Hoe een eenfasige motor werkt: De verbazingwekkende motor in je huis

Heb je er ooit over nagedacht waardoor je ventilator draait of je wasmachine draait? Het antwoord is een kleine maar sterke motor die wisselstroommotor wordt genoemd. Dit artikel legt op een eenvoudige manier uit hoe deze veelgebruikte motor werkt. We kijken in de motor om zijn onderdelen te zien. Je leert het eenvoudige geheim dat deze motor helpt starten en draaiende te houden. Dit artikel is goed om te lezen omdat je de machines die je elke dag gebruikt op een nieuwe en eenvoudige manier zult begrijpen.

Wat is een wisselstroommotor en hoe werkt hij?

Een wisselstroommotor is een soort elektromotor. Hij maakt gebruik van het soort stroom dat enkelfasige wisselstroom of AC wordt genoemd. Dit is dezelfde soort stroom die uit de stopcontacten in je huis komt. Deze wisselstroommotoren worden op veel plaatsen gebruikt. Ze zitten in je koelkast, je airconditioner en veel van je kleine gereedschap. Het belangrijkste doel van elke motor is om elektrische stroom om te zetten in beweging. Deze eenfasemotor doet dat werk heel goed voor kleinere taken.

Het basisidee achter deze motor is eenvoudig te begrijpen. De motor bestaat uit twee grote delen. Het eerste deel is de stator. De stator is het deel van de motor dat stilstaat en niet beweegt. Het heeft een draad die in een cirkel is gewikkeld, die een wikkeling wordt genoemd. Wanneer wisselstroom door deze wikkeling gaat, maakt het een magnetisch veld. Het tweede deel is de rotor. De rotor is het deel van de motor dat ronddraait. In een populair type wisselstroommotor, de inductiemotor, ziet de rotor er vaak uit als een "eekhoornkooi". Deze rotor krijgt ook een magnetisch veld van de elektrische stroom. De twee magnetische velden duwen en trekken vervolgens aan elkaar. Deze actie zorgt ervoor dat de rotor draait, of ronddraait. Dit ronddraaien is wat je apparaten van stroom voorziet. Deze werking van de motor is heel belangrijk voor veel machines.

Waarom start een eenvoudige eenfasemotor niet vanzelf?

Een heel eenvoudige eenfasemotor heeft een groot probleem. Hij kan niet uit zichzelf gaan draaien. Als je de stekker in het stopcontact steekt, maakt hij een zoemend geluid en blijft hij stilstaan. Dit gebeurt omdat de wisselstroom een magnetisch veld creëert dat op één plek heen en weer duwt en trekt. Je kunt het zien als het duwen van een schommel. Als je recht voor de schommel gaat staan en hem alleen maar naar voren duwt en dan weer naar achteren trekt, zal de schommel nergens naartoe gaan. Het magnetische veld in deze basismotor doet hetzelfde met de rotor. Het duwt en trekt, maar zorgt er niet voor dat de rotor begint te draaien.

Om de rotor te laten draaien, heeft de motor een magnetisch veld nodig dat ronddraait, niet een veld dat alleen maar heen en weer duwt. Een driefasenmotor kan probleemloos een ronddraaiend veld maken, maar een eenfasemotor niet. Het veld dat door de enkele statorwikkeling in deze motor wordt gemaakt, wordt alleen maar sterker en dan weer zwakker. Het beweegt niet rond de motor. Omdat het magnetische veld niet draait, kan het de rotor niet de eerste duw geven die hij nodig heeft om te beginnen draaien. Daarom heeft dit type motor hulp nodig om op gang te komen. Alle verschillende soorten eenfasemotoren zijn gewoon slimme manieren om de motor dat eerste zetje te geven.

Hoe lost een split-phase motor het startprobleem op?

Een split-fase motor is een slim soort enkelfasige inductiemotor. Hij lost het startprobleem op met een eenvoudige truc. Deze motor heeft twee wikkelingen op zijn stator, niet slechts één. De eerste is de hoofdwikkeling. De tweede is een extra wikkeling die de hulpwikkeling of de startwikkeling. Deze hulpwikkeling is het geheim om de motor te helpen starten. Hij is anders gemaakt dan de hoofdwikkeling. De hulpwikkeling gebruikt een kleinere draad met minder lussen. Hierdoor is de weerstand hoger.

