Clause 3 – How to understand the definition of “motor-operated appliance”

motor-operated appliance: appliance incorporating motors but without any heating element
Note 1 to entry: Magnetically driven appliances are considered to be motor-operated appliances.

Household electrical appliances usually use heating elements or motors to complete their designed functions. The main functions are heating, such as heating food or air, and rotation or mechanical movement of products, such as blenders and fans. The realization of these two functions is basically completed by heating elements or motors. For appliances with only motors without heating element is motor-operated applaince. Common motors include AC asynchronous motors for air conditioners and fans, series motors used in blenders or hair dryers, shaded pole motors, synchronous motors, stepper motors, DC brushless motors, DC variable frequency motors, etc. It is necessary for us to briefly introduce the characteristics of various motors.

Shaded pole motor/squirrel cage motor:
The shaded pole motor/squirrel cage motor is the simplest type of unidirectional AC motor and usually uses a squirrel cage-type skewed slot cast aluminum rotor.

Shaded pole motor
Shaded pole motor

The shaded pole motor/squirrel cage motor has the following key characteristics:

  1. Simple Structure: The design is relatively straightforward, consisting mainly of a stator and rotor, with the rotor typically made of aluminum or copper bars short-circuited at both ends.
  2. High Efficiency: These motors have high efficiency, especially under rated load conditions, effectively converting electrical energy into mechanical energy.
  3. Low Maintenance: With no brushes or slip rings, squirrel cage motors require minimal maintenance, leading to stable operation and a long lifespan.
  4. Self-Starting Ability: Squirrel cage motors can start directly from the power supply, exhibiting good self-starting characteristics.
  5. High Starting Torque: They can provide significant starting torque, making them suitable for various industrial applications.
  6. Strong Load Adaptability: These motors can handle different load conditions well, particularly performing effectively under variable load situations.
  7. Cost-Effectiveness: Compared to other types of motors, squirrel cage motors have lower manufacturing costs and offer good economic value due to their high efficiency and low maintenance needs.
  8. Wide Applications: They are commonly used in pumps, fans, conveyors, compressors, and a variety of other industrial and commercial equipment.

Single-phase asynchronous motors:

Single Phase Asynchronous Resin Packing Motor For Air Conditioner
Three-phase asynchronous motor
Three-phase asynchronous motor internal view
Single-phase asynchronous motors
interna view for Single-phase asynchronous motors
thermal protect for motor

Single-phase asynchronous motors have the following characteristics:

  1. Simple Structure: These motors have a straightforward design, typically consisting of a stator, rotor, and auxiliary winding.
  2. Starting Method: Single-phase power cannot create a rotating magnetic field on its own, so these motors usually require additional starting windings or capacitors for startup, commonly using capacitor start or split-phase methods.
  3. Speed Characteristics: The speed is relatively stable, but compared to three-phase motors, the speed-load characteristics and efficiency are generally lower.
  4. Power Range: They typically operate at lower power levels, making them suitable for applications in household appliances and small machinery.
  5. Noise and Vibration: They may produce more noise and vibration during operation compared to three-phase motors.
  6. Starting Torque: The starting torque is usually lower, which can hinder direct startup under heavy load conditions.
  7. Cost-Effectiveness: Manufacturing and maintenance costs are typically lower, making them ideal for household appliances and small devices.
    Application Range: Commonly used in small fans, air conditioners, refrigerators, and pumps in both home and small industrial settings.

Squirrel cage motors typically have higher efficiency compared to single-phase asynchronous motors. This is mainly due to their design, which allows for better performance under load and reduced losses. Squirrel cage motors operate more efficiently, especially at full load, while single-phase motors may experience lower efficiency, particularly at partial loads. Therefore, for applications requiring higher efficiency and consistent performance, squirrel cage motors are usually the preferred choice.

