Dlaczego płyta mikrofalowa zaczyna się w losowym kierunku?

... lub jaki typ silnika jest tam używany?

Znalazłem ten typ silnika - zwykle zasilany prądem przemiennym niskiego napięcia (~ 12 V), ale czasami 230 V, w kilku urządzeniach wymagających bardzo powolnego obrotu i czasem dość szybkiego tempa - lampa zmieniająca kolor, płyta mikrofalowa, mikser do lodów ...

Zabawną właściwością jest to, że losowo wybiera kierunek startu i obraca się w tym kierunku, dopóki nie zostanie wyłączony - ale nigdy nie spotkałem się z sytuacją, w której utknąłby w pozycji „niestabilnej równowagi”.

Czym jest ten typ silnika i dlaczego zachowuje się w ten sposób?

Silnik jest zwykle tanim Synchronicznym silnikiem prądu przemiennego. Projekt wykorzystuje przesunięcie polaryzacji prądu przemiennego (przejście z faz dodatnich na ujemne iz powrotem) w celu wytworzenia pola magnetycznego w cewce, która oddziałuje z wielobiegunowym magnesem stałym. Gdy biegunowość magnetyczna przesuwa się w cewce, magnes porusza się odpowiednio (przeciwieństwa się przyciągają). Gdy się porusza, łatwiej jest przyciągać bieguny magnetyczne. Magnes stały jest przymocowany do wału, który przechodzi przez wiele kół zębatych w celu zmniejszenia obrotów i zwiększenia momentu obrotowego.

Po pierwsze, środek silnika to płyta. Pod nim znajduje się cewka w plastikowej szpulce. Teraz zauważ dziurę oznaczoną 1. Ma płetwy. Niektóre pochodzą z dolnej części obudowy silnika, niektóre z płyty ukrywającej cewkę. Płytka ta pobierze pole magnetyczne z góry cewki i przekaże je do połączonych z nim żeber. Dolna obudowa będzie pobierać pole magnetyczne z dolnej części cewki i przekazywać je do połączonych z nią żeber. Te przemienne żeberka tworzą stany silnika synchronicznego.

Cewkę i żebra można zobaczyć na tym filmie:

https://www.youtube.com/watch?v=CzhcJDqQ_h0

Istnieją dwa powody, dla których silnik zmienia kierunek. Po pierwsze, silnik jest tani i nie dodano niczego, co zmusiłoby go do pójścia w jednym kierunku. Zazwyczaj droższe silniki, jedno z kół zębatych będzie miało wycięcie zatrzymujące, które zapobiegnie cofnięciu się. Zatrzymałby silnik na połowę fazy prądu przemiennego, a następnie kontynuowałby tak, jak powinien, jeśli uruchomi się w niewłaściwy sposób.

Bardziej istotne powody są dwojakie. Po pierwsze, żebra, które tworzą statory silnika, nie są równej wielkości. Zapobiega to zablokowaniu silnika, cofnięciu się i wytworzeniu siły o jednakowym momencie obrotowym. (Jeśli popchniesz samochód w jedną stronę, a następnie popchniesz go w drugą stronę z tą samą dokładną siłą i odległością, samochód nigdy nie ruszy się z tego miejsca, tylko kołysze się delikatnie w przód iw tył). Ponieważ magnes trwały może zatrzymać się między żebrami o nierównej wielkości, przy następnym uruchomieniu zostanie pociągnięty w jedną lub drugą stronę. A ponieważ silnik może uruchomić się w dowolnym miejscu na fazie prądu przemiennego, więc w zależności od tego, w jaki sposób magnes jest skierowany w porównaniu do pola magnetycznego stojana, można go pociągnąć w jedną lub drugą stronę.

Tani silnik TLDR bez przekładni kierunkowej, luźne tolerancje, nierównomierny dobór płetwy / stojana oraz niepewna dodatnia lub ujemna faza rozruchowa prądu przemiennego prowadzi do losowego rozruchu silnika w dowolnym kierunku

Można zastosować trzy typy silnika, z których oba mogą to zrobić. Jeden z nich (silnik synchroniczny) jest tutaj używany i jest podzbiorem bezszczotkowego silnika prądu stałego. (Mylne, ponieważ w silniku BLDCM nie zastosowano czystego prądu stałego w silniku).

