Wie ein Einphasenmotor funktioniert: Der erstaunliche Motor in Ihrem Haus

Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, was Ihren Ventilator zum Drehen bringt oder Ihre Waschmaschine antreibt? Die Antwort ist ein kleiner, aber starker Motor, ein Einphasen-Wechselstrommotor. In diesem Artikel wird auf einfache Art und Weise erklärt, wie dieser gewöhnliche Motor funktioniert. Wir werden einen Blick ins Innere des Motors werfen, um seine Teile zu sehen. Sie werden das einfache Geheimnis erfahren, das diesem Motor hilft, zu starten und zu laufen. Es lohnt sich, diesen Artikel zu lesen, denn Sie werden die Maschinen, die Sie jeden Tag benutzen, auf eine neue und einfache Weise verstehen.

Was ist ein einphasiger Wechselstrommotor und wie läuft er?

Ein Einphasen-Wechselstrommotor ist eine Art von Elektromotor. Er verwendet eine Stromart, die Einphasen-Wechselstrom (AC) genannt wird. Dies ist die gleiche Art von Strom, die aus den Steckdosen in Ihrem Haus kommt. Diese Wechselstrommotoren werden an vielen Stellen eingesetzt. Sie befinden sich in Ihrem Kühlschrank, Ihrer Klimaanlage und in vielen Ihrer kleinen Werkzeuge. Der Hauptzweck eines jeden Motors besteht darin, elektrische Energie in Bewegung umzuwandeln. Dieser Einphasenmotor erfüllt diese Aufgabe sehr gut für kleinere Aufgaben.

Die Grundidee dieses Motors ist einfach zu verstehen. Der Motor besteht aus zwei großen Teilen. Der erste Teil ist der Stator. Der Stator ist der Teil des Motors, der stillsteht und sich nicht bewegt. Er hat einen kreisförmig gewickelten Draht, der als Wicklung bezeichnet wird. Wenn Wechselstrom durch diese Wicklung fließt, erzeugt er ein Magnetfeld. Der zweite Teil ist der Rotor. Der Rotor ist der Teil des Motors, der sich dreht. Bei einer weit verbreiteten Art von Wechselstrommotor, dem Induktionsmotor, sieht der Rotor oft wie ein "Eichhörnchenkäfig" aus. Auch dieser Rotor erhält durch den elektrischen Strom ein Magnetfeld. Die beiden Magnetfelder schieben und ziehen sich dann gegenseitig an. Dadurch wird der Rotor in Rotation versetzt, d. h. er dreht sich. Durch dieses Drehen werden Ihre Geräte mit Strom versorgt. Dieser Motorbetrieb ist für viele Maschinen sehr wichtig.

Warum kann ein einfacher einphasiger Motor nicht von selbst anlaufen?

Ein sehr einfacher Einphasenmotor hat ein großes Problem. Er ist nicht in der Lage, sich von selbst zu drehen. Wenn Sie ihn einstecken, gibt er nur ein Brummen von sich und bleibt still stehen. Das liegt daran, dass der Wechselstrom ein Magnetfeld erzeugt, das ihn nur an einer Stelle hin und her schiebt und zieht. Man kann sich das so vorstellen, als würde man eine Schaukel anschieben. Wenn man sich direkt vor die Schaukel stellt und sie nur vorwärts schiebt und zurückzieht, bewegt sich die Schaukel nicht wirklich weiter. Das Magnetfeld in diesem Basismotor macht das Gleiche mit dem Rotor. Es schiebt und zieht, aber es bewirkt nicht, dass der Rotor sich zu drehen beginnt.

Um den Rotor zum Drehen zu bringen, braucht der Motor ein Magnetfeld, das sich dreht, und nicht eines, das nur hin und her schiebt. Ein dreiphasiger Motor kann ohne Probleme ein drehendes Feld erzeugen, ein einphasiger Motor jedoch nicht. Das Feld, das von der einzelnen Statorwicklung in diesem Motor erzeugt wird, wird erst stärker und dann schwächer. Es bewegt sich nicht um den Motor herum. Da sich das Magnetfeld nicht dreht, kann es dem Rotor nicht den ersten Anstoß geben, den er braucht, um sich zu drehen. Aus diesem Grund braucht diese Art von Motor etwas Hilfe, um in Gang zu kommen. All die verschiedenen Arten von Einphasenmotoren sind nur clevere Möglichkeiten, dem Motor diesen ersten Anstoß zu geben.

