เหตุใดมอเตอร์ของเครื่องใช้ในครัวเรือนส่วนใหญ่จึงใช้มอเตอร์โพลแบบแรเงาและมีข้อดีอย่างไร

มอเตอร์โพลที่แรเงาเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับเฟสเดียวที่สตาร์ทเองได้ง่าย ซึ่งเป็นมอเตอร์กรงกระรอกขนาดเล็ก หนึ่งในนั้นล้อมรอบด้วยวงแหวนทองแดง ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าวงแหวนโพลที่แรเงาหรือวงแหวนโพลที่แรเงา วงแหวนทองแดงถูกใช้เป็นขดลวดทุติยภูมิของมอเตอร์คุณสมบัติเด่นของมอเตอร์ขั้วสีเทาคือโครงสร้างเรียบง่ายมาก ไม่มีสวิตช์แรงเหวี่ยง พลังงานที่สูญเสียไปของมอเตอร์ขั้วสีเทามีมาก ตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ต่ำ และแรงบิดเริ่มต้นก็ต่ำมากเช่นกัน .ได้รับการออกแบบมาให้มีขนาดเล็กและมีอัตราพลังงานต่ำความเร็วของมอเตอร์จะแม่นยำเท่ากับความถี่ของกำลังที่จ่ายให้กับมอเตอร์ ซึ่งมักใช้ในการขับเคลื่อนนาฬิกามอเตอร์ขั้วที่แรเงาหมุนในทิศทางเดียวเท่านั้น มอเตอร์ไม่สามารถหมุนในทิศทางตรงกันข้าม การสูญเสียที่เกิดจากคอยล์ขั้วที่แรเงา ประสิทธิภาพของมอเตอร์ต่ำ และโครงสร้างเรียบง่าย มอเตอร์เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในพัดลมในครัวเรือน และเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กอื่นๆ

มอเตอร์แรเงาทำงานอย่างไร

มอเตอร์ขั้วสีเทาเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวแบบไฟฟ้ากระแสสลับ ขดลวดเสริมประกอบด้วยวงแหวนทองแดง เรียกว่าขดลวดขั้วแรเงา กระแสไฟฟ้าในขดลวดจะชะลอเฟสของฟลักซ์แม่เหล็กที่ส่วนขั้วแม่เหล็กเพื่อให้เกิดสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุน ทิศทางการหมุนมาจากเสาที่ไม่มีร่มเงา ไปจนถึงวงแหวนเสาที่แรเงา

ขดลวด (วงแหวน) ของขั้วแม่เหล็กที่แรเงาได้รับการออกแบบเพื่อให้แกนของขั้วแม่เหล็กถูกชดเชยจากแกนของขั้วของขั้วหลัก และใช้ขดลวดสนามแม่เหล็กและขดลวดของขั้วที่แรเงาเพิ่มเติมเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนอย่างอ่อนเมื่อสเตเตอร์ได้รับพลังงาน ฟลักซ์แม่เหล็กของตัวขั้วจะสร้างแรงดันไฟฟ้าในขดลวดขั้วที่แรเงา ซึ่งทำหน้าที่เป็นขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสในขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าจะไม่ซิงโครไนซ์กับกระแสในขดลวดปฐมภูมิ และฟลักซ์แม่เหล็กของขั้วที่แรเงาจะไม่ซิงโครไนซ์กับฟลักซ์แม่เหล็กของขั้วหลัก

ในมอเตอร์ที่มีขั้วสีเทา โรเตอร์จะถูกวางไว้ในแกน c ธรรมดา และครึ่งหนึ่งของแต่ละขั้วจะถูกปกคลุมไปด้วยขดลวดขั้วที่มีสีเทาซึ่งสร้างฟลักซ์ที่เต้นเป็นจังหวะเมื่อกระแสสลับถูกส่งผ่านคอยล์จ่ายเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กผ่านคอยล์แรเงาเปลี่ยนแปลง แรงดันและกระแสจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดในคอยล์ขั้วที่แรเงา ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กจากคอยล์กำลังดังนั้นฟลักซ์แม่เหล็กที่อยู่ใต้ขดลวดขั้วที่แรเงาจะทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กในส่วนที่เหลือของขดลวดล่าช้าการหมุนเล็กน้อยจะถูกสร้างขึ้นในฟลักซ์แม่เหล็กโดยโรเตอร์ เพื่อให้โรเตอร์หมุน รูปต่อไปนี้แสดงเส้นฟลักซ์แม่เหล็กที่ได้จากการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์

