Induktionsmotor, groß

TEILE UND MATERIALIEN

• Wechselstromquelle:120VAC
• Kondensator, 3,3 µF 120VAC oder 350VDC, nicht polarisiert
• #33 AWG Magnetdraht, 2 Pfund
• Holzbrett ca. 6 bis 12 Zoll im Quadrat.
• Netzkabel mit Stecker
• 5,1 Zoll Durchmesser 3-Liter-Soda-Flasche aus Kunststoff
• ausrangierter Kugelschreiber
• versch. kleine Holzblöcke

QUERVERWEISE

Lektionen in Stromkreisen , Band 2, Kapitel 13:„Wechselstrommotoren“, „Einphasen-Asynchronmotoren“, „Permanenter Split-Capacitor-Motor“.

LERNZIELE

• Um einen großen Ausstellungs-AC-Induktionsmotor mit permanentem Split-Kondensator zu bauen.
• Um die Einfachheit des AC-Induktionsmotors zu veranschaulichen.

SCHEMATISCHES DIAGRAMM

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

Dies ist eine größere Version eines „Dauerkondensator-Split-Phase-Induktionsmotors“. Es gibt zwei verschiedene Statorspulen. Die 1,0 Zoll breite L2-Wicklung mit 3200 Windungen ist in der Abbildung oben (b) gezeigt, die über einen Abschnitt einer 3 Liter-Soda-Plastikflasche mit 5,1 Zoll Durchmesser gewickelt ist. L1 ist ungefähr 3800 Windungen von emailliertem Magnetdraht #33 AWG (American Wire Gauge), der über eine Breite von 1,25 eines Abschnitts einer Sodaflasche gewickelt ist, breiter als bei (b) gezeigt. Markieren Sie einen 1,25 Zoll breiten Zylinder mit 0,25 Zoll großen Rändern an jedem Ende.

Der Draht wird auf die 1,25-Zoll-Zone gewickelt. Das Formular wird an den Außenkanten des Randes aus der Flasche geschnitten. Schnitte von 0,25 Zoll vom Rand bis zur Wickelzone sind in Abständen von 1 Zoll um den Umfang beider Enden herum angeordnet, sodass der Rand um 90 ^o . gebogen werden kann um den Draht auf dem Formular zu halten. Um das Zählen der 3800 Umdrehungen zu vermeiden, wickeln Sie einen 1/8 Zoll dicken Magnetdraht über die 1 Zoll Breite des Formulars. Ansonsten zähle die Umdrehungen. Kratzen Sie die Emaille von 1 Zoll am freien Ende ab und kratzen Sie nur einen kleinen Abschnitt vom Blei bis zur Spule.

Schneiden Sie NICHT das Kabel zur Spule ab. Messen Sie den Widerstand und schätzen Sie, um wie viel mehr Draht gewickelt werden muss, um 894 Ω zu erreichen. Tragen Sie Emaille, Nagellack, Klebeband oder eine andere Isolierung auf die blanke Stelle des Spulenkabels auf. Wickeln Sie weiter und prüfen Sie den Widerstand erneut. Wenn ungefähr 894 Ω erreicht sind, lassen Sie ein paar Zentimeter Magnetdraht für die Elektrode übrig. Schneiden Sie das Blei von der Spule ab. Befestigen Sie die Wicklungen mit Schnürgarn oder anderen Mitteln an der Form.

Die L1-Wicklung mit 3200 Windungen beträgt ungefähr 744 und wird auf eine 1,0 Zoll breite Form gewickelt, wie bei (b) gezeigt, in ähnlicher Weise wie die vorherige L2-Wicklung. Ziehen Sie die Emaille von 1 Zoll der Enden der Magnetdrahtleitungen ab, falls noch nicht geschehen. Spleißen Sie die blanken Enden mit einem dickeren isolierten Anschlussdraht. Löten Sie den Spleiß. Mit Klebeband oder Schrumpfschlauch isolieren. Sichern Sie den Spleiß am Spulenkörper. Fahren Sie dann mit der zweiten Spule fort. Die Spulen können in einer Ecke des Holzsockels montiert werden. Alternativ können sie für mehr Flexibilität bei der Verwendung auf beweglichen Paletten montiert werden.

Siehe sowohl den Schaltplan als auch die Abbildung für den Zusammenbau. Beachten Sie, dass die Spulen im rechten Winkel montiert sind. L2, die kleinere Spule ist mit beiden Seiten der 120-VAC-Leitung verdrahtet. Der Kondensator ist in Reihe mit der breiteren Spule L1 geschaltet. Der Kondensator sorgt für eine voreilende Phasenverschiebung des Stroms in Bezug auf die Spannung. Der Schaltplan und die Abbildung zeigen weder Netzschalter noch Sicherung.

Es wird empfohlen, diese Ergänzungen hinzuzufügen.

