Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
Avete mai pensato a cosa fa girare il vostro ventilatore o la vostra lavatrice? La risposta è un piccolo ma potente motore chiamato motore CA monofase. Questo articolo spiegherà in modo semplice il funzionamento di questo comune motore. Guarderemo all'interno del motore per vedere le sue parti. Imparerete il facile segreto che aiuta questo motore ad avviarsi e a continuare a funzionare. Questo articolo è utile da leggere perché vi permetterà di capire in modo nuovo e semplice le macchine che utilizzate ogni giorno.
Un motore CA monofase è un tipo di motore elettrico. Utilizza un tipo di energia chiamata corrente alternata monofase, o CA. Si tratta dello stesso tipo di corrente che proviene dalle prese a muro di casa. Questi motori CA sono utilizzati in molti luoghi. Si trovano all'interno del frigorifero, del condizionatore d'aria e di molti piccoli utensili. Lo scopo principale di qualsiasi motore è quello di trasformare l'energia elettrica in movimento. Questo motore monofase svolge egregiamente questo compito per le attività più piccole.
L'idea di base di questo motore è facile da capire. Il motore è composto da due grandi parti. La prima parte è il statore. Lo statore è la parte del motore che rimane ferma e non si muove. Ha un filo avvolto in un cerchio, chiamato avvolgimento. Quando la corrente alternata attraversa questo avvolgimento, crea un campo magnetico. La seconda parte è il rotore. Il rotore è la parte del motore che gira. In un tipo di motore CA molto diffuso, il motore a induzione, il rotore ha spesso l'aspetto di una "gabbia di scoiattolo". Anche questo rotore riceve un campo magnetico dalla corrente elettrica. I due campi magnetici si spingono e si tirano a vicenda. Questa azione fa ruotare, o girare, il rotore. Questa rotazione è ciò che dà energia ai dispositivi. Il funzionamento del motore è molto importante per molte macchine.
Un motore monofase molto semplice presenta un problema importante. Non è in grado di iniziare a girare da solo. Se lo si collega, emette un ronzio e rimane fermo. Questo accade perché la corrente alternata crea un campo magnetico che spinge e tira avanti e indietro in un punto. Si può pensare che sia come spingere un'altalena. Se ci si mette davanti all'altalena e la si spinge in avanti e poi la si tira indietro, l'altalena non va da nessuna parte. Il campo magnetico di questo motore di base fa la stessa cosa con il rotore. Spinge e tira, ma non fa girare il rotore.
Per far girare il rotore, il motore ha bisogno di un campo magnetico che ruota, non di uno che si limita a spingere avanti e indietro. Un motore trifase può creare un campo rotante senza problemi, ma un motore monofase no. Il campo generato dal singolo avvolgimento dello statore in questo motore diventa più forte e poi più debole. Non si muove all'interno del motore. Poiché il campo magnetico non gira, non può dare al rotore la prima spinta necessaria per iniziare a girare. Per questo motivo, questo tipo di motore ha bisogno di un aiuto per avviarsi. Tutti i diversi tipi di motori monofase sono solo modi intelligenti per dare al motore la prima spinta.
Il motore bifase è un tipo intelligente di motore a induzione monofase. Risolve il problema dell'avviamento con un semplice trucco. Questo motore ha due avvolgimenti sullo statore, non uno solo. Il primo è l'avvolgimento principale. Il secondo è un avvolgimento supplementare, chiamato avvolgimento principale. avvolgimento ausiliario o avvolgimento di avviamento. Questo avvolgimento ausiliario è il segreto per aiutare il motore ad avviarsi. È realizzato in modo diverso dall'avvolgimento principale. L'avvolgimento ausiliario utilizza un filo più piccolo e con meno spire. Questo fa sì che la sua resistenza sia maggiore.
Quando si accende il motore, la corrente attraversa entrambi gli avvolgimenti. Poiché l'avvolgimento ausiliario è diverso, la corrente che lo attraversa non è sincronizzata con quella dell'avvolgimento principale. Questa differenza crea un campo magnetico che gira, ma non è molto forte. Non è un campo di rotazione perfetto, ma è abbastanza forte da far girare il rotore. È come dare all'altalena una spinta laterale anziché frontale. Questa prima spinta è tutto ciò di cui il motore ha bisogno.
Dopo che il motore è arrivato a circa 75% della sua velocità massima, uno speciale interruttore chiamato interruttore centrifugo si apre. Questo interruttore si trova sul rotore. Quando il rotore gira più velocemente, i piccoli pesi volano fuori e aprono l'interruttore. Questo interrompe l'alimentazione dell'avvolgimento ausiliario. A questo punto, il motore funziona solo con l'avvolgimento principale. Il motore non ha più bisogno dell'avvolgimento ausiliario perché la rotazione del rotore lo aiuta a funzionare. Questo progetto di motore bifase è un modo economico per realizzare un motore in grado di avviarsi da solo.
Esistono diversi tipi di motori monofase. Ogni tipo di motore ha un metodo diverso per l'avviamento e una diversa configurazione. Il motore giusto per un determinato lavoro dipende da ciò che è necessario fare. Alcuni motori danno una forte spinta all'avvio, mentre altri sono più adatti a funzionare senza rumore e senza sprechi di potenza. Conoscere questi diversi tipi di motore aiuta a scegliere il motore giusto per un determinato compito.