Rzeczywisty typ silnika jest silnikiem synchronicznym, poprawnie zidentyfikowanym przez jpa. Silnik synchroniczny to specjalny przypadek BLDCM (bezszczotkowy silnik prądu stałego), który opisuję poniżej. W ogólnym przypadku BLDCM generuje pole prądu przemiennego ze źródła prądu stałego - albo stałego pola frTequency, które wirnik podąża ze stałą prędkością, LUB ze zmiennej częstotliwości źródło, którego częstotliwość jest oparta na aktualnej prędkości wirnika i zastosowane w taki sposób że wirnik „goni” pole powstałe z jego własnego ruchu. (Przewód fazowy / lad umożliwia zmianę prędkości - inny temat). W pokazanym tutaj silniku synchronicznym znajduje się cewka z osią uzwojenia pionową, gdy silnik stoi płasko na powierzchni. Cewka łączy się z (w tym przypadku prądem przemiennym niskiego napięcia za pośrednictwem transfomeru) z siecią prądu przemiennego, dzięki czemu naprzemiennie wytwarza namagnesowanie NS lub SN wzdłuż swojej osi. Słupy są tworzone przez dodanie płytek z wieloma promieniowymi zakładkami - każda zakładka jest biegunem. Gdy cewka zmienia NS, SN, NS, wszystkie alternatywne zakładki to N lub wszystkie S, a wraz ze zmianą pola NSNSNS ... patterm porusza się krokami po obwodzie. Wirnik ma bieguny z magnesem trwałym N i S. Te początkowo zsiadają w przeciwnej fazie, obracając bieguny stojana, a gdy odwrotna polaryzacja wirnika jest przyciągana ORAZ odpychana do pozycji jednej zakładki dalej. Jednakże, jeśli jest w pełni symetryczny, biegun N na wirniku może zostać przyciągnięty do litery S po jej „lewej” stronie lub litery S po prawej stronie. Obracając go, będzie preferował biegun w kierunku ruchu, ale podczas uruchamiania może iść w obie strony. I robi. NS, alternatywnymi zakładkami są wszystkie N lub wszystkie S, a gdy pole zmienia się, NSNSNS ... patterm porusza się krokami po obwodzie. Wirnik ma bieguny z magnesem trwałym N i S. Te początkowo zsiadają w przeciwnej fazie, obracając bieguny stojana, a gdy odwrotna polaryzacja wirnika jest przyciągana ORAZ odpychana do pozycji jednej zakładki dalej. Jednakże, jeśli jest w pełni symetryczny, biegun N na wirniku może zostać przyciągnięty do litery S po jej „lewej” stronie lub litery S po prawej stronie. Obracając go, będzie preferował biegun w kierunku ruchu, ale podczas uruchamiania może iść w obie strony. I robi. NS, alternatywnymi zakładkami są wszystkie N lub wszystkie S, a gdy pole zmienia się, NSNSNS ... patterm porusza się krokami po obwodzie. Wirnik ma bieguny z magnesem trwałym N i S. Te początkowo zsiadają w przeciwnej fazie, obracając bieguny stojana, a gdy odwrotna polaryzacja wirnika jest przyciągana ORAZ odpychana do pozycji jednej zakładki dalej. Jednakże, jeśli jest w pełni symetryczny, biegun N na wirniku może zostać przyciągnięty do litery S po jej „lewej” stronie lub litery S po prawej stronie. Obracając go, będzie preferował biegun w kierunku ruchu, ale podczas uruchamiania może iść w obie strony. I robi. Jednakże, jeśli jest w pełni symetryczny, biegun N na wirniku może zostać przyciągnięty do litery S po jej „lewej” stronie lub litery S po prawej stronie. Obracając go, będzie preferował biegun w kierunku ruchu, ale podczas uruchamiania może iść w obie strony. I robi. Jednakże, jeśli jest w pełni symetryczny, biegun N na wirniku może zostać przyciągnięty do litery S po jej „lewej” stronie lub litery S po prawej stronie. Obracając go, będzie preferował biegun w kierunku ruchu, ale podczas uruchamiania może iść w obie strony. I robi.

