¿Por qué la placa de microondas comienza en una dirección aleatoria?

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... o qué tipo de motor se usa allí?

Encontré este tipo de motor, generalmente alimentado con CA de bajo voltaje (~ 12V), pero a veces con 230V, en varios dispositivos que requieren una rotación muy lenta y, a veces, un impulso justo: una lámpara que cambia de color, la placa de microondas, un batidora de helado ...

La propiedad divertida de esto es que elige la dirección de inicio al azar y sigue girando en esa dirección hasta que se apaga, pero nunca enfrenté una situación en la que se quedaría atascado en la posición de "equilibrio inestable".

Entonces, ¿qué es este tipo de motor y por qué se comporta de esa manera?

SF.
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¿Qué quiere decir con "escoge la dirección de inicio al azar"? ¿Quiere decir que un motor individual rotará en una dirección la primera vez que lo encienda, luego de otra manera la próxima vez que lo encienda y no entienda cómo elige la dirección?
Adam Miller
@ AdamMiller: Sí; Apago el microondas y encuentro la taza caliente cerca del extremo más alejado. Empiezo a girarlo más cerca de la puerta y la mitad de las veces seguirá girando en la dirección original, la otra mitad se revertirá. Una vez traté de determinar la regla, comprobando si recuerda la dirección anterior y la invirtió, pero la elección entre "en sentido horario / antihorario" parece ser completamente aleatoria.
SF.
No creo que esta sea una verdad general de todas las microondas. ¿Qué marca / modelo tienes?
Chris Mueller
@ChrisMueller: Clatronic MW 721, aunque para el tamaño de muestra de 4 modelos diferentes donde le presté atención, los 4 exhibieron este comportamiento (pero no encontraré los modelos ahora). Desmonté uno cuando se averió y el motor era un cilindro muy corto y ancho (aproximadamente 2 cm de altura, 5 cm de diámetro). Encontré un motor muy similar en una elegante "lámpara de fibra óptica", girando un disco colorido y transparente entre la bombilla y un montón de fibras que se desplegaban desde la parte superior, de modo que sus puntas brillaban con los colores que cambiaban con el tiempo a medida que varios colores el disco filtraría la luz.
SF.
(dado que el motor zumbaba de una manera molesta, mi madre me pidió que lo desactive o lo quite, para que las fibras brillen solo con luz blanca, pero la lámpara permanece en silencio, por eso lo desarmé). Una cosa más, el motor el eje está descentrado del cilindro. (Sospecho que hay algunos engranajes adentro).
SF.

Respuestas:

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El motor tiende a ser un motor de CA síncrono barato. El diseño utiliza el cambio en la polaridad de CA (pasando de fases positivas a negativas y viceversa) para crear un campo magnético en una bobina, que interactúa con un imán permanente multipolar. A medida que la polaridad magnética cambia en la bobina, el imán se mueve en consecuencia (los opuestos se atraen). Una vez que se mueve, es más fácil que los polos magnéticos se atraigan. El imán permanente está unido a un eje, que atraviesa múltiples engranajes para reducir las rotaciones y aumentar el par.

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Primero, el centro del motor es una placa. Debajo hay una bobina en una bobina de plástico. Ahora observe el agujero marcado 1. Tiene aletas. Algunos provienen de la parte inferior de la carcasa del motor, otros de la placa que oculta la bobina. Esa placa tomará el campo magnético desde la parte superior de la bobina y lo pasará a las aletas conectadas a ella. La carcasa inferior tomará el campo magnético desde el fondo de la bobina y lo pasará a las aletas conectadas a ella. Estas aletas alternas crean los estatores del motor síncrono.

La bobina y las aletas se pueden ver en este video:

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

Hay dos razones para que el motor cambie de dirección. El primero es que el motor es barato y no se agregó nada para forzarlo a ir en una dirección. Por lo general, los motores más caros, uno de los engranajes tendrá una muesca de parada, que evitará que retroceda. Pararía el motor durante la mitad de la fase de CA y luego continuaría como debería, si arranca de la manera incorrecta.

