร์กรงกระรอกประกอบด้วยแท่งอลูมิเนียม ทองแดง หรือทองเหลือง ซึ่งวางอยู่ในช่องที่ขอบของโรเตอร์ แท่งเหล่านี้ปิดอย่างถาวรด้วยวงแหวนทองแดงหรืออลูมิเนียมจากปลายโรเตอร์ และเรียกอีกอย่างว่าวงแหวนปลาย ลักษณะที่ปรากฏของขดลวดดังกล่าวคล้ายกับวงล้อกระรอกซึ่งกระรอกวิ่งเป็นวงกลมโดยจัดเรียงอุ้งเท้าด้วยอุ้งเท้าเดียวกัน ความคล้ายคลึงกันนี้เป็นชื่อของโรเตอร์กรงกระรอก - โรเตอร์กรงกระรอกประเภทกรงกระรอก

เนื่องจากขดลวดของโรเตอร์ถูกลัดวงจรโดยวงแหวนปลายและประกอบด้วยแท่งหลายอันที่ต่อขนานกันในวงจรเดียว ความต้านทานไฟฟ้าโรเตอร์น้อยมาก การออกแบบโรเตอร์นี้ไม่อนุญาตให้รวมความต้านทานเพิ่มเติมในขดลวดของโรเตอร์ เนื่องจากไม่มีวงแหวนสัมผัสและแปรง

การออกแบบที่เรียบง่ายและไม่มีวงแหวนลื่นและแปรงในการออกแบบมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวทำให้ราคาถูก เชื่อถือได้ และใช้งานง่าย

หลักการทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเฟสเดียว

ต้องจำไว้ว่าสำหรับการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าโดยตรง (DC) หรือกระแสสลับ (AC) จำเป็นต้องมีฟลักซ์แม่เหล็กสองอันซึ่งปฏิสัมพันธ์จะสร้างแรงบิด การมีอยู่ของแรงบิดเป็นพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ใดๆ เพื่อทำให้เกิดการหมุน

เมื่อผ่านขดลวดสเตเตอร์เริ่มไหล ไฟฟ้าจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กแบบแปรผันได้ซึ่งเรียกว่าฟลักซ์หลัก กระแสหลักนี้ทำหน้าที่กับตัวนำของโรเตอร์ตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ EMF เกิดขึ้นที่ตัวนำของโรเตอร์ และเนื่องจากขดลวดของโรเตอร์เกิดการลัดวงจร กระแสไฟฟ้าจึงเริ่มไหลเข้าไป ซึ่งจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่กำลังจะมาถึงซึ่งทำหน้าที่ต้านฟลักซ์หลัก เนื่องจากเธรดที่สองถูกสร้างขึ้นเนื่องจากเธรดแรก ซึ่งหมายความว่าไม่มีอยู่แบบซิงโครนัส นั่นคือสาเหตุที่เอ็นจิ้นดังกล่าวเรียกว่าอะซิงโครนัส

ปฏิกิริยาของกระแสทั้งสองนี้ หนึ่งจากสเตเตอร์และครั้งที่สองจากโรเตอร์ ทำให้เกิดแรงบิดที่ต้องการ มอเตอร์เริ่มหมุน

เหตุใดมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวจึงไม่สามารถสตาร์ทตัวเองได้

ตามทฤษฎีของสนามการหมุนคู่ องค์ประกอบใดๆ (ตัวแปร) ของสนามสามารถแบ่งออกเป็นสององค์ประกอบ โดยที่แต่ละองค์ประกอบจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของค่าสูงสุดของส่วนประกอบที่ได้รับ ส่วนประกอบทั้งสองนี้จะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามกัน ดังนั้น การไหล F สามารถแบ่งออกเป็นสององค์ประกอบ:

แต่ละองค์ประกอบการไหลเหล่านี้หมุน (เคลื่อนที่) ไปในทิศทางตรงกันข้าม นั่นคือ if F m /2หมุนไปในทิศทาง ตามเข็มนาฬิกาแล้วก็อีกกระทู้ F m /2หมุนไปในทิศทาง ทวนเข็มนาฬิกา.

เมื่อกระแสจากแหล่งจ่ายกระแสสลับไปยังขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียว จะทำให้เกิดฟลักซ์ F m. ตามทฤษฎีสนามหมุนคู่ ( ทฤษฎีการหมุนสองสนาม) การไหลนี้สามารถแบ่งออกเป็นสองกระแสของปริมาณที่ตรงข้ามกัน F m /2และเคลื่อนที่พร้อมกันด้วยความเร็ว N เรียกส่วนประกอบทั้งสองนี้ว่า ฉ ฉ(ด้านหน้า) และ F b(กลับ). ฟลักซ์ที่เป็นผลลัพธ์จากฟลักซ์ทั้งสองนี้ในเวลาใดก็ตามจะให้ค่าของฟลักซ์ของสเตเตอร์

ในขณะที่สตาร์ทเครื่องยนต์ ส่วนประกอบทั้งสองของการไหลจะพุ่งเข้าหากันโดยตรง พวกมันมีขนาดเท่ากันและสมดุลกัน ดังนั้นประสิทธิภาพของแรงบิดที่โรเตอร์ประสบจึงเป็นศูนย์ นั่นคือเหตุผลที่ไม่มีการสตาร์ทมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวด้วยตัวเอง

วิธีสร้างมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเฟสเดียวที่สตาร์ทตัวเองได้

จากข้างต้นสามารถสรุปได้ง่าย ๆ ว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวไม่สตาร์ทตัวเองเนื่องจากฟลักซ์ตัวแปรที่ผลิตโดยสเตเตอร์ประกอบด้วยสององค์ประกอบที่หักล้างซึ่งกันและกัน ดังนั้นจึงไม่มีแรงบิดที่มีประสิทธิภาพ

