Wie funktioniert ein Einphasen-Induktionsmotor?

Ein einphasiger Induktionsmotor arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion, um eine Drehbewegung zu erzeugen. Wenn an die Statorwicklungen des Motors Wechselspannung angelegt wird, entsteht ein rotierendes Magnetfeld. Bei einem Einphasenmotor ist dieses rotierende Magnetfeld aufgrund der Einphasenversorgung nicht von Natur aus vorhanden, daher werden zu seiner Erzeugung Hilfsmechanismen eingesetzt. Typischerweise wird dies durch den Einsatz von Hilfswicklungen oder Startmethoden wie Kondensatoren erreicht.

Die Funktionsweise eines Induktionsmotors lässt sich Schritt für Schritt wie folgt erklären: Wenn an die Statorwicklungen Wechselspannung angelegt wird, entsteht ein Magnetfeld, dessen Richtung sich entsprechend der Frequenz der angelegten Spannung ändert. Dieses magnetische Wechselfeld induziert aufgrund des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion einen Strom in den Rotorstäben. Die Wechselwirkung zwischen dem rotierenden Magnetfeld und dem induzierten Strom in den Rotorstäben erzeugt ein Drehmoment, das den Rotor in Drehung versetzt.

Bei einem Einphasen-Induktionsmotor ist die Erzielung der Selbststartfähigkeit von entscheidender Bedeutung. Dies wird typischerweise durch die Bereitstellung einer Hilfswicklung und eines Startkondensators erreicht. Die Hilfswicklung ist in einem Winkel zur Hauptwicklung angeordnet, wodurch eine Phasendifferenz entsteht, die beim Starten ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Der Startkondensator wird verwendet, um die Phase des Hilfswicklungsstroms zu verschieben, sodass der Motor ein ausreichendes Drehmoment entwickeln kann, um die Trägheit zu überwinden und sich zu drehen. Sobald der Motor nahezu synchrone Drehzahl erreicht, wird der Startkondensator normalerweise durch einen Fliehkraftschalter oder auf andere Weise vom Stromkreis getrennt.

Das Grundprinzip des Betriebs eines Induktionsmotors beruht auf der Wechselwirkung zwischen dem rotierenden Magnetfeld, das von den Statorwicklungen erzeugt wird, und dem induzierten Strom im Rotor. Wenn an die Statorwicklungen Wechselspannung angelegt wird, entsteht ein rotierendes Magnetfeld, das Ströme in den Rotorleitern induziert. Diese Ströme im Rotor interagieren mit dem rotierenden Magnetfeld und erzeugen ein Drehmoment, das den Rotor in Drehung versetzt. Der Motor läuft mit einer Geschwindigkeit weiter, die geringfügig unter der Synchrongeschwindigkeit des rotierenden Magnetfelds liegt, die als Schlupf bezeichnet wird und die erforderlich ist, damit der Motor ein Drehmoment entwickelt und nützliche Arbeit verrichtet.

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