می‌توانید توضیح دهید که چگونه موتور القایی سه فاز کار می‌کند و چرا میدان مغناطیسی چرخان ندارد

اصل کار موتورهای القایی سه فاز (که به آنها موتورهای غیر همزمان نیز گفته می‌شود) به نیروی الکترومغناطیسی بستگی دارد که از تعامل میدان مغناطیسی چرخان تولید شده توسط پیچهای استاتور با جریان القایی در روتور ایجاد می‌شود. در واقع، یکی از ویژگی‌های کلیدی موتور القایی سه فاز توانایی آن در تولید میدان مغناطیسی چرخان است که برای شروع و عملکرد موتور حیاتی است. در ادامه اصل کار موتور القایی سه فاز و نحوه تولید میدان مغناطیسی چرخان توضیح داده شده است.

اصل کار موتور القایی سه فاز

• پیچهای استاتور: استاتور بخش ثابت موتور است که شامل سه مجموعه پیچ متناظر با هر فاز از جریان متناوب سه فاز است. این سه مجموعه پیچ در فضا با زاویه ۱۲۰ درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند. وقتی جریان متناوب سه فاز به هر یک از سه پیچ اعمال می‌شود، آنها یک میدان مغناطیسی چرخان تولید می‌کنند.

• میدان مغناطیسی چرخان: به دلیل اختلاف فاز جریان متناوب سه فاز، میدان مغناطیسی تولید شده توسط پیچهای استاتور یک اثر چرخشی در فضا ایجاد می‌کند. یعنی، وقتی جریان از پیچهای استاتور عبور می‌کند، جهت و موقعیت میدان مغناطیسی به طور مداوم تغییر می‌کند و یک میدان مغناطیسی چرخان تشکیل می‌دهد.جهت این میدان مغناطیسی چرخان بستگی به ترتیب فاز جریان دارد، یعنی ترتیب A-B-C یا برعکس.

• روتور: روتور بخش چرخان موتور است که معمولاً از رساناهای (مانند میله‌های مس یا آلومینیوم) تشکیل شده که یک حلقه بسته را در هسته روتر ایجاد می‌کنند. وقتی میدان مغناطیسی چرخان از رسانای روتر عبور می‌کند، یک جریان در رسانای روتر القاء می‌شود (بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی).

• نیروی الکترومغناطیسی و گشتاور: جریان القایی با میدان مغناطیسی چرخان تعامل می‌کند تا یک نیروی لورنتس ایجاد کند که روتر را به چرخش می‌اندازد. چون سرعت روتر همیشه کمتر از سرعت همزمان است، نرخ لغزش (لغزش) وجود دارد که دلیل تولید گشتاور مداوم در موتور القایی است.

چرا میدان مغناطیسی چرخان ایجاد می‌شود؟

میدان مغناطیسی چرخان به دلیل اختلاف فاز جریان متناوب سه فاز در پیچهای استاتور ایجاد می‌شود. به طور خاص:

• اختلاف فاز: اختلاف فاز بین هر فاز از جریان متناوب سه فاز ۱۲۰ درجه است که به این معنی است که قله و صفر جریان در زمان توزیع شده‌اند.

• توزیع فضایی: پیچهای استاتور در فضا با زاویه ۱۲۰ درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند، بنابراین وقتی جریان از پیچها عبور می‌کند، میدان مغناطیسی یک اثر چرخشی در فضا ایجاد می‌کند.

چرا به میدان مغناطیسی چرخان نیاز است؟

اهمیت میدان مغناطیسی چرخان برای موتور القایی سه فاز این است که:

• توان شروع: میدان مغناطیسی چرخان گشتاور شروع را فراهم می‌کند که باعث چرخش روتر ایستا می‌شود.

• عملکرد هموار: پس از شروع، میدان مغناطیسی چرخان به طور مداوم با جریان القایی در روتر تعامل می‌کند تا گشتاور مداوم تولید کند و موتور به صورت هموار کار کند.

• انتقال موثر: میدان مغناطیسی چرخان اجازه می‌دهد که موتور در محدوده گسترده‌ای از سرعت‌ها به صورت موثر کار کند و کنترل خوبی روی سرعت داشته باشد.

خلاصه

اصل کار موتور القایی سه فاز ایجاد گشتاور از طریق تعامل میدان مغناطیسی چرخان تولید شده توسط پیچهای استاتور و جریان القایی در روتر است. میدان مغناطیسی چرخان به دلیل اختلاف فاز و توزیع فضایی جریان متناوب سه فاز در پیچهای استاتور ایجاد می‌شود. میدان مغناطیسی چرخان برای شروع و عملکرد مداوم موتور ضروری است، زیرا گشتاور شروع و گشتاور مداوم مورد نیاز برای عملکرد هموار را فراهم می‌کند. بنابراین، موتورهای القایی سه فاز به میدان مغناطیسی چرخان نیاز دارند و می‌توانند آن را تولید کنند.