Wenn dieses Gerät von Nicht-Technikern als unbeaufsichtigtes Ausstellungsstück verwendet werden soll, müssen alle freiliegenden blanken Anschlüsse wie der Kondensator durch Abschirmung fingersicher gemacht werden. Der oben erwähnte Schalter und die Sicherung sind erforderlich. Schließlich bietet die Emaille auf den Spulen nur eine einzige Isolationsschicht. Aus Sicherheitsgründen ist eine zweite Schicht wie eine Isolierhülle, eine Plexiglasbox oder andere Mittel erforderlich. Ersetzen Sie alle Holzkomponenten durch Plexiglas, um einen hervorragenden Brandschutz in einer unbeaufsichtigten Ausstellung zu gewährleisten.

Der Rotor muss aus einem ferromagnetischen Material wie einer Stahl-Gemüsedose, Obstkuchendose usw. bestehen. Eine zu lange Gemüsedose kann halbiert werden. Die Abbildung für den vorherigen kleinen Induktionsmotor zeigt Details des Rotorlagers und der Drehzapfen. Der Rotor kann kleiner sein als die Spule, wie bei einer zerkleinerten Gemüsedose. Er kann sogar so klein sein wie der beim bisherigen Kleinmotor verwendete Dosendeckelrotor. Es ist auch möglich, einen Rotor anzutreiben, der größer als die Spulen ist, wie dies bei der Obstkuchendose der Fall ist. Suchen und markieren Sie die Mitte des Rotors. Das Zentrum muss mit Grübchen versehen werden. Wählen Sie einen Nagel mit einem Achtel-Zoll-Durchmesser (einige mm) (a) und feilen oder schleifen Sie die Spitze rund. Verwenden Sie diese und einen Holzblock, um den Rotor wie beim vorherigen kleinen Motor zu mulchen. Eine ziemlich lange Dose balanciert aufgrund des niedrigeren Schwerpunkts besser aus als ein flacher Rotor. Die Spitze eines Kugelschreibers eignet sich gut als Drehpunkt für größere Rotoren. Montieren Sie den Drehpunkt an einem beweglichen Holzsockel.

Überprüfen Sie die Verkabelung. Überprüfen Sie, ob alle blanken Drähte isoliert sind. Die Schaltung kann ohne den Rotor eingeschaltet werden. Übermäßiges Erhitzen in L2 zeigt an, dass mehr Umdrehungen erforderlich sind. Übermäßige Wärme in L1 erfordert eine Verringerung der Kapazität von C1. Keine Hitze deutet auf einen offenen Stromkreis zur betroffenen Spule hin.

Legen Sie den Rotor auf den Zapfen und bewegen Sie ihn zwischen die beiden erregten Spulen. Es sollte sich drehen. Je näher es ist, desto schneller sollte es sich drehen. Beide Spulen sollten warm sein, was Leistung anzeigt. Probieren Sie Rotoren in verschiedenen Größen und Ausführungen aus. Versuchen Sie es mit einem kleinen Rotor auf der gegenüberliegenden Seite der Spulen im Vergleich zur Abbildung.

Drei Modelle dieses Motors wurden mit #33 AWG Magnetdraht gebaut, weil eine große Spule zur Hand war. AWG #32 Magnetdraht ist wahrscheinlich einfacher zu bekommen. Es sollte funktionieren. Obwohl der Strom aufgrund des geringeren Widerstands des #32-Drahtes mit größerem Durchmesser höher ist. Wenn kein 3,3-µF-Kondensator verfügbar ist, verwenden Sie einen ähnlichen Kondensator, solange er eine ausreichende Nennspannung hat. Ein ausrangierter Betriebskondensator des Wechselstrommotors (badewannenförmig) wurde vom Autor verwendet. Verwenden Sie keinen Motorstartkondensator (schwarzer Zylinder). Diese sind nur für wenige Sekunden nach dem Starten des Motors verwendbar und können explodieren, wenn sie länger verwendet werden.

Versuchen Sie dies: Es ist möglich, mehr als einen Rotor gleichzeitig zu drehen. Platzieren Sie beispielsweise zusätzlich zum Hauptrotor innerhalb des von den Spulen gebildeten rechten Winkels einen zweiten kleineren Rotor (Dosen- oder Flaschendeckel) in der Nähe des Spulenpaares außerhalb des rechten Winkels am Scheitelpunkt. Durch Umkehren einer der Spulen ist eine Drehrichtungsumkehr möglich. Wenn die Spulen auf beweglichen Paletten montiert sind, drehen Sie eine Spule um 180 ^o . Ein weiteres Verfahren, das bei festen Spulen besonders nützlich ist, besteht darin, eine der Spulen mit einem DPDT-Polaritätsumkehrschalter zu verbinden. Trennen Sie beispielsweise L2 und verdrahten Sie es mit den Schleifern (Mittelkontakten) des DPDT-Schalters. Die oberen Kontakte gehen an die 120 VAC. Die oberen Kontakte gehen auch in einem X-Kreuzungsmuster zu den unteren Kontakten.

VERWANDTES ARBEITSBLATT:

• Arbeitsblatt zur Theorie des Wechselstrommotors
• Arbeitsblatt für AC-Motorsteuerkreise