AC 모터 작동 방식: 응용 분야, 선택 기준 및 실제 지침

AC 모터의 작동 방식과 Slip이 거의 모든 것을 결정하는 이유

로터는 이를 구동하는 자기장을 포착하지 않습니다. 이러한 부족함은 정격 속도, 토크, 열, 커패시터 고장 및 명판에 찍힌 대부분의 숫자를 설명합니다.

1,300rpm으로 찍힌 50Hz 팬 모터의 타코미터는 블레이드가 깨끗한지 또는 먼지로 코팅되어 있는지 여부를 해당 수치에 가깝게 판독하며 공기 흐름이 차단될 때 약간만 상승합니다. 더 무거운 임펠러 뒤에 동일한 모터를 장착하면 전류가 올라가는 동안 속도가 거의 움직이지 않습니다. 두 동작 모두 하나의 메커니즘에서 비롯됩니다.

AC 모터는 공급 주파수와 극 수에 따라 설정된 속도로 고정자 주위를 이동하는 자기장을 생성한 다음 회전자를 그 뒤로 몇 퍼센트 끌어서 작동합니다. 토크는 로터가 지연되는 동안에만 존재합니다. 회전자가 자기장과 정확히 일치하도록 하면 상대 운동도 없고 유도 전류도 없고 토크도 전혀 없습니다.

그 아이디어를 고수하면 몇 가지 일상적인 논쟁이 짧아집니다. 명판 속도가 홀수인 이유, 커패시터가 마르면 단상 모터가 시동하는 대신 윙윙거리는 이유, 동일한 프레임이 팬보다 히터에서 더 뜨겁게 작동하는 이유.

회전 필드, 단계별

3상 모터에서는 3개의 권선이 전기적으로 120도 떨어져 있으며 동일한 각도로 상쇄된 전류를 전달합니다. 이들 필드는 전기 주기당 한 번 회전하는 일정한 강도의 단일 필드에 추가됩니다. 이것이 동기 속도입니다. Ns = 120f ¼ P, f는 헤르츠이고 P는 극 수입니다.

1. 고정자 전류는 회전자 바를 지나서 흐르는 자기장을 형성합니다.
2. 막대가 해당 자기장을 기준으로 움직이기 때문에 막대에 전압이 유도되어 회전자는 단락된 2차 회로처럼 동작합니다.
3. 유도 전류는 고정자 필드가 밀어내는 자체 필드를 만들고 로터는 동일한 방향으로 가속됩니다.
4. 부하가 걸린 상태에서 로터는 동기 속도에 접근하지만 결코 도달하지 않습니다. 간격은 미끄러짐입니다: s = (Ns − Nr) ¼ Ns.
5. 토크는 슬립과 함께 브레이크다운 토크까지 상승했다가 감소합니다. 이는 과부하된 모터가 단순히 속도를 늦추는 것이 아니라 정지하는 이유입니다.

소형 범용 모터의 경우 전부하 슬립은 일반적으로 2~6%입니다. 팬 모터는 필터가 막히고 블레이드에 부하가 걸릴 때 더 평평한 토크 곡선이 공기 흐름을 안정적으로 유지하기 때문에 의도적으로 더 높게(종종 8~15%) 작동합니다.

부품이 위치하는 위치와 열이 발생하는 위치

고정자는 와전류를 제한하기 위해 서로 절연된 얇은 실리콘 강철 적층 스택이며, 에나멜 처리된 구리 권선이 슬롯에 삽입되어 있습니다. 로터는 엔드 링으로 단락된 다이캐스트 알루미늄 또는 구리 막대로 구성된 케이지입니다. 소형 모터의 공극은 약 0.25~0.5mm이며, 이 공극에서 에너지 전달이 발생합니다. 편심이 발생하면 진동과 소음이 발생합니다.

커패시터 구동 단상 모터는 두 번째 권선과 필름 커패시터를 추가합니다. 3상 모터에는 커패시터가 전혀 없습니다. 일반적으로 팬 역할을 하는 밀봉된 볼 베어링인 베어링은 사용 수명의 큰 부분을 차지합니다.

미끄러짐은 공학적으로 해결해야 할 결함이 아닙니다. 이는 필드와 샤프트 사이의 작업 간격입니다. 완전히 닫히면 모터는 아무것도 생성하지 않습니다.

손실은 열로 남습니다. 두 권선의 저항, 라미네이션의 코어 손실, 베어링의 마찰 및 바람. 소형 단상 모터는 효율이 30~60%인 경우가 많습니다. 이것이 바로 45W 샤프트 출력이 벽에서 90W에 가깝게 끌어당길 수 있는 이유이며 하우징 재료와 공기 흐름이 권선 자체만큼 중요한 이유입니다.

단상 모터가 자체적으로 기동할 수 없는 이유

단상 전류가 공급되는 하나의 권선은 회전 필드가 아닌 맥동 필드를 생성합니다. 이는 동일한 속도로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 필드로 분해됩니다. 정지 상태에서는 정확히 취소되므로 순 토크는 0이고 로터는 윙윙거리는 소리만 냅니다.

• 음영 극: 각 극 부분의 구리 링은 자속을 지연시키고 작은 시동 토크를 생성합니다. 이는 저렴하고 조용하며 비효율적이며 소형 팬에서 흔히 볼 수 있습니다.
• 저항 분할 위상: 고저항 보조 권선은 위상을 전환합니다. 원심 스위치 또는 PTC는 시동 후 이를 제거합니다.
• 커패시터 시작: 대형 전해 콘덴서는 펌프와 압축기에 높은 시동 토크를 제공합니다.
• 커패시터 실행 또는 영구 분할 커패시터: 작은 필름 커패시터가 회로에 머물면서 적당한 시동 토크를 희생하면서 역률을 높이고 소음을 줄입니다.