Wanneer je de motor inschakelt, gaat er stroom door beide wikkelingen. Omdat de hulpwikkeling anders is, loopt de stroom die er doorheen gaat niet synchroon met de stroom in de hoofdwikkeling. Dit verschil zorgt voor een magnetisch veld dat ronddraait, maar het is niet erg sterk. Het is geen perfect draaiend veld, maar het is sterk genoeg om de rotor te laten draaien. Het is alsof je die schommel een zetje geeft vanaf de zijkant in plaats van vanaf de voorkant. Dit eerste zetje is alles wat de motor nodig heeft.

Nadat de motor ongeveer 75% van zijn topsnelheid heeft bereikt, wordt een speciale schakelaar, een zogenaamde centrifugaalschakelaar opent. Deze schakelaar zit op de rotor. Als de rotor sneller draait, vliegen er gewichtjes uit die de schakelaar openen. Hierdoor wordt de stroom naar de hulpwikkeling afgesloten. Op dit moment draait de motor alleen op de hoofdwikkeling. De motor heeft de hulpwikkeling niet meer nodig omdat het draaien van de rotor helpt om de motor draaiende te houden. Dit ontwerp van de split-fase motor is een goedkope manier om een motor te maken die uit zichzelf kan starten.

Wat zijn de belangrijkste soorten eenfasemotoren?

Er zijn een paar soorten eenfasemotoren. Elk motortype heeft een andere startmethode en een andere opstelling. De juiste motor voor een bepaalde klus hangt af van wat die motor moet doen. Sommige motoren geven een stevige duw bij het starten, terwijl andere beter draaien zonder veel lawaai en zonder energie te verspillen. Kennis over deze verschillende soorten helpt je om de juiste motor voor een taak te kiezen.

Dit zijn de belangrijkste soorten eenfasemotoren die we zullen bespreken:

• Split-Phase Motor: Gebruikt een hulpwikkeling om een startpuls te geven. Het is een eenvoudige en goedkope motor.
• Condensatormotor: Deze motor gebruikt ook een hulpwikkeling, maar voegt er een condensator aan toe. De condensator helpt de motor om een veel betere startstuwkracht te krijgen. Er zijn drie soorten condensatormotoren.
• Schaduwpoolmotor: Dit is de eenvoudigste en goedkoopste motor. Hij gebruikt een ander idee om een zwak draaiveld te maken. Deze motor wordt gebruikt voor hele kleine klusjes.

Het grootste verschil tussen deze motoren is de manier waarop ze de tweede fase van de stroom opwekken. Deze tweede fase is nodig om een roterend magnetisch veld te maken. De split-fase motor doet dit door een ander soort draad te gebruiken voor de hulpwikkeling. De condensatormotor gebruikt een condensator om de stroom meer uit sync te laten lopen. De schaduwpoolmotor gebruikt een speciale koperen ring op zijn polen.

Hoe werkt een motor met condensatorstart beter?

Een condensatorstartmotor is een grote stap vooruit ten opzichte van een eenvoudige split-fase motor. Deze motor is een type condensatormotor. Net als de split-fase motor heeft hij een hoofdwikkeling en een hulpwikkeling met een centrifugaalschakelaar. Het grote verschil is dat een condensator is verbonden in een lijn met de hulpwikkeling. Een condensator is een elektrisch onderdeel dat energie kan opslaan en weer kan afgeven. In deze motor zorgt de condensator ervoor dat de stroom naar de hulpwikkeling veel minder synchroon loopt. Hierdoor gedraagt de motor zich bij het opstarten meer als een tweefasenmotor.

Dit grotere verschil in de stromen zorgt voor een veel sterker roterend magnetisch veld. Het resultaat hiervan is een veel hoger startkoppel. Het startkoppel is de hoeveelheid torsiekracht die een motor kan leveren op het moment dat hij start. Een motor met een hoog startkoppel kan zelfs starten als hij is aangesloten op een zware belasting. Dit maakt de condensator-startmotor ideaal voor machines die moeilijk in beweging te krijgen zijn, zoals een luchtcompressor of een grote pomp.

Zodra de motor ongeveer 75% van zijn topsnelheid bereikt, gaat de centrifugaalschakelaar open. Hij schakelt zowel de hulpwikkeling als de condensator uit. De motor draait dan alleen op de hoofdwikkeling. Deze motor draait op een manier die veel energie bespaart als hij eenmaal draait. De condensator wordt slechts korte tijd gebruikt bij het starten, dus het kan een klein onderdeel zijn dat niet veel kost. Het grootste pluspunt van deze motor is zijn grote startvermogen.

