Reducción significativa de la velocidad del motor de CA monofásico

Tengo un motor de CA monofásico de 1/3 hp que hace girar mi taladradora. Con las reducciones máximas disponibles a través de las poleas, todavía funciona 10 veces más rápido para una de mis aplicaciones (es decir, el mandril gira a 360 rpm y lo necesito alrededor de 30 rpm).

Estaría feliz de reducir el par de salida proporcionalmente a la reducción de velocidad, pero he estado leyendo sobre esto durante horas y ni siquiera puedo determinar:

  1. ¿Para qué tipos de motores de CA pequeños es posible una reducción de velocidad sostenible?
  2. ¿Por qué medios? Triac? ¿PWM? variador de frecuencia?
  3. ¿Hasta qué punto? ¿Es posible la reducción de velocidad 10x?

Y luego está el problema de que ni siquiera puedo decir con certeza qué tipo de motor de CA tengo. Puedo ver que tiene un capacitor de 16 µF (¿funcionar?) atornillado a su costado. Y aquí hay una foto:

Taladro de prensa motor de corriente alterna

Estoy aún más desconcertado porque los trucos típicos para este problema implican cientos de dólares en engranajes o motores especiales. Toda esta taladradora cuesta $ 100, por lo que me cuesta creer que no haya una solución de menos de $ 100. Por ejemplo, me encantaría reemplazar el motor por uno que funcione con corriente doméstica a unas 200 rpm en lugar de las ~1800 rpm nativas de este. Pero no he sido capaz de encontrar incluso eso.

¿Me estoy perdiendo alguna limitación fundamental para producir par fuera de la CA doméstica a velocidades de rotación muy bajas?

Use un taladro eléctrico, ya sea con cable o inalámbrico, y sujételo al soporte del motor. Algunos son muy baratos.
@ OC71 probablemente tenga el ganador barato y rápido aquí.
La velocidad de ejecución más lenta que he encontrado en taladros con cable es de 540 rpm. Sin embargo, hoy estoy jugando con un taladro de CC (inalámbrico) para ver si puedo manejarlo con la reducción de voltaje.
Si tiene el motor de la taladradora instalado en la polea más pequeña que acciona la polea más grande del husillo, puede desconectar (y para completar, aislar el enchufe) el motor de la taladradora y montar algo para mantener el taladro portátil (u otro motor) en funcionamiento otra polea pequeña y una correa que impulsa la polea más grande del motor original de la taladradora (que actúa como eje secundario en esta configuración).

Respuestas (5)

Voz de la experiencia: Use un eje secundario y correas/poleas adicionales , y/o cambie a un motor diferente (CC con controlador de velocidad de CC o trifásico + VFD (accionamiento de frecuencia variable) de velocidad variable). El motor de CC y el control de velocidad a menudo pueden ser rescatado de una cinta de correr que alguien dejó de usar, gratis.

La limitación fundamental de hacer funcionar los motores de inducción lentamente en el hogar (60 ciclos por segundo, 3600 ciclos por minuto) CA es que el tipo de motor que tiene tiene 4 polos si funciona a 1800 RPM, por lo que necesitaría 36 polos para encender 200 RPM CA de 60 ciclos. Eso sería un pájaro muy raro de hecho. De hecho, es afortunado si el motor de su taladradora no es de 3600 RPM para empezar...

Las otras limitaciones (que se aplican a los motores "universales" cuya velocidad se puede controlar más fácilmente, pero que son terriblemente ruidosos en comparación) (y también a los de CC y, en menor medida, a los trifásicos + VFD) son terribles (peor que un reducción lineal) par y enfriamiento/sobrecalentamiento deficiente ya que los ventiladores (incorporados) del motor no funcionan a una velocidad razonable para enfriarlo.

Es posible que encuentre motores de engranajes (velocidad normal del motor de 3600 o 1800 RPM y un engranaje de reducción adjunto) que funcionen tan lentamente, pero no le gustará el precio, especialmente si desea mucha potencia/par.

