Poiché i requisiti di alimentazione dei sistemi a carico singolo sono generalmente ridotti, tutte le nostre case e gli uffici vengono forniti solo con un'alimentazione CA monofase. Per ottenere condizioni di lavoro adeguate utilizzando questa alimentazione monofase, è necessario utilizzare motori compatibili. Oltre ad essere compatibile, i motori devono essere economici, affidabili e facili da riparare. Si possono trovare facilmente tutte queste caratteristiche in un motore a induzione monofase. Simili ai motori trifase ma con alcune modifiche, i motori a induzione monofase sono un'ottima scelta per gli elettrodomestici. Il loro design semplice e il basso costo hanno attirato molte applicazioni.
Definizione di motore a induzione monofase
I motori asincroni monofase sono i motori semplici che funzionano su corrente alternata monofase e in cui si produce coppia per induzione di elettricità causata dai campi magnetici alternati. Motori a induzione monofase sono di diverso tipo in base alle condizioni di partenza e a vari fattori. Sono-
1). Motori a fase divisa.
- Motori con avviamento a resistenza.
- Motori ad avviamento capacitivo.
- Motore a condensatore split permanente.
- Motore a condensatore a due valori.
2). Motori a induzione a poli schermati.
3). Motore a induzione con avviamento a riluttanza.
4). Repulsione: avviare il motore a induzione.
Costruzione del motore a induzione monofase
Le parti principali di un motore a induzione monofase sono lo statore, il rotore, Avvolgimenti . Lo statore è la parte fissa del motore a cui viene fornito A.C. Lo statore contiene due tipi di avvolgimenti. Uno è l'avvolgimento principale e l'altro è l'avvolgimento ausiliario. Questi avvolgimenti sono posti perpendicolari l'uno all'altro. Un condensatore è collegato all'avvolgimento ausiliario in parallelo.
Come Fornitura A.C. viene utilizzato per il funzionamento del motore a induzione monofase, è necessario tenere in considerazione alcune perdite come la perdita di correnti parassite, la perdita di isteresi. Per eliminare la perdita di correnti parassite lo statore è dotato di stampaggio laminato. Per ridurre le perdite di isteresi, questi stampaggi sono generalmente costruiti con acciaio al silicio.
Il rotore è la parte rotante del motore. Qui il rotore è simile al rotore a gabbia di scoiattolo. Oltre ad essere cilindrico, il rotore ha delle fessure su tutta la sua superficie. Per ottenere un funzionamento regolare e regolare del motore, prevenendo il bloccaggio magnetico dello statore e del rotore, le fessure sono inclinate anziché parallele.
I conduttori del rotore sono le barre di alluminio o rame, sono posizionati nelle fessure del rotore. Gli anelli terminali costituiti da alluminio o rame cortocircuitano elettricamente i conduttori del rotore. In questo motore a induzione monofase anelli di scorrimento e commutatori non vengono utilizzati, quindi la loro costruzione diventa molto semplice e facile.
Circuito equivalente del motore a induzione monofase
Sulla base della teoria del campo a doppia rotazione è possibile disegnare il circuito equivalente del motore a induzione monofase. Il circuito è disegnato in due posizioni: condizione del rotore fermo condizione del rotore bloccato.
Il motore con condizione di rotore bloccato agisce come un trasformatore con il suo avvolgimento secondario in cortocircuito.
circuito equivalente del motore a induzione monofase
In condizione di rotore fermo, due campi magnetici rotanti sono di direzione opposta con magnitudini equamente divise e appaiono collegati in serie tra loro.
Circuito del motore a induzione monofase a rotore fermo
Principio di funzionamento del motore a induzione monofase
L'avvolgimento principale dei motori a induzione monofase è alimentato con corrente alternata monofase. Questo produce un flusso magnetico fluttuante attorno al rotore. Ciò significa che quando la direzione della corrente CA cambia, la direzione del campo magnetico generato cambia. Questa non è una condizione sufficiente per provocare la rotazione del rotore. Qui viene applicato il principio della teoria del doppio campo rotante.
Secondo la teoria del doppio campo rotante, un singolo campo alternato è dovuto alla combinazione di due campi di uguale grandezza ma che ruotano nella direzione opposta. La grandezza di questi due campi è uguale alla metà della grandezza del campo alternato. Ciò significa che quando viene applicata la corrente alternata, vengono prodotti due campi di mezza magnitudine con magnitudini uguali ma che ruotano in direzioni opposte.