วิธีแก้ปัญหานี้คือการสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่หมุนได้ ไม่ใช่ฟลักซ์แม่เหล็กที่เต้นเป็นจังหวะ จากนั้นเครื่องยนต์ก็จะสตาร์ทเอง ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนประกอบหนึ่งมีความได้เปรียบเมื่อเทียบกับส่วนประกอบอื่นของการไหลในทิศทางเดียวหรืออย่างอื่น ในขั้นต้น ทั้งสององค์ประกอบของการไหลอยู่ในแอนติเฟสที่สัมพันธ์กัน นั่นคือ พวกมันถูกเลื่อนไป 180 องศา สามารถทำได้โดยการเพิ่มส่วนประกอบการไหลเพิ่มเติม ซึ่งสามารถถอดออกได้หลังจากสตาร์ทแล้วเครื่องยนต์จะทำงานต่อไปได้ด้วยตัวเอง

มอเตอร์มีสี่ประเภทขึ้นอยู่กับวิธีการสตาร์ทมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียว:

1. พร้อมขดลวดแยก (มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบแยกเฟส)
2. พร้อมตัวเก็บประจุสตาร์ท (มอเตอร์ตัวเหนี่ยวนำสตาร์ทตัวเก็บประจุ)
3. ด้วยตัวเก็บประจุเริ่มต้นและขดลวดทำงาน (ตัวเก็บประจุสตาร์ทตัวเก็บประจุใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำ)
4. ด้วยเสาเลื่อน (มอเตอร์เหนี่ยวนำขั้วเงา)

การเปรียบเทียบมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวและสามเฟส

1. เฟสเดียว มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสการออกแบบที่เรียบง่าย เชื่อถือได้ และประหยัดในการใช้งาน การบำรุงรักษา และการทำงานเมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟส
2. ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าเฟสเดียว มอเตอร์เหนี่ยวนำต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสที่มีกำลังเท่ากัน
3. มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวที่มีขนาดเท่ากับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบสามเฟสให้กำลังประมาณ 50%
4. แรงบิดเริ่มต้นต่ำสำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเฟสเดียว
5. ประสิทธิภาพ (COP) ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียวจะน้อยกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบสามเฟส

แท็กส่วนทั้งหมด วิศวกรรมไฟฟ้า.

26. WINDING DIAGRAM ของมอเตอร์อะซิงโครนัสเฟสเดียว

ในมอเตอร์แบบเฟสเดียวที่มีขดลวดสตาร์ท ขดลวดหลักมักจะใช้ 2/3 และขดลวดเสริม - 1/3 ของจำนวนช่องสเตเตอร์ทั้งหมด ในมอเตอร์เหล่านี้ จำนวนช่องต่อขั้วสำหรับแต่ละเฟสถูกกำหนดโดยสูตร:

ที่ไหน คิวเอ -จำนวนช่องต่อเสาของเฟสหลัก คิว V- จำนวนช่องต่อเสาเฟสเสริม z A = 2 / 3 - จำนวนร่องที่เฟสหลักครอบครอง z B= 1 / 3 - จำนวนช่องที่ครอบครองโดยเฟสเสริม z- จำนวนร่องทั้งหมด 2p- จำนวนเสา

ในมอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบเฟสเดียว ช่องเสียบสเตเตอร์มักจะถูกแบ่งเท่าๆ กันระหว่างทั้งสองเฟส กล่าวคือ zA=z B, และจำนวนช่องต่อขั้วกำหนดโดยสูตร

ระยะพิทช์สำหรับขดลวดเฟสเดียวถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับสามเฟส ขดลวดสองชั้นจะสั้นลง โดยปกติจะมีระยะพิทช์เท่ากับ 1/3 ของขั้ว โดยมีระยะพิทช์เท่ากันสำหรับขดลวดหลักและขดลวดเสริม สนามคดเคี้ยวสองชั้น

การเชื่อมต่อของกลุ่มคอยล์และการก่อตัวของกิ่งขนานในขดลวดเฟสเดียวนั้นดำเนินการตามกฎเดียวกันกับขดลวดสามเฟส

เมื่อสร้างวงจรมอเตอร์ที่มีความต้านทานเพิ่มขึ้นของเฟสเริ่มต้น จำเป็นต้องคำนึงถึงการมีขดลวดสองขั้วอยู่ในนั้นด้วย

เพื่อความสะดวกในการซ่อมแซม ขดลวดสตาร์ทมักจะวางอยู่บนขดลวดหลัก (ใกล้กับลิ่ม)

ขั้นตอนโดยประมาณสำหรับการวาดไดอะแกรมของมอเตอร์แบบเฟสเดียวที่คดเคี้ยวพร้อมองค์ประกอบเริ่มต้นเราจะวิเคราะห์ลำดับของการวาดไดอะแกรมขดลวดชั้นเดียวโดยใช้ตัวอย่าง

2p = 4, z = 24.