팬은 시작 시 부하가 가볍기 때문에 커패시터 작동 설계를 사용합니다. 일반적인 실행 커패시터는 수 마이크로패럿의 금속 필름입니다. 커패시턴스가 손실되면서(열이 일반적인 원인임) 시동 토크가 떨어지고 모터는 동일한 출력에 대해 더 많은 전류를 소비하며 권선은 더 뜨거워집니다. 모터가 윙윙거리고 열 보호 장치가 계속 작동하는 경우 먼저 커패시터를 측정하십시오. 시동 토크 및 작동 효율에 대한 작동 커패시터의 영향 일반적으로 전체 이야기입니다.

읽기 속도 및 명판에서 미끄러짐

명판 rpm은 자유 작동 속도가 아닌 정격 전압에서의 전부하 속도입니다. 동기 속도에 맞춰 설정하면 디자이너의 의도를 읽을 수 있습니다.

따라서 50Hz에서 1,300rpm은 4극 모터가 약 13%의 슬립을 실행한다는 의미입니다. 이는 먼지가 많은 블레이드가 공기 흐름을 흔들지 않도록 의도적으로 높은 수준입니다. 2,800rpm 히터 모터는 약 7% 슬립의 2극 모터입니다. 920rpm은 6개의 극을 가리킵니다.

정보 두 모터는 프레임, 샤프트 직경 및 커패시터 값을 공유할 수 있으며 여전히 200rpm 떨어져 있습니다. 스탬프만 믿지 말고 정격 부하에서 측정된 전류를 확인하세요.

모터를 기기에 일치시키기

기기 듀티 사이클은 정격 전력량보다 모터 등급을 더 안정적으로 결정합니다.

냉풍 팬의 경우 하우징 선택은 미용적인 결정이 아닌 실제 결정입니다. 알루미늄 쉘은 비슷한 비용으로 도장된 강철보다 열을 더 빨리 발산하고 습한 실내 부식에 더 잘 견딥니다. 확산 단상 냉기 AC 모터 데스크탑 및 플로어 스탠딩 장치 전반에 걸쳐 실제로 장착 및 샤프트 형상에 대한 사양이 얼마나 되는지 알 수 있습니다.

팬 히터는 더 작은 송풍기를 빠르게 회전시키기 위해 2극 모터로 전환하며, 바인딩 제약은 속도보다는 온도가 됩니다. 절연 등급, 온도 퓨즈 위치 및 모터 자체 냉각 경로에 따라 추운 아침에 그릴이 막혀도 견딜 수 있는지 여부가 결정됩니다.

레인지 후드는 플라스틱 하우징의 커패시터 구동 AC 모터와 DC 대안 사이에 위치합니다. 그리스, 증기 및 세척 화학물질은 개방형 프레임을 손상시키므로 캡슐화는 데시벨 단위가 아닌 서비스 기간 동안 비용을 벌게 됩니다.

실패, 점검 및 공급업체에 문의할 사항

• 베어링 일반적인 수명 종료 품목입니다. 발작이 일어나기 훨씬 전에 소음이 발생합니다.
• 커패시터 실행 완전히 고장나지 않고 커패시턴스 드리프트가 발생하므로 모터는 여전히 뜨거워지는 동안 회전합니다.
• 권선 단열재 과열이 지속되면 실패합니다. 정격보다 10°C 높을 때마다 수명이 대략 절반으로 줄어듭니다.
• 수분과 기름기 낮은 절연 저항; 캡슐화된 플라스틱 모터는 개방형 프레임보다 세척에 훨씬 더 잘 견딥니다.

위험 실행 커패시터를 시작 커패시터로 대체하지 마십시오. 전압 정격과 듀티는 다르며, 이전에 몇 년 동안 작동했던 팬에서는 권선이 몇 분 안에 과열될 수 있습니다.

경고 히터에서는 제한된 그릴이 공기 온도를 높이고 모터를 냉각시키는 질량 흐름을 차단합니다. 열 보호 장치는 권선에 전혀 결함이 없어도 반복적으로 작동할 수 있습니다.

성공 카탈로그가 아닌 증거로 샘플을 승인하십시오. 실제 블레이드로 측정한 속도 및 전류, 1.1배 정격 전압에서의 온도 상승, 회전자 구속 전류, 허용 오차가 있는 커패시터 값, 최저 속도 탭에서의 소음, 대상 시장과 일치하는 인증서 번호를 요청하세요.

AC 모터에 대한 모든 실질적인 결정은 동일한 그림으로 돌아갑니다. 즉, 동기 속도로 회전하는 자기장, 몇 퍼센트 정도 뒤처지는 회전자, 그 간격에 존재하는 토크입니다. 정격 속도는 극 수를 알려주고, 슬립은 듀티를 말하며, 커패시터는 모터가 시작하는 방법을 알려줍니다.

속도, 슬립, 온도상승, 기동방법을 함께 지정합니다. 한 번에 하나씩 판단해 보면 각 숫자는 무해해 보입니다. 함께 판단하여 두 여름 동안 매일 사용한 후에도 기기가 여전히 조용할지 예측합니다.