El costo inicial de la taladradora con la que comienza tiene poco impacto en el costo de hacer cosas no estándar con ella (y puede hacer que un modelo más costoso que tenga mejores características, como la reducción dual o un rango de reducción más amplio ya incorporado, se vea menos costoso al final). Por otra parte, es posible que esté comenzando con la herramienta completamente equivocada: los tornos para trabajar metales no son demasiado difíciles de encontrar, se usan de manera asequible en tamaños moderados y, por lo general, tienen un estándar de configuración de "marcha trasera" que ofrece muy baja velocidad y alto par. Bueno para bobinado (supongo que no lo dices y esto es EE).

Como nota al margen, es posible controlar un motor de inducción de CA de velocidad variable con un par casi completo hasta 0 RPM. Sin embargo, tampoco es una solución de $ 100 ...
@JohnD: quizás un motor de inducción trifásico , pero probablemente no este motor de inducción de interruptor centrífugo de arranque de condensador monofásico.
@ChrisStratton Sí, absolutamente correcto, aunque hice un controlador PWM V/Hz de puente completo para un motor de inducción de CA monofásico que tuvo un rendimiento bastante impresionante en un amplio rango de velocidades. El devanado de arranque se corta electrónicamente después del arranque cerca de la frecuencia nominal. Sin embargo, es más adecuado para un ventilador que para un taladro.

Esto es lo que sucede cuando las soluciones "buenas" no son lo suficientemente baratas: es un motorreductor comercial de 12 V 1 A (diseñado para la preparación de cajas de latón), sujeto al eje de transmisión del taladro con un acoplamiento rígido. En las poleas de mayor reducción, el mandril gira a unas 50 rpm. ¿Belleza en la torpeza?

chapuza

Esto gana mi voto porque encarna el espíritu mismo de la ingeniería: funciona. Se otorgan puntos especiales de brownie por cómo se mantiene la tina de mezcla en su lugar. Sin embargo, me pregunto qué hay en la tina de mezcla.
@peufeu: gracias;) IIRC, este era un lote de desecante que necesitaba secar. Está sentado en un plato caliente.
¡DE ACUERDO! Para remover cosas, suelo usar el taladro percutor neumático que tiene 2 marchas, la marcha baja es agradable y lenta, funciona bien para esto.

El problema está en el tipo de motor monofásico que tiene allí, una versión de arranque por condensador/funcionamiento por inducción (CS/IR). Tiene un interruptor centrífugo en el interior que elimina el capacitor de arranque y su devanado de arranque auxiliar asociado del circuito a aproximadamente el 75% de la velocidad. Entonces, tan pronto como su velocidad cae por debajo de ese umbral, ese interruptor se vuelve a activar y vuelve a poner en funcionamiento el devanado de arranque y el condensador de arranque. Esos no están diseñados para usarse continuamente y se quemarán (o más bien, su motor se desconectará por exceso de temperatura si tiene suerte). En pocas palabras, ese tipo de motor NO está diseñado para operar y cualquier otra cosa que no sea la velocidad máxima, independientemente de cómo alcance una velocidad más baja.

Sus opciones viables, además de las mecánicas adicionales, son cambiarlo a un motor trifásico y usar un VFD que convierte su fuente monofásica en una salida trifásica; cambie a un motor monofásico PSC (condensador dividido permanente) y use un VFD especial diseñado para operar ese tipo; o cambie a un motor de CC y una unidad de CC. No hay nada que puedas hacer con ese motor en particular que funcione sin destruirlo.

El enfoque de la bombilla es elegante y funcionará. Incluso si el motor tiene una tapa de arranque (a diferencia de una tapa de funcionamiento), esto funcionará porque una bombilla es un "dispositivo de resistencia negativa". Esto significa que en el momento de encenderlo es como un trozo de cable pelado. A medida que se calienta (unos segundos) su resistencia aumenta, por lo que reducirá el voltaje aplicado al motor.

A diferencia de los motores de CC, la interacción de un motor de CA con su fuente de alimentación es bastante complicada. Pero la bombilla es muy genérica y no interferirá con esas reacciones complejas. Por lo tanto le doy a Externet una "A".

Pruébelo conectando una bombilla en SERIE al cable de alimentación. Pruebe con 200 vatios, 150 vatios, 100 vatios.

Bien, agregar una resistencia en serie: eso reduce la corriente, ¿verdad? Entonces, ¿el motor tendrá menos torque, pero funcionará a la misma velocidad?