Repulsiemotor

Hoewel de rotor geïsoleerd is, loopt er een stroom door de rotorwikkelingen, want die vormt het secundaire van een transformator waarvan de primaire de stator is. De kring wordt gesloten door de collector en de borstels. De stroom doet een magnetisch veld ontstaan die stationnair blijft zelfs als de rotor draait, want de positie van het veld hangt af van de positie van de koolborstels. Er ontstaat een permanente repulsieve kracht (afstoting) ten opzichte van de statorpolen.

De eigenschappen van de motor komen redelijk goed overeen met die van een seriemotor (universele motor): een sterke aanloopkoppel (2.5 à 6× het nominaal koppel) en de neiging om op hol te slaan als er geen belasting aangedreven wordt. De aanloopstroom bedraagt 1.5 à 3.5× de nominale stroom. Er ontstaan doorgaans minder vonken aan de collector dan bij een universele motor. De eigenschappen van de motor waren niet zo uitgesproken als die van een universele motor, met een lichte neiging naar de inductiemotor.

De motor werd soms gebruikt in bepaalde toepassingen waar het de universele motor kon vervangen: aandrijving van treinwagons (de motor werkt op een monofasig net), liftmotoren, compressoren. De motor werd gebruikt daar waar een hoog aanloopkoppel nodig was, maar waar een meer stabiele rotatiesnelheid gewenst was. De motor had een lager rendement dan de universele motor en werd bij ons niet vaak gebruikt.

De positie van de koolborstels bepaalt de draairichting van de motor. De koolborstels worden doorgaans geplaatst op 45° van de neutrale lijn. Het magnetisch veld dat in de rotor ontstaat stoot het magnetisch veld van de stator af en de motor begint te draaien. De motor kan gebouwd worden om op een laag toerental te draaien door meer polen te voorzien (plafondventilatoren).

Repulsie-inductiemotor

De motor startte als repulsiemotor (met een hoog koppel) en van zodra een bepaalde snelheid bereikt werd (75%), werd er overgeschakeld naar een inductiemotor. De collector werd kortgesloten en de koolborstels werden gelicht. In normaal bedrijf werkte de motor dus als inductiemotor (kortsluitankermotor met kortgesloten wikkelingen).

Wat is het voordeel van zo'n motor?

• Ten opzichte van een universele motor slijten de koolborstels minder want die worden gelicht van zodra de motor voldoende snel loopt. De snelheid is meer constant en er worden geen storingen opgewekt tijdens de normale werking.

• Ten opzichte van een inductiemotor kan de motor starten met een hoog koppel zonder starthulp (startcondensator).

Dit lijkt eigenlijk een perfekte motor te zijn, maar de motor wordt tegenwoordig niet meer gebruikt vanwege zijn nadelen:

• Het rendement van een monofasige inductiemotor zonder condensator is lager dan die van een driefasige inductiemotor (normale werking van de motor). De arbeidsfactor is ook slecht. Voor een electrisch vermogen van 1000VA bekomt men een mechanisch vermogen van 500W.

• De motor heeft regelmatig onderhoud nodig voor de koolborstels en de centrifugaalschakelaar.

De repulsie-inductiemotor werd vooral in de Verenigde Staten gebruikt. Daar gebruikt men minder vaak driefasige electriciteitsnetten (draaistroom). Voor eenzelfde toepassing werd in Europa een sleepringankermotor gebruikt.

De meeste sleepringankermotoren hadden een manueel te bedienen rheostaat, maar bij repulsie-inductiemotoren gebeurde de omschakeling automatisch door een mechanische centrifugaalschakeling.

De motor wordt tegenwoordig niet meer gebruikt, behalve in bepaalde historische toepassingen. Dit type motor kon in Europa nooit echt doorbreken want men had hier een driefasig net tot aan de eindgebruiker, waardoor een repulsie-inductiemotor niet nodig was.

Naamplaatje van een monofasige repulsie-inductiemotor uit America (repulsion-start induction-run).

De voedingspanning bedraagt 115 of 230V naargelang dat de twee wikkelingen in serie of parallel aangesloten worden. De stroom bedraagt dan 40 of 20A, wat overeenkomt met 4.6kVA. Het mechanisch vermogen bedraagt 3pk, dus 2237W. Het rendement van de motor is dus 49%, duidelijk minder dan die van een asynchrone driefasige motor.

De rotatiesnelheid van de motor bedraagt 1750 toeren, het is dus een motor met 4 polen (en eveneens 4 borstels). Het rendement van de motor wordt lager met het verhogen van het aantal polen. De motor werkt op 60Hz.

Als men niet over draaistroom kan beschikken (driefasig net) zoals in de Verenigde Staten 50 jaar geleden, dan is dit type motor de enige motor die men kan gebruiken als men een voldoende vermogen en een stabiele snelheid nodig heeft.

De draaizin van de motor kan veranderd worden door de borstelhouders los te maken en die te verplaatsen naar de tweede index.