ขั้นแรก หาจำนวนช่องที่ครอบครองโดยเฟสหลัก

จำนวนช่องต่อเสาเฟสหลัก

จำนวนช่องต่อเสาของเฟสเสริมน้อยกว่าช่องหลักสองเท่า กล่าวคือ

ถัดไปในการวาดภาพจำเป็นต้องนำเสนอลำดับของร่องสลับของเฟสหลักและเฟสเสริม (รูปที่ 60, ก)และวางทิศทางของกระแสในเฟสหลักตามกฎ: ภายใต้เสาข้างเคียงทิศทางของกระแสจะเปลี่ยนเป็นตรงกันข้าม (รูปที่ 60, ข). เพื่อไม่ให้ขดลวดเฟสหลักปรากฏบนวงจรเมื่อมีการม้วนแบบทั่วไปมากที่สุด กลุ่มขดลวดแรกจะแบ่งออกเป็นสองส่วน (ช่อง 1.2 และ 23.24)

ตามทิศทางปัจจุบันที่ทำเครื่องหมายไว้ส่วน slotted ของคอยล์จะเชื่อมต่อกันซึ่งเป็นผลมาจากการที่กลุ่มคอยล์หรือกึ่งกลุ่มเกิดขึ้น ในขณะเดียวกันก็เป็นไปได้ ตัวเลือกต่างๆ. ด้วยขั้นตอน diametrical

เหมือนกันสำหรับขดลวดทั้งหมดจะได้รับเทมเพลตที่คดเคี้ยว (รูปที่ 60 ใน) จำนวนกลุ่มคอยล์ซึ่งเท่ากับจำนวนเสาคู่ ร.แต่การม้วนแบบนี้แทบไม่เคยใช้เลย เนื่องจากส่วนหน้ามีขนาดใหญ่ ถ้าเราแบ่งกลุ่มคอยล์แต่ละกลุ่มออกเป็นสองกลุ่มครึ่งเราจะได้รูปแบบการม้วนแบบเดินเตาะแตะ (รูปที่ 60 ช)ด้วยระยะพิทช์ที่เล็กกว่าและความยาวคอยล์ที่สั้นกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากส่วนหน้ามีความกะทัดรัดมาก จึงมักใช้ขดลวดเดินเตาะแตะศูนย์กลาง (รูปที่ 60.5) สำหรับค่าขนาดใหญ่ คิว เอนอกจากนี้ยังใช้ขดลวดศูนย์กลางซึ่งกลุ่มขดลวดแบ่งออกเป็นสามกลุ่มกึ่ง (ดูรูปที่ 68) โดยลักษณะของส่วนหน้า ขดลวดนี้คล้ายกับขดลวดศูนย์กลางสามเฟสสามระนาบ

โดยหลักการแล้วจุดเริ่มต้นของเฟสสามารถเลือกได้จากช่องใดก็ได้ตามความสะดวกของการม้วน เริ่มต้นการข้ามร่องทั้งหมดจากร่องแรกและตามทิศทางของกระแสเราเชื่อมต่อกลุ่มคอยล์ (ครึ่งกลุ่ม) เข้าด้วยกัน (รูปที่ 60, จ)และหาใครสักคน

ข้าว. 60. การสร้างวงจรขดลวดชั้นเดียวของมอเตอร์เฟสเดียวที่มีองค์ประกอบเริ่มต้น: a - ลำดับของร่องสลับของเฟสหลักและเฟสเสริม b - ทิศทางของกระแสในส่วนช่องของขดลวดของเฟสหลัก, c - ขดลวดแม่แบบอย่างง่าย, d - ขดลวดแม่แบบในเดินเตาะแตะ, d - ขดลวดศูนย์กลางในเดินเตาะแตะ, e - ไดอะแกรมของเฟสหลักและเฟสเสริมของ a ม้วนตัวเป็นเกลียวในการเดินเตาะแตะ

สิ้นสุดเฟสโดยข้ามร่องทั้งหมดของขดลวดทำงาน เซมิกรุ๊ปมีการเชื่อมต่อตามกฎ: จุดสิ้นสุดของเซมิกรุ๊ปเชื่อมต่อกับจุดสิ้นสุดของเซมิกรุ๊ปที่อยู่ติดกันของเฟสเดียวกัน, จุดเริ่มต้น - ถึงจุดเริ่มต้น, นั่นคือในลักษณะเดียวกับในชั้นเดียวสามเฟส ขดลวดเดินเตาะแตะโดยที่กลุ่มขดลวดแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม

ข้าว. 61. ขดลวดรีดชั้นเดียว มอเตอร์เฟสเดียวที่ 2p=2, z=12: a - เทมเพลต b - ศูนย์กลาง

ข้าว. 62. ขดลวดชั้นเดียว (เดินเตาะแตะแม่แบบ) ของมอเตอร์แบบเฟสเดียวที่ 2p=4, z=36

โครงร่างเฟสเสริมดำเนินการตามกฎเดียวกัน โดยปกติแล้วจะมีขดลวดจำนวนน้อยกว่าในกลุ่ม (กึ่งกลุ่ม) ขั้นตอนของมันสามารถเหมือนกับของเฟสหลักหรือต่างกันก็ได้

โครงร่างทั่วไปของขดลวดชั้นเดียวของมอเตอร์ที่มีองค์ประกอบเริ่มต้นแสดงในรูปที่ 61.62.

สามารถวาดไดอะแกรมของขดลวดสองชั้นของมอเตอร์ที่มีองค์ประกอบเริ่มต้นได้ตามลำดับต่อไปนี้ ขั้นแรกให้กำหนดขั้นตอน

ขดลวด จำนวนช่องต่อขั้วสำหรับเฟสหลักและเฟสเสริม คิว เอและ คิว B. ตามระยะพิทช์ของขดลวดและจำนวนขดลวดในกลุ่มเท่ากับ คิว เอ ,กลุ่มขดลวดแรกของเฟสหลักถูกวาด (รูปที่ 63.64) ถัดจากกลุ่มขดลวดของเฟสเสริมจากนั้นกลุ่มขดลวดของเฟสหลักอีกครั้ง ฯลฯ ขั้นตอนในร่องสำหรับทั้งสองเฟสจะถูกนำ เดียวกัน. ทิศทางของกระแสติดอยู่ที่ด้านบนของขดลวดของเฟสหลัก (ภายใต้ขั้วที่อยู่ติดกันจะเปลี่ยนเป็นตรงกันข้ามเช่นเดียวกับในหนึ่ง