DC Reduction step gear stepper motor:

DC Reduction step gear stepper motor
Small Stepper Motor Internal Gear Diagram
28BYJ48 Stepper Motor Gear Ratio Explanation
28BYJ48 Stepper Motor Pinout
28BYJ48 Stepper Motor Coil Structure

A DC reduction step gear stepper motor combines the characteristics of a stepper motor with a geared reduction system. This type of motor is valued for its precision control and increased torque, making it suitable for applications that require slow, controlled, and high-torque movement. Here are its key characteristics:

  1. Precise Positioning: With its stepwise rotation, a stepper motor can provide highly accurate positioning, as each step represents a specific increment of rotation. The addition of a reduction gear enhances this accuracy by allowing smaller steps in the output.
  2. Increased Torque: The reduction gear mechanism increases torque output by reducing the speed of the motor. This is beneficial for applications that require higher torque at lower speeds, such as robotics, CNC machines, and automation systems.
  3. Improved Holding Torque: The motor can maintain its position when not in motion (holding torque), which is ideal for applications that need to hold a load steady without additional power.
  4. Lower Speed, High Precision: Due to the reduction gear, the motor operates at a lower speed but with increased precision. This is useful in applications where controlled, slow movements are required.
  5. Reduction Ratio: The gear reduction system is available in different ratios, allowing users to select the gear ratio that best meets their speed and torque requirements. Common ratios range from 4:1 to 100:1, affecting both torque and resolution.
  6. Steady and Reliable Operation: This type of motor is known for providing stable, repeatable movements. It is less prone to stalling or losing steps, thanks to the torque amplification provided by the reduction gear.
  7. Heat Generation: Geared stepper motors can generate heat during prolonged operation, especially at lower speeds and high loads. Proper ventilation or heat management may be required in demanding applications.
  8. Power Consumption: While stepper motors tend to consume more power than DC motors when holding a position, the gear reduction can reduce the load on the motor, potentially lowering overall power consumption.

Small Synchronous Gear Motor:

Small synchronous gear motors are compact devices that combine a synchronous motor with a gear reduction mechanism. Here are their key characteristics:

  1. Synchronous Operation: The rotor of a synchronous gear motor rotates at the same speed as the rotating magnetic field of the stator. This leads to precise speed control and consistent performance.
  2. Gear Reduction: The integrated gear system reduces the output speed while increasing torque. This is beneficial for applications requiring high torque at lower speeds, such as in robotics or automation.
  3. High Efficiency: Synchronous motors are generally more efficient than their induction counterparts, especially under load. This efficiency translates to lower energy consumption in applications.
  4. Compact Size: Small synchronous gear motors are designed to be space-efficient, making them suitable for applications with limited space, like small appliances, toys, and robotic systems.
  5. Low Noise: These motors typically operate quietly compared to other types of motors, making them ideal for noise-sensitive environments.
  6. Stable Operation: They provide stable and reliable operation with minimal vibration, contributing to precise movements.
  7. Variable Speed Control: With the right control system, synchronous gear motors can achieve variable speed operation, allowing for adaptability in different applications.
  8. High Holding Torque: When stopped, they maintain their position effectively, which is important for applications that require precise positioning.
  9. Limited Start-Up Torque: While they perform well under steady conditions, synchronous motors may have lower start-up torque compared to some other motor types. They might need help to start under load.
  10. Wide Range of Applications: Commonly used in robotics, conveyor systems, small appliances, and other applications where controlled motion and space efficiency are essential.

Series motor:

Series motors, a type of DC motor, have distinct characteristics that make them suitable for specific applications. Here are their key characteristics:

  1. High Starting Torque: Series motors produce high starting torque, making them ideal for applications requiring significant initial power, such as in electric vehicles, cranes, and hoists.
  2. Speed-Torque Relationship: The speed of a series motor decreases with an increase in load. As the load increases, the current increases, which in turn increases the magnetic field strength, leading to higher torque but lower speed.
  3. Simple Construction: Series motors have a relatively simple construction, with the armature winding and field winding connected in series. This design contributes to their ease of use and maintenance.
  4. Variable Speed: The speed of a series motor can vary significantly with load changes. While this can be advantageous in certain applications, it can also lead to instability at very low loads, potentially causing the motor to run away (over-speed).
  5. Not Suitable for Constant Speed Applications: Due to the significant variation in speed with changes in load, series motors are not ideal for applications where constant speed is crucial.
  6. High Current Draw: Series motors draw a high current at startup, which can necessitate the use of appropriate fuses or circuit breakers to prevent damage.
  7. Field Weakening: In some applications, it’s possible to weaken the field by reducing the current in the field winding, allowing for increased speed under light loads, although this can decrease efficiency.
  8. Good for Applications with Variable Load: Series motors are well-suited for applications where the load changes frequently, such as in trains, lifts, and electric vehicles.
  9. Limited Efficiency: Generally, series motors are less efficient than some other types of motors, especially under varying load conditions.
  10. Brush Wear: The wear on brushes can be significant in series motors due to the high current and the nature of operation, which may require more frequent maintenance.