Wie behebt ein Split-Phase-Motor das Startproblem?

Ein Spaltphasenmotor ist eine intelligente Art von Einphasen-Induktionsmotor. Er löst das Startproblem mit einem einfachen Trick. Dieser Motor hat zwei Wicklungen auf seinem Stator, nicht nur eine. Die erste ist die Hauptwicklung. Die zweite ist eine zusätzliche Wicklung, die als Hilfswicklung oder die Startwicklung. Diese Hilfswicklung ist das Geheimnis, um den Motor zu starten. Sie ist anders aufgebaut als die Hauptwicklung. Für die Hilfswicklung wird ein kleinerer Draht verwendet, der weniger Schleifen hat. Dadurch ist ihr Widerstand höher.

Wenn Sie den Motor einschalten, fließt Strom durch beide Wicklungen. Da die Hilfswicklung eine andere ist, ist der Strom, der durch sie fließt, nicht mit dem Strom in der Hauptwicklung synchronisiert. Dieser Unterschied erzeugt ein Magnetfeld, das sich dreht, aber nicht sehr stark ist. Es ist kein perfektes Drehfeld, aber es ist stark genug, um den Rotor zum Drehen zu bringen. Es ist, als würde man der Schaukel einen Schubs von der Seite geben, anstatt von vorne. Dieser erste Stoß ist alles, was der Motor braucht.

Nachdem der Motor etwa 75% seiner Höchstgeschwindigkeit erreicht hat, wird ein spezieller Schalter, ein sogenannter Fliehkraftschalter öffnet. Dieser Schalter befindet sich auf dem Rotor. Wenn sich der Rotor schneller dreht, fliegen kleine Gewichte heraus und öffnen den Schalter. Dadurch wird der Strom zur Hilfswicklung abgeschaltet. Jetzt läuft der Motor nur noch mit der Hauptwicklung. Der Motor benötigt die Hilfswicklung nicht mehr, da er durch das Drehen des Rotors in Gang gehalten wird. Diese Konstruktion eines Spaltphasenmotors ist eine kostengünstige Möglichkeit, einen Motor zu bauen, der von selbst anlaufen kann.

Was sind die wichtigsten Arten von Einphasenmotoren?

Es gibt einige Arten von Einphasenmotoren. Jeder Motortyp hat eine andere Startmethode und einen anderen Aufbau. Welcher Motor der richtige für eine bestimmte Aufgabe ist, hängt davon ab, was der Motor leisten soll. Manche Motoren geben beim Start einen kräftigen Schub, während andere besser geeignet sind, um ohne viel Lärm und ohne Energieverschwendung zu laufen. Die Kenntnis dieser verschiedenen Arten hilft Ihnen, den richtigen Motor für eine bestimmte Aufgabe auszuwählen.

Im Folgenden werden die wichtigsten Arten von Einphasenmotoren beschrieben:

• Split-Phase-Motor: Verwendet eine Hilfswicklung, um einen Startschub zu erzeugen. Es handelt sich um einen einfachen und kostengünstigen Motor.
• Kondensatormotor: Dieser Motor verwendet ebenfalls eine Hilfswicklung, die jedoch durch einen Kondensator ergänzt wird. Der Kondensator verhilft dem Motor zu einem viel besseren Startschub. Es gibt drei Arten von Kondensatormotoren.
• Spaltpolmotor: Dies ist der einfachste und billigste Motor. Er nutzt eine andere Idee, um ein schwaches Spinnfeld zu erzeugen. Dieser Motor wird für sehr kleine Arbeiten verwendet.

Der größte Unterschied zwischen diesen Motoren ist die Art und Weise, wie sie die zweite Phase des Stroms erzeugen. Diese zweite Phase wird benötigt, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen. Der Spaltphasenmotor erreicht dies durch die Verwendung einer anderen Art von Draht für die Hilfswicklung. Beim Kondensatormotor wird ein Kondensator verwendet, um den Strom stärker zu entzerren. Der Spaltpolmotor verwendet einen speziellen Kupferring an seinen Polen.