ข้าว. 63. ขดลวดสองชั้นของมอเตอร์เฟสเดียวที่ 2p=2, z=18, q A = 6, q B = 3, y A = y B = 6(1-7)

ข้าว. 64. ขดลวดสองชั้นของมอเตอร์เฟสเดียวที่ 2p=4, z=24, q A = 4, q B = 2, y A = y B = 4 (1-5)

ม้วนชั้น) การเชื่อมต่อแบบอนุกรมกลุ่มขดลวดในเฟสยังดำเนินการตามกฎ: ลงท้ายด้วยจุดสิ้นสุด, เริ่มต้นด้วยจุดเริ่มต้น, ในขณะที่ขั้วของขั้วจะไม่ถูกละเมิด การเชื่อมต่อในระยะเสริมทำในลักษณะเดียวกัน

ขั้นตอนโดยประมาณสำหรับการวาดไดอะแกรมของขดลวดมอเตอร์ชั้นเดียวแบบเฟสเดียวพร้อมความต้านทานที่เพิ่มขึ้นของเฟสเสริมไดอะแกรมเฟสหลักของมอเตอร์ที่มีความต้านทานเพิ่มขึ้น

ข้าว. 65. การดำเนินการของขดลวดที่มีขดลวด bifilar: a - ขดลวดแบ่งออกเป็นสองส่วน b - ขดลวดที่มีขดลวด bifilar, c - การกำหนดขดลวดที่มีขดลวด bifilar ในแผนภาพ; 1 - ส่วนหลัก 2 - ส่วน bifilar, H และ K - จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของขดลวด

เฟสเสริมจะเหมือนกับมอเตอร์ที่มีองค์ประกอบเริ่มต้น

เมื่อวาดไดอะแกรมเฟสเสริมต้องคำนึงว่าในแต่ละขดลวดส่วนหนึ่งของการหมุนของมันจะถูกพันในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งจะช่วยลดจำนวนตัวนำที่มีประสิทธิภาพในช่อง การพลิกกลับของบาดแผลจะทำให้ผลของจำนวนรอบเท่ากันที่พันในทิศทางหลักกลายเป็นขดลวด bifilar ดังนั้นเพื่อค้นหาจำนวนรอบที่มีประสิทธิภาพในขดลวด (ตัวนำที่มีประสิทธิภาพในร่อง) จำเป็นต้องลบสองครั้ง จำนวนการพลิกกลับจากจำนวนทั้งหมด ตัวอย่างเช่น หากมีขดลวดในร่องซึ่งมีเพียง 81 รอบซึ่ง 22 อันเป็นแผลจากเคาน์เตอร์ จำนวนตัวนำที่มีประสิทธิภาพในร่องจะเป็น: 81-2x22=37

ในการกำหนดจำนวนรอบหมุนกลับด้วยจำนวนตัวนำทั้งหมดในร่องและจำนวนตัวนำที่มีประสิทธิภาพในร่องที่ทราบ ต้องดำเนินการย้อนกลับ กล่าวคือ ลบจำนวนตัวนำที่มีประสิทธิภาพออกจากจำนวนทั้งหมดแล้วหาร ผลคูณสอง ด้วยจำนวนตัวนำทั้งหมด 81 และจำนวนที่มีประสิทธิภาพ 37 จำนวนรอบการหมุนกลับควรเป็น:

สามารถรับขดลวดที่มีขดลวด bifilar ได้โดยการวางขดลวดสองส่วนในร่องเดียวกัน ซึ่งหนึ่งในนั้นหมุน 180 °รอบแกนที่ขนานกับร่อง ด้านขวาและด้านซ้ายของส่วนที่หมุนแล้วจะกลับด้าน (รูปที่ 65) ในร่องที่มีขดลวดสองด้านอยู่กระแส

ข้าว. 66. ขดลวดเดินเตาะแตะศูนย์กลางชั้นเดียวที่ 2p = 4, z = 24 ของมอเตอร์แบบเฟสเดียวที่มีความต้านทานเพิ่มขึ้นของขดลวดเสริม: a - ขดลวดที่มีขดลวด bifilar แสดงในสองส่วน b - เหมือนกันใน รูปแบบของขดลวดทั้งหมด

ข้าว. 67. ขดลวดเดินเตาะแตะศูนย์กลางแบบชั้นเดียวที่ 2p = 2, z = 18 ของมอเตอร์แบบเฟสเดียวที่มีความต้านทานเพิ่มขึ้นของเฟสเสริม: a - เมื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกา b - เมื่อหมุนตามเข็มนาฬิกา

ข้าว. 68. ขดลวดศูนย์กลางแบบชั้นเดียวพร้อมการแยกกลุ่มขดลวดออกเป็นสามส่วนที่ 2p = 2, z = 24 ของมอเตอร์เฟสเดียวที่มีความต้านทานเพิ่มขึ้นของเฟสเสริม

ข้าว. 69. ขดลวดศูนย์กลางชั้นเดียวที่มีการแบ่งกลุ่มขดลวดออกเป็นสามส่วนที่ 2p = 2, z = 24 ของมอเตอร์เฟสเดียวที่มีความต้านทานเพิ่มขึ้นของเฟสเสริมและการเชื่อมต่อของเฟสหลักเป็นสองกิ่งขนาน

ผ่านส่วนหนึ่งไปในทิศทางเดียวกันไปอีกด้านหนึ่ง - ไปในทิศทางตรงกันข้าม ขั้วของขั้วถูกกำหนดโดยทิศทางของกระแสในขดลวดที่มีการหมุนจำนวนมากดังนั้นส่วนที่มีจำนวนรอบมากจึงเรียกว่าส่วนหลักตามเงื่อนไขและมีจำนวนน้อยกว่า - bifilar

