Inhoud
In de jaren 1880 ontwikkelde Nikola Tesla een reeks wisselstroom (AC) elektrische motoren. Ze vertrouwden op polyfasevoeding - dat wil zeggen twee of drie elektrische AC-voedingen synchroon met elkaar, met één voeding die is ontworpen om zijn maximum te bereiken vóór de andere. Polyfasevermogen produceert een roterend magnetisch veld dat de motor aandrijft. Tegenwoordig hebben onze huizen eenfasige wisselstroom. Om de AC-motoren in uw apparaten te laten werken, hebben ingenieurs condensatoren toegevoegd om een extra fase te creëren.
Polyphase AC
De generatoren van de elektriciteitscentrales van het elektriciteitsbedrijf maken elektriciteit in drie verschillende fasen. Elk heeft een wisselstroom van 60 cycli, maar de cycli van elke fase beginnen en eindigen in een overlappend patroon. De grotere stroombehoeften van commerciële en industriële apparatuur vereisen het gebruik van elektrische bedrading met alle drie fasen.
Huishouden AC
De meeste huizen hebben een- of tweefasige elektrische stroom, omdat deze goedkoper is dan driefasige bedrading. Je kunt de meeste normale dingen doen met een van de drie originele fasen, zoals een stofzuiger, een broodrooster of een computer. De meeste stopcontacten in uw huis hebben slechts één fase, die 110 volt meet. Een stopcontact van 220 volt heeft twee fasen.
AC motor
Een AC-elektromotor heeft een binnenrotor omgeven door een set spoelen. Een driefasige wisselstroommotor laat verschillende sets spoelen lopen. De ene fase nadert een maximum in zijn cyclus, de volgende is op het maximum, de volgende neemt af van het maximum. Slechts één set spoelen tegelijk maakt een magnetisch veld met maximale sterkte. Terwijl elke fase zijn cycli doorloopt, roteert het maximale magnetische punt rond de omtrek van de motor, waardoor de rotor wordt aangedreven.
Startcondensator
Met enkelfasig vermogen beginnen alle spoelen van een motor tegelijkertijd hun cyclus. Het magnetische veld roteert niet, dus de rotor kan niet bewegen. Ingenieurs hebben dit omzeild door een afzonderlijke startspoel in serie met een condensator te gebruiken. Een condensator is een klein cilindervormig elektronisch apparaat dat elektrische lading opslaat en vrijgeeft. De capaciteit wordt gemeten in eenheden die farads worden genoemd, waarbij startcondensatoren meestal ongeveer 10 microfarads (miljoenste van een farad) hebben. Gecombineerd met de spoel, creëert de condensator een tweede fase die de eerste 90 graden leidt. Dit is voldoende om een roterend magnetisch veld te creëren en de motor te starten. Zodra de motor op snelheid komt, koppelt een centrifugaalschakelaar de startspoel en condensator los, anders zouden ze de efficiëntie van de motor verstoren.
Start-Run condensatoren
Een variatie van het startcondensatorschema maakt gebruik van twee condensatoren: een grote om de motor te starten en een kleinere om deze te laten draaien. Dit verbetert de prestaties van grotere elektromotoren.