Wisselstroommotoren worden veel gebruikt in moderne industriële apparatuur en huishoudelijke apparaten. Onder hen zijn enkelfasige en driefasige wisselstroommotoren de meest voorkomende typen. Ze verschillen aanzienlijk qua structuur, werkingsprincipe en startmethoden, vooral wat betreft startprincipes. Het begrijpen van deze verschillen is essentieel voor de selectie, het onderhoud en de toepassing van motoren.
Startprincipe van eenfasige wisselstroommotor
Eenfasige AC-motoren worden aangedreven door eenfasige wisselstroom. Een enkelfasige voeding produceert wisselstroom in slechts één richting, waardoor een pulserend magnetisch veld ontstaat in plaats van een roterend veld. Bij stilstand kan dit pulserende veld geen startkoppel genereren.
Om deze beperking te overwinnen, hebben enkelfasige motoren aanvullende maatregelen nodig om een roterend magnetisch veld te genereren of een faseverschil te creëren. Veel voorkomende startmethoden zijn onder meer:
- Start in gesplitste fase: Maakt gebruik van een hoofdwikkeling en een hulpwikkeling met serieweerstand of reactor. De stroom van de hulpwikkeling blijft achter bij de stroom van de hoofdwikkeling, waardoor een faseverschil ontstaat en een initieel roterend magnetisch veld ontstaat. De hulpwikkeling wordt ontkoppeld zodra de motor een bepaald toerental bereikt.
- Condensatorstart: Een condensator in serie met de hulpwikkeling vergroot de fasevertraging, waardoor een hoger startkoppel ontstaat, geschikt voor toepassingen met zware belasting.
- Condensatorrun: De hulpwikkeling blijft tijdens bedrijf werken en vormt een continu roterend magnetisch veld, waardoor de loopprestaties en de arbeidsfactor worden verbeterd.
Eenfasige motoren hebben over het algemeen een lager startkoppel, vereisen complexe hulpvoorzieningen en hun opstartprestaties worden sterk beïnvloed door het ontwerp van de wikkelingen en de condensatoren.
Startprincipe van driefasige wisselstroommotor
Driefasige AC-motoren gebruiken een driefasige voeding met stromen die 120 graden verschillen. Dit veroorzaakt op natuurlijke wijze een roterend magnetisch veld in de motor, dat bij stilstand koppel genereert. Driefasige inductiemotoren zijn dat dus zelfstartend .
Veel voorkomende startmethoden zijn onder meer:
- Directe online start: Sluit de motor rechtstreeks aan op de voeding en genereert onmiddellijk het volledige startkoppel.
- Begin met verlaagde spanning: Maakt gebruik van ster-delta-, serieweerstand- of autotransformatormethoden om inschakelstroom en mechanische spanning te verminderen.
Driefasige motoren zijn eenvoudiger van structuur, hebben een soepel en hoog startkoppel en zijn geschikt voor industriële toepassingen en continu gebruik met hoog vermogen.
Kernverschillen in uitgangsprincipes
- Generatie van roterend magnetisch veld: Eenfasemotoren zijn afhankelijk van hulpwikkelingen of condensatoren om een faseverschil te creëren. Driefasige motoren genereren op natuurlijke wijze een draaiveld uit de driefasige voeding.
- Zelfstartvermogen: Eenfasemotoren kunnen niet zelfstandig starten en vereisen externe maatregelen. Driefasige motoren starten zelf rechtstreeks vanuit de voeding.
- Startkoppel en stroomkarakteristieken: Eenfasemotoren hebben een lager startkoppel en een hogere startstroom, beïnvloed door het ontwerp van de wikkelingen en de condensator. Driefasige motoren hebben een hoger en stabiel startkoppel met regelbare stroom.
- Toepassingsscenario's: Eenfasige motoren zijn geschikt voor huishoudelijke apparaten en kleine machines. Driefasige motoren zijn geschikt voor industriële apparatuur en zware toepassingen.
Opstartefficiëntie en betrouwbaarheid
Tijdens het opstarten lopen eenfasige motoren extra verliezen op als gevolg van hulpwikkelingen en condensatoren, waardoor de efficiëntie afneemt. Veroudering van de condensator of defecten aan de contactor kunnen de betrouwbaarheid beïnvloeden. Driefasige motoren hebben minimale opstartschommelingen, lage mechanische belasting en een hogere operationele betrouwbaarheid.