ในรูป 66, เอแสดงวงจรที่มีขดลวดสองขั้วในเฟสเสริม ส่วน bifilar จะแสดงตามเงื่อนไขภายในวงจรหลัก มักจะแสดงขดลวดที่มีขดลวด bifilar ในไดอะแกรม

ข้าว. 70. ขดลวดเดินเตาะแตะศูนย์กลางแบบชั้นเดียวของมอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบเฟสเดียวที่ 2p=2, z=18

สะท้อนออกมาในรูปของขดลวดทั้งวงโดยมีวงเป็นวงซึ่งทิศทางของกระแสจะเปลี่ยนไป (รูปที่ 65, ในและมะเดื่อ 66, ข)

ขดลวดและกลุ่มขดลวดที่มีขดลวดสองขั้วต้องเชื่อมต่อในลักษณะที่ขั้วใต้ขั้วที่อยู่ติดกันของเฟสเสริมสลับกัน ขั้วของขั้วถูกกำหนดโดยทิศทางของกระแสในส่วนหลัก

ไดอะแกรมคดเคี้ยวทั่วไปของมอเตอร์ที่มีความต้านทานเฟสเสริมเพิ่มขึ้นแสดงในรูปที่ 67-69.

ขดลวดใดๆ สามารถพันได้ทั้งตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาเมื่อดูสเตเตอร์จากด้านข้างของวงจร สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยทักษะของกระดาษห่อและเทคโนโลยีการผลิตที่เป็นที่ยอมรับ ตัวอย่างของวงจรสำหรับสองทิศทางที่คดเคี้ยวแสดงในรูปที่ 67.

ขั้นตอนโดยประมาณสำหรับการวาดไดอะแกรมคดเคี้ยวสำหรับมอเตอร์ตัวเก็บประจุวงจรของมอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบเฟสเดียวถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับวงจรของเฟสเดียวที่มีองค์ประกอบเริ่มต้น เพียงต้องคำนึงว่าจำนวนช่องต่อขั้วของเฟสหลักและเฟสเสริมจะเท่ากันและ ดังนั้นวงจรของทั้งสองเฟสก็เหมือนกัน

โครงร่างทั่วไปของมอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบเฟสเดียวแสดงในรูปที่ 70-76.

ข้าว. 71. ขดลวดเดินเตาะแตะศูนย์กลางแบบชั้นเดียวของมอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบเฟสเดียวที่ 2p=2, z=24

ข้าว. 72. ขดลวดเดินเตาะแตะศูนย์กลางแบบชั้นเดียวของมอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบเฟสเดียวที่ 2p=2, z=24 และการเชื่อมต่อของแต่ละเฟสออกเป็นสองกิ่งขนานกัน

ข้าว. 73. ขดลวดศูนย์กลางแบบชั้นเดียวที่มีขดลวด "หวี" ของมอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบเฟสเดียวที่ 2p=4, z=24

ข้าว. 74. ขดลวดสองชั้นของมอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบเฟสเดียวที่ 2p=4, z=24, q A = q B = 3, y A = y B = 5 (1-6)

ในบางกรณี มอเตอร์ของตัวเก็บประจุมีลักษณะเป็นขดลวด "หวี" ทั้งสองเฟสโดยมีจำนวนรอบเพียงครึ่งเดียว บนไดอะแกรมของรูปที่ 73 แสดงสี่ขดลวดดังกล่าว

ขดลวดที่แสดงในรูปที่ 75, 76 เนื่องจากจำนวนร่องต่อเสาเป็นเศษส่วนมีสัญญาณของการเดินเตาะแตะที่มีลวดลายและขดลวดสองชั้นจึงเรียกว่ารวมกัน

มักเน้นการเรียนรู้ มอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสส่วนหนึ่งเป็นเพราะมีการใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแบบสามเฟสบ่อยกว่ามอเตอร์แบบเฟสเดียว มอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวมีหลักการทำงานเหมือนกับมอเตอร์ไฟฟ้าแบบสามเฟส โดยมีเฉพาะแรงบิดเริ่มต้นที่ต่ำกว่าเท่านั้น แบ่งออกเป็นประเภทตามวิธีการเริ่มต้น

สเตเตอร์แบบเฟสเดียวมาตรฐานมีขดลวดสองเส้นที่ 90° ต่อกัน หนึ่งในนั้นถือเป็นขดลวดหลักส่วนอีกอันหนึ่งเป็นตัวเสริมหรือสตาร์ท ตามจำนวนเสา ขดลวดแต่ละอันสามารถแบ่งออกเป็นหลายส่วน

รูปภาพแสดงตัวอย่างการพันขดลวดเฟสเดียวแบบสองขั้วที่มีสี่ส่วนในขดลวดหลักและสองส่วนในขดลวดเสริม

ควรจำไว้ว่าการใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวเป็นการประนีประนอมอยู่เสมอ การออกแบบเครื่องยนต์อย่างใดอย่างหนึ่งขึ้นอยู่กับงานที่ทำก่อน ซึ่งหมายความว่ามอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมดได้รับการออกแบบตามสิ่งที่สำคัญที่สุดในแต่ละกรณี เช่น ประสิทธิภาพ แรงบิด รอบการทำงาน เป็นต้น เนื่องจากสนามที่เต้นเป็นจังหวะ มอเตอร์แบบเฟสเดียว CSIR และ RSIR สามารถมีได้มากกว่า ระดับสูงเสียงรบกวนเมื่อเทียบกับมอเตอร์สองเฟส PSC และ CSCR ซึ่งเงียบกว่ามากเพราะใช้ตัวเก็บประจุเริ่มต้น ตัวเก็บประจุซึ่งสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าช่วยให้การทำงานราบรื่น

ประเภทหลักของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียว

เครื่องใช้ในครัวเรือนและเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานต่ำใช้ไฟฟ้ากระแสสลับแบบเฟสเดียว นอกจากนี้ยังไม่สามารถจัดหาแหล่งจ่ายไฟสามเฟสได้ทุกที่ ดังนั้นมอเตอร์กระแสสลับแบบเฟสเดียวจึงแพร่หลายโดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา บ่อยครั้งที่นิยมใช้มอเตอร์ AC เนื่องจากมีโครงสร้างที่ทนทาน ต้นทุนต่ำ และไม่ต้องบำรุงรักษา

ตามชื่อที่บ่งบอก มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวทำงานบนหลักการเหนี่ยวนำ หลักการเดียวกันนี้ใช้กับมอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟส อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างระหว่างพวกเขา: ตามกฎแล้วมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวทำงานที่ กระแสสลับและแรงดันไฟฟ้า 110 -240 V สนามสเตเตอร์ของมอเตอร์เหล่านี้ไม่หมุน ทุกครั้งที่แรงดันไฟฟ้าไซน์กระโดดจากลบเป็นบวก ขั้วจะเปลี่ยน

ในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียว สนามสเตเตอร์จะอยู่ในแนวเดียวกันอย่างต่อเนื่อง และขั้วจะเปลี่ยนตำแหน่งหนึ่งครั้งในแต่ละรอบ ซึ่งหมายความว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวไม่สามารถสตาร์ทได้ด้วยตัวเอง

ในทางทฤษฎี มอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวสามารถเริ่มต้นได้โดยการหมุนทางกลไกของมอเตอร์ ตามด้วยการเปิดเครื่องทันที อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ มอเตอร์ทั้งหมดจะสตาร์ทโดยอัตโนมัติ

มอเตอร์ไฟฟ้ามีสี่ประเภทหลัก:

Capacitor Started / Coiled (อุปนัย) มอเตอร์เหนี่ยวนำ (CSIR),

Capacitor start/capacitor run มอเตอร์เหนี่ยวนำ (CSCR),

มอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีการสตาร์ทความต้านทาน (RSIR) และ

เครื่องยนต์ที่มีการแยกความจุถาวร (PSC)

รูปด้านล่างแสดงเส้นโค้งอัตราส่วนแรงบิด/ความเร็วทั่วไปสำหรับมอเตอร์ AC เฟสเดียวสี่ประเภทหลัก

ตัวเก็บประจุแบบเฟสเดียวที่สตาร์ท/ผ่านขดลวดมอเตอร์ (CSIR)

มอเตอร์เหนี่ยวนำสตาร์ทตัวเก็บประจุหรือที่เรียกว่ามอเตอร์ CSIR เป็นกลุ่มมอเตอร์เฟสเดียวที่ใหญ่ที่สุด

มอเตอร์ CSIR มีจำหน่ายในขนาดมาตรฐานหลายขนาด ตั้งแต่ขนาดเล็กที่สุดไปจนถึง 1.1 กิโลวัตต์ ในมอเตอร์ CSIR ตัวเก็บประจุเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดสตาร์ท ตัวเก็บประจุทำให้เกิดความล่าช้าระหว่างกระแสใน เริ่มคดเคี้ยวและในขดลวดหลัก

สิ่งนี้มีส่วนทำให้เกิดความล่าช้าในการดึงดูดของขดลวดสตาร์ทซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของสนามหมุนซึ่งส่งผลต่อการสร้างแรงบิด หลังจากที่มอเตอร์ไฟฟ้าจับความเร็วและเข้าใกล้ความเร็วในการทำงาน สตาร์ทเตอร์จะเปิดขึ้น นอกจากนี้ มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานในโหมดปกติสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำ สตาร์ทเตอร์อาจเป็นแบบแรงเหวี่ยงหรือแบบอิเล็กทรอนิกส์

มอเตอร์ CSIR มีแรงบิดเริ่มต้นค่อนข้างสูง โดยมีตั้งแต่ 50 ถึง 250 เปอร์เซ็นต์ของแรงบิดโหลดเต็มที่ ดังนั้นสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวทั้งหมด มอเตอร์เหล่านี้จึงเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่มีโหลดเริ่มต้นสูง เช่น สายพานลำเลียง เครื่องอัดอากาศ และคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น

มอเตอร์เฟสเดียวที่มีการสตาร์ทตัวเก็บประจุ/การทำงานของตัวเก็บประจุ (CSCR)

มอเตอร์ประเภทนี้ เรียกสั้น ๆ ว่า "มอเตอร์ CSCR" รวมคุณสมบัติที่ดีที่สุดของมอเตอร์เหนี่ยวนำตัวเก็บประจุและมอเตอร์ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่ออย่างถาวร แม้ว่ามอเตอร์เหล่านี้จะค่อนข้างแพงกว่ามอเตอร์แบบเฟสเดียวอื่นๆ เนื่องจากโครงสร้าง แต่ยังคงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูง ตัวเก็บประจุสตาร์ทมอเตอร์ CSCR เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดสตาร์ท เช่นเดียวกับมอเตอร์สตาร์ทของตัวเก็บประจุ ให้แรงบิดเริ่มต้นสูง

