Silnik czterofazowy

Jak za pomocą jednofazowego prądu przemiennego zasilić silnik asynchroniczny (czterofazowy).

Działanie silnika asynchronicznego oparte jest na zasadzie transformatora, w którym uzwojeniem wtórnym jest rotujący wirnik ze zwartym uzwojeniem klatkowym.

W powszechnym użyciu są trójfazowe silniki asynchroniczne o mocach od pojedynczych watów do wielu megawatów.

Do zasilania silnika asynchronicznego potrzebne jest wirujące pole magnetyczne. W silniku trójfazowym tworzone jest przez przez trzy uzwojenia stojana przesunięte względem siebie o jedną trzecią obrotu.

W silniku czterofazowym zaś uzwojenie stojana składa się z czterech cewek, wytwarzających pole magnetyczne przenikające wirnik, przesuniętych względem siebie o jedną czwartą obrotu.

Zasilanie takiego urządzenia wymaga prądu czterofazowego. Moim pomysłem jest jak wykorzystać element pasywny (kondensator) i jak połączyć uzwojenia silnika aby wytworzyć wirujące pole magnetyczne.

Do wytworzenia faz przesuniętych względem siebie o pół obrotu wystarczy odwrócić początki uzwojeń tzn. początek jednego uzwojenia powinien leżeć na zewnątrz a początek przeciwległego do wewnątrz (do wirnika). Do przesunięcia fazy prądu w pozostałych dwóch uzwojeniach o kąt prosty (jedną czwartą obrotu) wykorzystam połączenie szeregowe tych dwu uzwojeń z pozostałymi i zblokowanie ich równoległym kondensatorem (jak na schemacie).

Wykres wskazowy napięć na tych uzwojeniach będzie wyglądał następująco.

Aby otrzymać prostopadłość napięć U₁ i U₂ należy odpowiednio dobrać kondensator C. Nie może on być zbyt mały (za małe przesunięcie fazy) ani zbyt duży (prąd będzie przepływał prawie tylko przez kondensator a nie przez uzwojenia). Użyteczną wskazówką może być dobór kondensatora tak, aby cosφ przesunięcia fazowego pomiędzy prądem a napięciem zasilającym był równy 1.

Aby zmienić kierunek obrotów silnika należy połączyć przeciwnie niż to jest na rysunku jedną parę uzwojeń leżących naprzeciw siebie.