Quindi, ora c'è una corrente che scorre nello statore e un campo magnetico che ruota sul rotore, quindi Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica agisce sul rotore. Secondo questa legge, i campi magnetici rotanti producono elettricità nel rotore che genera una forza 'F' che può ruotare il rotore.
Perché il motore a induzione monofase non si avvia?
Quando la legge di induzione elettromagnetica di Faradays viene applicata al rotore, l'elettricità viene indotta e la forza viene generata sulle barre del rotore. Ma secondo la teoria del Double Revolving Field, ci sono due campi magnetici con la stessa magnitudine ma che ruotano nella direzione opposta. Pertanto, due vettori di forza vengono prodotti con la stessa grandezza ma in direzione opposta.
Pertanto, questi vettori di forza, poiché sono della stessa grandezza ma in direzione opposta, non fanno ruotare il rotore. Quindi, i motori a induzione monofase non si avviano automaticamente. Il motore semplicemente ronza in questa condizione. Per evitare questa situazione e ruotare il rotore, è necessario applicare la forza di avviamento per un motore monofase. Quando la forza in una direzione diventa maggiore della forza nell'altra direzione, il rotore inizia a ruotare. Nei motori a induzione monofase, a tale scopo vengono utilizzati avvolgimenti ausiliari.
Metodi di avviamento del motore a induzione monofase
Il motore a induzione monofase non ha coppia di avviamento, quindi è necessario un circuito esterno per fornire questa coppia di avviamento. Lo statore di questi motori contiene l'avvolgimento ausiliario per questo scopo. L'avvolgimento ausiliario è collegato in parallelo a un condensatore. quando il condensatore è acceso, in modo simile all'avvolgimento principale, ruotando due campi magnetici della stessa ampiezza ma in direzione opposta si osservano sull'avvolgimento ausiliario.
Da questi due campi magnetici dell'avvolgimento ausiliario, uno annulla uno dei campi magnetici dell'avvolgimento principale mentre l'altro si somma con un altro campo magnetico dell'avvolgimento principale. Quindi, risultando in un unico campo magnetico rotante di grande ampiezza. Questo produce forza in una direzione, quindi ruota il rotore. Una volta che il rotore inizia a ruotare, ruota anche se il condensatore è spento.
Esistono diversi metodi di dichiarazione dei motori a induzione monofase. Di solito, questi motori vengono scelti in base ai loro metodi di avviamento. Questi metodi possono essere classificati come
- Avviamento in fase divisa.
- Avviamento a palo ombreggiato.
- Avviamento motore repulsione
- Riluttanza a partire.
Negli avviamenti in fase divisa, lo statore ha due tipi di avvolgimenti: avvolgimento principale e avvolgimento ausiliario, collegati in parallelo. I motori con questo tipo di metodi di avviamento sono
- Resistenze motori a fasi divise.
- Motori a condensatore a fasi divise.
- I condensatori avviano e fanno funzionare i motori.
- Motore con condensatore.
Motore di avviamento con condensatore a induzione monofase
Questo è anche chiamato un motore a condensatore a fasi divise. Qui il numero di giri dell'avvolgimento ausiliario è uguale a quello dell'avvolgimento principale. Il condensatore è collegato in serie con l'avvolgimento ausiliario. L'avvolgimento ausiliario viene scollegato mediante un interruttore centrifugo quando il rotore raggiunge il 75% della velocità sincrona. Il motore continua ad accelerare fino a raggiungere la velocità normale.
Le potenze nominali dei motori di avviamento con condensatore sono comprese tra 120 W e 750 W. Questi motori di solito optano per applicazioni come frigoriferi, condizionatori d'aria, ecc. A causa della loro elevata coppia di spunto.
Applicazioni del motore a induzione monofase
Questi motori trovano impiego in ventilatori, frigoriferi, condizionatori d'aria, aspirapolvere, lavatrici, pompe centrifughe, utensili, piccoli elettrodomestici, soffianti ecc ... Sono usati principalmente per dispositivi a bassa potenza ma a velocità costante come attrezzi e macchinari agricoli dove alimentazione trifase non disponibile. I motori da 1/400 kW a 1/25 kW sono utilizzati in giocattoli, asciugacapelli, ecc ...
Quindi, fondamentalmente, usiamo monofase motori a induzione spesso nella nostra vita quotidiana. Questi motori sono facili da riparare. Tuttavia, questi motori presentano alcuni svantaggi. Quale degli svantaggi di questi motori hai riscontrato? Puoi nominarne alcuni?
Fonte immagine: Circuiti per motori a induzione monofase
