Wat is de reden dat de rotor van een asynchrone motor een ander aantal polen heeft dan de stator?

Het aantal rotorpolen in asynchrone motoren is meestal hetzelfde als het aantal statorpolen, omdat het werkingsprincipe van de motor afhankelijk is van het roterende magnetische veld dat wordt gegenereerd door de interactie tussen de stator en de rotor. Het volgende legt uit waarom het aantal rotorpolen meestal hetzelfde is als het aantal statorpolen, en onderzoekt of het omkeren van het aantal polen de prestaties van de motor kan verbeteren.

Waarom is het aantal rotorpolen hetzelfde als het aantal statorpolen?

Synchroon magnetisch veld

• Statorwinding: Het roterende magnetische veld dat wordt gegenereerd door de statorwinding heeft een vast aantal polen, meestal een even aantal poolparen (bijvoorbeeld 2 poolparen, 4 poolparen).

• Rotorwinding: Om te zorgen dat de rotor met het statormagnetisch veld kan roteren, moet de rotor ook hetzelfde aantal polen hebben, zodat hij zich kan synchroniseren met het statormagnetisch veld om een constante elektromagnetische koppelkracht te produceren.

Koppelkracht generatie

• Geïnduceerde stroom: Wanneer de stator een roterend magnetisch veld genereert, wordt er een stroom geïnduceerd in de rotor, en het magnetisch veld dat door deze stromen in de rotor wordt gevormd, werkt samen met het statormagnetisch veld om koppelkracht te produceren.

• Poolafstemming: Alleen wanneer het aantal rotorpolen hetzelfde is als het aantal statorpolen, kan het rotormagnetisch veld worden gesynchroniseerd met het statormagnetisch veld, waardoor koppelkracht effectief wordt opgewekt.

Glijdpercentage

• Synchrone snelheid: De synchrone snelheid ns van de motor is evenredig met het poolaantal p en de netsfrequentie f, dat wil zeggen, ns= 120f/ p

• Werksnelheid: de werkelijke snelheid n van de rotor is altijd minder dan de synchrone snelheid, en het verhouding van het verschil tot de synchrone snelheid wordt het glijdpercentage s genoemd. Dat is s= (ns−n)/ns.

Verbeteren omgekeerde polen de prestaties?

Het effect van poolumkering

• Magnetisch veld asymmetrie: Als het aantal rotorpolen niet overeenkomt met het aantal statorpolen, zal dit leiden tot asymmetrie in het magnetisch veld, wat de normale werking van de motor beïnvloedt.

• Koppelkracht fluctuaties: Poolmismatch zal leiden tot toename van koppelkracht fluctuaties, onstabiele motorwerking, en zelfs kan niet starten of normaal functioneren.

Prestatie impact

• Verlaagde efficiëntie: Poolmismatches kunnen leiden tot vermindering van de motorefficiëntie vanwege verminderde energieomzettingsefficiëntie.

• Geluid en trilling: Asymmetrische magnetische velden kunnen leiden tot extra geluid en trilling in de motor, wat de levensduur van de apparatuur beïnvloedt.

Overige overwegingen

• Ontwerpflexibiliteit: In sommige speciale ontwerpen, zoals twee-snelheidsmotoren, kan het aantal polen worden gewijzigd door de verbinding van de statorwindingen te veranderen om verschillende snelheden te bereiken. Maar dit is nog steeds vooraf ingesteld bij het ontwerp, in plaats van willekeurig het aantal polen te wijzigen.

• Soorten motoren: Verschillende soorten motoren (zoals permanente magneet synchrone motoren) kunnen verschillende combinaties van polen hebben, maar deze zijn ontworpen voor specifieke toepassingsdoeleinden.

Samenvatting

Het aantal rotorpolen in een asynchrone motor is meestal hetzelfde als het aantal statorpolen, om ervoor te zorgen dat de rotor synchroon kan roteren met het statormagnetisch veld, resulterend in een stabiele elektromagnetische koppelkracht. Als het aantal polen wordt omgekeerd (dat wil zeggen, het aantal polen wordt gewijzigd), zal het magnetisch veld asymmetrisch zijn, de koppelkracht fluctuaties zullen toenemen, de motorefficiëntie zal dalen, en er zullen extra geluid en trillingen worden geproduceerd. Daarom zal het omkeren van het aantal polen de prestaties van de motor niet verbeteren, maar de motor juist niet goed laten functioneren. In praktische toepassingen dient elke aanpassing van het aantal polen van de motor onder leiding van professionals te worden uitgevoerd en moet het voldoen aan de ontwerpeisen van de motor.