Pourquoi la plaque micro-ondes démarre-t-elle dans une direction aléatoire?

... ou quel type de moteur y utilisez-vous?

J'ai trouvé ce type de moteur - généralement alimenté en courant alternatif basse tension (~ 12V), mais parfois avec 230V, dans plusieurs appareils qui nécessitent une rotation très lente et parfois une assez bonne dynamique - une lampe à changement de couleur, la plaque micro-ondes, un mélangeur de crème glacée ...

La propriété amusante est qu'il choisit la direction de départ au hasard et continue de tourner dans cette direction jusqu'à ce qu'il soit éteint - mais je n'ai jamais été confronté à une situation où il resterait coincé dans la position "équilibre instable".

Alors, quel est ce type de moteur et pourquoi se comporte-t-il de cette façon?

Le moteur a tendance à être un moteur AC synchrone bon marché. La conception utilise le changement de polarité AC (passant des phases positives aux phases négatives et inversement) pour créer un champ magnétique dans une bobine, qui interagit avec un aimant permanent multipolaire. Lorsque la polarité magnétique change dans la bobine, l'aimant se déplace en conséquence (les opposés s'attirent). Une fois qu'il se déplace, il est plus facile pour les pôles magnétiques d'attirer. L'aimant permanent est fixé à un arbre qui passe par plusieurs engrenages pour réduire les rotations et augmenter le couple.

Tout d'abord, le milieu du moteur est une plaque. En dessous, il y a une bobine dans une bobine en plastique. Remarquez maintenant le trou marqué 1. Il a des nageoires. Certains viennent du bas du boîtier du moteur, certains de la plaque qui cache la bobine. Cette plaque prendra le champ magnétique du haut de la bobine et le transmettra aux ailettes qui lui sont connectées. Le boîtier inférieur prendra le champ magnétique du bas de la bobine et le transmettra aux ailettes qui lui sont connectées. Ces ailettes alternées créent les stators du moteur synchrone.

La bobine et les ailettes peuvent être vues dans cette vidéo:

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

Il y a deux raisons pour lesquelles le moteur change de direction. Le premier, c'est que le moteur est bon marché et rien n'a été ajouté pour le forcer à aller dans une direction. Moteurs généralement plus chers, l'un des engrenages aura une encoche d'arrêt, ce qui l'empêchera de reculer. Il calerait le moteur pendant la moitié de la phase CA, puis continuerait comme il se doit, s'il démarre dans le mauvais sens.

Les raisons les plus pertinentes sont doubles. Premièrement, les ailettes qui font les stators du moteur ne sont pas de taille égale. Cela permet d'éviter que le moteur ne se coince, recule et force à couple égal. (Si vous poussez une voiture dans un sens, puis repoussez-la dans l'autre sens avec la même force et la même distance, la voiture ne bougera jamais de cet endroit, il suffit de basculer doucement d'avant en arrière). Puisque l'aimant permanent peut s'arrêter entre ces ailettes de taille inégale, la prochaine fois qu'il démarre, il sera tiré d'une manière ou d'une autre. Et puisque le moteur peut démarrer n'importe où sur la phase CA, donc selon la façon dont l'aimant est confronté par rapport au champ magnétique du stator, il peut être tiré d'une manière ou d'une autre.

Moteur bon marché TLDR sans engrenage d'arrêt directionnel, tolérances lâches, dimensionnement inégal des ailettes / stator et phase de démarrage CA positive ou négative incertaine, le moteur démarre de façon aléatoire dans les deux sens

Trois types de moteurs peuvent être utilisés, les deux pouvant le faire. L'un d'eux (le moteur synchrone) est wat est utilisé ici et est un sous-ensemble du moteur CC sans balais. (Un abus de langage car il n'y a pas de courant continu pur utilisé dans le moteur proprement dit dans un BLDCM).

