Onderstaande tekst is niet 100% betrouwbaar

qmb Kuiftiek

DE EEN PHASE INDUCTIEMOTOR (1)

Inleiding. Onder een inductiemotor verstaat men in het algemeen een wisselstroommotor, waarbij géén stroom aan de rotor wordt toegevoerd doch daarin door inductie wordt verkregen. Ook de bekende asynchrone draaistroommotor is een inductiemotor. Het aantrekkelijke van de inductiemotoren is daarin gelegen, dat geen collector en borstels nodig zijn, juist die delen die bij andere soorten motoren het meeste onderhoud vereisen en de meeste kans op storingen geven. De goede eigenschappen van de driephasen inductiemotoren, kortweg de draaistroommotoren, mogen we als bekend onderstellen. De éénphase inductiemotor heeft lang en terecht een slechte reputatie gehad. Inde tijd, dat slechts éénphase wisselstroom ter beschikking stond, was men uitsluitend op deze motor aangewezen. Ouderen onder ons zullen zich misschien herinneren hoe gebrekkig het • aanlopen ondanks een grote stroomopname plaats vond. De trekkracht bij het aanzetten was zo gering, dat zelfs met een kleine belasting de motor niet „op toeren” kon komen. Eenmaal aangezet, werkte zulk een motor wel regelmatig, maar viel bij overbelasting dikwijls uit. Toen dan ook de draaistroom zijn intrede deed, was het met de éénphase motor, althans voor grotere vermogens, gauw gedaan. De driephase inductiemotor had veel betere eigenschappen en bovendien verkreeg men daarmede een gelijke belasting van de phasen van het stroomleverend net. Toch is de behoefte aan' een éénphase inductiemotor voor kleine vermogens gebleven. Vele kleine stroomgebruikers hebben slechts een éénphase aansluiting, d.w.z. ze hebben slechts de beschikking over éénphase wisselstroom. Met het toenemend gebruik van de electrische stroom voor huishoudelijke doeleinden, rees ook de behoefte aan kleine éénphase wisselstroommotoren. En hoewel daarvoor in grote getale, althans voor zeer kleine vermogens, wisselstroomcommutatormotoren worden gebruikt (men denke slechts aan stofzuigermotoren), in bepaalde gevallen, vooral als het vermogens betreft van 0,25 tot 2 pk., kan men de voorkeur geven

aan de éénphase inductiemotor, die inde loop der jaren aanzienlijk is verbeterd. Want het is onmiskenbaar, dat de constructie van deze veel eenvoudiger is en wat onderhoud betreft veel minder zorgen vereist dan de commutatormotor. Men ziet dan ook een toenemend gebruik van deze motoren. Ze hebben zelfs hun intrede gedaan als stofzuigermotoren. Het schijnt ons daarom niet onbelangrijk iets over de inrichting en werkingswijze van deze merkwaardige motor mede te delen. De inrichting. Wanneer men bij een draaistroommotor, nadat hij is aangezet een van de toevoerdraden onderbreekt, dan blijft de motor in dezelfde richting draaien en is in staat, zij het dan ook in mindere mate dan te voren, mechanische arbeid te leveren. De statorwikkeling wordt dan dooreen éénphase wisselstroom gevoed; de motor is een éénphase inductiemotor geworden. Probeert men echter de motor op éénphase wisselstroom te laten aanlopen dan lukt dit niet. Alvorens we deze verschijnselen zullen trachten te verklaren, willen we eerst opmerken, dat de inrichting van de éénphase motoren een grote overeenkomst heeft met die vaneen draaistroommotor. De stator van de éénphase motor bevat, in zijn eenvoudigste vorm, slechts één wikkeling die op het wisselstroomnet wordt aangesloten. De rotor kan een kooianker zijn of een sleepringanker, dat, evenals bij de draaistroommotor, een driephasige wikkeling bezit, die via sleepringen en borstels op een aanzetweerstand wordt aangesloten. Fig. 1 stelt een gedeeltelijke langsdoor-Snede, fig. 2 een dwarsdoorsnede voor vaneen 4-polige éénphase inductiemotor met kortsluitanker. De stator is opgebouwd uiteen gelamelleerd ijzeren ring, die ondergebracht is in een gietijzeren huis. Aan de binnenzijde is de ring voorzien van half gesloten gleuven. Twee derde van het aantal gleuven wordt gebruikt om de uit vier spoelen bestaande wikkeling in onder te brengen. De andere gleu-. ven doen bij dit type geen dienst, doch worden bij andere typen gebruikt om een z.g. hulpwikkeling op te nemen. Het kortsluitanker bevat een aantal koperen staven, die aan weerszijden van de rotor uitsteken, vaneen groef voorzien zijn en aan koperen ringen zijn gesoldeerd. Dikwijls worden ook rotorconstructies

