มอเตอร์ขั้วเงาเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับแบบไฟฟ้ากระแสสลับแบบง่าย ๆ ที่สตาร์ทตัวเอง ซึ่งเป็นมอเตอร์แบบกรงกระรอกขนาดเล็ก ซึ่งหนึ่งในนั้นล้อมรอบด้วยวงแหวนทองแดง ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าวงแหวนขั้วสีเทาหรือวงแหวนขั้วสีเทา แหวนทองแดงใช้เป็นขดลวดทุติยภูมิของมอเตอร์ ลักษณะเด่นของมอเตอร์แบบขั้วเงาคือ โครงสร้างเรียบง่ายมาก ไม่มีสวิตช์แบบแรงเหวี่ยง การสูญเสียพลังงานของมอเตอร์ขั้วสีเทามีขนาดใหญ่ ตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ต่ำ และแรงบิดเริ่มต้นก็ต่ำมากเช่นกัน ได้รับการออกแบบให้มีขนาดเล็กและมีระดับพลังงานต่ำ ความเร็วของมอเตอร์นั้นแม่นยำพอๆ กับความถี่ของกำลังที่ใช้กับมอเตอร์ ซึ่งมักใช้ในการขับเคลื่อนนาฬิกา มอเตอร์ขั้วเงาหมุนในทิศทางเดียวเท่านั้น มอเตอร์ไม่สามารถหมุนในทิศทางตรงกันข้าม การสูญเสียที่เกิดจากขดลวดขั้วเงา ประสิทธิภาพของมอเตอร์ต่ำ และโครงสร้างเรียบง่าย มอเตอร์เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในพัดลมในครัวเรือน และเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กอื่นๆ
มอเตอร์ขั้วโลกทำงานอย่างไร
มอเตอร์ขั้วเงาเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับแบบเฟสเดียว ขดลวดเสริมประกอบด้วยวงแหวนทองแดงที่เรียกว่าขดลวดขั้วสีเทา กระแสในขดลวดจะหน่วงเฟสของฟลักซ์แม่เหล็กในส่วนของขั้วแม่เหล็กเพื่อให้สนามแม่เหล็กหมุนได้ ทิศทางการหมุนมาจากเสาที่ไม่แรเงา ไปที่วงแหวนเสาแรเงา
ขดลวดขั้วแรเงา (วงแหวน) ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แกนของขั้วแม่เหล็กถูกชดเชยจากแกนของขั้วหลัก และใช้ขดลวดสนามแม่เหล็กและขดลวดขั้วแรเงาเพิ่มเติมเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่หมุนได้อ่อน เมื่อสเตเตอร์ได้รับพลังงาน ฟลักซ์แม่เหล็กของตัวขั้วจะสร้างแรงดันไฟฟ้าในขดลวดของขั้วที่แรเงา ซึ่งทำหน้าที่เป็นขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า กระแสในขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าไม่ซิงโครไนซ์กับกระแสในขดลวดปฐมภูมิ และฟลักซ์แม่เหล็กของขั้วแรเงาจะไม่ซิงโครไนซ์กับฟลักซ์แม่เหล็กของขั้วหลัก
ในมอเตอร์แบบขั้วแรเงา โรเตอร์จะถูกวางในแกน c แบบธรรมดา และครึ่งหนึ่งของแต่ละขั้วจะถูกหุ้มด้วยคอยล์ขั้วสีเทาที่สร้างฟลักซ์แม่เหล็กเป็นจังหวะเมื่อกระแสสลับไหลผ่านขดลวดจ่าย เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กผ่านคอยล์แรเงาเปลี่ยนแปลง แรงดันและกระแสจะถูกเหนี่ยวนำในขดลวดขั้วแรเงา ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กจากคอยล์ไฟฟ้า ดังนั้นฟลักซ์แม่เหล็กที่อยู่ใต้ขดลวดขั้วแรเงาจะทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กในส่วนที่เหลือของขดลวดล่าช้า การหมุนเล็กๆ ถูกสร้างขึ้นในฟลักซ์แม่เหล็กโดยโรเตอร์ เพื่อให้โรเตอร์หมุน รูปต่อไปนี้แสดงเส้นฟลักซ์แม่เหล็กที่ได้จากการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์
โครงสร้างมอเตอร์เสาแรเงา
โรเตอร์และชุดเกียร์ทดรอบที่เกี่ยวข้องนั้นหุ้มอยู่ในตัวเรือนอะลูมิเนียม ทองแดง หรือพลาสติก โรเตอร์ที่ปิดล้อมถูกขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็กผ่านตัวเรือน มอเตอร์เกียร์ดังกล่าวมักจะมีเพลาส่งออกสุดท้ายหรือเฟืองที่หมุนจาก 600 รอบต่อนาทีเป็น 1 ต่อชั่วโมง /168 รอบ (1 รอบต่อสัปดาห์) เนื่องจากโดยปกติแล้วจะไม่มีกลไกการสตาร์ทที่ชัดเจน โรเตอร์ของมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยการจ่ายความถี่คงที่จะต้องเบามากจึงจะสามารถเข้าถึงความเร็วในการทำงานภายในหนึ่งรอบของความถี่ในการจ่าย โรเตอร์สามารถติดตั้งกรงกระรอกได้ ดังนั้น มอเตอร์สตาร์ทเหมือนมอเตอร์เหนี่ยวนำ เมื่อดึงโรเตอร์ให้ซิงโครไนซ์กับแม่เหล็กแล้ว ไม่มีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในกรงกระรอก ดังนั้นจึงไม่มีบทบาทในการใช้งานอีกต่อไป การใช้การควบคุมความถี่ตัวแปรช่วยให้มอเตอร์ขั้วเงาสามารถ เริ่มช้าและให้แรงบิดมากขึ้น
ความเร็วมอเตอร์เสาแรเงา
ความเร็วของมอเตอร์ขั้วเงาขึ้นอยู่กับการออกแบบของมอเตอร์ ความเร็วซิงโครนัส (ความเร็วที่สนามแม่เหล็กสเตเตอร์หมุน) ถูกกำหนดโดยความถี่ของไฟ AC อินพุตและจำนวนขั้วในสเตเตอร์ ยิ่งมีขั้วของขดลวดมากเท่าไร ความเร็วซิงโครนัสจะช้าลง ความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ยิ่งสูง ความเร็วซิงโครนัสยิ่งสูงขึ้น ความถี่และจำนวนขั้วไม่เป็นตัวแปร ความเร็วซิงโครนัสทั่วไปของมอเตอร์ 60HZ คือ 3600, 1800, 1200 และ 900 รอบต่อนาที ขึ้นอยู่กับจำนวนเสาในการออกแบบเดิม
สรุปแล้ว
เนื่องจากแรงบิดเริ่มต้นต่ำและไม่สามารถสร้างแรงบิดได้มากพอที่จะเปลี่ยนอุปกรณ์ขนาดใหญ่ มอเตอร์แบบขั้วเงาจึงสามารถผลิตได้ในขนาดที่เล็กกว่าเท่านั้น ต่ำกว่า 50 วัตต์ ต้นทุนต่ำ และเรียบง่ายสำหรับพัดลมขนาดเล็ก การหมุนเวียนอากาศ และการใช้งานแรงบิดต่ำอื่นๆ ความเร็วของมอเตอร์จะลดลงตามค่ารีแอกแตนซ์แบบอนุกรมเพื่อจำกัดกระแสและแรงบิด หรือโดยการเปลี่ยนจำนวนรอบของคอยล์มอเตอร์
