Innehåll
På 1880-talet utvecklade Nikola Tesla en serie växelströmsmotorer (AC). De förlitade sig på polyfaseffekt - det vill säga två eller tre växelströms-elektriska matningar synkroniserade med varandra, med ett foder utformat för att nå sitt maximum före de andra. Polyfaseffekt producerar ett roterande magnetfält som driver motorn. Idag har våra hem enfas växelström. För att få AC-motorerna i dina apparater att fungera, lägger ingenjörer till kondensatorer för att skapa en extra fas.
Polyfas AC
Generatorerna vid elverkets kraftverk tillverkar el i tre distinkta faser. Var och en har en växelström med 60 cykler, men cyklerna i varje fas börjar och slutar i ett överlappande mönster. De större kraven på kommersiell och industriell utrustning kräver användning av elektriska ledningar i alla tre faserna.
Hushållens AC
De flesta bostäder har en- eller tvåfasad elkraft, eftersom det är billigare än trefasledningar. Du kan göra de flesta normala saker med någon av de tre ursprungliga faserna, till exempel köra en dammsugare, en brödrost eller en dator. De flesta butiker i ditt hem har bara en fas och mäter 110 volt. Ett 220-voltsuttag har två faser.
AC-motor
En växelströmsmotor har en inre rotor omgiven av en uppsättning spolar. En trefas växelströmsmotor driver olika uppsättningar spolar. En fas kan närma sig ett maximum i sin cykel, den nästa är maximalt, den nästa minskar från det maximala. Endast en uppsättning spolar åt gången gör ett magnetfält med maximal styrka. När varje fas går igenom dess cykler, roterar den maximala magnetiska punkten runt motorens omkrets och driver rotorn.
Startkondensator
Med enfasström börjar alla motorns spolar sin cykel på samma gång. Magnetfältet roterar inte, så rotorn kan inte röra sig. Ingenjörer arbetade runt detta genom att använda en separat startspole i serie med en kondensator. En kondensator är en liten cylinderformad elektronisk enhet som lagrar och frigör elektrisk laddning. Dess kapacitet mäts i enheter som kallas farader, med startkondensatorer som vanligtvis har cirka 10 mikrofarader (miljondelar av en farad). I kombination med spolen skapar kondensatorn en andra fas som leder den första med 90 grader. Detta räcker för att skapa ett roterande magnetfält och starta motorn. När motorn har kommit till hastighet kopplar en centrifugalomkopplare från startspolen och kondensatorn, annars skulle de störa motorens effektivitet.
Start-Run kondensatorer
En variation av startkondensatorns schema använder två kondensatorer: en stor för att starta motorn och en mindre för att hålla den igång. Detta förbättrar prestanda hos större elmotorer.