Perché la piastra a microonde inizia in una direzione casuale?

... o che tipo di motore viene utilizzato lì?

Ho trovato questo tipo di motore - di solito alimentato con bassa tensione CA (~ 12V), ma a volte con 230 V, in diversi apparecchi che richiedono una rotazione molto lenta e talvolta un discreto impulso - una lampada che cambia colore, la piastra a microonde, un gelatiera ...

La sua proprietà divertente è che prende la direzione di partenza in modo casuale e continua a girare in quella direzione fino allo spegnimento, ma non ho mai affrontato una situazione in cui si sarebbe bloccato nella posizione di "equilibrio instabile".

Quindi, cos'è questo tipo di motore e perché si comporta in questo modo?

Il motore tende ad essere un motore sincrono AC economico. Il design utilizza lo spostamento della polarità CA (passando da fasi positive a fasi negative e ritorno) per creare un campo magnetico in una bobina, che interagisce con un magnete permanente multipolare. Quando la polarità magnetica si sposta nella bobina, il magnete si sposta di conseguenza (gli opposti si attraggono). Una volta che si muove, è più facile attrarre i poli magnetici. Il magnete permanente è fissato ad un albero, che passa attraverso più ingranaggi per ridurre le rotazioni e aumentare la coppia.

Innanzitutto, la parte centrale del motore è una piastra. Sotto c'è una bobina in bobina di plastica. Ora nota il buco segnato 1. Ha le pinne. Alcuni provengono dalla parte inferiore dell'alloggiamento del motore, altri dalla piastra che nasconde la bobina. Quella piastra prenderà il campo magnetico dalla parte superiore della bobina e lo passerà alle alette ad esso collegate. L'alloggiamento inferiore prenderà il campo magnetico dal fondo della bobina e lo passerà alle alette ad esso collegate. Queste alette alternate creano gli statori del motore sincrono.

La bobina e le pinne sono visibili in questo video:

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

Ci sono due ragioni per cui il motore cambia direzione. Il primo è che il motore è economico e non è stato aggiunto nulla per costringerlo ad andare in una direzione. Tipicamente motori più costosi, uno degli ingranaggi avrà una tacca di arresto, che gli impedirà di tornare indietro. Arresterebbe il motore per metà della fase CA, quindi continuerebbe come dovrebbe, se si avvia dalla parte sbagliata.

Le ragioni più rilevanti sono duplici. Uno, le pinne che formano gli statori del motore non hanno le stesse dimensioni. Questo per evitare che il motore si blocchi, si muova indietro e forza dalla stessa coppia. (Se spingi un'auto in un modo, e poi spingi indietro nell'altro modo con la stessa forza e distanza esatte, l'auto non si muoverà mai da quel punto, oscilla solo avanti e indietro delicatamente). Poiché il magnete permanente può fermarsi tra queste alette di dimensioni irregolari, la prossima volta che si avvia, verrà tirato in un modo o nell'altro. E poiché il motore potrebbe avviarsi ovunque durante la fase CA, quindi a seconda di come è rivolto il magnete rispetto al campo magnetico dello statore, potrebbe essere tirato in un modo o nell'altro.

Il motore TLDR economico senza alcun dispositivo di arresto direzionale, tolleranze allentate, dimensionamento irregolare delle pinne / statore e una fase di avviamento CA positiva o negativa incerta porta l'avviamento casuale del motore in entrambe le direzioni

Possono essere usati tre tipi di motore, entrambi i quali potrebbero farlo. Uno di questi (il motore sincrono) è il wat che viene utilizzato qui ed è un sottoinsieme del motore DC Brushless. (Un termine improprio in quanto non esiste un DC puro utilizzato nel motore proprio in un BLDCM).

