Motor semesta

Motor semesta merupakan sejenis motor elektrik yang boleh beroperasi menggunakan kedua-dua arus terus (DC) dan arus ulang-alik (AC). Ia merupakan motor lilitan bersiri berpenukar tertib di mana gelung medan stator disambungkan sesiri dengan lilitan rotor melalui penukar tertib. Motor elektrik jenis ini boleh berfungsi dengan baik menggunakan AC kerana arus di kedua-dua gelung medan dan armatur (dan medan magnet yang terhasil) akan berulang-alik (menukar kekutuban) segerak dengan bekalan kuasa. Hasilnya, daya mekanikal yang terhasil akan muncul sebagai satu arah gerakan yang konsisten, tanpa bergantung kepada arah voltan yang dikenakan, tetapi ditentukan oleh penukar tertib serta kekutuban gelung medan.

Motor semesta kos rendah moden, daripada sebuah pembersih hampagas. Lilitan medan berwarna kuprum gelap, menghala ke belakang, di kedua-dua sisi. Teras berlamina rotor berwarna kelabu metalik, dengan slot gelap untuk lilitan gelung. Penukar tertib (separa terlindung) menjadi gelap hasil penggunaan; ia menghala ke hadapan. Bahagian plastik acuan perang besar pada latar belakang menyokong pemandu berus dan berus (kedua-dua bahagian), di samping alas motor hadapan.

Motor semesta mempunyai kilasan permulaan yang tinggi, boleh berfungsi pada kelajuan tinggi serta ringan, dan ia digunakan secara meluas dalam peralatan mudah alih dan domestik. Ia juga mudah untuk dikawal secara elektronik. Namun demikian, penukar tertib mempunyai berus yang boleh haus, jadi ia kurang digunakan dalam aplikasi yang digunakan secara berterusan. Tambahan pula, ia turut disebabkan oleh motor semesta berpenukar tertib selalunya sangat bising.

Sifat

Gelung medan motor semesta dililit sesiri dengan gelung rotor dan penukar tertib.

Apabila digunakan dengan punca bekalan AC, motor jenis ini berupaya untuk bergerak pada frekuensi putaran yang jauh melebihi frekuensi bekalan elektrik sesalur, dan disebabkan kebanyakan sifat motor elektrik semakin bertambah baik mengikut kelajuan, ia bermaksud motor sebegini boleh jadi ringan dan berkuasa.

Satu sifat berguna bagi memiliki lilitan medan sesiri dengan lilitan rotor ialah semakin kelajuan meningkat, daya gerak elektrik (DGE) secara semulajadinya mengurangkan voltan dan arus yang merentasi lilitan medan, menyebabkan medan semakin lemah pada kelajuan tinggi. Ini bermakna motor ini tidak mempunyai kelajuan maksimum tetap pada mana-mana voltan yang dikenakan. Motor semesta boleh dan selalunya beroperasi pada kelajuan tinggi. Sebaliknya, motor aruhan tidak boleh memutar aci lebih laju daripada frekuensi bekalan kuasa.

Kerosakan motor boleh berlaku akibat menjalankan motor terlampau laju (menjalankannya pada kelajuan putaran lebih tinggi daripada had rekaannya) jika unit dikendalikan tanpa beban mekanikal yang ketara. Pada motor yang lebih besar, kehilangan beban secara tiba-tiba perlu dielakkan, dan kemungkinan berlaku sebegitu diterapkan dalam skim perlindungan dan kawalan motor. Pada beberapa aplikasi lebih kecil, sebuah kipas yang disambungkan kepada aci bertindak sebagai beban tiruan untuk mengehadkan kelajuan motor pada satu tahap yang selamat, di samping sebagai cara untuk mengalirkan udara sejuk melalui armatur dan lilitan medan.

Satu kelebihan motor semesta ialah bekalan AC boleh digunakan pada motor dengan sifat yang lebih lazim pada motor DC, terutamanya kilasan permulaan tinggi dan rekaan yang sangat padat jika kelajuan operasi tinggi digunakan.

Satu aspek negatif ialah penyelenggaraannya serta masalah jangka hayat yang pendek berpunca daripada penukar tertib, di samping isu EMI berikutan penghasilan bunga api. Disebabkan berus penukar tertib yang memerlukan penyelenggaraan yang kerap, motor semesta digunakan dalam peralatan seperti pembancuh makanan serta peralatan kuasa yang hanya digunakan sekali-sekala, serta sering memerlukan kilasan permulaan yang tinggi. Kawalan kelajuan berterusan motor semesta yang dijalankan dengan bekalan AC diperolehi dengan mudah melalui penggunaan litar tiristor, sementara tap berbilang pada gelung medan menyediakan kawalan kelajuan berlangkah (yang kurang tepat). Pengisar kegunaan rumah yang diiklankan mempunyai berbilang kelajuan kerap menggabungkan sebuah gelung medan dan diod yang boleh disertakan sesiri dengan motor (menyebabkan motor berjalan menggunakan AC yang direktifikasikan separa).

Motor elektrik berlilitan sesiri bertindak balas terhadap peningkatan beban dengan menjadi perlahan; arus semakin meningkat dan kilasan meningkat berkadaran dengan nilai kuasa dua arus sejak arus yang sama melalui kedua-dua armatur dan lilitan medan. Jika motor tersekat, arus dihadkan hanya melalui jumlah rintangan lilitan dan kilasan yang terhasil boleh jadi sangat tinggi, serta terdapat bahaya lilitan boleh menjadi panas lampau. DGE balas membantu rintangan armatur untuk mengehadkan arus yang mengalir melalui armatur. Apabila kuasa mula-mula dikenakan pada motor, armatur tidak terus berputar. Dengan segera, DGE balas ialah sifar dan satu-satunya faktor yang mengehadkan arus armatur ialah rintangan armatur. Biasanya rintangan armatur ialah rendah; maka arus yang mengalir melalui armatur boleh jadi sangat tinggi apabila bekalan kuasa dikenakan. Oleh itu, keperluan boleh meningkat bagi rintangan tambahan sesiri dengan armatur untuk mengehadkan arus sehinggalah putaran motor boleh membina sendiri DGE balas. Sambil kelajuan putaran motor meningkat, rintangan semakin berkurangan.

Perwatakan kilasan kelajuan keluaran ialah perwatakan paling dikenali bagi motor lilitan sesiri. Kelajuan bergantung hampir sepenuhnya kepada kilasan yang diperlukan untuk memacu beban. Ia sepadan dengan beban inertia besar memandangkan kelajuan akan menurun sehinggalah motor mula berputar dengan perlahan dan motor sebegini mempunyai kilasan pegun yang sangat tinggi.

Tidak semua motor lilitan sesiri boleh beroperasi dengan baik pada arus AC. Motor yang dikhususkan untuk AC selalunya memerlukan teras besi berlamina.