Series motors are commonly used in blenders, hair dryers, vacuum cleaners, and other applications that require high starting torque.

Similar Posts

  • 第 3 項 – 「クラス I アプライアンス」の定義の理解方法

    クラス I 機器: 感電に対する保護が基礎絶縁のみに依存するのではなく、導電性のアクセス可能な部品がそのような方法で設備の固定配線内の保護接地線に接続されるという追加の安全予防措置が含まれる機器。基礎絶縁が破損した場合でも、導電性のアクセス可能な部分が通電状態になることはありません注: この規定には、電源コード内の保護接地導体が含まれます。 二重保護の概念から、感電に対する保護には 2 つの注意事項があります。 1つ目は基礎絶縁、2つ目は接地です。基本的な絶縁に欠陥がある場合(内部ワイヤシースの破断、またはモータの巻線とステータディスク間の絶縁欠陥など)、危険な電流が機器のエンクロージャやエンクロージャなどのアクセス可能な金属部分を通って流れます。ファンモーターの。したがって、金属部品が接地されている場合、電気は接地を通して迂回され、人体には流れません。これは、機器のアクセス可能な金属部品と外部の接地導体間の抵抗は、通常、人体に比べて非常に小さいためです。体。電気は抵抗の低い導電経路を通って流れます。つまり、電気は接地導体を通って外部の接地グリッドに希釈されます。ここで述べた設備の固定配線の保護接地線は、固定配線の保護接地線であり、単に家庭用コンセントの接地ソケットとして理解されます。電気はこのコンセントを通って大地に流れます。地球は無限の良導体です。地球がこれらの電荷を薄めている、あるいは私たちが地球の上に立っているので、地球と同じ電位にあることが理解できます。電位差がある場合にのみ電流が発生します。したがって、人体に電流が流れることはなく、危険はありません。名前が示すように、保護接地線は保護のために使用されます。これは前述したとおりです。漏電事故が発生した場合、漏洩電流が大地に流れる可能性があります。例:エアコンの室外機や電気バーベキューグリルなど、大型の金具を使用した器具は基本的にクラスⅠ器具として設計されていますが、一部の金具を使用したレンジフード製品については、アースが取られていないクラスⅡ器具として設計されている場合があります。 /*!エレメント – v3.23.0 – 2024 年 5 月 8 日 */ および lt;br / アースはどのようにして電気製品のユーザーを感電から保護しますか? 金属ケースを備えた機器(トースターなど)に、活線が金属ケースに接触する故障が発生した場合、金属ケースが接地されていないと、金属ケースが活線となり、接触した人は感電する可能性があります。 しかし、金属ケースがアースされているトースターで同じ故障が発生した場合、回路が短絡して大電流が流れ、回路ブレーカーが作動して危険な状態が解消されます。事件が生きてくることは一度もなかった。さらに、障害があることがわかり、電気技師に修理してもらうことができます。 人体の抵抗は乾燥状態では 100000 オームにも達しますが、濡れて傷ついた皮膚では 1000 オームにまで低下することがあります。 アース経路の抵抗は 1 オームに抑えられています。さて、故障が発生したり、電流の漏れが発生したりすると、接地されたシステムでは、この電流は接地導体、つまり接地から流れます。アースが提供されていないシステムでは、人が触れることで、障害電流や漏れ電流が流れる抵抗が最小になる可能性があります。 特殊なケースが 2 つあります 英国のプラグなどの最初のピンは通常 3 つのピンがあり、そのうちの 1 つは他の 2 つよりも長くなります。この最も長いピンはアースに使用されます。ただし、アースピンが非金属材料に置き換えられる場合もあります。この場合、機器には接地対策が施されていないため、製品をクラス I 機器として定義することはできません。さらに、ピンは依然として金属である可能性がありますが、内部にはアース接続がありません。同様に、アプライアンスをクラス I アプライアンスとして定義することはできません。 下の写真はこのプラグです。BSI プラグの金属製アース ピンをプラスチック製のピンに置き換えBSI プラグの金属製アース ピンをプラスチック製のピンに置き換え2 番目は、機器には接地対策が施されていますが、この接地対策は PCB…

  • 第3項 – 「定格電力入力範囲」の定義の見方

    定格電力入力範囲: メーカーによってアプライアンスに割り当てられた電力入力範囲。下限値と上限値で表されます。 この定義は定格電圧範囲に対応しています。つまり、定格電力入力には上限と下限の範囲がラベル付けされています。例:定格電圧範囲AC220~240V、定格入力電力範囲2000~2200Wの石英管ルームヒーター

  • How are the creepage distances and electrical clearances of PTC heating element surfaces determined?