Wat is er zo speciaal aan een motor met permanente condensator?

Een permanente-splitcondensatormotor (PSC) is een ander soort condensatormotor. De naam vertelt je precies wat er zo speciaal aan is. De condensator is altijd aangesloten in het circuit. Deze motor heeft geen centrifugaalschakelaar om de hulpwikkeling of de condensator uit te schakelen. Zowel de hoofdwikkeling als de hulpwikkeling met zijn condensator werken altijd wanneer de motor aan staat.

Omdat de condensator altijd wordt gebruikt, moet er een ander type condensator worden gekozen. Hij moet de hele tijd draaien, niet maar heel even. Dit type motor heeft niet de sterke startstuwkracht van een condensator-startmotor. De aanzet is eigenlijk vrij zwak. Maar deze motor heeft nog andere goede punten. Hij is erg stil en loopt erg soepel. Hij verspilt ook minder stroom dan een split-fase motor.

Je ziet een permanent gesplitste condensatormotor vaak in ventilatoren en blowers, zoals die in het verwarmings- en luchtsysteem van je huis. Voor deze taken is een sterke startpuls niet nodig. Een motor die stil is en stroom bespaart is belangrijker. De snelheid van deze motor is ook gemakkelijk te veranderen door de spanning aan te passen. Hierdoor is dit een goede keuze voor ventilatoren die verschillende snelheidsniveaus nodig hebben. Deze motor geeft een goede mix van kosten en hoe goed hij werkt.

Kan een motor met condensatorstart en condensatorloop nog beter zijn?

Ja, een motor kan nog beter werken door de beste onderdelen van de twee condensatormotoren waar we het net over hadden samen te voegen. Deze motor wordt een condensator-start- en condensator-loopmotor genoemd. Het is de beste eenfasemotor, maar ook degene die het duurst is. Deze motor gebruikt twee condensatoren om het beste te werken bij het opstarten en wanneer hij op volle snelheid draait.

Deze motor heeft twee condensatoren. De ene is een startcondensator met een grote waarde. Deze is aangesloten op de hulpwikkeling, net als in een condensator-startmotor. Dit geeft de motor een zeer sterke startstoot om zware dingen in beweging te krijgen. Er is ook een tweede condensator, een loopcondensator met een kleinere waarde. Deze permanente condensator blijft verbonden met de hulpwikkeling terwijl de motor draait.

Het werkt als volgt: Wanneer de motor begint te draaien, zijn beide condensatoren in het circuit. Ze werken als een team om een zeer sterk draaiend magnetisch veld en een zeer hoog startkoppel te creëren. Wanneer de motor sneller draait, schakelt een centrifugaalschakelaar de startcondensator uit. De motor blijft draaien met de hoofdwikkeling en de hulpwikkeling, die nog steeds de aanloopcondensator heeft. Door deze opstelling draait de motor heel soepel, stil en zonder energie te verspillen. Deze motor geeft je het beste van alles: krachtig starten en geweldig draaien.

Wat is een gearceerde poolmotor en waar wordt hij gebruikt?

Een gearceerde poolmotor is de eenvoudigste en goedkoopste eenfasemotor. Hij wordt op een heel eenvoudige manier gebouwd. Deze motor heeft polen op de stator en een stuk van elke pool is omwikkeld met een koperen ring. Deze ring wordt een schaduwspoel genoemd. Zo komt de motor aan zijn naam. De schaduwpoolmotor heeft geen hulpwikkeling of condensator. Het is een heel ander soort motor.

Dit is hoe het werkt. Wanneer wisselstroom door de statorwikkeling gaat, begint het magnetische veld dat het maakt te veranderen. De schaduwspoel duwt tegen deze verandering in. Deze actie zorgt ervoor dat het magnetische veld in het "beschaduwde" deel van de pool een beetje achterloopt op het veld in het hoofddeel. Deze vertraging zorgt voor een heel zwak roterend magnetisch veld. Het lijkt alsof het veld van het onbeschaduwde deel van de pool naar het beschaduwde deel beweegt. Dit is net genoeg om de rotor te laten draaien.

