چگونه فلکس بر پیچش آرماتور تأثیر می‌گذارد

چگونه جریان مغناطیسی بر پیچه‌های آرماتور تأثیر می‌گذارد

تأثیر جریان مغناطیسی بر پیچه‌های آرماتور در اصول عملکرد موتورها و ژنراتورها مرکزی است. در این دستگاه‌ها، تغییرات در جریان مغناطیسی با توجه به قانون القای الکترومغناطیسی فارادی یک نیروی الکتروموتوری (EMF) در پیچه‌های آرماتور القا می‌کند. در زیر توضیح دقیقی از نحوه تأثیر جریان مغناطیسی بر پیچه‌های آرماتور ارائه شده است:

1. القای نیروی الکتروموتوری (EMF)

بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، هنگامی که جریان مغناطیسی از طریق یک مدار بسته تغییر می‌کند، یک EMF القایی در آن مدار تولید می‌شود. برای پیچه‌های آرماتور، اگر جریان مغناطیسی با زمان تغییر کند (به عنوان مثال، در یک میدان مغناطیسی چرخان)، این جریان مغناطیسی متغیر یک ولتاژ در پیچه‌های آرماتور القا می‌کند. فرمول به صورت زیر است:

• E نیروی الکتروموتوری القایی است؛

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">N</span>\; }$N تعداد دوران پیچه است؛

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>\; }$Φ جریان مغناطیسی است؛

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Delta </span>\; }\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">t</span>\; }$Δt تغییر زمان است.

علامت منفی نشان می‌دهد که جهت EMF القایی مخالف تغییر جریان مغناطیسی که آن را القا کرده است، طبق قانون لنز است.

2. القای جریان

پس از القای یک EMF در پیچه‌های آرماتور و تشکیل یک مدار بسته با بار خارجی، جریان جریان می‌یابد. این جریان، که ناشی از تغییر جریان مغناطیسی است، به عنوان جریان القایی شناخته می‌شود. مقدار جریان القایی به EMF القایی، مقاومت پیچه و هر نوع امپدانس سری موجود بستگی دارد.

3. تولید گشتاور

در موتورها، وقتی جریان از طریق پیچه‌های آرماتور جریان می‌یابد، این جریان‌ها با میدان مغناطیسی تولید شده توسط استاتور تعامل می‌کنند و گشتاور ایجاد می‌کنند. این امر به این دلیل است که رسانای حامل جریان در یک میدان مغناطیسی نیرویی تجربه می‌کند (نیروی آمپر). این نیرو می‌تواند برای حرکت محور چرخشی استفاده شود و به موتور اجازه می‌دهد کار مکانیکی انجام دهد.

4. EMF برگشتی

در موتورهای DC، هنگامی که آرماتور شروع به چرخش می‌کند، خطوط میدان مغناطیسی را قطع می‌کند و یک EMF تولید می‌کند که با ولتاژ تغذیه مخالف است؛ این EMF برگشتی یا EMF ضدی نامیده می‌شود. وجود EMF برگشتی رشد جریان آرماتور را محدود می‌کند و به پایداری سرعت موتور کمک می‌کند.

5. اشباع مغناطیسی و کارایی

وقتی چگالی جریان مغناطیسی به نقطه خاصی افزایش می‌یابد، ماده هسته ممکن است به اشباع مغناطیسی برسد، جایی که افزایش‌های بیشتر در جریان تحریکی به طور قابل توجهی جریان مغناطیسی را افزایش نمی‌دهد. اشباع مغناطیسی نه تنها عملکرد موتور را تحت تأثیر قرار می‌دهد بلکه می‌تواند منجر به افت‌های انرژی اضافی شود و کارایی موتور را کاهش دهد.

به طور خلاصه، تغییرات در جریان مغناطیسی مستقیماً بر EMF القایی، جریان و در نتیجه گشتاور در پیچه‌های آرماتور تأثیر می‌گذارد، که این عوامل برای عملکرد صحیح موتورها و ژنراتورها بنیادی هستند. طراحی و عملکرد صحیح موتورها و ژنراتورها باید این عوامل را در نظر بگیرند تا عملکرد کارآمد و قابل اعتمادی تضمین شود.