Le type de moteur réel est un moteur synchrone, correctement identifié par jpa. Le moteur synchrone est un cas particulier du BLDCM (moteur DC sans balai) que je décris ci-dessous. Dans le cas général, un BLDCM génère un champ AC à partir d'une source DC - soit un champ de fréquence fixe que le rotor suit à vitesse fixe, OU à partir d'une fréquence variable une source dont la fréquence est basée sur la vitesse actuelle du rotor et appliquée de telle manière que le rotor "chasse" le champ qui dérive de son propre mouvement. (Le conducteur de phase / garçon permet le changement de vitesse - un autre sujet). Dans le moteur synchrone vu ici, il y a une bobine avec un axe d'enroulement vertical lorsque le moteur repose à plat sur une surface. La bobine se connecte (dans ce cas, à basse tension AC via un transfomère) au secteur AC, ce qui produit alternativement une magnétisation NS ou SN le long de son axe. Les pôles sont créés en ajoutant des plaques avec plusieurs onglets radiaux - chaque onglet est un pôle. Lorsque la bobine change NS, SN, NS, les onglets alternatifs sont tous N ou tous S et que le champ change, le motif NSNSNS ... se déplace par étapes autour de la circonférence. Le rotor a N et S pôles d'aimants permanents. Ceux-ci sont initialement en phase opposée par rapport aux pôles du stator et lorsque ces inversions de polarité, le rotor est attiré ET repoussé dans une position à une languette plus loin. Cependant, s'il est parfaitement symétrique, un pôle N sur le rotor pourrait être attiré par le S à sa "gauche" ou le S à sa droite. Une fois en rotation, il aura une préférence pour le pôle dans sa direction de mouvement mais, au démarrage, pourrait aller dans les deux sens. Et le fait. NS les onglets alternatifs sont tous N ou tous S et lorsque le champ change, le motif NSNSNS ... se déplace par étapes autour de la circonférence. Le rotor a N et S pôles d'aimants permanents. Ceux-ci sont initialement en phase opposée par rapport aux pôles du stator et lorsque ces inversions de polarité, le rotor est attiré ET repoussé dans une position à une languette plus loin. Cependant, s'il est parfaitement symétrique, un pôle N sur le rotor pourrait être attiré par le S à sa "gauche" ou le S à sa droite. Une fois en rotation, il aura une préférence pour le pôle dans sa direction de mouvement mais, au démarrage, pourrait aller dans les deux sens. Et le fait. NS les onglets alternatifs sont tous N ou tous S et lorsque le champ change, le motif NSNSNS ... se déplace par étapes autour de la circonférence. Le rotor a N et S pôles d'aimants permanents. Ceux-ci sont initialement en phase opposée par rapport aux pôles du stator et lorsque ces inversions de polarité, le rotor est attiré ET repoussé dans une position à une languette plus loin. Cependant, s'il est parfaitement symétrique, un pôle N sur le rotor pourrait être attiré par le S à sa "gauche" ou le S à sa droite. Une fois en rotation, il aura une préférence pour le pôle dans sa direction de mouvement mais, au démarrage, pourrait aller dans les deux sens. Et le fait. Cependant, s'il est parfaitement symétrique, un pôle N sur le rotor pourrait être attiré par le S à sa "gauche" ou le S à sa droite. Une fois en rotation, il aura une préférence pour le pôle dans sa direction de mouvement mais, au démarrage, pourrait aller dans les deux sens. Et le fait. Cependant, s'il est parfaitement symétrique, un pôle N sur le rotor pourrait être attiré par le S à sa "gauche" ou le S à sa droite. Une fois en rotation, il aura une préférence pour le pôle dans sa direction de mouvement mais, au démarrage, pourrait aller dans les deux sens. Et le fait.

Les polarités des pôles du stator s'inversent successivement

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

Le rotor suit les changements de stator

(1) D'ici

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

(2a) Ici est valable

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

(2b) Mais, il en va de même:

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

Dans ce cas, il n'y a pas de courant continu - le champ est alimenté par le secteur CA et le rotor "chasse" le champ CA rotatif.

Types de moteurs:

(1) Le plus courant dans le passé - Traditionnellement, un moteur à "pôle ombragé" peut être utilisé lorsqu'un "bodge" est utilisé pour déformer le champ magnétique d'un enroulement de champ de telle sorte qu'un "vecteur" magnétique rotatif est produit que le le rotor suit. Un shunt magnétique est produit avec un tour de conducteur à l'entrefer dans le noyau en acier sur lequel la bobine de champ est enroulée. Lorsque la puissance est appliquée pour la première fois, la position du rotor par rapport à l'entrefer provoquera des secousses dans l'une ou l'autre direction et une fois que le mouvement a commencé, le champ rotatif qui en résulte renforce ce mouvement.

Les moteurs à pôles ombragés sont simples, bon marché et existent depuis presque toujours.

Excellente introduction profane aux moteurs à pôles ombragés - Vidéo You Tube. 8 minutes.

Moteurs à pôles ombragés - Wikipedia

(2) Un moteur CC sans balais (BLDCM) peut être utilisé.

Le moteur synchrone décrit ci-dessus est un sous-ensemble simple de cas spécial d'un BLDCM. Dans les deux cas, un rotor à aimant permanent suit un champ alternatif en rotation. Dans un «vrai» BLDCM, le fe \ ield est généralement généré électroniquement en commutant DC. Dans ces moteurs synchrones simples, le champ tournant est alimenté par le secteur AC via un transformateur.

Les moteurs qui nécessitent un démarrage rapide et propre utilisent des capteurs magnétiques qui fournissent une rétroaction absolue sur la direction et la vitesse. Les moteurs qui doivent tourner dans le bon sens (par exemple un moteur d'entraînement de disque) peuvent utiliser des systèmes sans capteur qui dérivent les tensions électromagnétiques des enroulements du moteur MAIS des circuits sont inclus pour vérifier la rotation et ajuster l'alimentation si la direction démarre mal. Les systèmes qui ne se soucient pas de la direction et qui veulent le moins cher utilisent simplement un système sans capteur et acceptent ce qui vient.

Il s'agit d'un moteur AC synchrone . Il tournera à un rythme précis par rapport à la fréquence AC (50 Hz ou 60 Hz). Ceci est utile pour maintenir la vitesse d'essorage constante sous des charges variables, comme dans un four à micro-ondes.

Depuis le lien Wikipédia ci-dessus:

Un enroulement de stator monophasé (ou biphasé dérivé de monophasé) est possible, mais dans ce cas, le sens de rotation n'est pas défini et la machine peut démarrer dans les deux sens sauf si cela est empêché par les dispositions de démarrage.

J'ai eu un problème similaire avec ma plaque tournante micro-ondes electrolux tournant lorsque la porte était ouverte et arrêtée lorsqu'elle était fermée. En tournant, vous pouvez également le forcer dans la direction opposée. Après avoir vérifié les 3 micro-interrupteurs de sécurité qui ont été jugés corrects. J'ai remarqué que la polarité du réseau, les échanges sous tension et neutres influencent cela. Les prises de courant que j'ai sont européennes, donc la fiche peut être insérée n'importe où, pas comme le type américain ou britannique. Cela m'a surpris que certains équipements de cuisine peuvent être sensibles à la polarité.