توکان ناخواسته

تاریخچه تورک مخالفت، که به عنوان تورک ترازش نیز شناخته می‌شود، پدیده‌ای است که توسط اجسام فرومغناطیسی زمانی که در معرض یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می‌گیرند تجربه می‌شود. این گشتاور عمل می‌کند تا جسم فرومغناطیسی را با جهت میدان مغناطیسی خارجی هم‌خط کند. هنگامی که در معرض یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می‌گیرد، جسم فرومغناطیسی یک میدان مغناطیسی داخلی ایجاد می‌کند. برهم‌کنش بین این میدان مغناطیسی القایی داخلی و میدان مغناطیسی خارجی منجر به تولید تورک مخالفت می‌شود، که جسم را مجبور می‌کند تا خود را تا رسیدن به ترازش بهینه با خطوط میدان مغناطیسی خارجی دوباره تراز کند. این ترازش زمانی رخ می‌دهد که سیستم تلاش می‌کند مخالفت مغناطیسی را که معیاری از مخالفت با ایجاد جریان مغناطیسی درون جسم است، حداقل کند.

تورک از برهم‌کنش بین دو میدان مغناطیسی ناشی می‌شود که باعث می‌شود جسم حول محوری که با جهت میدان مغناطیسی هم‌خط است، دوران کند. این تورک بر روی جسم عمل می‌کند و آن را مجبور می‌کند تا خود را به گونه‌ای دوباره تراز کند که مخالفت مغناطیسی را حداقل کند، بنابراین مسیر ممکن سلیس‌ترین برای جریان مغناطیسی فراهم می‌کند.

این تورک به عنوان تورک ناهماهنگی نیز شناخته می‌شود، زیرا تولید آن مستقیماً به ویژگی‌های ناهماهنگی ماشین نسبت داده می‌شود. ناهماهنگی به نامتقارنی هندسی و مغناطیسی درون ماشین اشاره دارد که تغییرات در مخالفت مغناطیسی را ایجاد می‌کند که تولید این تورک را موجب می‌شود.

موتورهای مخالفت به طور اساسی بر تورک مخالفت برای عملکرد خود متکی هستند. عملکرد موتور به تعامل مداوم و دوباره ترازش میدان‌های مغناطیسی، که توسط این تورک امکان‌پذیر است، متکی است تا حرکت دورانی تولید کند. اندازه تورک مخالفت می‌تواند با استفاده از یک فرمول خاص محاسبه شود که پارامترهای مختلفی مانند قدرت میدان‌های مغناطیسی، هندسه ماشین و خواص مواد را در نظر می‌گیرد، که اندازه‌گیری کمی مهمی برای طراحی، تحلیل و بهینه‌سازی موتورهای الکتریکی مبتنی بر مخالفت فراهم می‌کند.

در زمینه محاسبات تورک مخالفت، از نمادهای زیر استفاده می‌شود:

• Trel نشان‌دهنده مقدار میانگین تورک مخالفت است.

• V نشان‌دهنده ولتاژ اعمال شده است که نقش حیاتی در تأمین انرژی موتور و تأثیرگذاری بر تعاملات میدان‌های مغناطیسی دارد.

• f نشان‌دهنده فرکانس خط است که نرخ تغییر میدان‌های مغناطیسی را تعیین می‌کند و بنابراین بر فرآیند تولید تورک تأثیر می‌گذارد.

• δrel زاویه تورک است که به درجه الکتریکی اندازه‌گیری می‌شود. این زاویه اختلاف فاز بین میدان‌های مغناطیسی استاتور و روتور را نشان می‌دهد و عامل کلیدی در محاسبه مقدار تورک مخالفت است.

• K ثابت موتور است، پارامتری خاص موتور که مشخصات مرتبط با طراحی را شامل می‌شود، مانند هندسه مدار مغناطیسی و خواص مواد.

تورک مخالفت عمده در موتورهای مخالفت تولید می‌شود. اصل اساسی تولید آن در این موتورها در تغییر مخالفت مغناطیسی است. هنگامی که روتور در میدان مغناطیسی استاتور حرکت می‌کند، تغییرات در طول فاصله هوایی و هندسه مسیر مغناطیسی موجب نوسانات در مخالفت می‌شود. این تغییرات، به نوبه خود، تورک مخالفت را تولید می‌کنند که چرخش موتور را می‌راند.

حد پایداری موتورهای مخالفت، در ارتباط با زاویه تورک، معمولاً بین +δ/4 تا -δ/4 متغیر است. عملکرد در این محدوده زاویه‌ای مطمئن می‌کند که موتور عملکرد پایداری داشته باشد و از مشکلاتی مانند توقف یا رفتار غیرمنتظم اجتناب کند.

از نظر ساختار، استاتور موتور مخالفت به شدت شبیه استاتور یک موتور القایی تک‌فاز است که دارای پیچش‌هایی برای ایجاد یک میدان مغناطیسی چرخان است. از طرف دیگر، روتور معمولاً از نوع کفتربندی است. این طراحی روتور ساده اما مؤثر، در ترکیب با ویژگی‌های مغناطیسی منحصر به فرد استاتور، امکان تولید و استفاده مؤثر از تورک مخالفت را فراهم می‌کند، که موتورهای مخالفت را برای انواع کاربردهایی مناسب می‌کند که کارایی هزینه‌ای و عملکرد قابل اعتماد نیازهای کلیدی هستند.