Dlaczego większość silników urządzeń gospodarstwa domowego wykorzystuje silniki o biegunach zacienionych i jakie są tego zalety?

Silnik o biegunach zacienionych to prosty, samorozruchowy jednofazowy silnik indukcyjny prądu przemiennego, który jest małym silnikiem klatkowym, z których jeden jest otoczony miedzianym pierścieniem, zwanym również zacienionym pierścieniem biegunowym lub zacienionym pierścieniem biegunowym. Pierścień miedziany służy jako uzwojenie wtórne silnika.Godnymi uwagi cechami silnika z zacienionym biegunem jest to, że konstrukcja jest bardzo prosta, nie ma przełącznika odśrodkowego, straty mocy silnika z zacienionym biegunem są duże, współczynnik mocy silnika jest niski, a moment rozruchowy jest również bardzo niski .Zostały zaprojektowane tak, aby pozostały małe i miały niską moc znamionową.Prędkość silników jest tak dokładna, jak częstotliwość mocy dostarczanej do silników, które są często używane do napędzania zegarów.Silniki z zacienionym biegunem obracają się tylko w jednym określonym kierunku, silnik nie może obracać się w przeciwnym kierunku, straty generowane przez cewki z zacienionym biegunem, wydajność silnika jest niska, a jego konstrukcja jest prosta, silniki te są szeroko stosowane w wentylatorach domowych i inne urządzenia o małej pojemności.

Jak działa silnik z zacienionym biegunem

Silnik o biegunach zacienionych jest jednofazowym silnikiem indukcyjnym prądu przemiennego. Uzwojenie pomocnicze składa się z miedzianych pierścieni, zwanych cewkami o biegunach cieniowanych. Prąd w cewce opóźnia fazę strumienia magnetycznego w części bieguna magnetycznego, aby zapewnić wirujące pole magnetyczne. Kierunek obrotu następuje od niezacienionego bieguna. do zacienionego pierścienia bieguna.

Cewki o biegunach zacienionych (pierścienie) są zaprojektowane w taki sposób, że oś bieguna magnetycznego jest przesunięta w stosunku do osi bieguna głównego, a cewka pola magnetycznego i dodatkowe cewki o biegunach zacienionych służą do generowania słabego wirującego pola magnetycznego.Kiedy stojan jest zasilany, strumień magnetyczny korpusów biegunów wytwarza napięcie w zacienionych cewkach biegunów, które działają jak uzwojenie wtórne transformatora.Prąd w uzwojeniu wtórnym transformatora nie jest zsynchronizowany z prądem w uzwojeniu pierwotnym, a strumień magnetyczny zacienionego bieguna nie jest zsynchronizowany ze strumieniem magnetycznym bieguna głównego.

W silniku z zacienionym biegunem wirnik jest umieszczony w prostym rdzeniu C, a połowa każdego bieguna jest pokryta cewką o zacienionym biegunie, która generuje pulsujący strumień, gdy przez cewkę zasilającą przepływa prąd przemienny.Kiedy zmienia się strumień magnetyczny przez cewkę cieniującą, w zacienionej cewce biegunowej indukują się napięcie i prąd, co odpowiada zmianie strumienia magnetycznego z cewki zasilającej.Dlatego strumień magnetyczny pod zacienioną cewką biegunową jest opóźniony w stosunku do strumienia magnetycznego w pozostałej części cewki.W strumieniu magnetycznym wirnika wytwarzany jest niewielki obrót, w wyniku czego wirnik się obraca. Poniższy rysunek przedstawia linie strumienia magnetycznego uzyskane w wyniku analizy elementów skończonych.

Struktura silnika z zacienionym biegunem

Wirnik i powiązana z nim przekładnia redukcyjna są zamknięte w obudowie aluminiowej, miedzianej lub plastikowej. Zamknięty rotor jest napędzany magnetycznie przez obudowę. Takie motoreduktory mają zazwyczaj końcowy wał wyjściowy lub przekładnię, która obraca się od 600 obr./min do 1 na godzinę. /168 obrotów (1 obrót na tydzień).Ponieważ zwykle nie ma jasnego mechanizmu rozruchowego, wirnik silnika zasilanego napięciem o stałej częstotliwości musi być bardzo lekki, aby mógł osiągnąć prędkość roboczą w ciągu jednego cyklu częstotliwości zasilania, wirnik może być wyposażony w klatkę klatkową, dzięki czemu że silnik uruchamia się jak silnik indukcyjny, po pociągnięciu wirnika w celu synchronizacji z magnesem w klatce wiewiórkowej nie ma prądu indukowanego i dlatego nie odgrywa on już żadnej roli w działaniu, zastosowanie sterowania zmienną częstotliwością umożliwia zastosowanie silnika o biegunach zacienionych aby uruchamiać się powoli i zapewniać większy moment obrotowy.

Silnik z zacienionym biegunemprędkość

Prędkość silnika z zacienionym biegunem zależy od konstrukcji silnika, prędkość synchroniczna (prędkość, z jaką obraca się pole magnetyczne stojana) jest określona przez częstotliwość wejściowej mocy prądu przemiennego i liczbę biegunów w stojanie.Im więcej biegunów cewki, tym wolniejsza prędkość synchroniczna, im wyższa przyłożona częstotliwość napięcia, tym wyższa prędkość synchroniczna, częstotliwość i liczba biegunów nie są zmienne, wspólna prędkość synchroniczna silnika 60 Hz wynosi 3600, 1800, 1200 i 900 obr./min. Zależy od liczby biegunów w oryginalnym projekcie.

podsumowując

Ponieważ moment rozruchowy jest niski i nie jest w stanie wygenerować wystarczającego momentu obrotowego do obracania dużych urządzeń, silniki z biegunami zacienionymi mogą być produkowane wyłącznie w mniejszych rozmiarach, poniżej 50 watów, tanie i proste w przypadku małych wentylatorów, cyrkulacji powietrza i innych zastosowań o niskim momencie obrotowym.Prędkość silnika można zmniejszyć poprzez reaktancję szeregową w celu ograniczenia prądu i momentu obrotowego lub poprzez zmianę liczby zwojów cewki silnika.