מה הסיבה שהרוטור של מנוע תקע בעל מספר קוטבים שונה מהסטטור

מספר הקטבים במדחפים של מנועי אינ덕ציה הוא בדרך כלל זהה למספר קטבי הסטטור, מכיוון שהעקרון הפעיל של המנוע תלוי בשדה מגנטי סיבובי הנוצר על ידי האינטראקציה בין הסטטור למדחס. להלן הסבר מפורט מדוע מספר קטבי המדחס הוא בדרך כלל זהה למספר קטבי הסטטור, וחקירת השאלה אם שינוי במספר הקטבים יכול לשפר את ביצועי המנוע.

למה מספר קטבי המדחס הוא זהה למספר קטבי הסטטור?

שדה מגנטי סנכרוני

• מיתוג הסטטור: השדה המגנטי הסיבובי שנוצר על ידי מיתוג הסטטור הוא מספר קוטבי קבוע, בדרך כלל זוגות קוטבים זוגיים (כמו שני זוגות קוטבים, ארבעה קוטבים שקולים).

• מיתוג המדחס: כדי שהמדחס יוכל לסובב עם השדה המגנטי של הסטטור, עליו גם להיות לו אותו מספר קוטבים כך שיוכל להתסנכרן עם השדה המגנטי של הסטטור ולהפיק מומנט אלקטרומגנטי קבוע.

יצירה של מומנט

• זרם מושרה: כאשר הסטטור יוצר שדה מגנטי סיבובי, מושרה זרם במדחס, והשדה המגנטי הנוצר מהזרמים הללו במדחס מתאפס עם שדה המגנט של הסטטור ומפיק מומנט.

• התאמה של הקטבים: רק כאשר מספר קטבי המדחס זהה למספר קטבי הסטטור, ניתן לתאם את השדה המגנטי של המדחס עם השדה המגנטי של הסטטור וליצור מומנט בצורה יעילה.

קצב החלק

• מהירות סנכרונית: המהירות הסנכרונית ns של המנוע היא ביחס ישר למספר הקטבים p ותדירות ההספק f, כלומר, ns= 120f/ p

• מהירות אמיתית: המהירות האמיתית n של המדחס תמיד קטנה מהמהירות הסנכרונית, והיחס בין ההבדל למהירות הסנכרונית נקרא קצב החלק s.כלומר s= (ns−n)/ns.

האם הפיכת הקטבים משפרת את הביצועים?

השפעת הפיכת הקטבים

• אי-סימטריה של השדה המגנטי: אם מספר קטבי המדחס אינו תואם למספר קטבי הסטטור, זה יוביל לא-סימטריה של השדה המגנטי, אשר תשפיע על פעולת המנוע הנורמלית.

• נדנדות במומנט: אי-תאימות בין הקטבים תוביל להגדלת נדנדות במומנט, לפעילות בלתי יציבה של המנוע, ואפילו אי-יכולת להתחיל או לפעול באופן נורמלי.

השפעה על הביצועים

• ירידה בביעילות: אי-תאימות בין הקטבים יכולה להוביל לירידה בביעילות המנוע בשל ירידה ביעילות המרת האנרגיה.

• רעש ורטט: שדות מגנטיים לא סימטריים יכולים לגרום למנוע לייצר רעש ורטט נוספים, המשפיעים על חיי המנוע של הציוד.

תחשבונות נוספות

• מגבלות עיצוביות: בעיצובים מיוחדים מסוימים, כגון מנועי שתי מהירויות, ניתן לשנות את מספר הקטבים על ידי שינוי החיבור של מיתוג הסטטור כדי להשיג מהירויות שונות. אבל זהו עדיין הגדרה מראש בתכנון ולא שינוי אקראי במספר הקטבים.

• סוגי מנועים: מנועים שונים (כמו מנועים סנכרוניים עם מגנטים קבועים) עשויים להכיל צירופי קטבים שונים, אך אלו מתוכננים למטרות שימוש ספציפיות.

סיכום

מספר קטבי המדחס במנוע אינדוקטיבי הוא בדרך כלל זהה למספר קטבי הסטטור, כדי להבטיח שהמדחס יוכל לסובב באופן סנכרוני עם השדה המגנטי של הסטטור, ובכך ליצור מומנט אלקטרומגנטי יציב. אם מספר הקטבים נשנה (כלומר, מספר הקטבים משתנה), השדה המגנטי יהיה לא סימטרי, תגדל נדנדות במומנט, ירדת הביעילות של המנוע ויגדלו הרעש והרטט הנוספים. לכן, הפיכת מספר הקטבים לא תשפר את ביצועי המנוע, אלא תגרום למנוע שלא יעבוד באופן תקין. בישומים מעשיים, כל שינוי במספר קטבי המנוע צריך להתבצע בהנחיית מומחים ולבטוח שהוא עומד בתנאי התכנון של המנוע.