Las razones más relevantes son dobles. Primero, las aletas que hacen que los estatores del motor no tengan el mismo tamaño. Esto es para evitar que el motor se atasque, retroceda y se fuerce con el mismo par. (Si empuja un automóvil hacia un lado, y luego lo empuja hacia el otro lado con la misma fuerza y ​​distancia exactas, el automóvil nunca se moverá desde ese punto, solo se balanceará suavemente hacia adelante y hacia atrás). Dado que el imán permanente puede detenerse entre estas aletas de tamaño desigual, la próxima vez que se inicie, se tirará de una manera u otra. Y dado que el motor podría arrancar en cualquier parte de la fase de CA, por lo que, dependiendo de la orientación del imán en comparación con el campo magnético del estator, podría ser arrastrado de una manera u otra.

El motor económico TLDR sin engranaje de parada direccional, tolerancias sueltas, dimensionamiento desigual de la aleta / estator y una fase de arranque CA positiva o negativa incierta conduce al motor al arranque aleatorio en cualquier dirección

cde
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Se pueden usar tres tipos de motor, los cuales podrían hacer esto. Uno de estos (el motor síncrono) se usa aquí y es un subconjunto del motor de CC sin escobillas. (Un nombre inapropiado ya que no se utiliza CC pura en el motor propiamente dicho en un BLDCM).

El tipo de motor real es un motor síncrono, identificado correctamente por jpa. El motor síncrono es un caso especial del BLDCM (motor de CC sin escobillas) que describo a continuación. En el caso general, un BLDCM genera un campo de CA a partir de una fuente de CC, ya sea un campo de frecuencia fija que el rotor sigue a velocidad fija, O de una fuente de frecuencia variable cuya frecuencia se basa en la velocidad actual del rotor y se aplica de tal manera que el rotor "persigue" el campo que se deriva de su propio movimiento. (El plomo / muchacho de fase permite el cambio de velocidad, otro tema). En el motor síncrono que se ve aquí, hay una bobina con un eje de devanado vertical cuando el motor se encuentra plano sobre una superficie. La bobina se conecta a (en este caso, CA de bajo voltaje a través de un transfómero) de la red de alimentación de CA, por lo que alternativamente produce magnetización NS o SN a lo largo de su eje. Los polos se crean agregando placas con múltiples pestañas radiales: cada pestaña es un polo. A medida que la bobina cambia NS, SN, NS, las pestañas alternativas son todas N o todas S y a medida que el campo cambia, el NSNSNS ... el patrón se mueve en pasos alrededor de la circunferencia. El rotor tiene polos de imanes permanentes N y S. Inicialmente, estos bajan en la fase opuesta a los polos del estator y cuando estos invierten la polaridad, el rotor es atraído Y repelido a una posición a una pestaña de distancia. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace. NS las pestañas alternativas son todas N o todas S y a medida que el campo cambia, el patrón NSNSNS ... se mueve en pasos alrededor de la circunferencia. El rotor tiene polos de imanes permanentes N y S. Estos inicialmente bajan en la fase opuesta a los polos del estator y cuando estos invierten la polaridad, el rotor es atraído Y empuja a una posición a una pestaña de distancia. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace. NS las pestañas alternativas son todas N o todas S y a medida que el campo cambia, el patrón NSNSNS ... se mueve en pasos alrededor de la circunferencia. El rotor tiene polos de imanes permanentes N y S. Inicialmente, estos bajan en la fase opuesta a los polos del estator y cuando estos invierten la polaridad, el rotor es atraído Y repelido a una posición a una pestaña de distancia. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace.

La polaridad del polo del estator retrocede sucesivamente

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

El rotor sigue los cambios del estator

(1) Desde aquí

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

(2a) Hasta aquí es válido

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

(2b) Pero, así es:

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

En este caso no hay CC: el campo se suministra desde la red de CA y el rotor "persigue" el campo de CA giratorio.


Tipos de motor:

(1) Lo más habitual en el pasado: tradicionalmente se puede usar un motor de "polo sombreado" donde se usa un "cuerpo" para distorsionar el campo magnético de un devanado de campo de tal manera que se produce un "vector" magnético giratorio que produce El rotor sigue. Se produce una derivación magnética con un giro del conductor en el espacio de aire en el núcleo de acero en el que se enrolla la bobina de campo. Cuando se aplica la potencia por primera vez, la posición del rotor con respecto al espacio de aire hará que se gire en una u otra dirección y una vez que el movimiento haya comenzado, el campo giratorio que resulta refuerza ese movimiento.

