Voitko selittää kuinka kolmifasediinduktiomotori toimii ja miksi sillä ei ole pyöreävää magneettikenttää
Kolmihasijärjestelmän induktiomotoreiden (myös tunnettuina asynkronimotoreina) toimintaperiaate perustuu siihen sähkömagneettiseen voimaan, joka syntyy statorin kierrettyjen magneettikenttien ja rotoriin indusoitunut sähkövirta välisen vuorovaikutuksen seurauksena. Itse asiassa yksi kolmihasijärjestelmän induktiomotorin keskeisistä ominaisuuksista on kyky luoda kiertävää magneettikenttää, mikä on ratkaisevan tärkeää motorin käynnistymisen ja toiminnan kannalta. Seuraavaksi kerrotaan kolmihasijärjestelmän induktiomotorin toimintaperiaatteesta ja siitä, miten se luo kiertävän magneettikentän.
Kolmihasijärjestelmän induktiomotorin toimintaperiaate
Statorin kierröt: Stator on motorin paikallaan pysyvä osa, joka sisältää kolme kiertoa, jotka vastaavat kolmen vaiheen kolmihasijärjestelmän vaihtovirtaa. Kolme kiertoa ovat avaruudessa 120° kulmassa toisiinsa nähden. Kun kolmihasijärjestelmän vaihtovirta annetaan kaikkien kolmen kierron kautta, ne tuottavat kiertävän magneettikentän.
Kiertävä magneettikenttä: Kolmihasijärjestelmän vaihtovirran vaiheero vaikuttaa siihen, että statorin kierröillä generoitu magneettikenttä esittää kiertevän vaikutuksen avaruudessa. Toisin sanoen, kun virta kulkee statorin kierrön kautta, magneettikentän suunta ja sijainti muuttuvat jatkuvasti, muodostuen kiertäväksi magneettikentäksi.Tämän kiertävän magneettikentän suunta riippuu virran vaihejärjestyksestä, eli A-B-C-järjestyksestä tai päinvastoin.
Rotori: Rotori on motorin pyörivä osa, joka yleensä koostuu johtimista (kuten kupari- tai alumiinipalkkeja), jotka muodostavat suljetun silmukan rotorin ytimessä. Kun kiertävä magneettikenttä leikkaa rotorin johtimet, rotorissa indukoidaan sähkövirta (Faradayn sähkömagneettisen induktion lain mukaan).
Sähkömagneettinen voima ja momentti: Indukoidun sähkövirran vuorovaikutus kiertävän magneettikentän kanssa luo Lorentzin voiman, joka ajaa rotoria pyörimään. Koska rotorin nopeus on aina pienempi kuin synkroninopeus, on olemassa liuku (slip), mikä on syy sille, että induktiomotori tuottaa jatkuvaa momenttia.
Miksi kiertävä magneettikenttä tapahtuu?
Kiertävä magneettikenttä aiheutuu kolmihasijärjestelmän vaihtovirran vaiheeron statorin kierröissä. Tarkemmin sanottuna:
Vaiheero: Jokaisen kolmen vaiheen AC:n välinen vaiheero on 120°, mikä tarkoittaa, että virran huippu- ja nollakohdat ovat ajoissa siirtymiässä.
Avaruudellinen jakautuminen: Statorin kierröt ovat avaruudessa 120° kulmassa toisiinsa nähden, joten kun virta kulkee kierröiden kautta, magneettikenttä muodostaa kiertävän vaikutuksen avaruudessa.
Miksi tarvitaan kiertävää magneettikenttää?
Kiertävän magneettikentän merkitys kolmihasijärjestelmän induktiomotorille on se, että:
Käynnistyksen kyky: Kiertävä magneettikenttä tarjoaa käynnistysmomentin, joka saa paikallaan olevan rotorin aloittamaan pyörimisen.
Sileä toiminta: Kun käynnistys on aloitettu, kiertävä magneettikenttä jatkaa vuorovaikutusta rotorissa indusoitunut sähkövirta kanssa, tuottaen jatkuvaa momenttia, mikä tekee motorista sileästi toimivan.
Teokas siirto: Kiertävä magneettikenttä mahdollistaa motorin tehokkaan toiminnan laajassa nopeuden ulottuvuudessa, samalla tarjoten hyvää nopeuden ohjaamista.
Yhteenveto
Kolmihasijärjestelmän induktiomotorin toimintaperiaate on tuottaa momentti statorin kierröillä luodun kiertävän magneettikentän ja rotorissa indusoitunut sähkövirta välisen vuorovaikutuksen avulla. Kiertävä magneettikenttä aiheutuu kolmihasijärjestelmän vaihtovirran vaiheerosta ja avaruudellisesta jakautumisesta statorin kierröissä. Kiertävä magneettikenttä on välttämätön motorin käynnistymisen ja jatkuvan toiminnan kannalta, sillä se tarjoaa tarvittavan käynnistysmomentin ja jatkuvan momentin, joka tarvitaan sileälle toiminnalle. Siksi kolmihasijärjestelmän induktiomotoreissa tarvitaan ja voidaan tuottaa kiertävää magneettikenttää.