Biegunowość stojana odwraca się sukcesywnie

NSNSNS ...
SNSNSN ...
NSNSNS ...

Wirnik śledzi zmiany stojana

(1) stąd

   NS     <- rotor in position 3-4
 SNSNSNSN <- Stator

(2a) Tutaj jest ważne

  NS      <- rotor moves left to position 2-3
 NSNSNSN  <- Stator changes polarity from (1) 

(2b) Ale tak jest:

    NS     -> rotor moves right to position 4-5  
 NSNSNSNSN <- Stator changes polarity from (1)

W tym przypadku nie ma prądu stałego - pole jest zasilane z sieci prądu przemiennego, a wirnik „goni” wirujące pole prądu przemiennego.

Typy silników:

(1) Najczęściej w przeszłości - tradycyjnie silnik „z zacienionym biegunem” może być używany, gdy „bodge” jest używany do zniekształcania pola magnetycznego od uzwojenia pola w taki sposób, że wytwarzany jest wirujący „wektor” magnetyczny, który wytwarza wirnik podąża za nim. Powstaje bocznik magnetyczny z zwojem przewodu w szczelinie w stalowym rdzeniu, na który nawinięta jest cewka polowa. Kiedy moc zostanie przyłożona po raz pierwszy, położenie wirnika względem szczeliny powietrznej spowoduje, że będzie on szarpany w jednym lub drugim kierunku, a gdy ruch zacznie się, pole wirujące, które powoduje wzmocnienie tego ruchu.

Silniki z zacienionymi biegunami są proste, tanie i istnieją prawie od zawsze.

Doskonałe wprowadzenie dla laików do silników z zacienionym biegunem - You tube video. 8 minut.

Shaded Pole Motors - Wikipedia

(2) Można zastosować bezszczotkowy silnik prądu stałego (BLDCM).

Opisany powyżej silnik synchroniczny jest specjalnym przypadkiem prostym podzbiorem BLDCM. W obu przypadkach wirnik z magnesem trwałym podąża za wirującym polem prądu przemiennego. W „prawdziwym” BLDCM pole zwykle generowane jest elektronicznie przez przełączanie prądu stałego. W tych prostych silnikach synchronicznych pole wirujące jest zasilane z sieci prądu przemiennego za pośrednictwem transformatora.

Silniki, które wymagają czystego szybkiego startu, wykorzystują czujniki magnetyczne, które dają absolutną informację zwrotną na temat kierunku i prędkości. Silniki, które muszą obracać się we właściwy sposób (np. Silnik napędu tarczowego), mogą wykorzystywać układy bezczujnikowe, które wyprowadzają napięcia EMF z uzwojeń silnika, ALE obwód jest dołączony, aby sprawdzić obrót i wyregulować zasilanie, jeśli kierunek zaczyna się nieprawidłowo. Systemy, które nie dbają o kierunek i oczekują najniższych kosztów, po prostu używają systemu bezczujnikowego i akceptują to, co nadchodzi.

Jest to synchroniczny silnik prądu przemiennego . Wiruje z dokładną prędkością w stosunku do częstotliwości prądu przemiennego (50 Hz lub 60 Hz). Jest to przydatne do utrzymywania stałej prędkości wirowania przy różnych obciążeniach, na przykład w kuchence mikrofalowej.

Z powyższego linku do Wikipedii:

Możliwe jest jednofazowe (lub dwufazowe uzwojenie stojana), ale w tym przypadku kierunek obrotu nie jest określony i maszyna może uruchomić się w dowolnym kierunku, chyba że uniemożliwią to układy rozruchowe.

Miałem podobny problem z obrotem kuchenki mikrofalowej Electrolux po otwarciu drzwi i zatrzymaniu po zamknięciu. Również podczas obracania można zmusić go w przeciwnym kierunku. Po sprawdzeniu 3 mikroprzełączników bezpieczeństwa, które zostały uznane za prawidłowe. Zauważyłem, że ma na to wpływ biegunowość sieci, zamiana na żywo i neutralna. Gniazda sieciowe, które mam, są europejskie, więc wtyczkę można włożyć w dowolne miejsce, a nie jak w USA lub Wielkiej Brytanii. Zaskoczyło mnie to, że niektóre urządzenia kuchenne mogą być wrażliwe na polaryzację.