โครงสร้างมอเตอร์เสาสีเทา

โรเตอร์และชุดเกียร์ลดที่เกี่ยวข้องนั้นถูกห่อหุ้มไว้ในตัวเรือนอะลูมิเนียม ทองแดง หรือพลาสติก โรเตอร์ที่ปิดอยู่จะถูกขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็กผ่านตัวเครื่อง มอเตอร์เกียร์ดังกล่าวโดยทั่วไปจะมีเพลาเอาท์พุตสุดท้ายหรือเฟืองที่หมุนจาก 600 รอบต่อนาทีเป็น 1 ต่อชั่วโมง /168 รอบ (1 รอบต่อสัปดาห์)เนื่องจากโดยปกติจะไม่มีกลไกการสตาร์ทที่ชัดเจน โรเตอร์ของมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยการจ่ายความถี่คงที่จะต้องมีน้ำหนักเบามากจึงจะสามารถบรรลุความเร็วการทำงานได้ภายในหนึ่งรอบของความถี่การจ่าย โรเตอร์จึงสามารถติดตั้งกรงกระรอกได้ ดังนั้น ที่มอเตอร์สตาร์ทเหมือนมอเตอร์เหนี่ยวนำเมื่อดึงโรเตอร์ให้ซิงโครไนซ์กับแม่เหล็กแล้ว ไม่มีกระแสเหนี่ยวนำในกรงกระรอกจึงไม่มีบทบาทในการทำงานอีกต่อไป การใช้การควบคุมความถี่แปรผันทำให้โพลมอเตอร์สีเทา เพื่อออกสตาร์ทอย่างช้าๆ และส่งแรงบิดได้มากขึ้น

มอเตอร์โพลสีเทาความเร็ว

ความเร็วของมอเตอร์โพลที่แรเงาขึ้นอยู่กับการออกแบบของมอเตอร์ ความเร็วซิงโครนัส (ความเร็วที่สนามแม่เหล็กสเตเตอร์หมุน) จะถูกกำหนดโดยความถี่ของกำลังไฟฟ้ากระแสสลับอินพุตและจำนวนขั้วในสเตเตอร์ยิ่งขดลวดมีขั้วมากเท่าไร ความเร็วซิงโครนัสก็จะยิ่งช้าลง ความถี่แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ก็จะยิ่งสูงขึ้น ความเร็วซิงโครนัสก็จะยิ่งสูงขึ้น ความถี่และจำนวนขั้วก็ไม่แปรผัน ความเร็วซิงโครนัสทั่วไปของมอเตอร์ 60HZ คือ 3600, 1800, 1200 และ 900 รอบต่อนาที ขึ้นอยู่กับจำนวนเสาในการออกแบบเดิม

สรุปแล้ว

เนื่องจากแรงบิดเริ่มต้นต่ำและไม่สามารถสร้างแรงบิดเพียงพอที่จะหมุนอุปกรณ์ขนาดใหญ่ได้ โพลมอเตอร์สีเทาจึงสามารถผลิตได้ในขนาดที่เล็กกว่า ต่ำกว่า 50 วัตต์เท่านั้น ต้นทุนต่ำและเรียบง่ายสำหรับพัดลมขนาดเล็ก การไหลเวียนของอากาศ และการใช้งานแรงบิดต่ำอื่นๆความเร็วของมอเตอร์สามารถลดลงได้โดยรีแอกแตนซ์แบบอนุกรมเพื่อจำกัดกระแสและแรงบิด หรือโดยการเปลี่ยนจำนวนรอบของขดลวดมอเตอร์