Moment oporu magnetycznego
Moment oporu magnetycznego, znany również jako moment wyrównawczy, to zjawisko występujące u obiektów ferromagnetycznych umieszczonych w zewnętrznym polu magnetycznym. Ten moment działa na wyrównanie obiektu ferromagnetycznego z kierunkiem zewnętrznego pola magnetycznego. Gdy obiekt ferromagnetyczny jest narażony na zewnętrzne pole magnetyczne, generuje wewnętrzne pole magnetyczne jako odpowiedź. Wzajemne oddziaływanie między wywołanym polem wewnętrznym a zewnętrznym polem magnetycznym powoduje powstanie momentu oporu magnetycznego, zmuszając obiekt do ponownego skierowania się, aż osiągnie optymalne wyrównanie z liniami pola magnetycznego zewnętrznego. To wyrównanie następuje, gdy system dąży do minimalizacji oporu magnetycznego, który jest miarą oporu dla utworzenia strumienia magnetycznego w obiekcie.
Moment powstaje w wyniku oddziaływania między dwoma polami magnetycznymi, powodując obrót obiektu wokół osi zorientowanej zgodnie z kierunkiem pola magnetycznego. Ten moment działa na obiekt, zmuszając go do przepozycjonowania się w sposób, który minimalizuje opór magnetyczny, co ułatwia płynne przepływanie strumienia magnetycznego.
Ten moment nazywany jest także momentem saliency, ponieważ jego powstanie jest bezpośrednio związane z cechami saliency maszyny. Saliency, która odnosi się do geometrycznej i magnetycznej asymetrii w maszynie, tworzy wahania oporu magnetycznego, które prowadzą do powstania tego momentu.
Motory oporu magnetycznego opierają się fundamentalnie na momencie oporu magnetycznego w swojej pracy. Funkcjonalność silnika zależy od ciągłego oddziaływania i ponownego wyrównywania pól magnetycznych, które są możliwe dzięki temu momentowi, aby wytworzyć ruch obrotowy. Wielkość momentu oporu magnetycznego można obliczyć za pomocą określonego wzoru, który uwzględnia różne parametry, takie jak natężenia pól magnetycznych, geometrię maszyny i właściwości materiałów, dostarczając kluczową miarę niezbędną do projektowania, analizy i optymalizacji maszyn elektrycznych opartych na oporze magnetycznym.
W kontekście obliczeń momentu oporu magnetycznego używane są następujące oznaczenia:
Trel reprezentuje średnią wartość momentu oporu magnetycznego.
V oznacza przyłożone napięcie, które odgrywa kluczową rolę w zasilaniu silnika i wpływaniu na oddziaływania pól magnetycznych.
f oznacza częstotliwość sieciową, która określa tempo zmian pól magnetycznych i wpływa na proces generowania momentu.
δrel to kąt momentu, mierzony w stopniach elektrycznych. Ten kąt wskazuje różnicę fazową między polami magnetycznymi statora i wirnika i jest kluczowym czynnikiem w obliczaniu wielkości momentu oporu magnetycznego.
K to stała silnika, parametr specyficzny dla danego silnika, który obejmuje różne charakterystyki związane z projektem, takie jak geometria obwodu magnetycznego i właściwości materiałów.
Moment oporu magnetycznego jest głównie generowany w motorach oporu magnetycznego. Podstawowe zasady jego powstawania w tych silnikach opierają się na zmienności oporu magnetycznego. Gdy wirnik porusza się w polu magnetycznym statora, zmiany długości szczeliny powietrznej i geometrii ścieżki magnetycznej powodują wahania oporu. Te wahania, z kolei, powodują powstanie momentu oporu magnetycznego, który napędza obrót silnika.
Granica stabilności motorów oporu magnetycznego, w odniesieniu do kąta momentu, zwykle mieści się w zakresie +δ/4 do -δ/4. Działanie w tym zakresie kątowym zapewnia stabilną pracę silnika, unikając problemów, takich jak zatrzymanie się lub nieregularne zachowanie.
W kwestii konstrukcji, stator motora oporu magnetycznego przypomina stator jednofazowego silnika indukcyjnego, mając cewki zaprojektowane do tworzenia obrotowego pola magnetycznego. Wirnik, z drugiej strony, jest często typu klatkowego. Ta prosta, ale efektywna konstrukcja wirnika, połączona z unikalnymi właściwościami magnetycznymi statora, umożliwia efektywne generowanie i wykorzystanie momentu oporu magnetycznego, co sprawia, że motory oporu magnetycznego są odpowiednie dla szerokiego zakresu zastosowań, gdzie kluczowe są kosztowo korzystne i niezawodne działanie.
