Por que a placa de microondas inicia em uma direção aleatória?

... ou que tipo de motor é usado lá?

Encontrei esse tipo de motor - geralmente alimentado com CA de baixa tensão (~ 12V), mas às vezes com 230V, em vários aparelhos que exigem rotação muito lenta e, às vezes, um bom momento - uma lâmpada que muda de cor, a placa de microondas, uma misturador de sorvete ...

O engraçado é que ele escolhe a direção de partida aleatoriamente e continua girando nessa direção até desligar - mas eu nunca enfrentei uma situação em que ela fica presa na posição de "equilíbrio instável".

Então, qual é esse tipo de motor e por que se comporta dessa maneira?

O motor tende a ser um motor CA síncrono barato. O projeto usa a mudança na polaridade CA (passando das fases Positiva para Negativa e vice-versa) para criar um campo magnético em uma bobina, que interage com um ímã permanente de polos múltiplos. À medida que a polaridade magnética muda na bobina, o ímã se move de acordo (os opostos se atraem). Uma vez em movimento, é mais fácil atrair os pólos magnéticos. O ímã permanente é conectado a um eixo, que passa por várias engrenagens para reduzir as rotações e aumentar o torque.

Primeiro, o meio do motor é uma placa. Por baixo, há uma bobina em bobina de plástico. Agora observe o orifício marcado como 1. Ele tem aletas. Alguns vêm da parte inferior da carcaça do motor, outros da placa que está escondendo a bobina. Essa placa pegará o campo magnético do topo da bobina e passará para as aletas conectadas a ela. A carcaça inferior pega o campo magnético da parte inferior da bobina e o passa para as aletas conectadas a ela. Essas aletas alternadas criam os estator do motor síncrono.

A bobina e as aletas podem ser vistas neste vídeo:

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

Existem duas razões para o motor mudar de direção.A primeira é que o motor é barato e nada foi adicionado para forçá-lo a seguir uma direção. Normalmente, motores mais caros, uma das engrenagens terão um entalhe, o que impedirá que ele volte para trás. Ele paralisaria o motor por metade da fase CA e continuaria como deveria, se iniciar da maneira errada.

Os motivos mais relevantes são duplos. Primeiro, as barbatanas que compõem os estatores do motor não têm o mesmo tamanho. Isso evita que o motor fique preso, recuando e forçando a partir de torque igual. (Se você empurrar um carro para um lado e depois empurrá-lo para o outro lado com a mesma força e distância exatas, o carro nunca se moverá daquele local, apenas balance-o suavemente). Como o ímã permanente pode parar entre essas aletas de tamanho irregular, na próxima vez em que for iniciado, ele será puxado de uma maneira ou de outra. E como o motor pode iniciar em qualquer lugar da fase CA, portanto, dependendo da posição do ímã em comparação com o campo magnético do estator, ele pode ser puxado de uma maneira ou de outra.

O motor barato TLDR sem engrenagem de parada direcional, tolerâncias frouxas, dimensionamento desigual da aleta / estator e fase de partida AC positiva ou negativa incerta leva o motor a iniciar aleatoriamente em qualquer direção

Podem ser utilizados três tipos de motor, os quais podem fazer isso. Um deles (o motor síncrono) é o wat usado aqui e é um subconjunto do motor CC sem escova. (Um nome impróprio, pois não há CC puro usado no motor adequado em um BLDCM).