Wie funktioniert ein Motor mit Kondensatorstart besser?

Ein Motor mit Kondensatoranlauf ist ein großer Fortschritt gegenüber einem einfachen Spaltphasenmotor. Dieser Motor ist eine Art Kondensatormotor. Genau wie der Spaltphasenmotor hat er eine Hauptwicklung und eine Hilfswicklung mit einem Fliehkraftschalter. Der große Unterschied besteht darin, dass ein Kondensator ist in einer Linie mit der Hilfswicklung verbunden. Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauteil, das in der Lage ist, Energie zu speichern und dann wieder abzugeben. Bei diesem Motor bewirkt der Kondensator, dass der Strom, der zur Hilfswicklung fließt, viel stärker aus dem Takt gerät. Dadurch verhält sich der Motor beim Anfahren eher wie ein Zweiphasenmotor.

Dieser größere Unterschied in den Strömen erzeugt ein viel stärkeres magnetisches Drehfeld. Das Ergebnis ist ein viel höheres Anlaufmoment. Das Anlaufmoment ist der Betrag der Drehkraft, den ein Motor beim Anlaufen aufbringen kann. Ein Motor mit hohem Anlaufmoment kann auch dann anlaufen, wenn er an eine schwere Last angeschlossen ist. Daher eignet sich der Kondensatorstartmotor hervorragend für Maschinen, die schwer in Gang zu bringen sind, wie z. B. ein Luftkompressor oder eine große Pumpe.

Sobald der Motor etwa 75% seiner Höchstdrehzahl erreicht hat, öffnet sich der Fliehkraftschalter. Er schaltet sowohl die Hilfswicklung als auch den Kondensator ab. Der Motor läuft dann nur noch mit der Hauptwicklung. Dieser Motor läuft so, dass er viel Energie spart, wenn er einmal in Gang ist. Der Kondensator wird nur beim Start für kurze Zeit benötigt, so dass er ein kleines Bauteil sein kann, das nicht viel kostet. Das größte Plus dieses Motors ist seine hohe Startleistung.

Was ist das Besondere an einem Dauersplit-Kondensatormotor?

Ein PSC-Motor (Permanent-Split-Capacitor-Motor) ist eine weitere Art von Kondensatormotor. Sein Name verrät schon, was das Besondere an ihm ist. Der Kondensator ist immer im Stromkreis angeschlossen. Dieser Motor hat keinen Fliehkraftschalter, um die Hilfswicklung oder den Kondensator abzuschalten. Sowohl die Hauptwicklung als auch die Hilfswicklung mit ihrem Kondensator sind die ganze Zeit in Betrieb, wenn der Motor eingeschaltet ist.

Da der Kondensator ständig in Betrieb ist, muss ein anderer Kondensatortyp gewählt werden. Er muss ständig laufen, nicht nur für einen kurzen Moment. Diese Art von Motor hat nicht den starken Anlaufschub eines Kondensator-Start-Motors. Sein Anfahrstoß ist sogar recht schwach. Aber dieser Motor hat andere gute Seiten. Er ist sehr leise und läuft sehr gleichmäßig. Außerdem verbraucht er weniger Strom als ein Spaltphasenmotor.

Einen Dauerkondensatormotor findet man häufig in Ventilatoren und Gebläsen, z. B. in der Heizungs- und Lüftungsanlage Ihres Hauses. Für diese Aufgaben ist ein starker Startschub nicht erforderlich. Wichtiger ist ein Motor, der leise ist und Strom spart. Die Drehzahl dieses Motors lässt sich außerdem leicht durch Einstellen der Spannung ändern. Das macht ihn zu einer guten Wahl für Ventilatoren, die verschiedene Geschwindigkeitsstufen benötigen. Dieser Motor bietet eine gute Mischung aus Kosten und Leistung.

Kann ein Motor mit Kondensator-Start und Kondensator-Betrieb noch besser sein?