Il tipo di motore effettivo è un motore sincrono, identificato correttamente da jpa. Il motore sincrono è un caso speciale del BLDCM (motore DC senza spazzole) che descrivo di seguito. Nel caso generale un BLDCM genera un campo CA da una sorgente CC - un campo fisso di frequenza che il rotore segue a velocità fissa, oppure da una frequenza variabile una sorgente la cui frequenza si basa sulla velocità corrente del rotore e applicata in questo modo che il rotore "insegue" il campo che deriva dal suo stesso movimento. (Il lead / lad di fase consente il cambio di velocità - un altro argomento). Nel motore sincrono visto qui c'è una bobina con asse di avvolgimento verticale quando il motore si trova piatto su una superficie. La bobina si collega (in questo caso a bassa tensione CA tramite un transfomero) alla rete CA in modo da produrre alternativamente magnetizzazione NS o SN lungo il suo asse. I poli vengono creati aggiungendo piastre con più schede radiali: ogni scheda è un polo. Quando la bobina cambia NS, SN, NS le linguette alternative sono tutte N o tutte S e mentre il campo cambia il NSNSNS ... il patterm si muove a passi attorno alla circonferenza. Il rotore ha poli magnetici permanenti N e S. Questi inizialmente si accendono in fase opposta contro i poli dello statore e quando queste polarità inverse il rotore viene attratto E respingono in una posizione a una linguetta di distanza. Tuttavia, se completamente simmetrico, un polo N sul rotore potrebbe essere attratto dalla S alla sua "sinistra" o dalla S alla sua destra. Una volta ruotato avrà una preferenza per il polo nella sua direzione di movimento ma, come avvio, potrebbe andare in entrambi i modi. E lo fa. NS le schede alternative sono tutte N o tutte S e quando il campo cambia il NSNSNS ... lo schema si sposta a passi attorno alla circonferenza. Il rotore ha poli magnetici permanenti N e S. Questi inizialmente si accendono in fase opposta contro i poli dello statore e quando queste polarità inverse il rotore viene attratto E respingono in una posizione a una linguetta di distanza. Tuttavia, se completamente simmetrico, un polo N sul rotore potrebbe essere attratto dalla S alla sua "sinistra" o dalla S alla sua destra. Una volta ruotato avrà una preferenza per il polo nella sua direzione di movimento ma, come avvio, potrebbe andare in entrambi i modi. E lo fa. NS le schede alternative sono tutte N o tutte S e quando il campo cambia il NSNSNS ... lo schema si sposta a passi attorno alla circonferenza. Il rotore ha poli magnetici permanenti N e S. Questi inizialmente si accendono in fase opposta contro i poli dello statore e quando queste polarità inverse il rotore viene attratto E respingono in una posizione a una linguetta di distanza. Tuttavia, se completamente simmetrico, un polo N sul rotore potrebbe essere attratto dalla S alla sua "sinistra" o dalla S alla sua destra. Una volta ruotato avrà una preferenza per il polo nella sua direzione di movimento ma, come avvio, potrebbe andare in entrambi i modi. E lo fa. Tuttavia, se completamente simmetrico, un polo N sul rotore potrebbe essere attratto dalla S alla sua "sinistra" o dalla S alla sua destra. Una volta ruotato avrà una preferenza per il polo nella sua direzione di movimento ma, come avvio, potrebbe andare in entrambi i modi. E lo fa. Tuttavia, se completamente simmetrico, un polo N sul rotore potrebbe essere attratto dalla S alla sua "sinistra" o dalla S alla sua destra. Una volta ruotato avrà una preferenza per il polo nella sua direzione di movimento ma, come avvio, potrebbe andare in entrambi i modi. E lo fa.

Le polarità del polo statore si succedono in successione

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

Il rotore segue i cambiamenti dello statore

(1) Da qui

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

(2a) Per qui è valido

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

(2b) Ma così è:

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

In questo caso non c'è corrente continua: il campo viene alimentato dalla rete CA e il rotore "insegue" il campo CA rotante.

Tipi di motori:

(1) Più usualmente in passato - Tradizionalmente un motore a "palo ombreggiato" può essere utilizzato laddove si utilizza un "bodge" per distorcere il campo magnetico da un avvolgimento di campo in modo tale da produrre un "vettore" magnetico rotante che segue il rotore. Uno shunt magnetico viene prodotto con un giro di conduttore nello spazio vuoto nell'anima d'acciaio su cui è avvolta la bobina di campo. Quando viene applicata l'alimentazione per la prima volta, la posizione del rotore relativa al traferro causerà un sussulto in una o in un'altra direzione e una volta che il movimento ha iniziato il campo rotante che ne risulta rinforza quel movimento.

I motori a palo ombreggiato sono semplici, economici e sono in circolazione da quasi sempre.

Eccellente introduzione dei laici ai motori a palo ombreggiato - You Tube video. 8 minuti

Motori a palo ombreggiato - Wikipedia

(2) È possibile utilizzare un motore CC senza spazzole (BLDCM).

Il motore sincrono sopra descritto è un sottoinsieme semplice di un caso speciale di un BLDCM. In entrambi i casi un rotore a magnete permanente segue un campo CA rotante. In un BLDCM "vero" il fe \ ield viene generalmente generato elettronicamente commutando DC. In questi semplici motori sincroni il campo rotante viene alimentato dalla rete CA tramite un trasformatore.

I motori che necessitano di un avvio rapido pulito utilizzano sensori magnetici che forniscono un feedback assoluto su direzione e velocità. I motori che devono ruotare nel modo giusto (ad es. Motore di azionamento del disco) possono utilizzare sistemi sensorless che derivano le tensioni EMF dagli avvolgimenti del motore, ma il circuito è incluso per controllare la rotazione e regolare l'alimentazione se la direzione inizia in modo errato. I sistemi che non si preoccupano della direzione e che vogliono il costo più basso utilizzano solo un sistema sensorless e accettano ciò che viene.

È un motore AC sincrono . Girerà a una frequenza precisa rispetto alla frequenza CA (50 Hz o 60 Hz). Ciò è utile per mantenere costante la velocità di centrifuga in presenza di carichi variabili, ad esempio in un forno a microonde.

Dall'alto link di Wikipedia:

È possibile un avvolgimento dello statore monofase (o bifase derivato dalla monofase), ma in questo caso la direzione di rotazione non è definita e la macchina può avviarsi in entrambe le direzioni a meno che le disposizioni di partenza non lo impediscano.

Ho avuto un problema simile con il mio giradischi a microonde electrolux che ruotava quando la porta veniva aperta e fermata quando veniva chiusa. Inoltre, durante la rotazione potresti forzarlo nella direzione opposta. Dopo aver controllato i 3 microinterruttori di sicurezza che sono stati trovati a posto. Ho notato che la polarità di rete, lo scambio live e neutro influenza questo. Le prese di corrente che ho sono europee, quindi la spina può essere inserita in qualsiasi modo, non come il tipo USA o Regno Unito. Questo mi ha supplicato che alcune attrezzature da cucina possano essere sensibili alla polarità.