มอเตอร์ CSCR ยังมีลักษณะคล้ายกับมอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนถาวร (PSC) โดยจะสตาร์ทผ่านตัวเก็บประจุแบบอนุกรมพร้อมขดลวดสตาร์ทเมื่อถอดตัวเก็บประจุเริ่มต้นออกจากแหล่งจ่ายไฟหลัก ซึ่งหมายความว่ามอเตอร์สามารถรองรับโหลดสูงสุดหรือโอเวอร์โหลดได้

มอเตอร์ CSCR สามารถใช้ได้กับกระแสโหลดเต็มต่ำและให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ซึ่งมีข้อดีหลายประการ รวมถึงการช่วยให้มอเตอร์ทำงานโดยมีความผันผวนของอุณหภูมิน้อยกว่ามอเตอร์แบบเฟสเดียวที่คล้ายคลึงกันอื่นๆ

มอเตอร์ CSCR เป็นมอเตอร์เฟสเดียวที่ทรงพลังที่สุดที่สามารถใช้งานได้ยาก เช่น ปั๊มสำหรับสูบน้ำใต้น้ำ ความดันสูงและในปั๊มสุญญากาศ ตลอดจนในกระบวนการแรงบิดสูงอื่นๆ กำลังขับของมอเตอร์ไฟฟ้าดังกล่าวมีตั้งแต่ 1.1 ถึง 11 กิโลวัตต์

เฟสเดียว Resistive-Start/Inductive-Run (RSIR) Motor

มอเตอร์ประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่า "มอเตอร์สปลิตเฟส" โดยทั่วไปแล้วจะมีราคาถูกกว่ามอเตอร์แบบเฟสเดียวประเภทอื่นๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรม แต่ก็มีข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพบางประการ

สตาร์ทมอเตอร์ RSIR ประกอบด้วยสอง ขดลวดแต่ละอันสเตเตอร์ หนึ่งในนั้นใช้สำหรับการเริ่มต้นโดยเฉพาะเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดของขดลวดนี้มีขนาดเล็กกว่าและความต้านทานไฟฟ้าสูงกว่าของขดลวดหลัก สิ่งนี้ทำให้สนามหมุนช้าลงซึ่งจะทำให้มอเตอร์ขับเคลื่อน สตาร์ทเตอร์แบบแรงเหวี่ยงหรือแบบอิเล็กทรอนิกส์จะตัดการเชื่อมต่อขดลวดสตาร์ทเมื่อความเร็วมอเตอร์ถึงประมาณ 75% ของความเร็วที่กำหนด หลังจากนั้นมอเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานต่อไปตามหลักการทำงานมาตรฐานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ มีข้อ จำกัด บางประการสำหรับมอเตอร์ RSIR พวกเขามีต่ำ ช่วงเวลาเริ่มต้นมักอยู่ในช่วง 50 ถึง 150 เปอร์เซ็นต์ของโหลดที่กำหนด นอกจากนี้ มอเตอร์ไฟฟ้ายังสร้างสูง กระแสเริ่มต้น, ประมาณ 700 ถึง 1000% ของ จัดอันดับปัจจุบัน. เป็นผลให้เวลาเริ่มต้นที่ยาวนานจะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและการทำลายของการเริ่มต้นที่คดเคี้ยว ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถใช้มอเตอร์ไฟฟ้าประเภทนี้ได้เมื่อต้องใช้แรงบิดในการสตาร์ทสูง

มอเตอร์ RSIR ได้รับการออกแบบสำหรับช่วงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายที่แคบ ซึ่งจะจำกัดการใช้งานโดยธรรมชาติ แรงบิดสูงสุดมีตั้งแต่ 100 ถึง 250% ของค่าการออกแบบ ควรสังเกตด้วยว่าปัญหาเพิ่มเติมคือการติดตั้งระบบป้องกันความร้อน เนื่องจากเป็นการยากที่จะหาอุปกรณ์ป้องกันที่จะทำงานได้เร็วพอที่จะป้องกันไม่ให้ขดลวดสตาร์ทจากการไหม้ มอเตอร์ RSIR เหมาะสำหรับใช้ในเครื่องตัดและเจียรขนาดเล็ก พัดลม และการใช้งานอื่นๆ ที่ยอมรับแรงบิดเริ่มต้นต่ำและกำลังขับเพลาที่ 0.06kW ถึง 0.25kW ไม่ใช้ในกรณีที่ต้องใช้แรงบิดสูงหรือรอบยาว

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวพร้อมการแยกความจุคงที่ (PSC)

ตามชื่อที่สื่อถึง มอเตอร์ที่มีการแยกประจุแบบถาวร (PSC) จะติดตั้งตัวเก็บประจุที่เปิดอยู่ตลอดเวลาระหว่างการทำงานและเชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยขดลวดสตาร์ท ซึ่งหมายความว่ามอเตอร์เหล่านี้ไม่มีสตาร์ทเตอร์หรือตัวเก็บประจุที่ใช้สำหรับการสตาร์ทเท่านั้น ดังนั้นขดลวดเริ่มต้นจะกลายเป็นขดลวดเสริมเมื่อมอเตอร์ถึงความเร็วในการทำงาน

การออกแบบมอเตอร์ PSC นั้นไม่สามารถให้แรงบิดเริ่มต้นเช่นเดียวกับมอเตอร์ที่มีตัวเก็บประจุเริ่มต้น แรงบิดเริ่มต้นค่อนข้างต่ำ: 30-90% ของโหลดที่กำหนด ดังนั้นจึงไม่ใช้ในระบบที่มีโหลดเริ่มต้นขนาดใหญ่ ซึ่งได้รับการชดเชยด้วยกระแสเริ่มต้นต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะน้อยกว่า 200% ของกระแสโหลดที่กำหนด ทำให้เป็นมอเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานที่มีรอบการทำงานที่ยาวนาน