Ecco i principali tipi di motori monofase di cui parleremo:
La differenza maggiore tra questi motori è il modo in cui producono la seconda fase della corrente. Questa seconda fase è necessaria per creare un campo magnetico rotante. Il motore bifase lo fa utilizzando un tipo di filo diverso per l'avvolgimento ausiliario. Il motore a condensatore utilizza un condensatore per rendere la corrente più sfasata. Il motore a poli schermati utilizza uno speciale anello di rame sui poli.
Un motore ad avviamento capacitivo è un grande passo avanti rispetto a un semplice motore a doppia fase. Questo motore è un tipo di motore a condensatore. Come il motore bifase, ha un avvolgimento principale e un avvolgimento ausiliario con un interruttore centrifugo. La differenza sostanziale è che un condensatore è collegato in linea con l'avvolgimento ausiliario. Il condensatore è un componente elettrico in grado di immagazzinare e rilasciare energia. In questo motore, il condensatore fa sì che la corrente che va all'avvolgimento ausiliario sia molto più sfasata. In questo modo, all'avvio il motore si comporta come un motore bifase.
Questa maggiore differenza tra le correnti genera un campo magnetico rotante molto più forte. Il risultato è una coppia di avviamento molto più elevata. La coppia di avviamento è la quantità di forza di torsione che un motore è in grado di esercitare all'avvio. Un motore con una coppia di avviamento elevata può avviarsi anche se è collegato a un carico pesante. Per questo motivo, il motore con avviamento a condensatore è ideale per le macchine difficili da mettere in movimento, come un compressore d'aria o una pompa di grandi dimensioni.
Quando il motore raggiunge circa 75% della sua velocità massima, l'interruttore centrifugo si apre. Spegne sia l'avvolgimento ausiliario che il condensatore. Il motore funziona quindi solo con l'avvolgimento principale. Questo motore funziona in modo da risparmiare molta energia una volta in funzione. Il condensatore viene utilizzato solo per un breve periodo all'avvio, quindi può essere un componente di piccole dimensioni che non costa molto. Il più grande vantaggio di questo motore è la sua grande potenza di avviamento.
Il motore a condensatori permanenti (PSC) è un altro tipo di motore a condensatori. Il suo nome indica esattamente la sua particolarità. Il condensatore è sempre collegato al circuito. Questo motore non dispone di un interruttore centrifugo per spegnere l'avvolgimento ausiliario o il condensatore. Sia l'avvolgimento principale che l'avvolgimento ausiliario con il suo condensatore sono in funzione per tutto il tempo in cui il motore è acceso.
Poiché il condensatore viene sempre utilizzato, è necessario scegliere un tipo di condensatore diverso. Il motore deve funzionare sempre, non solo per un momento. Questo tipo di motore non ha la forte spinta di avviamento di un motore con avviamento a condensatore. La sua spinta all'avviamento è piuttosto debole. Tuttavia, questo motore ha altri punti di forza. È molto silenzioso e funziona in modo molto fluido. Inoltre, spreca meno energia rispetto a un motore a doppia fase.
Il motore a condensatori permanenti è spesso presente nei ventilatori e nelle soffianti, come quelle dell'impianto di riscaldamento e di condizionamento della casa. Per questi lavori, non è necessaria una forte spinta all'avviamento. È più importante che il motore sia silenzioso e risparmi energia. La velocità di questo motore può essere facilmente modificata regolando la tensione. Questo lo rende una buona scelta per i ventilatori che necessitano di diversi livelli di velocità. Questo motore offre un buon rapporto tra costo e prestazioni.
Sì, un motore può funzionare ancora meglio mettendo insieme le parti migliori dei due motori a condensatore di cui abbiamo appena parlato. Questo motore si chiama motore ad avviamento e funzionamento a condensatore. È il miglior motore monofase, ma è anche quello che costa di più. Questo motore utilizza due condensatori per funzionare al meglio all'avvio e quando funziona a piena velocità.
Questa configurazione del motore ha due condensatori. Uno è un condensatore di avviamento con un valore elevato. È collegato in linea con l'avvolgimento ausiliario, proprio come in un motore ad avviamento capacitivo. In questo modo il motore riceve una spinta iniziale molto forte per mettere in movimento oggetti pesanti. C'è anche un secondo condensatore, che è un condensatore di marcia con un valore più piccolo. Questo condensatore permanente rimane collegato all'avvolgimento ausiliario mentre il motore è in funzione.
Ecco come funziona: Quando il motore inizia a funzionare, entrambi i condensatori sono nel circuito. Lavorano in squadra per creare un campo magnetico rotante molto forte e una coppia di avviamento molto elevata. Quando il motore accelera, un interruttore centrifugo spegne il condensatore di avviamento. Il motore continua a funzionare con l'avvolgimento principale e l'avvolgimento ausiliario, che ha ancora il condensatore di marcia. Questa configurazione fa sì che il motore funzioni in modo molto fluido, silenzioso e senza sprechi di potenza. Questo motore offre il meglio di tutto: avviamento potente e ottimo funzionamento.
