Motor berus AC (biasanya dikenali sebagai motor universal fasa tunggal) digunakan secara meluas dalam peralatan rumah berkelajuan tinggi seperti pembersih hampagas dan pengering rambut. Lilitan pemegun (stator) dan pemutar (rotor) disambungkan secara siri. Walaupun dibekalkan dengan arus ulang-alik (AC) yang sentiasa berpusing arah, kutub magnet pemegun dan pemutar berubah kekutuban secara serentak, sekali gus mengekalkan arah tork putaran yang malar.
Berbeza dengan magnet kekal pada motor berus DC, pemegun motor berus AC terdiri daripada satu set gegelung elektromagnet. Apabila arus ulang-alik dialirkan, kekutuban (kutub U/S) elektromagnet pemegun berselang-seli mengikut arah AC.
Struktur "lilitan siri (teruja siri)" motor bermaksud arus yang keluar dari sumber kuasa AC mula-mula mengalir melalui gegelung elektromagnet pemegun, kemudian melalui berus karbon dan segmen penukar tertib (commutator) ke gegelung pemutar, dan akhirnya kembali ke bekalan kuasa. Ini bermakna arus yang mengalir melalui pemegun dan pemutar berubah dalam penyelarasan yang sempurna.
Apabila AC berubah daripada positif ke negatif, medan magnet pemegun menyongsang (cth., bahagian kiri berubah daripada U ke S). Pada saat yang sama, arus yang mengalir melalui gegelung pemutar juga menyongsang, menyebabkan kutub magnet pemutar berubah kekutuban secara serentak! Menurut undang-undang tarikan magnet, disebabkan kedua-dua kutub magnet menyongsang pada masa yang sama, arah tolakan dan tarikan tidak berubah, dan motor terus berputar ke arah asalnya!
Dalam demonstrasi interaktif ini, anda boleh melihat keadaan fizikal motor universal yang dipacu oleh arus ulang-alik fasa tunggal (AC 220V). Semasa kedua-dua kitaran separuh positif dan negatif bagi gelombang sinus AC, arah medan magnet elektromagnet pemegun dan kekutuban lilitan pemutar berpusing bersama-sama. Ini mengekalkan tork putaran bersih menghala ke arah pusingan jam, yang digabungkan dengan pensuisan bersegmen pada penukar tertib, membolehkan motor berjalan lancar dan pada kelajuan tinggi di bawah kuasa AC.
Memuatkan...
| Langkah | Status Separuh Kitaran AC | Kekutuban Pemegun (Kiri/Kanan) | Segmen Sentuh Berus (+) | Segmen Sentuh Berus (-) | Status Tork Elektromagnet |
|---|
Pemegun motor berus DC ialah magnet kekal yang arah medan magnetnya adalah tetap. Jika disambungkan ke kuasa AC, apabila arus menyongsang, arah medan magnet pemegun tidak berubah, tetapi arus yang mengalir ke dalam gegelung pemutar menyongsang, menyebabkan tork elektromagnet turut menyongsang. Akibatnya, motor hanya akan berayun atau bergetar dengan kuat ke depan dan ke belakang dalam medan magnet ulang-alik 50Hz, gagal berputar ke satu arah. Sebaliknya, disebabkan pemegun dan pemutar motor universal disambungkan secara siri, kekutubannya menyongsang secara serentak (\"dua negatif menjadi positif\"), membolehkan motor berputar dengan lancar ke satu arah.
Motor universal (juga dikenali sebagai motor siri) dinamakan sedemikian kerana ia boleh beroperasi menggunakan sama ada kuasa AC atau DC fasa tunggal. Oleh sebab tork operasinya hanya bergantung pada hasil darab arah arus pemegun dan pemutar, penggunaan sama ada DC atau AC menghasilkan tork pacuan ke arah yang sama. Ia menawarkan kelajuan putaran yang sangat tinggi, pelarasan kelajuan yang mudah melalui pengawalan voltan, dan sangat kos efektif.
Ia digunakan secara meluas dalam peralatan rumah dan alatan kuasa yang memerlukan kelajuan ultra tinggi dan tork yang kuat untuk jangka masa yang agak pendek. Contohnya include:
• Pembersih Hampagas: Kelajuan tinggi diperlukan untuk menghasilkan sedutan tekanan negatif (biasanya 20,000 hingga 40,000 RPM).
• Pengering Rambut: Pendesak berkelajuan tinggi diperlukan untuk menghasilkan kelantangan aliran udara yang tinggi.
• Gerudi Tangan dan Pengisar Sudut: Menyediakan kuasa mudah alih ber-tork tinggi untuk memotong logam dan kayu.
• Pengisar Makanan: Kelajuan tinggi diperlukan untuk menghancurkan serat makanan.
Terdapat dua sumber hingar utama:
• Geseran Berus Frekuensi Tinggi: Berus karbon dan segmen penukar tertib menghasilkan bunyi geseran fizikal yang kuat dan percikan arka elektrik kecil semasa berputar pada kelajuan berpuluh-puluh ribu RPM.
• Wisel Aliran Udara Kelajuan Tinggi: Kelajuan operasi berpuluh-puluh ribu RPM adalah jauh lebih tinggi daripada motor aruhan standard (biasanya maks 3,000 RPM). Bilah kipas atau teras pemutar yang memotong udara pada kelajuan sedemikian menghasilkan geseran udara yang kuat dan bunyi wisel. Ini juga merupakan sebab mengapa pengering rambut dan pembersih hampagas mewah beralih kepada "motor DC tanpa berus kelajuan tinggi (BLDC)" untuk operasi yang lebih senyap.