O tipo de motor real é um motor síncrono, identificado corretamente por jpa. O motor síncrono é um caso especial do BLDCM (motor DC sem escova) que descrevo abaixo. No caso geral, um BLDCM gera um campo AC a partir de uma fonte DC - um campo de frTequency fixo que o rotor segue em velocidade fixa, OU a partir de uma frequência variável, uma fonte cuja frequência é baseada na velocidade atual do rotor e aplicada de tal maneira que o rotor "persegue" o campo que é derivado de seu próprio movimento. (O condutor de fase / rapaz permite a mudança de velocidade - outro assunto). No motor síncrono visto aqui, há uma bobina com o eixo de enrolamento vertical quando o motor fica plano em uma superfície. A bobina conecta (neste caso a CA de baixa tensão através de um transfômero) à rede elétrica CA, produzindo alternativamente magnetização NS ou SN ao longo de seu eixo. Os pólos são criados adicionando placas com várias guias radiais - cada guia é um pólo. À medida que a bobina muda NS, SN, NS, as guias alternativas são todas N ou todas S e como o campo altera o NSNSNS ... o padrão se move em etapas ao redor da circunferência. O rotor possui pólos de ímã permanente N e S. Inicialmente, em fase oposta, os pólos do estator são pressionados e, quando estes invertem a polaridade, o rotor é atraído E repele para uma posição a uma aba. No entanto, se for totalmente simétrico, um pólo N no rotor pode ser atraído para o S à sua "esquerda" ou o S à sua direita. Uma vez rotacionado, ele terá uma preferência pelo mastro em sua direção de movimento, mas, como partida, poderia ir de qualquer maneira. E faz. NS, as guias alternativas são todas N ou todas S e, conforme o campo muda, o NSNSNS ... patterm se move em etapas ao redor da circunferência. O rotor possui pólos de ímã permanente N e S. Inicialmente, em fase oposta, os pólos do estator são pressionados e, quando estes invertem a polaridade, o rotor é atraído E repele para uma posição a uma aba. No entanto, se for totalmente simétrico, um pólo N no rotor pode ser atraído para o S à sua "esquerda" ou o S à sua direita. Uma vez rotacionado, ele terá uma preferência pelo mastro em sua direção de movimento, mas, como partida, poderia ir de qualquer maneira. E faz. NS, as guias alternativas são todas N ou todas S e, conforme o campo muda, o NSNSNS ... patterm se move em etapas ao redor da circunferência. O rotor possui pólos de ímã permanente N e S. Inicialmente, em fase oposta, os pólos do estator são pressionados e, quando estes invertem a polaridade, o rotor é atraído E repele para uma posição a uma aba. No entanto, se for totalmente simétrico, um pólo N no rotor pode ser atraído para o S à sua "esquerda" ou o S à sua direita. Uma vez rotacionado, ele terá uma preferência pelo mastro em sua direção de movimento, mas, como partida, poderia ir de qualquer maneira. E faz. No entanto, se for totalmente simétrico, um pólo N no rotor pode ser atraído para o S à sua "esquerda" ou o S à sua direita. Uma vez rotacionado, ele terá uma preferência pelo mastro em sua direção de movimento, mas, como partida, poderia ir de qualquer maneira. E faz. No entanto, se for totalmente simétrico, um pólo N no rotor pode ser atraído para o S à sua "esquerda" ou o S à sua direita. Uma vez rotacionado, ele terá uma preferência pelo mastro em sua direção de movimento, mas, como partida, poderia ir de qualquer maneira. E faz.

A polaridade do pólo do estator reverte com sucesso

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

Rotor segue as mudanças do estator

(1) A partir daqui

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

(2a) Até aqui é válido

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

(2b) Mas também é:

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

Nesse caso, não há CC - o campo é fornecido pela rede elétrica CA e o rotor "persegue" o campo CA rotativo.

Tipos de motores:

(1) Mais usual no passado - Tradicionalmente, um motor de "pólo sombreado" pode ser usado quando um "bastão" é usado para distorcer o campo magnético de um enrolamento de tal modo que seja produzido um "vetor" magnético rotativo que o segue o rotor. Uma derivação magnética é produzida com uma volta de condutor no intervalo de ar no núcleo de aço no qual a bobina de campo é enrolada. Quando a energia é aplicada pela primeira vez, a posição do rotor em relação ao intervalo de ar fará com que ele seja puxado em uma ou outra direção e, uma vez iniciado o movimento, o campo rotativo resultante reforça esse movimento.

Os motores de polos sombreados são simples, baratos e existem quase sempre.

Excelente introdução para motores de polos sombreados - You tube video. 8 minutos.

Motores sombreados - Wikipedia

(2) Um motor DC sem escova (BLDCM) pode ser usado.

O motor síncrono descrito acima é um subconjunto simples de caso especial de um BLDCM. Nos dois casos, um rotor de ímã permanente segue um campo AC rotativo. Em um BLDCM 'verdadeiro', o campo é normalmente gerado eletronicamente pela comutação de DC. Nestes motores síncronos simples, o campo rotativo é fornecido pela rede elétrica CA através de um transformador.

Os motores que precisam de um arranque rápido e limpo usam sensores magnéticos que fornecem feedback absoluto sobre direção e velocidade. Os motores que precisam girar da maneira correta (por exemplo, motor de unidade de disco) podem usar sistemas sem sensor que derivam voltagens EMF dos enrolamentos do motor, MAS os circuitos estão incluídos para verificar a rotação e ajustar a alimentação se a direção começar incorretamente. Os sistemas que não se preocupam com a direção e que desejam o menor custo usam apenas um sistema sem sensor e aceitam o que vem.

É um motor CA síncrono . Ele irá girar a uma taxa precisa em relação à frequência CA (50 Hz ou 60 Hz). Isso é útil para manter a taxa de rotação constante sob cargas variáveis, como em um forno de microondas.

De cima do link da Wikipedia:

É possível um enrolamento do estator monofásico (ou bifásico derivado da fase monofásica), mas neste caso o sentido de rotação não é definido e a máquina pode iniciar em qualquer direção, a menos que isso não seja impedido pelas disposições de partida.

Tive um problema semelhante com a mesa giratória de microondas da Electrolux girando quando a porta foi aberta e parada quando fechada. Além disso, ao girar, você pode forçá-lo na direção oposta. Depois de verificar os 3 microinterruptores de segurança que foram encontrados ok. Observe que a polaridade da rede, a troca viva e a neutra influenciam isso. As tomadas que eu tenho são européias, portanto, o plugue pode ser inserido de qualquer maneira, não como nos EUA ou no Reino Unido. Isso me surpreendeu que alguns equipamentos de cozinha possam ser sensíveis à polaridade.