Einphasiger Induktionsmotor (Kondensatormotor)

Einführung

• Verwendung in vielen Elektrogeräten im Alltag.
• Fokus auf einphasigen Induktionsmotor, insbesondere den Kondensatormotor.
• Ähnlichkeit zur Funktionsweise von Drehstrom-Asynchronmotoren.

Stator

• Hohler zylindrischer Kern mit gleichmäßigen Aussparungen für die Wicklung.
• Blechpaket zur Unterbrechung der elektrischen Wirbelströme, Bleche sind isoliert.

Erzeugung eines Drehfeldes

• Hauptwicklung wird mit Wechselspannung verbunden; erzeugt magnetisches Wechselfeld.
• Hilfswicklung, um 90 Grad versetzt zur Hauptwicklung, erzeugt Phasenverschiebung.
  • Kondensator in Reihe zur Hilfswicklung für die Phasenverschiebung.
• Resultierendes Magnetfeld ist elliptisch (Hauptwicklung ~ 2/3 der Gesamtwicklungen).

Läufer

• Besteht aus kurzgeschlossenen Stangen (Käfigläufermotor).
• Läuferstangen sind in einem Blechpaket eingefasst.
• Induzierte Spannung in den Läuferstäben erzeugt Magnetfeld, das dem Drehfeld entgegenwirkt.

Schlupf

• Schlupf: Unterschied zwischen Drehzahl des Läufers und Drehfeldgeschwindigkeit.
• Notwendig für Drehmomenterzeugung.

Anlaufmoment

• Geringes Anlaufmoment ist ein Problem.
• Anlaufkondensator kann hinzugefügt werden, muss bei bestimmter Drehzahl abgeschaltet werden (Fliehkraftschalter).

Drehrichtung

• Umkehrung der Hilfswicklungsstromrichtung ändert die Drehrichtung des Motors.
• Bei 6-poligen Motorklemmleisten Drehrichtungsänderung einfach durch Austausch von Metallbrücken.

Nennbetrieb

• Induktionsmotor hat im Nennbetrieb das beste Verhältnis von Wirkungsgrad zu Leistungsfaktor.
• Schlupf im Nennbetrieb zwischen 3 und 7%.
• Nenndrehzahl: 1400 U/min.
• Synchrondrehzahl und Schlupf können damit bestimmt werden.

Leistungsangaben

• Leistungsangabe auf Motorschild bezieht sich auf mechanische Ausgangsleistung.
• Nennmoment kann mit einer Gleichung berechnet werden.
• Faustregel für Betriebskondensator: 30 µF - 50 µF pro kW Motorleistung.

Isolierstoffklasse und Schutzart

• Isolierstoffklasse spezifiziert maximale Einsatztemperatur.
• Schutzart IP definiert den Schutzgrad des Gehäuses gegen Umwelt.

Fazit

• Kondensatormotor als robuster Asynchron-, Wechselstrom- und Induktionsmotor.
• Schwachpunkt: Kondensator und Drehzahlschalter (bei Anlaufkondensator).
• Zunehmender Einsatz von Drehstrom-Asynchronmotoren mit Frequenzumrichtern.

Weitere Informationen

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