Ein Fliehkraftschalter ist ein elektrischer Schalter, der normalerweise in der Signalphasen-Induktionsmotoren und Split-Phase-Induktionsmotoren. Das Patent für den Fliehkraftschalter wurde Royal Lee in den 1920er Jahren erteilt. Dieser Schalter wird verwendet, um einen kontrollierten Schaltvorgang bereitzustellen, der in Motoren erforderlich ist, wenn eine bestimmte Motordrehzahl erzeugt wird. Zuvor, vor der Erfindung dieses Schalters, befanden sich zur Vereinfachung des Aufbaus von Motoren Schalter innerhalb des Motorrahmens. Diese Konstruktion war sehr unbefriedigend, da sich auf diesen Schaltern Öl, Staub und Fett ansammelten. Dies machte wiederum die Kontaktoperation unzuverlässig.
Was ist ein Fliehkraftschalter?
Ein Fliehkraftschalter arbeitet nach dem Prinzip der Fliehkraft. Es ist ein elektrischer Schalter. Diese Schalter sind speziell für Einphasen- und Split-Phase-Induktionsmotoren konzipiert. Der Fliehkraftschalter wird allgemein als 'Kupplung' bezeichnet, da seine Funktionsweise der einer in Kraftfahrzeugen verwendeten Fliehkraftkupplung ähnelt.
Diagramm
Ein typischer Fliehkraftschalter besteht aus zwei Teilen:
- Ein auf einer Motorwelle montierter Fliehkraftmechanismus.
- Ein fester stationärer Schalter.
Zentrifugalschalter
Der auf der Motorwelle montierte Fliehkraftmechanismus dreht sich zusammen mit der Welle und ist über elektrische Kontakte mit dem stationären Schalter verbunden, um den Startwicklungskreis im Induktionsmotor zu steuern.
Arbeitsprinzip
Wie das gleiche nahelegt, funktioniert dieser Schalter nach dem Prinzip von Zentrifugalkraft Dies ist eine fiktive Kraft, die auf die rotierenden Körper wirkt.
Gemäß der Newton-Mechanik wird, wenn sich ein Körper in einer Kreisbewegung bewegt, eine Kraft vom Mittelpunkt des Kreises erzeugt, die dazu neigt, den Körper vom Zentrum wegzudrücken. Diese Kraft wird als Zentrifugalkraft bezeichnet. Es entsteht aufgrund der Trägheit des Körpers. Diese Kraft wirkt auf den Körper und treibt ihn vom Zentrum weg. Dieses Prinzip wird auch in Waschmaschinen angewendet.
Fliehkraftschalter in Induktionsmotoren
Um die Funktionsweise dieses Schalters in Induktionsmotoren zu verstehen, wollen wir zunächst das Modell der Induktionsmotoren verstehen. Induktionsmotoren bestehen aus einer einzelnen Statorwicklung und einer Hilfswicklung. An die Statorwicklung wird ein einphasiger Wechselstrom angelegt. Die Einzelstatorwicklung kann jedoch nicht genügend Drehfeld erzeugen, um das Anlaufdrehmoment zu erzeugen. Daher ist eine Hilfswicklung vorgesehen.
Diese Hilfswicklung erzeugt ein Feld, das phasenverschoben zu dem durch die Statorwicklung erzeugten Feld ist. Das resultierende Feld erzeugt daher ein Anlaufdrehmoment und startet den Motor. Sobald der Motor gestartet ist, baut der Rotor ein pulsierendes Feld auf, das den Stator nicht enthält.
Wenn die Motordrehzahl einen bestimmten Prozentsatz der Synchrondrehzahl erreicht, muss der Stromkreis, der die Hilfswicklung erregt, getrennt werden. Hier kommt der Fliehkraftschalter für Induktionsmotoren ins Spiel. Hier hilft der Fliehkraftschalter, den Stromkreis zu öffnen und die Hilfswicklung zu trennen.
Die Funktion des Fliehkraftschalters bei Induktionsmotoren
Schauen wir uns an, wie der Fliehkraftschalter in einem Induktionsmotor arbeitet. Der auf den Motorwellen montierte Fliehkraftmechanismus besteht aus einer Federschale mit kalibrierten Gewichten, die an der Basis befestigt sind und von einer Stahlplatte getragen werden. Die Schaltkontakte sind geschlossen, um die Hilfswicklung mit der zur Erzeugung des Anlaufdrehmoments erforderlichen Leistung zu versorgen.
Wenn sich der Rotor dreht, erfahren die kalibrierten Gewichte eine Zentrifugalkraft. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit, wenn diese Kraft die Federkraft der Scheibe überwindet, werden die Schaltkontakte aufgrund der Zentrifugalkraft geöffnet. Hier werden die Gewichte von der Rotorwelle wegbewegt, wodurch die Hilfswicklung vom Stromkreis getrennt wird.
Im kritischen Betriebspunkt sind drei Faktoren zu erkennen:
- Die Federkraft nimmt linear ab.
- Die Fliehkraft steigt proportional zur Drehzahl des Rotors an.
- Der Radius der Gewichte wird vergrößert
Wie teste ich?
Ein idealer Fliehkraftschalter sollte die folgenden Bedingungen erfüllen: -
- Der Betrieb sollte über den gesamten Lebenszyklus gleichmäßig sein.
- Die Anzahl der Teile der Ausrüstung sollte aus Gründen der Einfachheit des Designs und der niedrigen Produktionskosten minimal sein.
- Sollte vernachlässigbare Reibungskomponenten haben.
- Das Cut-Out / Cut-In-Verhältnis sollte leicht zu ändern sein, ohne dass größere Konstruktionsänderungen auftreten.
Da sich die Kontakteinheit des Schalters an der Außenseite des Motorrahmens befindet, ist der Schalter leicht zugänglich. So kann der Schalter inspiziert, gereinigt und ausgetauscht werden, ohne den Motorrahmen zu zerlegen.
Anwendungen
Dieser Schalter wird auch in Systemen verwendet, in denen die Erkennung der Geschwindigkeit in Systemen für den Schutz und die ordnungsgemäße Funktion des Geräts wesentlich ist. Einige der Anwendungen des Fliehkraftschalters sind wie folgt:
- Überdrehzahlschutz in Motoren, Generatoren , usw..
- Benutzt in Gleichstrommotoren , Förderer, Rolltreppen, Aufzüge usw ..
- Diese werden auch zur Erkennung von Unterdrehzahlen in Geräten wie Gebläsen, Lüftern und Förderbändern verwendet.
- Wird auch in Systemen verwendet, in denen der Geschwindigkeitsverlust zu Schäden an Geräten und Materialverlusten führen kann.
Im Vergleich zu den früher für denselben Zweck verwendeten Schaltern bietet der Fliehkraftschalter eine gute Kontaktzuverlässigkeit. Da dieser Schalter im Motorrahmen nicht vorhanden ist, ist er von Schmutz, Fett und Öl isoliert, die normalerweise durch zirkulierende Luftströme in den Motorrahmen gelangen. Was sind die Einheiten der Zentrifugalkraft?