Ja, ein Motor kann sogar noch besser funktionieren, wenn man die besten Teile der beiden Kondensatormotoren, über die wir gerade gesprochen haben, miteinander kombiniert. Dieser Motor wird als Kondensator-Startmotor bezeichnet. Er ist der beste Einphasenmotor, aber auch derjenige, der am meisten kostet. Dieser Motor verwendet zwei Kondensatoren, damit er beim Anfahren und bei voller Drehzahl am besten funktioniert.

Diese Motoranordnung hat zwei Kondensatoren. Der eine ist ein Anlaufkondensator mit einem großen Wert. Er ist in einer Linie mit der Hilfswicklung verbunden, genau wie bei einem Kondensator-Startmotor. Dadurch erhält der Motor einen sehr starken Anlaufschub, um schwere Dinge in Bewegung zu setzen. Es gibt noch einen zweiten Kondensator, der ein Betriebskondensator mit einem kleineren Wert ist. Dieser Dauerkondensator bleibt mit der Hilfswicklung verbunden, während der Motor läuft.

Das funktioniert folgendermaßen: Wenn der Motor zu laufen beginnt, sind beide Kondensatoren im Stromkreis. Sie arbeiten zusammen, um ein sehr starkes drehendes Magnetfeld und ein sehr hohes Anlaufmoment zu erzeugen. Wenn der Motor schneller wird, schaltet ein Fliehkraftschalter den Anlaufkondensator ab. Der Motor läuft mit der Hauptwicklung und der Hilfswicklung weiter, in der sich noch der Betriebskondensator befindet. Durch diesen Aufbau läuft der Motor sehr gleichmäßig, leise und ohne Energieverschwendung. Dieser Motor bietet Ihnen das Beste von allem: einen kraftvollen Start und einen hervorragenden Lauf.

Was ist ein Spaltpolmotor und wo wird er eingesetzt?

Ein Spaltpolmotor ist die einfachste und kostengünstigste Art von Einphasenmotor. Er ist auf sehr einfache Weise aufgebaut. Dieser Motor hat Pole auf dem Stator, und ein Stück jedes Pols ist mit einem Kupferring umwickelt. Dieser Ring wird als Kurzschlusswicklung bezeichnet. Daher hat der Motor auch seinen Namen. Der Spaltpolmotor hat weder eine Hilfswicklung noch einen Kondensator. Es handelt sich also um eine ganz andere Art von Motor.

Hier ist die Idee, wie es funktioniert. Wenn Wechselstrom durch die Statorwicklung fließt, beginnt sich das von ihm erzeugte Magnetfeld zu verändern. Die Abschattungsspule drückt gegen diese Veränderung. Dies führt dazu, dass das Magnetfeld im "abgeschatteten" Teil des Pols etwas hinter dem Feld im Hauptteil zurückbleibt. Durch diese Verzögerung entsteht ein sehr schwaches magnetisches Drehfeld. Das Feld sieht so aus, als ob es sich vom unbeschatteten Teil des Pols zum beschatteten Teil bewegt. Das reicht gerade aus, damit sich der Rotor zu drehen beginnt.

Da das Spinnfeld sehr schwach ist, hat dieser Motor einen sehr schwachen Startschub. Er kann nur für kleine Arbeiten verwendet werden, die leicht zu starten sind. Der Spaltpolmotor vergeudet auch viel Strom. Aber er ist sehr billig zu bauen, man kann sich auf ihn verlassen, und er ist einfach. Sie werden diesen Motor in kleinen Lüftern, Pumpen für Aquarien und anderen kleinen Dingen sehen, bei denen ein niedriger Preis der wichtigste Faktor ist und die geringe Leistung des Motors kein Problem darstellt. Dies ist ein sehr beliebter kleiner Wechselstrommotor.

Wie können wir die verschiedenen Arten von AC-Motoren vergleichen?

Um den richtigen Einphasenmotor auszuwählen, müssen Sie die Unterschiede zwischen den einzelnen Typen berücksichtigen. Verschiedene Motortypen sind für unterschiedliche Zwecke geeignet. Die wichtigsten Punkte sind der Anlaufschub, der Preis, die Energieeinsparung und die Geräuscharmut des Motors. Eine einfache Tabelle kann uns helfen, die Unterschiede zwischen den Motortypen zu erkennen. Dieser Vergleich zeigt Ihnen, warum ein Motor für eine große Maschine und ein anderer Motor für einen kleinen Ventilator verwendet wird.