Omdat het spinveld erg zwak is, heeft deze motor een erg zwakke startpuls. Hij kan alleen worden gebruikt voor kleine klussen die gemakkelijk te starten zijn. De schaduwpoolmotor verspilt ook veel stroom. Maar hij is erg goedkoop om te bouwen, je kunt erop rekenen en hij is eenvoudig. Je zult deze motor zien in kleine ventilatoren, pompen voor aquariums en andere kleine dingen waar een lage prijs de belangrijkste factor is en het lage vermogen van de motor geen probleem is. Dit is een zeer populaire kleine wisselstroommotor.

Hoe kunnen we de verschillende soorten wisselstroommotoren met elkaar vergelijken?

Om de juiste eenfasemotor te kiezen, moet je kijken hoe ze verschillen. Verschillende motortypes zijn goed voor verschillende dingen. De belangrijkste dingen om naar te kijken zijn de aanloopkracht, de prijs, hoeveel stroom hij bespaart en hoe stil de motor is. Een eenvoudige tabel kan ons helpen om de verschillen tussen de motorontwerpen te zien. Deze vergelijking laat zien waarom de ene motor wordt gebruikt voor een grote machine en de andere motor voor een kleine ventilator.

Hier is een tabel om je te helpen de belangrijkste soorten eenfasemotoren te vergelijken:

Zoals je kunt zien, is de motor die je kiest een keuze waarbij je het ene opgeeft om het andere te krijgen. Als je een motor met een sterke startkracht nodig hebt voor een zware klus, zul je meer moeten betalen voor een condensatormotor. Als je gewoon een kleine, goedkope motor voor een ventilator nodig hebt, is een schaduwpoolmotor een zeer goede keuze. Het is heel belangrijk om deze speciale kwaliteit van elke motor te begrijpen.

Wat is de beste manier om een eenfasemotor te kiezen?

De beste manier om een eenfasemotor te kiezen hangt volledig af van de taak waarvoor je hem nodig hebt. Je moet nadenken over wat de motor moet doen. Je moet jezelf een aantal belangrijke vragen stellen. Ten eerste, hoeveel aanloopkracht heeft de motor nodig? Als de motor iets zwaars moet starten, zoals een zuiger in een compressor, dan heb je een hoog startkoppel nodig. Een condensator-startmotor zou dan een goede keuze zijn.

Ten tweede, hoeveel kun je uitgeven aan de motor? De prijs is vaak een belangrijk punt om over na te denken. Voor een eenvoudige machine waarbij perfect werken niet het belangrijkste is, is een goedkope motor zoals een split-fase- of schaduwpoolmotor misschien de beste keuze. Ten derde, hoe belangrijk is energiebesparing en stil zijn? Voor een motor die vele uren per dag aanstaat, zoals in een airconditioner, zal een motor die stroom bespaart zoals een permanent gesplitste condensatormotor u geld besparen op uw elektriciteitsrekening. Een stille motor is ook veel prettiger om in huis te gebruiken.

Denk tot slot na over de grootte en het benodigde vermogen. De paardenkracht van de motor moet de juiste zijn voor de machine die hij zal aandrijven. Je moet er ook zeker van zijn dat het voltage en de stroom die de motor nodig heeft, werken met je elektrische systeem. Door over elk van deze punten na te denken - startkracht, prijs, energiebesparing en stroombehoefte - kun je de perfecte eenfasemotor voor elke klus kiezen. De juiste motor zal zijn werk goed doen en vele jaren meegaan.

Belangrijke punten

• Een eenfasige wisselstroommotor zet de elektriciteit uit je huis om in beweging.
• Een eenvoudige eenfasemotor kan niet uit zichzelf starten omdat het magnetische veld alleen maar op één plek heen en weer duwt. Hij heeft een draaiend magnetisch veld nodig om te starten.
• Split-fase motoren een speciale hulpwikkeling gebruiken om een zwak draaiveld te maken om de motor te starten.
• Condensatormotoren gebruiken een condensator met de hulpwikkeling om een sterk draaiveld te maken. Dit geeft ze een veel sterkere startstoot.
• Er zijn drie soorten condensatormotoren: condensatorstart (sterke startdruk), permanente-splitcondensator (stil en stroombesparend) en condensatorstart, condensatorloop (werkt het best, kost het meest).
• Schaduwpoolmotoren zijn de eenvoudigste en goedkoopste motoren, maar ze zijn erg zwak en worden alleen gebruikt voor kleine klussen.
• De juiste motor kiezen betekent de kwaliteiten van de motor (zoals aanloopkracht en prijs) afstemmen op wat de klus vereist.