Jaki jest powód, dla którego wirnik indukcyjnego silnika elektrycznego ma inną liczbę biegunów niż stator?
Liczba biegunów wirnika w silnikach indukcyjnych jest zwykle taka sama jak liczba biegunów stojana, ponieważ zasada działania silnika zależy od pola magnetycznego obrotowego generowanego przez interakcję między stojanem i wirnikiem. Poniżej szczegółowo wyjaśniono, dlaczego liczba biegunów wirnika jest zwykle taka sama jak liczba biegunów stojana, oraz bada się, czy zmiana liczby biegunów może poprawić wydajność silnika.
Dlaczego liczba biegunów wirnika jest taka sama jak liczba biegunów stojana?
Synchroniczne pole magnetyczne
Obwinięcie stojana: Pole magnetyczne obrotowe generowane przez obwinięcie stojana ma stałą liczbę biegunów, zazwyczaj parzystą liczbę par biegunów (np. 2 pary biegunów, 4 bieguny równoważne).
Obwinięcie wirnika: Aby wirnik mógł obracać się wraz z polem magnetycznym stojana, musi również mieć taką samą liczbę biegunów, aby mógł synchronizować się z polem magnetycznym stojana i produkować stałe moment elektromagnetyczny.
Generowanie momentu
Indukowana prąd: Gdy stojan generuje pole magnetyczne obrotowe, w wirniku indukuje się prąd, a pole magnetyczne utworzone przez te prądy w wirniku oddziaływa z polem magnetycznym stojana, tworząc moment.
Dopasowanie biegunów: Tylko gdy liczba biegunów wirnika jest taka sama jak liczba biegunów stojana, pole magnetyczne wirnika może być zsynchronizowane z polem magnetycznym stojana, co skutecznie powoduje generowanie momentu.
Współczynnik poślizgu
Prędkość synchroniczna: Prędkość synchroniczna ns silnika jest proporcjonalna do liczby biegunów p i częstotliwości zasilania f, tj. ns= 120f/ p
Rzeczywista prędkość: rzeczywista prędkość n wirnika jest zawsze mniejsza niż prędkość synchroniczna, a stosunek różnicy do prędkości synchronicznej nazywany jest współczynnikiem poślizgu s. To znaczy s= (ns−n)/ns.
Czy odwrócenie biegunów poprawia wydajność?
Efekt odwrócenia biegunów
Asymetria pola magnetycznego: Jeśli liczba biegunów wirnika nie zgadza się z liczbą biegunów stojana, prowadzi to do asymetrii pola magnetycznego, co wpływa na prawidłowe działanie silnika.
Fluktuacje momentu: Niezgodność biegunów spowoduje zwiększenie fluktuacji momentu, co sprawi, że działanie silnika będzie niestabilne, a nawet nie będzie mógł uruchomić się lub działać normalnie.
Wpływ na wydajność
Zmniejszona wydajność: Niezgodności biegunów mogą prowadzić do zmniejszenia wydajności silnika ze względu na zmniejszoną efektywność przekształcania energii.
Szum i drgania: Asymetryczne pola magnetyczne mogą powodować dodatkowy szum i drgania silnika, wpływając na żywotność sprzętu.
Inne rozważania
Elastyczność projektowania: W niektórych specjalnych projektach, takich jak silniki dwuprzepustowe, liczbę biegunów można zmienić, zmieniając połączenie obwinięcia stojana, aby osiągnąć różne prędkości. Ale to jest nadal predefiniowane w czasie projektowania, a nie losowa zmiana liczby biegunów.
Typy silników: Różne typy silników (np. silniki synchroniczne z magnesami trwałymi) mogą mieć różne kombinacje biegunów, ale są one zaprojektowane do określonych celów zastosowania.
Podsumowanie
Liczba biegunów wirnika w silniku indukcyjnym jest zwykle taka sama jak liczba biegunów stojana, aby zapewnić, że wirnik może ob
