Der Startmechanismus in Spaltpolmotoren

In der Welt der Elektromotoren ist die Fähigkeit, zuverlässig und ohne fremde Hilfe zu starten, eine äußerst wünschenswerte Eigenschaft, und Spaltpolmotoren zeichnen sich in dieser Hinsicht aus.

Selbststartprinzip:

Die Selbststartfähigkeit von Spaltpolmotoren ist eines ihrer prägenden Merkmale. Im Gegensatz zu einigen anderen Arten von Einphasenmotoren, die externe Geräte wie Kondensatoren oder Fliehkraftschalter benötigen, um die Drehung einzuleiten, verfügen Spaltpolmotoren über ein ausgeklügeltes Design, das es ihnen ermöglicht, selbstständig zu starten, wenn sie an eine Wechselstromquelle angeschlossen werden.

Rolle der Schattierungsspule:

Das Herzstück des Startmechanismus bei Spaltpolmotoren ist die Abschattungsspule. Diese Komponente ist ein entscheidendes Element, das Spaltpolmotoren von anderen Einphasen-Induktionsmotoren unterscheidet. Die Abschattungsspule besteht typischerweise aus Kupfer- oder Aluminiumdraht und ist um einen Teil des Statorpols gewickelt, oft in der Nähe der Rotoroberfläche positioniert.

Erstellung einer Phasenverschiebung:

Der Schlüssel zur Selbststartfähigkeit von Spaltpolmotoren liegt in der Erzeugung einer Phasenverschiebung im Magnetfeld innerhalb des Motors. Diese Phasenverschiebung ist auf das Vorhandensein der Abschattungsspule zurückzuführen und trägt maßgeblich zur Auslösung der Rotorbewegung bei.

So erreicht die Schattierungsspule diese Phasenverschiebung:

Wenn an die Hauptwicklung des Motors Wechselspannung angelegt wird, erzeugt sie ein magnetisches Wechselfeld um die Statorpole. Dieses Magnetfeld erfährt kontinuierliche Polaritätsänderungen synchron mit der Wechselspannung und kehrt die Richtung entsprechend der Sinuswellenform der angelegten Leistung um.

Allerdings stört die Abschattungsspule, die einen Teil des Statorpols umgibt, die Gleichmäßigkeit des Magnetfelds. Es entsteht ein Ungleichgewicht, da das Magnetfeld in dem Abschnitt des Statorpols, in dem sich die Abschattungsspule befindet, schwächer wird. Dieses geschwächte Magnetfeld im schattierten Bereich ist entscheidend für den Startmechanismus.

Startvorgang:

Der Anlaufmechanismus bei Spaltpolmotoren läuft wie folgt ab:

Aufgrund der durch die Abschattungsspule verursachten Phasenverschiebung erreicht das Magnetfeld im nicht abgeschatteten Bereich des Statorpols seine maximale Stärke etwas vor dem abgeschatteten Bereich. Diese Phasendifferenz führt zu einem Ungleichgewicht der auf den Rotor wirkenden Magnetkräfte.

Gemäß dem Lenzschen Gesetz, einem Grundprinzip der elektromagnetischen Induktion, induziert eine Änderung des magnetischen Flusses eine elektromotorische Kraft (EMF) in benachbarten Leitern. Im Rotor des Spaltpolmotors erzeugt diese EMK Wirbelströme.

Diese Wirbelströme wiederum erzeugen ihr eigenes Magnetfeld. Wichtig ist, dass dieses vom Rotor erzeugte Magnetfeld durch das phasenverschobene Magnetfeld im Stator beeinflusst wird.

Durch die Wechselwirkung zwischen dem Rotormagnetfeld und dem phasenverschobenen Statormagnetfeld entsteht ein Drehmoment, das den Rotor in Bewegung setzt.

Kontinuierliche Rotation:

Sobald der Rotor zu rotieren beginnt, bleibt die Phasenverschiebung zwischen den Magnetfeldern im schattierten und nicht schattierten Bereich bestehen. Diese kontinuierliche Phasenverschiebung stellt sicher, dass der Rotor weiterhin einem rotierenden Magnetfeld ausgesetzt ist, das wiederum die Bewegung des Motors aufrechterhält. Die kontinuierliche Rotation des Motors ist entscheidend für seine Fähigkeit, mechanische Arbeit zu leisten, beispielsweise einen Lüfter oder eine Pumpe anzutreiben.

Niedriges Anlaufdrehmoment:

Obwohl Spaltpolmotoren für ihre Selbststartfähigkeit bekannt sind, ist es wichtig zu beachten, dass sie normalerweise ein relativ niedriges Startdrehmoment erzeugen. Aufgrund dieser Eigenschaft eignen sie sich am besten für Anwendungen, bei denen ein sanfter und allmählicher Start akzeptabel ist. Spaltpolmotoren sind möglicherweise nicht für Aufgaben geeignet, die ein hohes Anfangsdrehmoment erfordern, wie zum Beispiel das Starten schwerer Maschinen oder das Heben schwerer Lasten.