Il motore a poli schermati è il tipo di motore monofase più semplice e meno costoso. È costruito in modo molto semplice. Questo motore ha dei poli sullo statore e un pezzo di ogni polo è avvolto da un anello di rame. Questo anello è chiamato bobina di ombreggiamento. È così che il motore ha preso il suo nome. Il motore a poli ombreggiati non ha un avvolgimento ausiliario o un condensatore. È un tipo di motore molto diverso.
Ecco l'idea di come funziona. Quando la corrente alternata attraversa l'avvolgimento dello statore, il campo magnetico che si forma inizia a cambiare. La bobina di ombreggiamento spinge contro questo cambiamento. Questa azione fa sì che il campo magnetico nella parte "ombreggiata" del polo sia un po' in ritardo rispetto al campo nella parte principale. Questo ritardo crea un campo magnetico rotante molto debole. Il campo sembra spostarsi dalla parte non ombreggiata del polo a quella ombreggiata. Questo è sufficiente per far girare il rotore.
Poiché il campo di rotazione è molto debole, questo motore ha una spinta di avviamento molto debole. Può essere utilizzato solo per piccoli lavori facili da avviare. Inoltre, il motore a poli in ombra spreca molta energia. Tuttavia, è molto economico da costruire, si può contare su di esso ed è semplice. Questo motore viene utilizzato in piccoli ventilatori, pompe per acquari e altri piccoli oggetti in cui il prezzo basso è il fattore più importante e la bassa potenza del motore non è un problema. Questo è un motore CA di piccole dimensioni molto popolare.
Per scegliere il motore monofase giusto, è necessario esaminare le differenze tra i vari tipi di motore. I diversi tipi di motore sono adatti a diversi scopi. I fattori principali da considerare sono la spinta all'avviamento, il prezzo, la quantità di energia risparmiata e la silenziosità del motore. Una semplice tabella può aiutarci a vedere le differenze tra i vari tipi di motore. Questo confronto vi mostrerà perché un motore viene utilizzato per una grande macchina e un altro per una piccola ventola.
Ecco una tabella che aiuta a confrontare i principali tipi di motori monofase:
| Tipo di motore | Spinta iniziale | Prezzo | Risparmio energetico | Uso comune |
|---|---|---|---|---|
| Motore a ripartizione | Basso | Basso | Medio | Piccoli utensili, ventilatori, soffiatori |
| Motore con avviamento a condensatore | Alto | Medio | Alto | Compressori, pompe, grandi macchine |
| Motore a condensatore permanente | Basso | Medio | Alto | Ventilatori, soffianti (sistemi HVAC) |
| Motore con avviamento a condensatore e funzionamento a condensatore | Molto alto | Alto | Molto alto | Macchine per la lavorazione del legno, grandi attrezzature |
| Motore con polo in ombra | Molto basso | Molto basso | Basso | Piccoli ventilatori, piccole pompe, giocattoli |
Come si può notare, la scelta del motore è una scelta in cui si rinuncia a una cosa per ottenerne un'altra. Se avete bisogno di un motore con una forte spinta all'avviamento per un lavoro impegnativo, dovrete pagare di più per un motore a condensatore. Se invece avete bisogno di un motore piccolo e poco costoso per un ventilatore, un motore a poli schermati è un'ottima scelta. La comprensione di questa qualità speciale di ciascun motore è molto importante.
Il modo migliore per scegliere un motore monofase dipende completamente dal lavoro per cui è necessario. È necessario pensare a ciò che il motore deve fare. È necessario porsi alcune domande importanti. Innanzitutto, di quanta spinta di avviamento ha bisogno il motore? Se il motore deve avviare qualcosa di pesante, come un pistone in un compressore, è necessaria una coppia di avviamento elevata. Un motore con avviamento a condensatore sarebbe una scelta intelligente.
In secondo luogo, quanto si può spendere per il motore? Il prezzo è spesso un elemento importante a cui pensare. Per una macchina semplice, in cui il funzionamento perfetto non è la cosa più importante, un motore a basso costo come un motore a fase split o a poli ombreggiati potrebbe essere la scelta migliore. In terzo luogo, quanto sono importanti il risparmio energetico e la silenziosità? Per un motore che rimarrà acceso per molte ore al giorno, come quello di un condizionatore d'aria, un motore che risparmia energia, come un motore a condensatori permanenti, vi farà risparmiare sulla bolletta elettrica. Un motore silenzioso è anche molto più bello da usare in casa.
Infine, è necessario considerare le dimensioni e le esigenze di potenza. La potenza del motore deve essere adeguata alla macchina che dovrà alimentare. È inoltre necessario accertarsi che la tensione e la corrente di cui il motore ha bisogno siano compatibili con l'impianto elettrico. Considerando ciascuno di questi punti - spinta all'avviamento, prezzo, risparmio energetico ed esigenze di potenza - è possibile scegliere il motore monofase perfetto per qualsiasi lavoro. Il motore giusto farà bene il suo lavoro e durerà per molti anni.
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
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