Die folgende Tabelle hilft Ihnen, die wichtigsten Arten von Einphasenmotoren zu vergleichen:

Wie Sie sehen, ist die Wahl des Motors eine Entscheidung, bei der Sie eine Sache aufgeben, um eine andere zu bekommen. Wenn Sie einen Motor mit einem starken Anlaufschub für eine schwierige Aufgabe benötigen, müssen Sie mehr für einen Kondensatormotor bezahlen. Wenn Sie nur einen kleinen, preiswerten Motor für einen Ventilator benötigen, ist ein Spaltpolmotor eine sehr gute Wahl. Es ist sehr wichtig, diese besondere Eigenschaft der einzelnen Motoren zu verstehen.

Wie wählt man am besten einen Einphasenmotor aus?

Wie man einen Einphasenmotor am besten auswählt, hängt ganz von der Aufgabe ab, für die man ihn braucht. Sie müssen sich überlegen, was der Motor leisten soll. Sie sollten sich einige wichtige Fragen stellen. Erstens: Wie viel Anfahrdruck braucht der Motor? Wenn der Motor etwas Schweres anlaufen lassen muss, z. B. einen Kolben in einem Kompressor, brauchen Sie ein hohes Anlaufmoment. Ein Motor mit Kondensatoranlauf wäre eine gute Wahl.

Zweitens: Wie viel können Sie für den Motor ausgeben? Der Preis ist oft ein wichtiger Punkt, über den man nachdenken sollte. Für eine einfache Maschine, bei der ein perfektes Funktionieren nicht das Wichtigste ist, könnte ein preiswerter Motor wie ein Spaltpol- oder Spaltphasenmotor die beste Wahl sein. Drittens: Wie wichtig ist es, Strom zu sparen und leise zu sein? Bei einem Motor, der täglich viele Stunden in Betrieb ist, wie z. B. in einer Klimaanlage, spart ein stromsparender Motor wie ein Dauerspaltkondensatormotor Geld bei der Stromrechnung. Ein leiser Motor ist auch viel angenehmer für den Einsatz in einem Haus.

Denken Sie schließlich an die Größe und den Leistungsbedarf. Die Pferdestärken des Motors müssen für die Maschine, die er antreibt, angemessen sein. Außerdem müssen Sie sich vergewissern, dass die Spannung und der Strom, die der Motor benötigt, mit Ihrem elektrischen System kompatibel sind. Wenn Sie jeden dieser Punkte berücksichtigen - Starthilfe, Preis, Stromeinsparung und Leistungsbedarf - können Sie den perfekten Einphasenmotor für jede Aufgabe auswählen. Der richtige Motor wird seine Aufgabe gut erfüllen und viele Jahre lang halten.

Wichtige Punkte zur Erinnerung

• Ein Einphasen-Wechselstrommotor wandelt den Strom aus Ihrem Haus in Bewegung um.
• Ein einfacher Einphasenmotor kann nicht von selbst anlaufen, weil sein Magnetfeld nur an einer Stelle hin- und herschiebt. Er braucht ein sich drehendes Magnetfeld, um anzulaufen.
• Spaltphasenmotoren eine spezielle Hilfswicklung verwenden, um ein schwaches Spinnfeld zu erzeugen, damit der Motor anspringt.
• Kondensatormotoren verwenden einen Kondensator mit der Hilfswicklung, um ein starkes Spinnfeld zu erzeugen. Dadurch erhalten sie einen viel stärkeren Startschub.
• Es gibt drei Arten von Kondensatormotoren: Kondensatorstart (starker Startschub), Dauerspaltkondensator (leise und stromsparend) und Kondensatorstart, Kondensatorlauf (funktioniert am besten, kostet am meisten).
• Spaltpolmotoren sind die einfachsten und billigsten Motoren, aber sie sind sehr schwach und werden nur für kleine Arbeiten verwendet.
• Die Wahl des richtigen Motors bedeutet, dass die Qualitäten des Motors (wie Anfahrdruck und Preis) auf die Anforderungen des Auftrags abgestimmt werden müssen.