Quina és la raó per la qual el rotor d'un motor d'inducció té un nombre diferent de pols que el estator?

El nombre de pols del rotor en els motors d'inducció és normalment el mateix que el nombre de pols de l'estator, ja que el principi de treball del motor depèn del camp magnètic rotatiu generat per la interacció entre l'estator i el rotor. El següent explica detalladament per què el nombre de pols del rotor és normalment el mateix que el nombre de pols de l'estator, i explora si invertir el nombre de pols pot millorar el rendiment del motor.

Per què el nombre de pols del rotor és el mateix que el nombre de pols de l'estator?

Camp magnètic síncron

• Enrotllament de l'estator: El camp magnètic rotatiu generat pel bobinat de l'estator té un nombre fix de pols, normalment un nombre parell de parelles de pols (com ara 2 parelles de pols, equivalents a 4 pols).

• Enrotllament del rotor: Perquè el rotor pugui girar amb el camp magnètic de l'estator, el rotor també ha de tenir el mateix nombre de pols per poder sincronitzar-se amb el camp magnètic de l'estator i produir un torque electromagnètic constant.

Generació de torque

• Corrent induït: Quan l'estator genera un camp magnètic rotatiu, es produeix una corrent induïda al rotor, i el camp magnètic format per aquests corrents al rotor interactua amb el camp magnètic de l'estator per produir el torque.

• Coincidència de pols: Només quan el nombre de pols del rotor és el mateix que el nombre de pols de l'estator, el camp magnètic del rotor es pot sincronitzar amb el camp magnètic de l'estator, generant així eficientment el torque.

Ratxa de desplaçament

• Velocitat síncrona: La velocitat síncrona ns del motor és proporcional al nombre de pols p i la freqüència de la font d'alimentació f, és a dir, ns= 120f/ p

• Velocitat real: la velocitat real n del rotor és sempre menor que la velocitat síncrona, i la raó de la diferència respecte a la velocitat síncrona s'anomena ratxa de desplaçament s.És a dir, s= (ns−n)/ns.

Millora el rendiment invertir els pols?

L'efecte de la inversió de pols

• Assimetria del camp magnètic: Si el nombre de pols del rotor no coincideix amb el nombre de pols de l'estator, això portarà a una assimetria del camp magnètic, que afectarà el funcionament normal del motor.

• Fluctuació de torque: La falta de coincidència de pols causarà una major fluctuació de torque, el funcionament del motor serà inestable, i fins i tot no podrà iniciar o funcionar normalment.

Impacte en el rendiment

• Reducció de l'eficiència: La falta de coincidència de pols pot portar a una reducció de l'eficiència del motor degut a una menor eficiència en la conversió d'energia.

• Soroll i vibració: Els camps magnètics asimètrics poden causar que el motor produeixi soroll i vibració addicionals, afectant la vida útil de l'equips.

Altres consideracions

• Flexibilitat de disseny: En alguns dissenys especials, com els motors de dues velocitats, el nombre de pols es pot canviar canviant la connexió dels enrotllaments de l'estator per assolir diferents velocitats. Però això encara està predefinit en el moment del disseny, més aviat que canviar aleatoriament el nombre de pols.

• Tipus de motors: Diferents tipus de motors (com els motors síncrons de magnet permanent) poden tenir diferents combinacions de pols, però aquests estan dissenyats per a propòsits d'aplicació específics.

Resum

El nombre de pols del rotor en un motor d'inducció és normalment el mateix que el nombre de pols de l'estator, això és per assegurar que el rotor pugui girar sincrònicament amb el camp magnètic de l'estator, resultant en un torque electromagnètic estable. Si el nombre de pols s'inverteix (és a dir, es canvia el nombre de pols), el camp magnètic serà asimètric, la fluctuació de torque augmentarà, l'eficiència del motor es reduirà, i es generarà soroll i vibració addicional. Per tant, invertir el nombre de pols no millorarà el rendiment del motor, sinó que farà que el motor no funcioni correctament. En les aplicacions pràctiques, qualsevol modificació del nombre de pols del motor hauria de realitzar-se sota la guia de professionals i assegurant que compleixi amb els requisits de disseny del motor.