Los motores de polo sombreado son simples, baratos y han existido por casi siempre.

Excelente introducción a los motores de poste sombreados : video de You Tube. 8 minutos

Motores de poste sombreados - Wikipedia

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(2) Se puede utilizar un motor de CC sin escobillas (BLDCM).

El motor síncrono descrito anteriormente es un subconjunto simple de caso especial de un BLDCM. En ambos casos, un rotor de imán permanente sigue un campo rotativo de corriente alterna. En un BLDCM 'verdadero', el campo suele generarse electrónicamente cambiando DC. En estos motores síncronos simples, el campo giratorio se suministra desde la red de CA a través de un transformador.

Los motores que necesitan un arranque rápido y limpio usan sensores magnéticos que brindan retroalimentación absoluta sobre la dirección y la velocidad. Los motores que deben girar en la dirección correcta (p. Ej., Motor de accionamiento de disco) pueden usar sistemas sin sensores que derivan los voltajes EMF de los devanados del motor, PERO los circuitos están incluidos para verificar la rotación y ajustar la alimentación si la dirección comienza incorrectamente. Los sistemas que no se preocupan por la dirección y que quieren el menor costo solo usan un sistema sin sensores y aceptan lo que viene.


Russell McMahon
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Lo más probable (1) a menos que alguien haya escondido un circuito rectificador dentro de la carcasa: estos eran motores de CA (lo que es especialmente sorprendente; la mayoría de los dispositivos de CA son para voltaje de red, y si es de 12 V es de CC. En este caso era de 12 V de CA (como está escrito) en la etiqueta del motor, junto con la velocidad de RPM de algunos ... 5?)
SF.
1
... Revisé los enlaces que proporcionó y parece que un motor de polo sombreado es reversible solo por modificación mecánica (volteando el estator). Normalmente, si aplica AC, siempre comenzará en la misma dirección, por lo que, a menos que sea una variante oscura, no es así.
SF.
Tenía un reloj (muy) viejo como este. Había una pequeña perilla en la parte posterior cuyo único propósito era girarlo de la manera correcta después de enchufarlo si comenzaba de la manera incorrecta. Podías alcanzarlo cuando nadie lo miraba y girarlo hacia el otro lado, y la manecilla de segundos comenzaría a moverse hacia atrás a una velocidad perfecta.
uhoh
Sin relación con este tipo de motor, pero tenía un reloj de pared de batería que era estándar, EXCEPTO que el mecanismo funcionaba en sentido antihorario. El tiempo se podía leer con bastante facilidad una vez que te das cuenta de lo que se había hecho, pero de lo contrario era completamente confuso.
Russell McMahon
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Es un motor de CA síncrono . Girará a una velocidad precisa en relación con la frecuencia de CA (50 Hz o 60 Hz). Esto es útil para mantener constante la velocidad de centrifugado bajo cargas variables, como en un horno microondas.

Desde el enlace de Wikipedia anterior:

Es posible un devanado del estator monofásico (o bifásico derivado de una fase), pero en este caso la dirección de rotación no está definida y la máquina puede arrancar en cualquier dirección a menos que las disposiciones de arranque lo impidan.

jpa
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Parece que identificó correctamente el tipo, se ve exactamente como la segunda imagen en la página vinculada (la mía simplemente no tenía la escritura agradable "motor síncrono"), ahora si alguien pudiera explicar qué sucede exactamente en el interior para que la dirección sea no definido ... pero lo haré en una pregunta separada.
SF.
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Tuve un problema similar con mi plato giratorio de microondas electrolux girando cuando la puerta se abrió y se detuvo cuando se cerró. Además, mientras gira, podría forzarlo en la dirección opuesta. Después de verificar los 3 microinterruptores de seguridad que se encontraron bien. He notado que la polaridad de la red, el intercambio en vivo y neutral influye en esto. Los enchufes de red que tengo son europeos, por lo que el enchufe se puede insertar de cualquier manera, no como el tipo de EE. UU. O Reino Unido. Esto me ha sorprendido de que algunos equipos de cocina pueden ser sensibles a la polaridad.

Mick Scott
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