Motor cu fază divizată
Un motor de inducție monofazat cu fază divizată utilizează un rotor cu colivie de veveriță care este identic cu cel al unui motor trifazat. Pentru a produce un câmp magnetic rotativ, curentul monofazat este divizat de două înfășurări, înfășurarea principală de mers și o înfășurare auxiliară de pornire, care este deplasată în stator la 90 de grade electrice față de înfășurarea de mers. Înfășurarea de pornire este conectată în serie cu un întrerupător, acționat centrifugal sau electric, pentru a o deconecta atunci când viteza de pornire atinge aproximativ 75 % din viteza la sarcină maximă.
Dezplațarea fazelor se realizează prin diferența de reactanță inductivă a înfășurărilor de pornire și de mers, precum și prin deplasarea fizică a înfășurărilor în stator. Înfășurarea de pornire este înfășurată în partea superioară a fantelor statorice cu mai puține spire de sârmă de diametru mai mic. Înfășurarea de mers are multe spire de sârmă de diametru mare înfășurate în partea de jos a fantelor statorice care îi conferă o reactanță inductivă mai mare decât cea a înfășurării de pornire.
Modul în care cele două înfășurări ale unui motor cu fază divizată produc un câmp magnetic rotativ este ilustrat în fig. 44 și poate fi rezumat după cum urmează.
- Când este aplicată tensiunea de linie de curent alternativ, curentul din înfășurarea de pornire devansează curentul din înfășurarea de mers cu aproximativ 45 de grade electrice.
- Din moment ce magnetismul produs de acești curenți urmează același model de undă, cele două unde sinusoidale pot fi considerate ca fiind formele de undă ale electromagnetismului produs de cele două înfășurări.
- Pe măsură ce alternanțele de curent (și magnetism) continuă, poziția polilor nord și sud se schimbă în ceea ce pare a fi o rotație în sensul acelor de ceasornic.
- În același timp, câmpul rotativ taie conductorii cușcă de veveriță ai rotorului și induce un curent în aceștia.
- Acest curent creează poli magnetici în rotor, care interacționează cu polii câmpului magnetic rotativ al statorului pentru a produce cuplul motorului.
După ce motorul este în funcțiune, înfășurarea de pornire trebuie să fie scoasă din circuit. Deoarece înfășurarea de pornire este de un calibru mai mic, curentul continuu prin ea ar provoca arderea înfășurării. Pentru deconectarea automată a înfășurării de pornire de la circuit se poate utiliza fie un întrerupător centrifugal mecanic, fie un întrerupător electronic cu semiconductori. Este ilustrată funcționarea unui întrerupător de tip centrifugal. Acesta constă dintr-un mecanism centrifugal, care se rotește pe arborele motorului și interacționează cu un întrerupător fix staționar ale cărui contacte sunt conectate în serie cu înfășurarea de pornire.
Când motorul se apropie de viteza sa normală de funcționare, forța centrifugă învinge forța arcului, permițând contactelor să se deschidă și să deconecteze înfășurarea de pornire de la sursa de alimentare; motorul continuă apoi să funcționeze numai cu înfășurarea de funcționare. Motoarele care utilizează un astfel de întrerupător centrifugal fac un zgomot distinct de clic când pornesc și se opresc pe măsură ce întrerupătorul centrifugal se deschide și se închide.
Interrupătorul centrifugal poate fi o sursă de probleme dacă nu funcționează corect. În cazul în care comutatorul nu reușește să se închidă atunci când motorul se oprește, circuitul înfășurării de pornire va fi deschis. Ca urmare, atunci când circuitul motorului este din nou alimentat, motorul nu va porni, ci va produce pur și simplu un zumzet slab. În mod normal, înfășurarea de pornire este proiectată pentru a funcționa la tensiunea de linie doar pentru un interval scurt în timpul pornirii. Dacă întrerupătorul centrifugal nu se deschide în câteva secunde de la pornire, înfășurarea de pornire se poate carboniza sau arde.
Motorul de inducție cu fază divizată este cel mai simplu și mai comun tip de motor monofazat. Designul său simplu îl face de obicei mai puțin costisitor decât alte tipuri de motoare monofazate. Se consideră că motoarele cu fază divizată au un cuplu de pornire scăzut sau moderat. Dimensiunile tipice variază până la aproximativ ½ cal putere. Inversarea cablurilor fie la înfășurările de pornire, fie la cele de rulare, dar nu la ambele, schimbă sensul de rotație al unui motor cu fază divizată. Printre aplicațiile populare ale motoarelor cu fază divizată se numără ventilatoarele, suflantele, mașinile de birou și uneltele, cum ar fi ferăstraiele mici sau mașinile de găurit, unde sarcina este aplicată după ce motorul a obținut viteza de funcționare.
Motorii cu fază divizată cu dublă tensiune au conductoare care permit conectarea externă pentru diferite tensiuni de linie. Ilustr. 46 prezintă un motor monofazat standard NEMA cu înfășurări de rulare cu dublă tensiune. Când motorul funcționează la joasă tensiune, cele două înfășurări de mers și înfășurarea de pornire sunt toate conectate în paralel. Pentru funcționarea la tensiune înaltă, cele două înfășurări de mers se conectează în serie, iar înfășurarea de pornire este conectată în paralel cu una dintre înfășurările de mers.