Centrifugalno stikalo je električno stikalo, ki se običajno nahaja v signalnofazni indukcijski motorji in dvofazni asinhronski motorji. Patent za centrifugalno stikalo je Royal Lee podelil v dvajsetih letih 20. stoletja. To stikalo se uporablja za zagotavljanje nadzorovanega preklopnega delovanja, ki je potrebno v motorjih, ko se generira določena hitrost motorja. Prej, pred izumom tega stikala, so bila za poenostavitev zasnove motorjev stikala nameščena znotraj okvirja motorja. Ta zasnova je bila zelo nezadovoljiva, saj je na teh stikalih nabirala olje, prah in maščobe. Zaradi tega je bila operacija stikov nezanesljiva.
Kaj je centrifugalno stikalo?
Centrifugalno stikalo deluje na principu centrifugalne sile. Je električno stikalo. Ta stikala so posebej zasnovana za eno- in dvofazne indukcijske motorje. Centrifugalno stikalo je splošno znano kot 'sklopka', saj deluje podobno kot centrifugalna sklopka, ki se uporablja v avtomobilih.
Diagram
Tipično centrifugalno stikalo je sestavljeno iz dveh delov -
- Centrifugalni mehanizem, nameščen na gredi motorja.
- Fiksno stacionarno stikalo.
Centrifugalno stikalo
Centrifugalni mehanizem, nameščen na gredi motorja, se vrti skupaj z gredjo in je z električnimi kontakti pritrjen na mirujoče stikalo za krmiljenje zagonskega navitja v asinhronskem motorju.
Načelo dela
Kot navaja isto, to stikalo deluje po principu centrifugalna sila To je fiktivna sila, ki deluje na vrteča se telesa.
Po newtonski mehaniki se pri gibanju telesa v krožnem gibanju iz središča kroga ustvari sila, ki telo potisne stran od središča. Ta sila je znana kot centrifugalna sila. Ustvarja se zaradi telesne vztrajnosti. Ta sila deluje na telo in ga odžene od središča. To načelo se uporablja tudi v pralnih strojih.
Centrifugalno stikalo v indukcijskih motorjih
Da bi razumeli delovanje tega stikala v asinhronskih motorjih, najprej razumemo model asinhronskih motorjev. Indukcijski motorji so sestavljeni iz enojnega statorskega navitja in pomožnega navitja. Na navitje statorja se napaja enofazni izmenični tok. Toda enojno navitje statorja ne more ustvariti dovolj vrtljivega polja, ki je potrebno za ustvarjanje zagonskega navora. Tako je zagotovljeno pomožno navitje.
To pomožno navitje ustvari polje, ki ni v fazi s poljem, ki ga ustvarja navitje statorja. Tako nastalo polje ustvari zagonski navor in zažene motor. Ko se motor zažene, rotor vzpostavi utripajoče polje, ki ne vključuje statorja.
Ko hitrost motorja doseže določen odstotek sinhrone hitrosti, je treba vezje, ki napaja pomožno navitje, odklopiti. Tukaj se pri asinhronih motorjih pojavi slika centrifugalnega stikala. Tu centrifugalno stikalo pomaga odpreti vezje in odklopiti pomožno navitje.
Funkcija centrifugalnega stikala v indukcijskih motorjih
Oglejmo si, kako deluje centrifugalno stikalo v asinhronskem motorju. Centrifugalni mehanizem, nameščen na gredi motorja, je sestavljen iz vzmetne posode s kalibriranimi utežmi, pritrjene na njegovo podlago, podprte z jekleno ploščo. Stikalni kontakti so zaprti, da pomožnemu navijanju zagotovi potrebno moč, da ustvari zagonski navor.
Ko se rotor vrti, imajo umerjene uteži centrifugalno silo. Pri določeni hitrosti, ko ta sila preseže vzmetno silo diska, se stikalni kontakti zaradi centrifugalne sile odprejo. Tu se uteži odmaknejo od gredi rotorja in s tem odklopijo pomožno navitje iz vezja.
Na kritični obratovalni točki lahko opazimo tri dejavnike:
- Vzmetna sila se linearno zmanjša.
- Centrifugalna sila narašča s hitrostjo, ki je sorazmerna s hitrostjo rotorja.
- Polmer uteži je povečan
Kako testirati?
Idealno centrifugalno stikalo mora izpolnjevati naslednje pogoje: -
- Delovanje mora biti enotno v celotnem življenjskem ciklu.
- Število delov opreme mora biti minimalno zaradi enostavnosti zasnove in nizkih stroškov proizvodnje.
- Moral bi imeti zanemarljive frikcijske komponente.
- Razmerje izrez / vklop mora biti enostavno spremenljivo, ne da bi pri tem prišlo do večjih sprememb zasnove.
Ker je kontaktna enota stikala prisotna na zunanji strani ogrodja motorja, je stikalo lahko dostopno. Tako je stikalo mogoče pregledati, očistiti in zamenjati brez demontaže ogrodja motorja.
Aplikacije
To stikalo se uporablja tudi v sistemih, kjer je zaznavanje hitrosti v sistemih bistvenega pomena za zaščito in pravilno delovanje naprave. Nekatere aplikacije centrifugalnega stikala so naslednje:
- Zaščita pred prekoračitvijo hitrosti v motorjih, generatorji itd.
- Uporablja se v Enosmerni motorji , tekoči trakovi, tekoče stopnice, dvigala itd.
- Uporabljajo se tudi za zaznavanje premajhne hitrosti v napravah, kot so puhala, ventilatorji in transporterji.
- Uporablja se tudi v sistemih, kjer bi izguba hitrosti lahko povzročila poškodbe naprav in materialne izgube.
V primerjavi s prej uporabljenimi stikali za isti namen centrifugalno stikalo zagotavlja dobro zanesljivost kontaktov. Ker tega stikala ni v okvirju motorja, je izoliran od umazanije, masti in olja, ki običajno pride v okvir motorja s kroženjem zračnih tokov. Kakšne so enote centrifugalne sile?
