Περιεχόμενο
Στη δεκαετία του 1880, ο Nikola Tesla ανέπτυξε μια σειρά ηλεκτρικών κινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος (AC). Βασίστηκαν στην πολυφασική ισχύ - δηλαδή σε δύο ή τρεις AC ηλεκτρικές τροφοδοσίες σε συγχρονισμό μεταξύ τους, με μία τροφοδοσία σχεδιασμένη για να φτάσει στο μέγιστο πριν από τις άλλες. Η πολυφασική ισχύς παράγει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που οδηγεί τον κινητήρα. Σήμερα, τα σπίτια μας διαθέτουν μονοφασική ισχύ AC. Για να λειτουργήσουν οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος στις συσκευές σας, οι μηχανικοί πρόσθεσαν πυκνωτές για να δημιουργήσουν μια επιπλέον φάση.
Πολυφασική AC
Οι γεννήτριες στις μονάδες ηλεκτροπαραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κάνουν ηλεκτρική ενέργεια σε τρεις ξεχωριστές φάσεις. Κάθε ένα έχει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα 60 κύκλων, αλλά οι κύκλοι κάθε φάσης αρχίζουν και τελειώνουν σε ένα αλληλεπικαλυπτόμενο σχέδιο. Οι μεγαλύτερες απαιτήσεις ισχύος του εμπορικού και βιομηχανικού εξοπλισμού απαιτούν τη χρήση ηλεκτρικής καλωδίωσης και με τις τρεις φάσεις.
Οικιακό AC
Τα περισσότερα σπίτια έχουν μονοφασική ή διφασική ηλεκτρική ισχύ, καθώς είναι λιγότερο δαπανηρή από την τριφασική καλωδίωση. Μπορείτε να κάνετε τα περισσότερα φυσιολογικά πράγματα με οποιαδήποτε από τις τρεις πρωτότυπες φάσεις, όπως μια ηλεκτρική σκούπα, μια τοστιέρα ή έναν υπολογιστή. Οι περισσότερες πρίζες στο σπίτι σας έχουν μόνο μία φάση, η οποία μετρά 110 βολτ. Μια έξοδος 220 βολτ θα έχει δύο φάσεις.
AC κινητήρα
Ένας ηλεκτροκινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος έχει έναν εσωτερικό δρομέα που περιβάλλεται από ένα σύνολο πηνίων. Ένας τριφασικός ηλεκτροκινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος τρέχει διαφορετικά σετ πηνίων. Μια φάση μπορεί να προσεγγίζει ένα μέγιστο στον κύκλο της, το επόμενο είναι στο μέγιστο, το επόμενο μειώνεται από το μέγιστο. Μόνο μία σειρά πηνίων δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο μέγιστης αντοχής. Καθώς κάθε φάση περνάει από τους κύκλους της, το μέγιστο μαγνητικό σημείο περιστρέφεται γύρω από την περιφέρεια του κινητήρα, οδηγώντας τον ρότορα.
Πυκνωτής εκκίνησης
Με μονοφασική ισχύ, όλα τα πηνία του κινητήρα αρχίζουν τον κύκλο τους ταυτόχρονα. Το μαγνητικό πεδίο δεν περιστρέφεται, οπότε ο ρότορας δεν μπορεί να κινηθεί. Οι μηχανικοί εργάστηκαν γύρω από αυτό χρησιμοποιώντας ένα ξεχωριστό πηνίο εκκίνησης σε σειρά με έναν πυκνωτή. Ένας πυκνωτής είναι μια μικρή κυλινδρική ηλεκτρονική συσκευή που αποθηκεύει και απελευθερώνει ηλεκτρικό φορτίο. Η χωρητικότητά της μετράται σε μονάδες που ονομάζονται farads, με πυκνωτές εκκίνησης που συνήθως έχουν περίπου 10 microfarads (εκατομμυριοστά ενός farad). Σε συνδυασμό με το πηνίο, ο πυκνωτής δημιουργεί μια δεύτερη φάση που οδηγεί την πρώτη κατά 90 μοίρες. Αυτό είναι αρκετό για να δημιουργήσετε ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και να ξεκινήσετε τον κινητήρα. Μόλις ο κινητήρας φτάσει στην ταχύτητα, ένας φυγοκεντρικός διακόπτης αποσυνδέει το πηνίο του εκκινητή και τον πυκνωτή, διαφορετικά, θα παρεμπόδιζαν την απόδοση του κινητήρα.
Πυκνωτές εκκίνησης-εκκίνησης
Μια παραλλαγή του συστήματος πυκνωτή εκκίνησης χρησιμοποιεί δύο πυκνωτές: ένα μεγάλο για την εκκίνηση του κινητήρα, και ένα μικρότερο για να το κρατήσει σε λειτουργία. Αυτό βελτιώνει την απόδοση των μεγαλύτερων ηλεκτρικών κινητήρων.