    We are discussing here the second structure of the PTC heating element, PTC heating element structure please refer to the explanation of its definition. How is the creepage distance of the functional insulation at the location of the red circle in Figure 1 determined? We all know that NOTE 1 of TABLE 18 section has…

  • |

    If the PCB is sealed with solid sealant, how to determine the creepage distance and clearance?

    functional insulation as well as other insulation exists on circuit boards. Typically, the surface environment of a circuit board is determined to be either Pollution degree 3 or pollution degree 2.If the circuit board is mounted in an electrical box and sealed with a solid sealant, the sealing will look as follows: What should be…

  • 第3項「機能絶縁」の定義の見方

    機能的絶縁: 電位の異なる導電性部分間の絶縁であり、機器が適切に機能するためにのみ必要です。 下の図は典型的な機能絶縁の図です。PCB の銅レール層の図に示されているように、ラベルの茶色の部分は電源活線 (電流ヒューズ間に接続されている 2 つの茶色の位置)、青色の部分です。接続は電力線の中性線であり、活線であり、中性線には 2 つの線の間に電圧差があるため、選択した銅線レールの青色の部分と選択した銅線レールの茶色の部分の間の最短距離になります。レール、つまり機能絶縁体です。実際、通常の動作では、下の写真の回路基板、銅レール上の電圧は多くの場所で同じではないため、機能絶縁の形成により、読者は動作電圧によって独自の回路分析を行うことができます。各部分。 AC 非同期モーターの一般的な巻線接続図は次の図のようになります。図のコンデンサが動作しているとき、コンデンサの両端の電圧は通常、製品の定格電圧よりも高くなります。たとえば、定格電圧が 220V の場合、動作中にマルチメータで測定されるコンデンサの両端の電圧は通常 300V を超えます。このとき、コンデンサの両端間の機能絶縁を評価する場合、300V以上の使用電圧を基準に評価する必要がありますが、実際にはコンデンサ自体の機能絶縁は一般的には可能ではありません。コンデンサの端子がコンデンサのケース内に封入されているため測定されます。測定できる箇所はコンデンサの2本のリード線の端子台です。 下図に示すように、端子台には左側に活線が接続され、右側に中性線が接続されています。赤い線の位置は機能絶縁体の沿面距離です(クリアランスもここで決定できます)。 下の図に示されているキャリパーの測定値は、PCB 上のアダプターの入力のライブ銅線と中性銅線の間の機能絶縁を表しています。 As shown in the figure below, the terminal block has the live wire connected on the left and the neutral wire connected on the right. The position of the red line is the creepage distance of the…

  • 第3項「補助絶縁」の定義の見方

    補助絶縁:基礎絶縁が切れた場合に感電を防ぐために、基礎絶縁とは別に施される独立した絶縁 基礎断熱材の外側にあり、基礎断熱材から独立しており、通常はユーザーがアクセスできる断熱材。補助絶縁はその名のとおり追加的なものであり、基礎絶縁に追加する絶縁を指します。これには、この規格の基本原則、つまり二重保護の原則が関係します。いかなる危険に対しても、少なくとも 2 層または 2 セットの保護措置を講じる必要があります。いずれかの保護手段が失敗した場合でも、アプライアンスは別の保護層によって保護されます。ここでの追加絶縁の要件は、基礎絶縁が機能しなくなった場合に保護の役割を果たすことができる絶縁を考慮することです。ここでの保護は充電部の保護のみを目的としています。この規格の他の要件には、非充電部分に対する二重保護措置の要件が含まれます。 下図に示すように、基礎絶縁体の外表面(ここでは内部電線の電線被覆の外表面、またはスイッチのプラスチック材料表面と理解してください)から絶縁可能な箇所まで使用者が触れる部分(機器の底カバーや側面シェル)は、写真例から、機器の底カバーや側面シェルが補助絶縁材であると判断できます。これに対応して、サイドシェル内面に沿った内部リード線シースから外部ユーザーが触れる可能性のある場所までの沿面距離を補助絶縁とし、内部基礎絶縁からの最短直線距離と定義できます。空気を通って外部ユーザーが触れる可能性のある場所までの距離を補助絶縁クリアランスとして定義できます。ここでいうクリアランスとは、一般的にボトムシェルとサイドシェルの間の隙間を指します。