Wiadomości –

Silnik jednofazowy, a trójfazowy – różnice

Zadanie stojące przed silnikami jedno- i trójfazowymi jest bardzo proste. Są to jednostki, które zamieniają energię elektryczną na ruch, a konkretnie — ruch obrotowy wału. Zależność ta jest realizowana na skutek oddziaływania pola magnetycznego będącego efektem przyłożenia napięcia do uzwojenia silnika.

Zakrzow, 2024-03-19

Silnik trójfazowy i jednofazowy w przemyśle

Zarówno silnik jednofazowy, jak i trójfazowy, mają ogromne znaczenie w przemyśle oraz w zastosowaniach domowych. Wchodzą one w skład tak prostych urządzeń, jak odkurzacz lub sokowirówka, oraz ciężkich maszyn przemysłowych, w tym np. tokarek CNC. Jeśli chodzi o silniki wykorzystywane w przemyśle, to należą do nich przede wszystkim jednostki asynchroniczne trójfazowe, zwłaszcza klatkowe. Używa się ich najczęściej w różnego rodzaju kompresorach, frezarkach oraz tokarkach. Warto dodać, że moc silnika trójfazowego jest zwykle wyższa od 2,5 kW.

Jak zbudowane są przemysłowe silniki trójfazowe?

Silniki klatkowe — budowa i charakterystyka

Klatkowe silniki trójfazowe zbudowane są z dwóch podstawowych elementów: wirnika oraz stojana. Posiadają one żłobki, wewnątrz których umieszcza się uzwojenie. Na wirniku umieszcza się pręty wykonane z aluminium, które tworzą coś w rodzaju klatki (stąd nazwa). Niestety, budowa silnika klatkowego trójfazowego ma swoje wady. Jedną z nich jest konieczność zastosowania dużych prądów rozruchu, które mogą:

zakłócać pracę instalacji elektrycznej,
destabilizować napięcie,
negatywnie wpływać na pracę urządzeń wymagających stałego napięcia.

Co gorsza, wartość prądu rozruchu może być nawet kilkukrotnie wyższy, niż prąd znamionowy. W przypadku częstych rozruchów może to doprowadzić nie tylko do zaburzeń pracy układu, ale też do przegrzewania się uzwojenia.

Chcąc rozwiązać ten problem, zaleca się, aby bezpośrednio do sieci podłączać tylko te jednostki, których moc silnika trójfazowego nie jest wyższa niż 4 kW. W tym celu stosuje się specjalne układy gwiazda-trójkąt lub elektroniczne układy soft-start. Dzięki nim silnik na samym początku pracuje przy mniejszym prądzie, ale za to generuje niższy moment obrotowy. Gdy jednostka przyspiesza, jest już zasilana bezpośrednio.

Silniki pierścieniowe — najważniejsze cechy

Silniki elektryczne pierścieniowe są dość skomplikowanymi urządzeniami, co w dalszej perspektywie przekłada się na wyższe koszty budowy i eksploatacji. W praktyce nie są już stosowane, gdyż zostały zastąpione przez silniki klatkowe wraz z przetwornicami częstotliwości. W wirniku pierścieniowym znajduje się trzyczęściowe uzwojenie, którego końce są połączone w gwiazdę i tym samym mają wspólny punkt. Pozostałe trzy końce łączą się z pierścieniami ślizgowymi, które są galwanicznie połączone ze szczotkami. W związku z tym istnieje możliwość wyprowadzenia końcówek na zewnątrz, przez co rozruch silnika odbywa się w znacznie łagodniejszy sposób. Prąd rozruchu, jakim charakteryzuje się silnik trójfazowy pierścieniowy, może być dodatkowo obniżony poprzez zastosowanie w uzwojeniu dodatkowych rezystancji. Takie rozwiązanie jest jednak dość skomplikowane i coraz rzadziej stosowane.

Silniki jednofazowe — co warto o nich wiedzieć?

Standardowe silniki elektryczne jednofazowe to znacznie proste układy napędowe, które najczęściej wykorzystuje się w gospodarstwach domowych. Używa się ich przede wszystkim w sprzęcie AGD, ale też w różnych elektronarzędziach. Prosta budowa i niewielkie zapotrzebowanie na energię sprawiają, że ich moc wynosi maksymalnie 2 - 2,5 kW. Co więcej, oznacza to również, że silnik jednofazowy jest niewielki i może być używany również w niewielkich urządzeniach codziennego użytku.

Co ciekawe, najprostsze silniki jednofazowe nie wprawiają się w ruch samoistnie. Aby wprawić je w ruch należy z zewnątrz rozpędzić ich wał, (co nie jest ani zalecane, ani bezpieczne), bądź zastosować kondensator wraz z uzwojeniem startowym. W związku z tym, że przesuwa ono fazę o 90 stopni względem napięcia zasilającego (uzwojenia głównego), powoduje tym sposobem powstanie momentu obrotowego rozruchowego. Po rozpędzeniu silnika dodatkowe uzwojenie jest zazwyczaj odłączane odśrodkowo.

Jak sprawdzić uzwojenie silnika jednofazowego? Najprościej zrobić to po wcześniejszym odłączeniu i wystygnięciu uzwojeń silnika poprzez pomiar rezystancji na zaciskach uzwojeń lub pierścieniach ślizgowych. Silnik jednofazowy można badać metodą techniczną (za pomocą obliczeń relacji napięcia probierczego do wartości prądu wskazywanego przez amperomierz) albo poprzez użycie multimetru cyfrowego. Jeśli wartości zmierzonej rezystancji jest zgodna z wynikiem uzyskanym na tabelce silnika, oznacza to brak uszkodzenia uzwojenia silnika.

Reasumując, choć budowa silnika jednofazowego i trójfazowego znacząco się od siebie różni, to obydwa układy napędowe odgrywają ogromną rolę w naszym codziennym życiu.