มอเตอร์ที่มีการแยกความจุแบบถาวรมีข้อดีหลายประการ ประสิทธิภาพและความเร็วของมอเตอร์เหล่านี้สามารถจับคู่กับการใช้งานได้ และยังสามารถผลิตขึ้นเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดและตัวประกอบกำลังสูงที่โหลดที่กำหนด เพราะพวกเขาไม่ต้องการ อุปกรณ์พิเศษเริ่มต้นพวกเขาสามารถย้อนกลับได้อย่างง่ายดาย (เปลี่ยนทิศทางการหมุนไปตรงกันข้าม) นอกเหนือจากทั้งหมดข้างต้นแล้ว มอเตอร์เหล่านี้ยังเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวที่น่าเชื่อถือที่สุดอีกด้วย นั่นคือเหตุผลที่ Grundfos ใช้มอเตอร์ PSC เฟสเดียวเป็นมาตรฐานสำหรับการใช้งานทั้งหมดที่มีขนาดไม่เกิน 2.2 กิโลวัตต์ (2 ขั้ว) หรือ 1.5 กิโลวัตต์ (4 ขั้ว)

มอเตอร์ที่มีความสามารถในการแยกส่วนถาวรสามารถใช้งานได้หลากหลายขึ้นอยู่กับการออกแบบ ตัวอย่างทั่วไปคือแรงเฉื่อยต่ำ เช่น พัดลมและปั๊ม

มอเตอร์ไฟฟ้าเฟสเดียวแบบสองสาย

มอเตอร์ไฟฟ้าเฟสเดียวแบบสองสายมีขดลวดหลักสองเส้น ขดลวดสตาร์ทและตัวเก็บประจุแบบวิ่ง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสหรัฐอเมริกาด้วยแหล่งจ่ายไฟแบบเฟสเดียว: 1 ½ 115V/60Hz หรือ 1 ½ 230V/60Hz ที่ การเชื่อมต่อที่ถูกต้องมอเตอร์ไฟฟ้าชนิดนี้สามารถใช้ได้กับแหล่งจ่ายไฟทั้งสองประเภท

ข้อจำกัดของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียว

ต่างจากแบบสามเฟสตรงที่มีข้อจำกัดบางประการสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียว ไม่ควรใช้งานมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวใน ไม่ได้ใช้งานเนื่องจากเครื่องยนต์จะร้อนมากในโหลดเบา ขอแนะนำให้ใช้งานเครื่องยนต์ที่โหลดน้อยกว่า 25% ของโหลดเต็ม

มอเตอร์ PSC และ CSCR มีสนามการหมุนที่สมมาตร/เป็นวงกลมที่จุดโหลดหนึ่งจุด ซึ่งหมายความว่าที่จุดการใช้งานโหลดอื่น ๆ ทั้งหมด สนามหมุนจะไม่สมมาตร/วงรี เมื่อมอเตอร์ทำงานด้วยสนามการหมุนแบบอสมมาตร กระแสในหนึ่งหรือทั้งสองขดลวดอาจเกินกระแสในเครือข่าย กระแสส่วนเกินดังกล่าวทำให้เกิดการสูญเสียซึ่งเกี่ยวข้องกับขดลวดหนึ่งหรือทั้งสอง (ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อไม่มีโหลดเลย) ร้อนขึ้นแม้ว่ากระแสในเครือข่ายจะมีขนาดค่อนข้างเล็ก ดูตัวอย่าง

เกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียว

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดสตาร์ทของมอเตอร์ไฟฟ้าอาจสูงขึ้น แรงดันไฟหลักแหล่งจ่ายไฟมอเตอร์ นอกจากนี้ยังใช้กับ ระบอบสมมาตรงาน. ดูตัวอย่าง

การเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า

ควรสังเกตว่ามอเตอร์เฟสเดียวมักไม่ใช้สำหรับช่วงแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ ตรงกันข้ามกับมอเตอร์สามเฟส ในเรื่องนี้อาจมีความจำเป็นสำหรับมอเตอร์ที่สามารถทำงานกับแรงดันไฟฟ้าประเภทอื่นได้ ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างบางอย่าง เช่น จำเป็นต้องมีขดลวดเพิ่มเติมและตัวเก็บประจุที่มีความจุหลากหลาย ในทางทฤษฎี ความจุของตัวเก็บประจุสำหรับแรงดันไฟหลักที่แตกต่างกัน (ที่มีความถี่เท่ากัน) ควรเท่ากับกำลังสองของอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า:

ดังนั้นมอเตอร์ 230V จะใช้ตัวเก็บประจุ 25µF/400V มอเตอร์รุ่น 115V จะต้องมีตัวเก็บประจุ 100µF ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า เช่น 200V

บางครั้งเลือกตัวเก็บประจุขนาดเล็ก เช่น 60µF ราคาถูกกว่าและใช้พื้นที่น้อยลง ในกรณีเช่นนี้ ขดลวดจะต้องเหมาะสมกับตัวเก็บประจุชนิดใดชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ ต้องคำนึงว่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าจะน้อยกว่าตัวเก็บประจุ 100µF - ตัวอย่างเช่น แรงบิดเริ่มต้นจะลดลง

บทสรุป

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวทำงานบนหลักการเดียวกับมอเตอร์สามเฟส อย่างไรก็ตาม มีแรงบิดเริ่มต้นและแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายต่ำกว่า (110-240V)

มอเตอร์แบบเฟสเดียวไม่ควรเดินเบา ส่วนใหญ่ไม่ควรใช้งานที่น้อยกว่า 25% ของโหลดสูงสุด เนื่องจากจะทำให้อุณหภูมิภายในมอเตอร์เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่การเสียได้