deerd zijn, die vlak tegen de rotorblikken aandrukken. De koperstaven en -ringen vormen samen een soort van kooi (eekhoornkooi), vandaar de naam kooianker. Deze kooi wordt door sommige fabrikanten van aluminium vervaardigd, door het metaal /

in gesmolten toestand onder druk in de gleuven van het ijzerlichaam van de kooi te persen. De werkingswijze. Hoe eenvoudig de constructie, ook is, de werkingswijze van de éénphase inductiemotor is niet gemakkelijk te verklaren. Sluiten wede statorwikkeling aan op het wisselstroomnet, dan ontstaat een wisselend magnetisch veld, waarvan de krachtlijnen zowel het statorijzer als het rotorijzer doorlopen. Dit veld, dat we kortweg een wissel veld noemen, kan in zijn werking vervangen gedacht worden door twee draaiende magnetische velden van constante grootte. In fig. 3 is dit schematisch voorgesteld. ïs A A’ de richting waarin het wisselveld werkt, dan hebben de vervangende draaivelden op een zeker tijdstip de stand die door OB en OC wordt aangegeven. Voor elke periode van het wisselveld maakt elk draaiveld één omwenteling. Een analogie ervan vinden we inde mechanica, waar een heen en weer gaande beweging omgezet kan worden in twee tegengesteld draaiende bewegingen. Wanneer in fig. 4 de stang A heen en weer wordt bewogen, zullen de krukken K, en Ks in tegengestelde richtingen gaan draaien. Alvorens wede werking van de genoemde draaivelden bij de éénphase Inductiemotor nagaan, zullen we eerst het beginsel van de draaiveldmotor, die gewoonlijk de draaistroommotor

wordt genoemd, in het kort bespreken. Een draaiveld ontstaat door de samenwerking van twee of drie wisselvelden, die op verschillende tijdstippen hun maximale waarden bereiken, d.i. in phase verschoven zijn. Zulk een draaiveld kan men zich voorstellen door twee polen, N en Z (fig. 5), die met constant toerental om de rotor draaien. De rotorstaven worden door de krachtlijnen van deze polen gesneden en dientengevolge worden er electromotorische krachten in opgewekt, die, omdat de rotorstaven een gesloten keten vormen, stromen inde staven opwekken. Het principe, dat we bij elke electromotor aantreffen, n.I. stroomvoerendp geleiders ineen magnetisch veld, is ook

Figuur 5. hier aanwezig. Door het draaiveld worden op de stroomvoerende staven krachten uitgeoefend, waarvan wede richting met bekende linkerhandregel kunnen bepalen. Het blijkt dan, dat de krachten op de rotorstaven werken inde richting waarin het draaiveld roteert. Het is dus alsof de rotor door het draaiveld wordt medegenomen. • Toch blijft het toerental van de rotor door de tegenwerkende krachten bij nullast de wrijving, bij belasting bovendien het tegenwerkend koppel beneden het toerental van het draaiveld. Het verschil in het toerental van het draaiveld en dat van de rotor heet de slip. Wordt de motor sterker belast, dan neemt de slip toe. De noodzakelijkheid van de slip is zeer verklaarbaar. Komt n.l. door de besproken oorzaak de rotor in rotatie, dan neemt de rotor-e.m.k. af, omdat de snelheid waarmede het draaiveld de rotorstaven snijdt, kleiner wordt. De rotor-e.m.k. zou tot nul afnemen indien de rotor even snel draaide als het draaiveld. Maar dan zou ook de rotorstroom tot nul gedaald zijn en zouden er geen krachten meer op de rotorstaven werken, m.a.w. het koppel zou nul zijn. De rotor stelt zich geheel automatisch in op een toerental, waarbij de geïnduceerde rotorstroom een zodanige waarde heeft, dat het benodigd koppel voor de rotatie wordt verkregen. Neemt de belasting toe, dan neemt het toerental van de rotor af, de snelheid waarmede het draaiveld de rotorstaven snijdt wordt groter, de rotor-e.m.k. en de rotorstroom stijgen en het koppel wordt weer groter. Omgekeerd, neemt de belasting af, dan zal op het ogen-

Sluiten