Dauer-Kondensator-Splitphasen-Asynchronmotor bauen – Schritt-für-Schritt-Anleitung

Bauteile & Materialien

• AC-Netzspannung: 120 VAC
• Kondensator, 3,3 µF (oder 2,2 µF) 120 VAC / 350 VDC, nicht polarisiert
• 15–25 W Glühlampe oder 820 Ω, 25 W Widerstand
• #32 AWG Magnetdraht
• Holzbrett ca. 5 Zoll (≈12,7 cm) quadratisch
• Netzkabel mit Stecker
• 1,75-Zoll-Durchmesser Papprolle (Toilettenpapierhülse)
• Lampenfassung

• AC-Netzspannung: 220 VAC
• Kondensator, 1,5 µF 240 VAC / 680 VDC, nicht polarisiert
• 25–40 W Glühlampe oder 820 Ω, 25 W Widerstand
• #32 AWG Magnetdraht
• Holzbrett ca. 15 cm quadratisch
• Netzkabel mit Stecker
• 4,5–5 cm Durchmesser Papprolle
• Lampenfassung

Querverweise

Siehe Lessons In Electric Circuits, Band 2, Kapitel 13: „AC motors“, „Single-Phase induction motors“, und „Permanent split-capacitor motor.“

Lernziele

• Einen AC-Dauerkondensator-Splitphasen-Asynchronmotor bauen
• Einfachheit und Effizienz des AC-Asynchronmotordesigns demonstrieren

Schaltplan

Aufbauillustration

Anleitung

Wählen Sie die Bauteilliste passend zur Netzspannung Ihrer Region. Die folgenden Schritte verwenden die 120-VAC-Version.

Dies ist eine vereinfachte Version eines Dauer-Kondensator-Splitphasen-Asynchronmotors. Durch Reduzierung der Wicklungszahl auf wenige hundert Windungen wird der Wickelvorgang handhabbar, während ein funktionsfähiger Motor entsteht.

Wickeln Sie die zwei Statorspulen wie in der Illustration gezeigt. Verwenden Sie ca. 440 Windungen #32 AWG Magnetdraht auf einem ein-Zoll-Abschnitt einer etwas längeren 1,75-Zoll-Papprolle. Um die Wicklung straff zu halten, wickeln Sie vier Lagen Draht über eine ein-Zoll-Breite. Sichern Sie die erste Lage mit Klebeband oder leichtem Kleber, bevor Sie die nächsten Lagen hinzufügen. Nach der vierten Lage Kleber auftragen, um die Wicklungen zu fixieren.

Falls enges Wickeln schwierig ist, können Sie auch 440 Windungen über das Ende der Rolle „verwirbeln“, wobei die Wicklungen innerhalb der ein-Zoll-Zone bleiben. Schneiden Sie die fertige Spule mit einem Teppichmesser zu, lassen Sie einen kleinen Drahtüberstand für Anschlüsse.

Isolieren Sie ca. einen Zoll jedes Anschlusses ab, dann verbinden Sie mit einem dickeren isolierten Anschlussdraht. Löten Sie die Verbindung und isolieren Sie sie mit Isolierband oder Schrumpfschlauch. Wiederholen Sie den Vorgang für die zweite Spule.

Beachten Sie Schaltplan und Illustration für die genaue Platzierung. Montieren Sie die Spulen im rechten Winkel auf einer isolierenden Grundplatte (Holz oder Acryl). Schalten Sie die 25-W-Lampe in Reihe mit einer Spule; dies begrenzt den Strom und dient als Widerstand. Schalten Sie den Kondensator in Reihe mit der anderen Spule, um eine vorwärtsphasige Phasenverschiebung zu erzeugen.

Der Läufer besteht aus einem ferromagnetischen Stück wie einem Stahldosen- oder Flaschendeckel. Kerben Sie die Mitte des Läufers ein und befestigen Sie ihn auf einem Drehpunkt – entweder einem kleinen Nagel oder einer Kugelschreiber-Spitze – auf einem Holzsockel oder direkt auf der Grundplatte. Wuchten Sie den Läufer aus, indem Sie Metall von der schwereren Seite abschaben.

Nach Montage der Spulen und des Läufers alle Verkabelungen und Isolierungen doppelt prüfen. Der Stromkreis kann ohne Läufer betrieben werden; die Lampe sollte leuchten, und beide Spulen erwärmen sich leicht. Übermäßige Erwärmung deutet auf Bedarf an niedrigerer Lampenleistung oder kleinerem Kondensatorwert hin.

Setzen Sie den Läufer auf den Drehpunkt und schieben Sie ihn zwischen die beiden Spulen. Er sollte sich drehen, wobei die Geschwindigkeit zunimmt, je näher der Läufer den Spulen kommt. Experimentieren Sie mit verschiedenen Läufergrößen und -formen, um Leistungsunterschiede zu beobachten.

Falls #32 AWG Draht nicht verfügbar ist, verwenden Sie etwas dickeren Draht – Sie benötigen dann möglicherweise mehr als vier Lagen für 440 Windungen. Eine Nachtlicht-Fassung kann die Lampenfassung ersetzen, aber wählen Sie eine 15-W-Birne passend zum Design.

Zugehörige Arbeitsblätter

• AC Motor Theory Worksheet
• AC Motor Control Circuits Worksheet

Arbeiten Sie stets mit isolierten Werkzeugen, halten Sie Kabel von Feuchtigkeit fern und verwenden Sie eine Sicherung oder einen Leitungsschutzschalter, der für den Strombedarf des Motors ausgelegt ist. Dieses Projekt folgt den bewährten Richtlinien aus „Lessons In Electric Circuits“ und entspricht Sicherheitsbest Practices für DIY-Elektroarbeiten.